数字电子技术基础简明教程第三版(4)
数字电子技术基础简明教程(第三版)全
三、二进制代码 编码： 用二进制数表示文字、符号等信息的过程。 二进制代码： 编码后的二进制数。
二-十进制代码：用二进制代码表示十个数字符号 0 ~ 9，又称为 BCD 码（Binary Coded Decimal ）。 8421码 2421码 5211码
几种常见的BCD代码： 余 3 码 余 3 循环码
Y2 1 0 1 0 11 0 0
& ≥1
Y3
(真值表略)
(4) 异或运算 A
=1
(Exclusive—OR) B
Y4 = A ⊕ B = AB + AB
(5) 同或运算 (异或非)
(Exclusive—NOR)
Y5 = A ⊕ B A =1 B
= AB + AB A=
= A⊙B B
Y4
A B Y4 00 0
10 1 11 1
（3）非运算：
真
A
Y
值
0
1
表
1
0
逻辑函数式 Y = A + B 逻辑符号
A B
≥1 Y 或门（OR gate)
逻辑函数式 逻辑符号
Y= A
A1
Y 非门（NOT gate)
二、逻辑变量与逻辑函数及常用复合逻辑运算
1. 逻辑变量与逻辑函数 逻辑变量：在逻辑代数中，用英文字母表示的变量称
¾ 1.3.1 几种表示逻辑函数的方法 ¾ 1.3.2 几种表示方法之间的转换
基本概念
一、逻辑代数（布尔代数、开关代数）
逻辑： 事物因果关系的规律
逻辑函数: 逻辑自变量和逻辑结果的关系 Z = f ( A, B, C L)
逻辑变量取值：0、1 分别代表两种对立的状态
数字电子技术基础简明教程第三版4-6章(含答案)
第四章（选择、判断、填空共30题）一、选择题1.N个触发器可以构成能寄存位二进制数码的寄存器。
A.N-1B.NC.N+1D.2N2．在下列触发器中，有约束条件的是。
A.主从J K F/FB.主从D F/FC.同步R S F/FD.边沿D F/F3．一个触发器可记录一位二进制代码，它有个稳态。
A.0B.1C.2D.3E.44．存储8位二进制信息要个触发器。
A.2B.3C.4D.85．对于T触发器，若原态Q n=0，欲使新态Q n+1=1，应使输入T=。
A.0B.1C.QD.Q6．对于T触发器，若原态Q n=1，欲使新态Q n+1=1，应使输入T=。
A.0B.1C.QD.Q7．对于D触发器，欲使Q n+1=Q n，应使输入D=。
A.0B.1C.QD.Q8．对于J K触发器，若J=K，则可完成触发器的逻辑功能。
A.R SB.DC.TD.Tˊ9．欲使J K触发器按Q n+1=Q n工作，可使J K触发器的输入端。
A.J=K=0B.J=Q,K=QC.J=Q,K=QD.J=Q,K=0E.J=0,K=Q10．欲使J K触发器按Q n+1=Q n工作，可使J K触发器的输入端。
A.J=K=1B.J=Q,K=QC.J=Q,K=QD.J=Q,K=1E.J=1,K=Q11．欲使J K触发器按Q n+1=0工作，可使J K触发器的输入端。
A.J=K=1B.J=Q,K=QC.J=Q,K=1D.J=0,K=1E.J=K=112．欲使J K触发器按Q n+1=1工作，可使J K触发器的输入端。
A.J=K=1B.J=1,K=0C.J=K=QD.J=K=0E.J=Q,K=013．欲使D触发器按Q n+1=Q n工作，应使输入D=。
A.0B.1C.QD.Q14．下列触发器中，克服了空翻现象的有。
A.边沿D触发器B.主从R S触发器C.同步R S触发器D.主从J K触发器15．下列触发器中，没有约束条件的是。
A.基本R S触发器B.主从R S触发器C.同步R S触发器D.边沿D触发器16．描述触发器的逻辑功能的方法有。
数字电子技术基础简明教程(第三版) 4-6章
抗干扰0 能1力极0 强；异步置0
只有置1
0
1、00 置不1用0
功能异不。步允置许1
3. T 型触发器
在CP作用下，当T = 0时保持状态不变，T =1 时状态 翻转的电路，叫T 型时钟触发器。
Q
Q
1T C1
T Q n+1 功能 Q n1 T Q n TQ n
0 Q n 保持
T Qn
1 Q n 翻转 CP 下降沿时刻有效
56 引出端 功能 14
VCC
98 7
地
特性表 SD D CP RD
3.C边P 沿D0 DR触1–D 发S–1D器Q主n0+1要特点同步注置0
4 2 3 1 10 12 11 13
–SD1 CP1 – S–D2 CP2 –
D1 RD1 D2 RD2
C1P
的11上升11 沿Q1(正n 边保沿同持)步(或置无下1效降) 沿(负边沿)触发；
2. CP = 1 时跟随。 (Qn1 D) 下降沿到来时锁存 (Qn1 Qn )
三、集成同步 D 触发器
1. TTL 74LS375
Q
G1 >1
R G3 &
Q
>1 G2
S & G4
R
1 S CP
G5 D
D1 CP1、2
D2
D3 CP3、4
D4
74LS375
1 4
1D0 1LE
7 1D1
9 12
换 (2)比较上述特性方程，得出给定触发器中输入
方
信号的接法。
法 (3)画出用给定触发器实现待求触发器的电路。
1. JK D
已有
因此，令J = K = D D
数字电子技术基础简明教程第三版课程设计
数字电子技术基础简明教程第三版课程设计一、课程背景数字电子技术作为电子信息与计算机科学技术的基础，是现代信息科技的重要组成部分，在各个领域都有广泛的应用。
数字电子技术作为课程，是电子信息类和计算机类专业的必修课程。
本课程旨在通过教学使学生掌握数字电子技术的基本原理，了解数字电路的设计方法和实现技术，并能够利用所学知识解决实际问题。
二、课程目标1.了解数字电子技术的概念和基本原理2.掌握数字电路的设计方法和实现技术3.能够完成简单的数字电路设计，在实际工作中应用所学知识解决问题4.培养学生的逻辑思维能力和创新意识三、课程内容1. 数字信号与数字电路1.1 计算机是如何处理数字信息的 1.2 数字电路的发展历程 1.3 数字电路的分类和应用2. 数字逻辑基础2.1 逻辑代数基本概念 2.2 布尔代数及其运算 2.3 逻辑函数和逻辑表达式2.4 逻辑门电路的实现3. 组合逻辑电路3.1 组合逻辑电路的基本概念和特点 3.2 组合逻辑电路的设计方法 3.3 组合逻辑电路的实现技术4. 时序逻辑电路4.1 时序逻辑电路的基本概念和特点 4.2 时序逻辑电路的设计方法 4.3 时序逻辑电路的实现技术5. 数字系统设计5.1 数制转换和编码 5.2 存储器和存储器芯片 5.3 微处理器和单片机四、教学方法本课程采用理论讲授和实践操作相结合的教学方法，重点讲授数字电子技术的基本知识和实际应用技术，通过案例分析和模拟实验锻炼学生的设计和解决实际问题的能力。
五、实验内容1.组合逻辑电路设计实验2.时序逻辑电路设计实验3.存储器应用实验4.微处理器和单片机设计实验六、课程评估本课程的考核包括平时成绩和期末考试成绩两部分，其中平时成绩占50%，期末考试成绩占50%。
平时成绩主要由课堂出勤和作业完成情况组成，期末考试成绩主要考核学生对数字电子技术基本原理和应用技术的掌握情况。
七、教材1.《数字电子技术基础（第三版）》，沈华伟主编，北京邮电大学出版社，2017年2.《数字电路与逻辑设计》，刘昌权、周志勇主编，高等教育出版社，2015年3.《数字逻辑系统设计实验教程》，宋鹏婷主编，清华大学出版社，2018年八、其他本课程教学的重点是让学生掌握数字电子技术的基本原理和实际应用技术，培养学生的逻辑思维能力和创新意识，为学生今后的专业发展奠定坚实的基础。
数字电子技术基础简明教程第三版
AB BC
与或非表达式
转换方法举例
与或式 与非式
或与式 或非式 与或非式
Y AB BC
Y ( A B)(B C )
AB BC 用还原律 AB BC 用摩根定律
( A B)(B C ) 用还原律 A B B C 用摩根定律
AB BC 用摩根定律
二、逻辑函数式化简的意义与标准
化
使逻辑式最简，以便设计出最简的逻辑电路，
简 意
从而节省元器件、优化生产工艺、降低成本和提
义 高系统可靠性。
不同形式逻辑式有不同的最简式，一般先求取 最简与 - 或式，然后通过变换得到所需最简式。
最简与 - 或式标准
(1)乘积项(即与项)的个数最少 (2)每个乘积项中的变量数最少
用与门个数最少 与门的输入端数最少
4 个输入
0
0
1
0
1
变量有 24
0 0
0 1
1 0
1 0
0 1
= 16 种取 0
1
0
1
1
值组合。 0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
0
Байду номын сангаас
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
2. 逻辑函数式 表示输出函数和输入变量逻辑关系的 表达式。又称逻辑表达式，简称逻辑式。
余孟尝数字电子技术基础简明教程(第三版)
Y5 1 0 0 1
三、基本和常用逻辑运算的逻辑符号 国标符号 A B A B & Y A B 曾用符号 A B Y 美国符号
A B
A B A
Y
≥1 Y A B A B 1
YA
Y
Y
A
A
Y
Y
国标符号 A B
曾用符号 A B Y
美国符号
& Y A B
A B
A B A B
Y
A
B A B
基
数：进位制的基数，就是在该进位制 中可能用到的数码个数。
位 权（位的权数）：在某一进位制的数中， 每一位的大小都对应着该位上的数码乘上一 个固定的数，这个固定的数就是这 一 位的权数。权数是一个幂。
十进 制D 基数(N) 10
二进 制B 2
八进 制O 8
十六进制 H 16
0~7 0~9, 数字 0～9 0、1 A,B,C,D,E,F 符号 N进制数的一般表的形式： DN=∑KiNi ————按权展开式
第一章 逻辑代数与EDA技术的 基础知识
一、数字电路与数字信号
电子电路分类
模拟电路 数字电路
传递、处理模拟 信号的电子电路
传递、处理数字
信号的电子电路
模拟信号
时间上和幅度上都 连续变化的信号
数字信号
时间上和幅度上都 断续变化的信号
数字电路中典型信号波形
二、数字电路特点
研究对象 分析工具 信 号
输出信号与输入信号之间的对应逻辑关系
一直除到商为 0 为止
(26 .375 )10 = (11010 .011 ) 2
3. 二进制与八进制间的相互转换 二进制→八进制
从小数点开始，整数部分向左 (小数部分向右) 三位一组，最后不 足三位的加 0 补足三位，再按顺序 写出各组对应的八进制数 。
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增加了由时钟 CP 控制的门 G3、G4
2. 逻辑功能与逻辑符号
Q
Q
G1
SD
Q3
G3
G2
Q4
RD
G4
RS功能
R S Qn+1
0 0 Qn
0 1 1 R、S 信号 1 0 0 高电平有效 1 1 不定
(称为状态的翻转)。输入信号消失后，新状态可长期 保持下来，因此具有记忆功能，可存储二进制信息。
一个触发器可存储 1 位二进制数码
触发器的作用
触发器和门电路是构成数字电路的基本单元。 触发器有记忆功能，由它构成的电路在某时刻的输 出不仅取决于该时刻的输入，还与电路原来状态有关。 而门电路无记忆功能，由它构成的电路在某时刻的输 出完全取决于该时刻的输入，与电路原来状态无关；
二、触发器的类型
根据逻辑功能不同分为
RS 触发器 D 触发器 JK 触发器 T 触发器
T 触发器
根据触发方式不同分为
电平触发器
边沿触发器
主从触发器
根据电路结构不同分为
基本 RS 触发器 同步触发器 主从触发器 边沿触发器
三、触发器逻辑功能的描述方法
主要有特性表、特性方程、驱动表 (又称激励表)、状态转换图和波形图 (又称时序图)等。
具有时钟脉冲控制的触发器称为时钟触发器， 又称钟控触发器。
同步触发器是其中最简单的一种，而 基本 RS 触发器称异步触发器。
(一)同步 RS 触发器 1. 电路结构与(工一作)原同理步 RS 触发器
Q 基本 RS 触发器 Q
工作原理
G1
S1 Q3 G3
G2
Q4 R1 G4
S
10 CP
R
★ CP = 0 时，G3、G4 被封锁，输入信号 R、S 不起作用。基本 RS 触发 器的输入均为 1，触发器 状态保持不变。
逻
置 0、置1 信
号低电平有效
置 0、置1 信 号高电平有效
辑
Q
Q
Q
Q
注
意
符
SR
号
SD
RD
特
RD SD Qn+1 0 0 不定
性 01 0
表
10 1 1 1 Qn
S
SD
RD SD 00 01 10 11
R
RD
Qn+1 Qn 1 0 不定
弄清输入 信号是低电平 有效还是高电
优点 电路简单，是构成各种触发器的基础。 缺点 1. 输出受输入信号直接控制，不能定时控制。
2. 有约束条件。
二、同步触发器 Synchronous Flip - Flop
实际工作中，触发器的工作状态不仅要由触发输入 信号决定，而且要求按照一定的节拍工作。为此，需要 增加一个时钟控制端 CP。
CP 即 Clock Pulse，它是一串 周期和脉宽一定的矩形脉冲。
Q = 1，Q = 0 时，称为触发器的 1 状态，记为 Q = 1； Q = 0，Q = 1 时，称为触发器的 0 状态，记为 Q = 0。
2. 工作原理及逻辑功能 Q 0 触发器被工置作0原1理Q
G1 11
1 SD
输入 RD SD 00 01 10 11
输出 QQ
01
G2
RD 0 功能说明
触发器置 0
输出 QQ
01 10 不变
RD 1 功能说明
触发器置 0 触发器置 1 触发器保持原状态不变
2. 工作原理及逻辑功能
Q 1
G1
0 SD
输入 RD SD 00 01 10 11
输出
QQ 不定
01 10 不变
Q
输出既非 0 状态，
1 也非 1 状态。当 RD 和 SD 同时由 0 变 1 时， 输出状态可能为 0，也
4.2 触发器的基本形式
主要要求：
掌握与非门结构基本 RS 触发器的电路、逻辑 功能和工作特点。 了解同步触发器的结构、工作特点和存在问题。 掌握触发器的 0 态、1 态、置 0、置 1、触发方 式、现态、次态和空翻等概念。 了解触发器逻辑功能的描述方法。 掌握 RS 触发器、D 触发器、JK 触发 器的逻辑功能及其特性方程。
2. 工作原理及逻辑功能 Q 1 触发器被置 1 0 Q
G1
0 SD
输入 RD SD 00 01 10 11
输出 QQ
01 10
G2 11
RD 1 功能说明
触发器置 0 触发器置 1
2. 工作原理及逻辑功能 Q G1 门输出
Q G2 门输出
& G1
& G2
1 SD
输入 RD SD 00 01 10 11
一、基本 RS 触发器 Basic Flip - Flop
(一)由与非门互正组补常输工成出 作的端时基，， 本 RS 触发器
1. 电路结它构们及的逻输辑出符号 状态相反。
Q
Q
Q
Q
低电平有效
SR
G1
G2
SD
RD
SD 信号输入端 RD
置1端，也 置0端，也 称置位端。 称复位端。 S 即 Set R 即 Reset
G2 可能为 1，即输出状态 不定。因此，这种情况
禁用。
RD 0
功能说明
输出状态不定(禁用)
触发器置 0 触发器置 1 触发器保持原状态不变
特性表
3. 逻辑功能的特性表描述 触发器次态与输入信号和电路原有状态之
间关系的真值表。
次态 指触发器在输入信号变化后的状态，用 Qn+1 表示。 现态 指触发器在输入信号变化前的状态，用 Qn 表示。
与非门组成的基本 RS 触发器特性表
RD SD Qn Qn+1
说明
0 0 0 × 触发器状态不定
0 0 1×
0 1 0 0 触发器置 0 0110
1 0 0 1 触发器置 1 1011
基本 RS 触发器特 性表的简化表示
RD SD Qn+1 0 0 不定 01 0 10 1 1 1 Qn
1 1 0 0 触发器保持原状态不变 1111
注意
置 0 端 RD 和置 1 端 SD 低电平有效。
禁用 RD = SD = 0。
称约束条件
[例] 设下图中触发器初始状态为 0，试对应输入波形 画出 Q 和 Q 的波波形形。分析举例
RD R
Q RD
SD S
Q SD
保持 置 0保持置 1 初态为 0，故保持为 0。
解：
Q
Q
(二)基本 RS 触发器的两种形式
数字电子技术基础简明 教程第三版(4)
2020/8/1
4.1 概 述
主要要求：
了解触发器的基本特性和作用。 了解触发器的类型和逻辑功能的描述方法。
一、触发器的基本特性和作用
Flip - Flop，简写为 FF，又称双稳态触发器。
基本特性
(1)有两个稳定状态(简称稳态)，正好用来表示逻辑 0 和 1。 (2)在输入信号作用下，触发器的两个稳定状态可相互转换