数字集成电路-时序逻辑.ppt

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数字集成电路设计基础

数字集成电路设计基础
1. 数字逻辑
•布尔代数
•组合逻辑电路
•时序逻辑电路
•状态机
2. CMOS 技术
•CMOS 器件的结构和特性•MOS 晶体管的开关特性•CMOS 逻辑门
•CMOS 存储器
3. 数字集成电路设计流程
•系统规范
•架构设计
•逻辑设计
•物理设计
•验证和测试
4. 组合逻辑电路设计
•门级优化
•多级逻辑优化
•可编程逻辑器件 (FPGA)
5. 时序逻辑电路设计
•时钟和复位电路
•触发器和锁存器
•同步和异步时序电路
6. 存储器设计
•静态随机存取存储器 (SRAM) •动态随机存取存储器 (DRAM) •只读存储器 (ROM)
•闪存
7. 芯片设计中的布局和布线
•布局约束和规则•布线算法
•时序和功耗优化8. 验证和测试
•功能验证
•时序验证
•制造测试
9. 数字集成电路应用•微处理器和单片机•数字信号处理•通信系统
•嵌入式系统
其他重要概念：
•数制转换
•可靠性和容错性•EDA 工具
•低功耗设计
•可制造性设计。

《数字集成电路》课件

1 滤波
去除噪声、增强信号的关键技术。
2 变换
将信号在时域与频域之间转换的方法。
3 压缩
减少数据量，方便存储和传输。
数字信号处理中的滤波器设计
FIR滤波器
时域响应仅有有限个点，稳定性好。
IIR滤波器
时域响应呈指数衰减，延时较小。
模拟/数字混合信号集成电路
1
基础理论
混合信号电路设计所需的模拟电路与数字电路基础知识。
时序逻辑电路
触发器与锁存器
用于存储时钟信号冲突消除和数据暂存。
计数器
移位寄存器
用于计算和记录触发事件的数量。
用于数据移位操作，实现数据的串行传输。
数字信号处理技术
数字信号处理（DSP）是用数字计算机或数字信号处理器对原始信号进行处理、分析和存储的一种技术。它在通信、音频处理和图像处理等领域具有广泛应用。
《数字集成电路》PPT课件
数字集成电路PPT课件大纲： 1. 什么是数字集成电路 2. 数字集成电路的分类和结构
数字电路设计的流程
1
需求分析
确定数字电路的功能与性能要求，并定义输入输出及约束条件。
2
电路设计
利用逻辑门、触发器等基本组件进行数字电路设计。
3
电路仿真
使用仿真软件验证数字电路中的电气特性和功能。
2 低功耗设计
3 增强型通信
减少功耗，延长电池寿命。
提升通信性能和速度。
2
模拟数字转换
模拟和数字信号之间的转换方法和技术。
3
功耗与噪声
如何平衡功耗Βιβλιοθήκη 噪声性能。电路模拟与仿真SPICE仿真
使用电路仿真软件模拟电路的工作状态。
参数提取与建模

时序逻辑电路

8.1
8.1.1 触发器综述
触发器
在数字系统中，不但要对数字信号进行算术运算和逻辑运算，而且经常需要对二值信息进行保存，需要有逻辑记忆功能的逻辑电路。我们把能够存储1位二值信息的基本单元电路称为触发器。触发器有两个特点：一是具有两个稳定状态，分别用逻辑0和逻辑1 表示；二是在输入信号作用下，可从一种状态翻转到另一种状态，在输入信号取消后，能保持状态不变。
8.3 计数器
8.3 计数器
例8.3.2 试分析图8.3.12所示逻辑图，说明它是个具有什么功能的电路。
8.3 计数器
【解】 (1)写出各触发器驱动方程和时钟方程。
各触发器的翻转时刻，F1和F3是每来一个CP触发器状态翻转一次，而F2一定是在Q1输出由1变为0，即有下降沿时，Q2状态发生翻转。
2）假设逻辑电路初始状态Q3Q2Q1=000，列出状态转换表如表8.3.10所示。
8.3 计数器
8.4
定时器
8.4.1 555定时器的结构与工作原理
8.4
定时器
1 阻值相等的三个电阻构成分压器
555定时器由三个5 kΩ电阻R串联构成分压器，对电源UCC实现分压（因为比较器的输入电阻近似为无穷大，所以比较器的两个输入端都不取用电流）。
8.3 计数器
8.3 计数器
2
同步二进制加法计数器
同步二进制加法计数器的逻辑电路如图8.3.2所示。图中JK触
发器的J端和K端有多个输入，它们之间分别具有与门的逻辑功能
，所以无须再外加逻辑与门。
8.3 计数器
8.3.3 十进制计数器
1
异步十进制加法计数器
8.3 计数器
8.3 计数器
2
同步十进制加法计数器

《数字集成电路设计》PPT课件

② x和z值在数字电路中，x代表不定值，z代表高阻值。例如： 8’b1001xxxx 表示位宽8的二进制数第四位为不定值。
ⅱ. Parameter常数
在Verilog中，用parameter定义一个标识符代表一个常量，称为符号常量。采用标识符代表一个常量可提高程序的可读性和可维护性。其定义结构如下：
Verilog HDL程序模块包括模块名、输入输出端口说明、内部信号说明、逻辑功能定义等几部分。
程序模板如下：
module <模块名>(<输入、输出模块列表>); /*端口描述*/ input <输入端口列表>; output <输出端口列表>;
/*内部信号说明*/ wire //nets型变量 reg //register变量 integer //常数
位运算是对两个操作数相应位进行运算操作数的位数是不变的而缩减运算时针对单个操作数先将操作数的第一位于第二位进行运算再将结果与第三位进行运算以此类推直到最后一位其结果是一个一位二进制数
数字集成电路设计
FPGA结构与设计流程
FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，即解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
wire[n:1] 变量名1，变量名2，……，变量名n；
ⅱ. register型变量
register型变量对应于具有状态保持作用的电路元件，如触发器，锁存器等。它只有明确地赋值后才能对其他变量赋值，重新赋值前一直保持原值。在设计中，此类变量必须放在块语句(always语句)中，通过过程语句赋值。同一个register型变量只能在一个块语句中重复赋值，而不能同时在多个块语句中重复赋值使用。register型变量包括reg型和integer型。

《数字集成电路设计》课件

加法器和减法器
深入研究加法器和减法器的原理，了解如何进行数字的加法和减法运算。
贝叶斯定理在电路设计中的应用
介绍贝叶斯定理在电路设计中的应用场景，讲解如何利用先验知识和观测结果进行后验概率的计算。
层级与模块化设计
层级设计
了解层级设计的原理和方法，掌握如何将复杂的电路分解为多个模块进行设计和测试。
仿真实例
通过案例分析和实际仿真实例，加深对电路仿真工具和流程的理解和应用。
计算机辅助设计方法与工具介绍
介绍计算机辅助设计的基本原理和方法，以及常用的电路设计工具，包括EDA 软件和硬件描述语言。
引言
数字集成电路设计是现代信息技术的关键领域，本课程将深入探讨数字电路设计的理论和实践，为学生打下坚实的基础。
逻辑门与布尔代数
了解常用逻辑门的工作原理，掌握布尔代数的基本概念和运算规则，为后续的电路设计奠定基础。
时序逻辑电路设计基础
1
触发器和计数器
2
深入研究各种触发器和计数器的原理和
应用，掌握时序逻辑电路的设计技巧。
《数字集成电路设计》PPT课件
数字集成电路设计PPT课件大纲： 1. 引言 2. 逻辑门与布尔代数 3. 时序逻辑电路设计基础 4. 组合逻辑电路设计 5. 贝叶斯定理在电路设计中的应用 6. 层级与模块化设计 7. 电路仿真工具与流程 8. 计算机辅助设计方法与工具介绍 9. 电路优化与验证 10. 技术与制造工艺介绍 11. 功耗优化与电源管理 12. 嵌入式系统设计基础 13. CPU架构设计基础 14. SOC（系统片上集成电路）设计基础 15. 集成电路测试方法与介绍
模块化设计
学习模块化设计的思想和技术，掌握如何将多个模块进行组合，实现复杂功能的集成电路设计。

清华大学《数字集成电路设计》周润德第8章时序电路

LOGIC对扰动不敏感（2）Register寄存器为存放二进制数据的器件，通常由Latch 构成。

一般地，寄存器为边沿触发。

（3）flip-flops（触发器）任何由交叉耦合的门形成的双稳电路Register 时序参数D Q Clk T Clk D tsu Q tc-q thold注意：数据的上升和下降时间不同时，延时将不同。

2004－12－1清华大学微电子所《数字大规模集成电路》周润德第 8 章 (1) 第 11 页Latch 时序参数Latch 的时序（ Timing ）参数还要考虑tD 2 D Q DQtD-qQClkClktC 2QtC 2Q寄存器（Register）2004－12－1锁存器（Latch）第 8 章 (1) 第 12 页清华大学微电子所《数字大规模集成电路》周润德Latch 时序参数D Q Clk正电平 Latch 时钟负边沿T Clk D tc-q PWm thold td-q tsuQ注意：数据的上升和下降时间不同时，延时将不同。

2004－12－1清华大学微电子所《数字大规模集成电路》周润德第 8 章 (1) 第 13 页最高时钟频率φ FF’s LOGIC tp,comb最高时钟频率需要满足：tclk-Q + tplogic+ tsetup < T =但同时需要满足:其中tplogic = tp,comb (max) tcd:污染延时（contamination delay） = 最小延时（minimum delay）第 8 章 (1) 第 14 页tcdreg + tcdlogic > thold =2004－12－1其中清华大学微电子所《数字大规模集成电路》周润德研究不同时刻（t1, t2）FF1φ (t1) LOGIC t p,combφ (t2)CLKt1tsu D tholdFF1 输入数据应保持稳定t tsuF F2t2holdtFF2 输入数据应保持稳定tclk-q QFF1 输出数据经组合逻辑到达 t 已达稳定寄存器输入端tclk-Qtp,comb (max）tsetup因此要求：tclk-Q + tp,comb (max) + tsetup < T =2004－12－1清华大学微电子所《数字大规模集成电路》周润德第 8 章 (1) 第 15 页研究同一时刻（t1）t1 时FF1φ (t1) LOGIC FF1 t p,combt1 时FF2输入数据（2）φ (t1)输入数据（1）tclk-q QFF1 输出数据已达稳定经组合逻辑已到达FF2 输入端破坏了本应保持的数据（2）tt1tcdregtcdlogicholdsuD输入数据（2）应保持稳定至 t1F F2t因此要求 := tcd: 污染延时（contamination delay） = 最小延时（minimum delay）2004－12－1清华大学微电子所《数字大规模集成电路》周润德第 8 章 (1) 第 16 页tcdreg + tcdlogic > thold写入（触发）静态 Latch 的方法：以时钟作为隔离信号, 它区分了“透明” （transparent ）和“不透明” （opaque）状态CLKCLKQ CLKD CLKDD弱反相器CLKMUX 实现弱反相器实现（强制写入）（控制门可仅用NMOS实现）2004－12－1清华大学微电子所《数字大规模集成电路》周润德第 8 章 (1) 第 17 页Latch 的具体实现基于Mux 的 Latch负（电平） latch (CLK= 0 时透明) 正（电平） latch (CLK= 1 时透明)1 D 0Q D0 1QCLKCLKQ = Clk ⋅ Q + Clk ⋅ In2004－12－1Q = Clk ⋅ Q + Clk ⋅ In第 8 章 (1) 第 18 页清华大学微电子所《数字大规模集成电路》周润德基于（传输门实现的） Mux 的 LatchCLKQ CLK DCLK（1）尺寸设计容易（2）晶体管数目多（时钟负载因而功耗大）2004－12－1清华大学微电子所《数字大规模集成电路》周润德第 8 章 (1) 第 19 页基于（传输管实现）Mux 的 Latch（仅NMOS 实现）CLK QM QM CLK CLKCLK仅NMOS 实现不重叠时钟（Non-overlapping clocks）（1）仅NMOS 实现，电路简单，减少了时钟负载（2）有电压阈值损失（影响噪声容限和性能，可能引起静态功耗）2004－12－1清华大学微电子所《数字大规模集成电路》周润德第 8 章 (1) 第 20 页Q单元形式的Latch采用串联电压开关逻辑（CVSL）QNon-overlap时间过长，存储在动态节点上的电荷会泄漏掉（故称伪静态）低电压静态Latch双边沿触发寄存器RS Latch?动态Latch 和Register（1）比静态Latch和Register 简单（2）基于在寄生电容上存储电荷，由于漏电需要周期刷新（或经常更新数据）（3）不破坏的读信息：因此需要输入高阻抗的器件传输门构成的动态边沿触发寄存器（只需8 个晶体管，节省功耗和提高性能，甚至可只用NMOS 实现）动态节点。

数电第六章时序逻辑电路

• 根据简化的状态转换图，对状态进行编码，画出编码形式的状态图或状态表
• 选择触发器的类型和个数 • 求电路的输出方程及各触发器的驱动方程 • 画逻辑电路图，并检查电路的自启动能力 EWB
典型时序逻辑集成电路
• 寄存器和移位寄存器 – 寄存器 – 移位寄存器 –集成移位寄存器及其应用 • 计数器 – 计数器的定义和分类 – 常用集成计数器 • 74LVC161 • 74HC/HCT390 • 74HC/HCT4017 – 应用 • 计数器的级联 • 组成任意进制计数器 • 组成分频器 • 组成序列信号发生器和脉冲分配器
– 各触发器的特性方程组：Q n1 J Q n KQ n CP
2. 将驱动方程组代入相应触发器的特性方程,求出各触发器的次态方程,即时序电路的状态方程组
n n FF0：Q0 1 Q 0 CP n n n FF1：Q1 1 A Q0 Q1 CP
同步时序逻辑电路分析举例(例6.2.2C)
分析时序逻辑电路的一般步骤
• 根据给定的时序电路图写方程式 – 各触发器的时钟信号CP的逻辑表达式(同步、异步之分) – 时序电路的输出方程组 – 各触发器的驱动（激励）方程组 • 将驱动方程组代入相应触发器的特性方程,求出各触发器的次态方程,即时序电路的状态方程组 • 根据状态方程组和输出方程组,列出该时序电路的状态表,画状态图或时序图 • 判断、总结该时序电路的逻辑功能
• 电路中存在反馈
驱动方程、激励方程: E F2 ( I , Q )
状态方程 : Q n1 F3 ( E , Q n ) • 电路状态由当前输入信号和前一时刻的状态共同决定
• 分为同步时序电路和异步时序电路两大类
什么是组合逻辑电路?

时序逻辑电路

3 ．异步减法计数器
（1）3位递减计数器的状态
（2）电路组成
二、十进制计数器
十进制递减计数器的状态
1．电路组成
异步十进制加法计数器
2．工作原理
（1）计数器输入0～9个计数脉冲时，工作过程与4位二进制异步加法计数器完全相同，第9个计数脉冲后，Q3Q2Q1Q0状态为1001。（2）第10个计数脉冲到来后，此时计数器状态恢复为0000，跳过了1010~1111 的6个状态，从而实现842lBCD码十进制递增计数的功能。
④ 最高位触发器 FF 3 是在 Q 0 、 Q 1 、 Q 2 同时为 1 时触发翻转，即 FF 0 ～ FF 2 原均为 1 ，作加 l 计数时，产生进位使 FF 3 翻转为 l 。
（2）电路组成
4位二进制同步加法计数器逻辑图
工
程
应
用
计数不正常的故障检测第一步，先查工作电源是否正常；第二步，检查触发器的复位端是否被长置成复位状态；第三步，用示波器观测计数脉冲是否加到了触发器的CP端；第四步，替换触发器，以确定集成电路是否损坏。
第二节计数器
在数字系统中，能统计输入脉冲个数的电路称为计数器。
一、二进制计数器 1 ．异步二进制加法计数器
每输入一个脉冲，就进行一次加 1 运算的计数器称为加法计数器，也称为递增计数器。 4 个 JK 触发器构成的异步加法计数器如下图所示。
图中 FF 0 为最低位触发器，其控制端 C l 接收输入脉冲，输出信号 Q 0 作为触发器 FF 1 的 CP ， Q 1 作为触发器 FF 2 的 CP ， Q 2 作为 FF 3 的 CP 。各触发器的 J 、 K 端均悬空，相当于 J = K =1 ，处于计数状态。各触发器接收负跳变脉冲信号时状态就翻转，它的时序图见下图。

数字电路与逻辑第6章

CP 1 2 3 4 5 6 7 8 9
A 111100000
Q1 0 1 1 0 0 0 1 1 0
Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 0
n 1 1
Q1n1 1 1 0 0 0 1 1 0 0
Q0n1 1 y0n211 0 1 0 1 0 1
状态表
现态 y1n次1态 Q1n1 Q0n1
yn2 1
器的逻辑功能及其应用； 5. 了解时序可编程器件。
厦门理工学院
6.1 时序逻辑电路基本概念 6.1.1 时序逻辑电路模型与分类
1. 时序电路的模型
时序逻辑电路由进行逻辑运算的组合电路和起记忆作用的存储电路组成。电路模型如图。
输入信号 I，I=( I1，I2，···，Ii )
触发器或锁存器构成
其余五个状态为无效状态。无论电路的初始能力称为自启动能力。
厦门理工学院
6.2 同步时序电路分析
6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例
例6.2.3 根据状态图画出时序图
4. 确定其逻辑功能由状态图可见，电路的有效状态是三位循环码；
输出信号 O，O=( O1，O2，···，Oj )
激励信号 E，E=( E1，E2，···，Ek ) ——存储电路的输入信号
状态信号 S，S=( S1，S2，···，Sm ) ——存储电路的输出信号
输出方程组： O=f ( I，S) ——输出信号是输入I与状态S的函数
激励方程组： E= g ( I，S) ——激励信号是输入I与状态S的函数
Z↑借位操作
Z↓进位操作
4. 确定电路的逻辑功能：电路是一个2位二进制数可逆计数器，输出
Z作为进位或借位操作。
厦门理工学院
6.2 同步时序电路分析

数字集成电路(时序逻辑电路)

数字集成电路(时序逻辑电路)
目录
• 引言 • 时序逻辑电路的基本概念 • 数字集成电路的组成 • 时序逻辑电路的分析方法
目录
• 引言 • 时序逻辑电路的基本概念 • 数字集成电路的组成 • 时序逻辑电路的分析方法
目录
• 时序逻辑电路的设计方法 • 时序逻辑电路的应用 • 时序逻辑电路的发展趋势和挑战
逻辑门
01
逻辑门是数字集成电路的基本组成单元，用于实现逻辑运算（如AND、 OR、NOT等）。
02
常见的逻辑门有TTL（Transistor-Transistor Logic）和CMOS （Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等类型。
03
逻辑门通常由晶体管组成，通过不同的组合和连接方式实现各种逻辑功能。
目录
• 时序逻辑电路的设计方法 • 时序逻辑电路的应用 • 时序逻辑电路的发展趋势和挑战
01
引言
01
引言
主题简介
数字集成电路
数字集成电路是利用半导体技术将逻辑门、触发器等数字逻辑单元集成在一块衬底上，实现数字信号处理功能的集成电路。
时序逻辑电路
时序逻辑电路是一种具有记忆功能的电路，其输出不仅取决于当前的输入，还与电路的先前状态有关。常见的时序逻辑电路有寄存器、计数器等。
时序图
通过图形方式表示时序逻辑电路的输入和输出随时间变化的规律，能够直观地展示电路的工作过程。
逻辑方程和时序图
逻辑方程
描述时序逻辑电路输入和输出关系的数学表达式，通常由触发器的状态方程和输出方程组成。
时序图
通过图形方式表示时序逻辑电路的输入和输出随时间变化的规律，能够直观地展示电路的工作过程。

时序逻辑电路

4. 清楚七段数码显示原理，掌握计数、译码、显示电路的组成。
14.1 时序逻辑电路概述
14.1.1 时序逻辑电路的概念
14.1.1 时序逻辑电路的概念
1．数字集成电路分类组合逻辑电路电路的输出状态只由同一时刻的电路输入状态决定，与电路的原状态无关。
时序逻辑电路电路的输出状态不仅与同一时刻的输入状态有关，也与电路原状态有关。
第 14 章时序逻辑电路
本章学习目标 14.1 时序逻辑电路概述 14.2 寄存器 14.3 计数器 14.4 计数译码显示电路本章小结
本章学习目标
1. 理解时序逻辑电路的概念及分类。
2. 掌握寄存器的功能、电路组成及工作原理。清楚环形脉冲分配器的电路构成和工作原理。
3. 理解计数器的功能，了解二进制加法计数器、十进制计数器电路组成及工作原理。
循环
14.3 计数器
14.3.1 二进制计数器 14.3.2 十进制计数器
在数字系统中，对脉冲的个数进行计数是常见的问题，用计数器便可解决。
计数器：具有计数功能的电路。
14.3.1 二进制计数器
二进制计数器是各种类型计数器的基础。
一、二进制加法计数器
1．异步二进制加法计数器电路如图所示。低位触发器的 Q 端接至高位触发器 CP 端。
若按功能表最下面 4 行任一行取值时，则进入计数工作状态。
4. 电源电压 4.5 ~ 5.5 V，通常VCC = 5 V 。
14.4 计数译码显示电路
14.4.1 七段数码显示器 14.4.2 分段显示译码电路 14.4.3 计数译码显示电路的组合
14.4.1 七段数码显示器
1. 作用：把计数器的输出状态，翻译成人们习惯的十进制数码的字形，直观的显示出来。

数电第6章时序电路

' 2 ' 3 ' 1 ' 3 ' 0 ' (Q1Q0 )Q2 (Q3' (Q1Q0 )' )Q2
J2
* 1 ' 1 ' 0
K '2
' 1 ' 0
Q Q Q0 Q1Q Q0Q Q Q1
J1
* ' ' ' Q0 Q3' Q0 Q2 Q0 ' 3 ' 2 ' 0 '
' K1
0 0 1 1 0 1 1 0
0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 1 0 1 0 0 0
1 0 1 0 1 0 1 0
6.4 同步时序逻辑电路的设计方法
逻辑电路设计:给定设计要求(或者是一段文字描叙,或者是状态图),求满足要求的时序电路. 设计步骤:
1、进行逻辑抽象,建立电路的状态转换图(状态转换表)。在状态表中未出现的状态将作为约束项 2、选择触发器,求时钟方程、输出方程和状态方程；时钟:若采用同步方案,则CP1=CP2=CPn；如果采用异步方案, 则需根据状态图先画出时序图,然后从翻转要求出发,为各个触发器选择合适的时钟信号；输出：输出与现态和输入的逻辑关系；状态：各触发器的次态输出方程。
这三组方程反映的电路中各个变量之间的逻辑关系。
3、进行计算:从输出方程和状态方程，不能看出电路状态的变化情况。还需要转换成状态转换表和状态转换图。
状态转换表：把任一组输入变量的值和电路的初态值代入状态方程和输出方程，得到电路的次态和输出值；把得到的次态作为新的初态，和现在的输入变量值再代入状态方程和输出方程，得到电路新的次态和输出值。如此继续下去，把每次得到的结果列成真值表的形式，得到状态转换表。

数字电路完整课件讲解

2.1.4 MOS 管的开关特性 1、 MOS管的工作原理
③ NMOS、PMOS管的符号：
NMOS加正电源，uGS>0，uDS>0 PMOS加正电源，uGS<0，uDS<0
2.1.4 MOS 管的开关特性
2、NMOS管的几个主要参数
①开启电压VT：形成导电沟道所需的最小电压uGS
VTN＝+2V，VTP＝-2V ②跨导gm：gm表明MOS管的输入电压控制电流的能力。
• 栅极电容的电荷不易泄漏掉，容易由于外界静电感应积累电荷，在栅极产生较高的电压，造成栅极氧化层击穿，损坏MOS管。
2.1.4 MOS 管的开关特性
• 在数字集成电路中，一般都在输入端加上保护电路。如图在GS间加保护二极管DZ，当静电压超过一定限度后，二极管击穿导通，使静电荷泄放保护氧化层不被击穿。
例2：与门：Y=AB 先画出与非，再非。
三、 CMOS 传输门、三态门和漏极开路门
（一）CMOS传输(TG 门 — Transmission Gate)
门1. 电路组成：
C TP
uI / uO
+VDD
uO / uI
uI / uO
C
TG
uO / uI
TN
C
VSS
2. 工作原理：
导关通断电电阻阻小大 C (几( ≥百1欧09姆))
• 输入端电压高于VDD＋uDF或低于－uDF 输入电容。时，保护二极管就会导通，TN、TP栅极电位限制在－uDF~VDD＋uDF之间。
（二）CMOS反相器的静态特
性1、输入特性：iI f (uI )
• 正常工作电压情况下，由于 MOS管输入电阻很高，iI≈0；

数字电子技术-逻辑门电路PPT课件

在电路中的应用。
或非门（NOR Gate）
逻辑符号与真值表
描述或非门的逻辑符号，列出其对应的真值表，解释不同输入下的输出结果。
逻辑表达式
给出或非门的逻辑表达式，解释其含义和运算规则。
逻辑功能
阐述或非门实现逻辑或操作后再进行逻辑非的功能，举例说明其在电路中的应用。
异或门（XOR Gate）
逻辑符号与真值表
01
02
03
Байду номын сангаас
04
1. 根据实验要求搭建逻辑门电路实验板，并连接好电源和
地。
2. 使用示波器或逻辑分析仪对输入信号进行测试，记录输
入信号的波形和参数。
3. 将输入信号接入逻辑门电路的输入端，观察并记录输出
信号的波形和参数。
4. 改变输入信号的参数（如频率、幅度等），重复步骤3，观察并记录输出信号的变化情
THANKS
感谢观看
低功耗设计有助于提高电路效率和延长设备使用寿命，而良好的噪声容限则可以提高电路的抗干扰能力和稳定性。
扇入扇出系数
扇入系数
指门电路允许同时输入的最多信号数。
扇出系数
指一个门电路的输出端最多可以驱动的同类型门电路的输入端数目。
影响因素
门电路的输入/输出电阻、驱动能力等。
重要性
扇入扇出系数反映了门电路的驱动能力和带负载能力，对于复杂数字系统的设计和分析具有重要意义。
实际应用
举例说明非门在数字电路中的应用，如反相器、振荡器等。
03
复合逻辑门电路
与非门（NAND Gate）
逻辑符号与真值表
描述与非门的逻辑符号，列出其对应的真值表，解释不同输入下

数电-时序逻辑电路之寄存器

n1 m
n m
不变
Q Q S1S0=10
n1 m
n 左移移位
m1
Q Q S1S0=01
n1 m
n m 1
右移移位
S1S0=11
Qmn1
DI
并行置数
m
DIm
S0 S1
Dm–1
FFm–1
1D C1
0 3210
1 MUX
MUXm
FFm
Dm 1D
C1
Dm+1
FFm+1
1D C1
CP Qm–1
Qm
Qm+1
Q1
Q2
Q3
在 CP脉冲的作用 1 0 0
0
下，DSI端依次
送入数码1101
11 1
0
02 1
1
13 0
1
41
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
右移串行输入为1101时的波形图移位脉冲CP 1 2 3 4 5 6 7 8
输入信号 DSI
11 0 1
Q0 0 1 1 0 1
Q1 0 0 1 1 0 Q2 0 0 0 1 1
0
S0
t
0 t
CLK1
0
CLK2
t
0 t
t1 t2 t3 t4
t4时刻后输出Y与两组并行输入的二进制数M、N在数值上的关系是什么?
作业6.5.1 画出Q3~Q0的波形
CLK 0 1 1 1
1 ＆
So CP D0 D1 D2 D3 DSL
0
S1
74HC194
CR 1
DSR

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