《数字电路技术基础》课件

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复杂可编程逻辑器件是一种可编程逻辑器件，其 内部由多个逻辑门和触发器组成，可以编程实现 各种复杂的数字电路。
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CPLD的规模比FPGA小，但其结构更加简单，易 于设计和实现。
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CPLD广泛应用于低成本、低功耗的数字系统， 如消费电子、汽车电子等领域。
06 数字电路实验与实践
CHAPTER
数字电路实验箱介绍
译码器
将输入的二进制代码转换为另一种二进制代 码，常用于数据传输和存储。
多路选择器
根据选择信号选择一路输入信号输出，常用 于数据传输和存储。
比较器
比较两个二进制数的大小，输出比较结果， 常用于数据传输和存储。
04 时序逻辑电路
CHAPTER
时序逻辑电路概述
定义
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，还与之前的输入状态有关。
组成
时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储元件（如触发器）组成。
工作原理
时序逻辑电路在时钟信号的驱动下，按照一定的时序进行状态转换 。
触发器
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定义
触发器是一种双稳态的存储元件，能够在外部信 号的作用下，从一个稳态跳变到另一个稳态。
分类
根据结构和工作原理，触发器可以分为RS触发器 、D触发器、JK触发器和T触发器等。
通过实验掌握基本门电路的工作原理和特性。
02
实验内容
搭建基本门电路，如与门、或门、非门等，测量输入输出电压，分析逻
辑功能。
03
实验步骤
搭建基本门电路，连接电源和测量仪表，输入信号并观察输出结果，记
录数据并分析。
组合逻辑电路实验
实验目的
通过实验掌握组合逻辑电路的设计和实现方法 。
实验内容
设计并实现各种组合逻辑电路，如编码器、译 码器、比较器等。
确定逻辑功能
根据实际需求，确定所需的逻辑功能。
选择合适的逻辑门
根据化简后的逻辑表达式，选择合适的逻辑 门进行实现。
逻辑表达式化简
根据确定的逻辑功能，化简逻辑表达式。
电路的实现
将选择的逻辑门进行连接，实现所需的组合 逻辑电路。
常用组合逻辑电路及其应用
编码器
将输入的二进制代码转换为另一种二进制代 码，常用于数据传输和存储。
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工作特性
触发器具有置位、复位、保持和翻转等基本功能 ，其状态转换通常在时钟信号的上升沿或下降沿 发生。
寄存器与移位器
寄存器
寄存器是一种能够存储二进制数的电 路，通常由多个触发器组成。它可以 保存数据，并在时钟信号的控制下将 数据传递给其他电路。
移位器
移位器是一种能够将数据在二进制位 之间移动的电路，通常由多个触发器 和组合逻辑电路组成。它可以实现数 据的左移、右移和循环移位等功能。
05 可编程逻辑器件
CHAPTER
可编程逻辑器件的基本概念
01
可编程逻辑器件是一种集成电路，其逻辑功能可以根据需要进 行编程和配置。
02
可编程逻辑器件通常由多个逻辑门组成，可以通过编程实现各
种复杂的逻辑功能。
可编程逻辑器件的应用范围广泛，包括数字信号处理、通信、
03
计算机、控制等领域。
现场可编程门阵列（FPGA）
门电路的特性
描述了门电路输入与输 出之间的逻辑关系，如 与门的当且仅当所有输 入都为1时，输出才为1 。
门电路的分类
按照功能和结构的不同 ，门电路可以分为TTL 和CMOS等类型。
逻辑函数的表示方法及其变换
真值表
真值表是表示逻辑函数输入与输出之间关系的表格。
逻辑表达式
逻辑表达式是用逻辑代数的基本运算符号表示的函数 表达式。
卡诺图
卡诺图是一种直观表示逻辑函数的方法，可以用于化 简复杂的逻辑函数。
逻辑函数的化简
公式法化简
通过逻辑代数的基本公式和定理 ，将复杂的逻辑函数化简为简单 的形式。
卡诺图化简
利用卡诺图的特点，通过圈0和圈 1的方法，将复杂的逻辑函数化简 为简单的形式。
最小项法化简
将逻辑函数表示为最小项之和的 形式，然后通过合并最小项的方 法化简。
计数器Βιβλιοθήκη 定义计数器是一种能够实现计数功能的电路，通常由多个触发器和组合 逻辑电路组成。它可以对输入的时钟信号进行计数，并输出计数值 。
分类
根据进制数和结构，计数器可以分为二进制计数器、十进制计数器 和异步计数器等。
工作特性
计数器在时钟信号的控制下进行计数，当计数值达到预设值时，会输 出相应的状态信号。
实验箱组成
数字电路实验箱通常包含各种数字逻辑门电路、集成电路、面包 板、连接线和测量仪表等。
实验箱功能
实验箱可用于进行各种数字电路实验，包括基本门电路、组合逻辑 电路和时序逻辑电路等。
实验箱使用注意事项
使用实验箱时应注意安全，遵循操作规程，避免短路、断路和过载 等情况发生。
基本门电路实验
01
实验目的
谢谢
THANKS
02 数字逻辑基础
CHAPTER
逻辑代数的基本概念
逻辑代数
逻辑代数是研究逻辑函数运算的数学分支，是数字电路设计的基 础。
逻辑变量
逻辑变量只有两个状态，即0和1，用来表示逻辑真假。
逻辑运算
基本的逻辑运算包括与、或、非等，用于描述逻辑关系。
逻辑门电路
逻辑门电路
逻辑门电路是实现逻辑 运算的电子元件，常见 的有与门、或门、非门 等。
《数字电路技术基础》ppt课 件
目录
CONTENTS
• 数字电路概述 • 数字逻辑基础 • 组合逻辑电路 • 时序逻辑电路 • 可编程逻辑器件 • 数字电路实验与实践
01 数字电路概述
CHAPTER
数字电路的定义与特点
总结词：基本概念
详细描述：数字电路是处理离散信号的电路，其基本元素是逻辑门，具有高、低 电平两种状态，以及逻辑运算和存储功能。
03 组合逻辑电路
CHAPTER
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的输入和输出
01
分析输入和输出信号的逻辑关系，确定电路的功能。
真值表和逻辑表达式
02
根据输入和输出信号的逻辑关系，列出真值表并化简为最简逻
辑表达式。
电路的完备性
03
检查电路是否能够实现所需的功能，是否存在冗余或缺失的逻
辑门。
组合逻辑电路的设计
实验步骤
设计组合逻辑电路，使用实验箱中的逻辑门电路搭建电路，测试并验证功能。
时序逻辑电路实验
实验目的
通过实验掌握时序逻辑电路的工作原理和特 性。
实验内容
搭建时序逻辑电路，如触发器、寄存器、计 数器等，观察工作过程和状态变化。
实验步骤
搭建时序逻辑电路，设置初始状态，输入信 号并观察状态变化，记录数据并分析。
数字电路的应用与发展
总结词
应用与趋势
详细描述
数字电路广泛应用于计算机、通信、控制等领域。随着集成电路技术的发展， 数字电路正朝着高速、低功耗、可编程方向发展。
数字电路与模拟电路的区别
总结词：差异比较
详细描述：数字电路处理离散信号，而模拟电路处理连续信号；数字电路具有明显的逻辑关系和高低电平状态，而模拟电路 信号幅度连续变化。
现场可编程门阵列是一种可编程逻辑器件，其内部由多个逻辑门和触发器 组成，可以编程实现各种复杂的数字电路。
FPGA具有高度的灵活性，可以根据需要进行重新配置和编程，实现不同 的数字电路功能。
FPGA广泛应用于数字信号处理、通信、计算机等领域，是实现数字系统 的重要工具之一。
复杂可编程逻辑器件（CPLD）