数字电路技术基础第十章
《数字电路技术基础》课件
1
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。
2
CPLD的规模比FPGA小，但其结构更加简单，易 于设计和实现。
3
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
1 2
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 。
数字电子技术基础(侯建军)
§1-2 逻辑代数基础
逻辑变量及基本逻辑运算 逻辑函数及其表示方法
逻辑代数的运算公式和规则
逻辑变量及基本逻辑运算
一、逻辑变量
取值：逻辑 0 、逻辑 1 。逻辑 0 和逻辑 1 不代 表数值大小，仅表示相互矛盾、相互对立 的两种逻辑状态
二、基本逻辑运算 与运算 或运算 非运算
返 回
与逻辑
只有决定某一事件的所有条件全部具备， 这一事件才能发生
乘基取整法 ：小数乘以目标数制的基数（ R=2 ），第 1一次相乘结果的整数部分为目的数的最高位 0 1 K0 0 -1，将其小 数部分再乘基数依次记下整数部分，反复进行下去， 直 K-1 K-2 K-3 K-4 K-5
由此得：(0.65)10=(0.10100)2 综合得：(81.65)10=(1010001.10100)2
逻辑表达式
―-‖非逻辑运算符
F= A
逻辑符号 1 A
F
三、复合逻辑运算 与非逻辑运算 或非逻辑运算 与或非逻辑运算
或逻辑真值表
A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 F 0 1 1 1 逻辑符号 A 1 B
F
或逻辑运算符，也有 N个输入： 用“∨”、“∪”表 逻辑表达式 示 F= A + B+ ...+
F= A + B
N
返 回
非逻辑
当决定某一事件的条件满足时，事件不发 返 回 生；反之事件发生，
非逻辑真值表 A F 0 1 1 0
§1-1 数制与编码
进位计数制 数制转换
数值数据的表示
常用的编码
§1-2 逻辑代数基础
逻辑变量及基本逻辑运算 逻辑函数及其表示方法
逻辑代数的运算公式和规则
数字电子技术基础第五版第十章
1. 原理分析
* 稳V 态 I 0 ,V O 下 1 ,( V O 1 V O ： )V H A , V O ； H *V I后V ， O0,进入暂 V O 1 稳 0,C 开 态始 ，放电 *当放 VA 至 VTH 后V ， O1,返回稳态； V I后 C 重 ， 新 充 至 V OH
暂稳态时, Vo1,V ,Co1开始0充电
C 充电V至 I2VTH 时,VI2又引起正反馈
VI2 VO VO1
这期间vd维持低电平
电路迅速返V回 O稳 0,VO 态 1VDD,C放电至没有电压 稳， 态恢 。复
稳态 V I 0 ,V 下 d 0 ,V I ： 2 V D,V D O 0 ,(V O 1 V D)D C ,上无电 暂稳态时, Vo1,V ,Co1开始0充电
2. 性能参数计算 输出脉宽：
放电 回路
tw (R R o)C ln V V ( ( ) ) V V ( (0 t) ) (R R o)C ln V V O T H H
输出脉宽
输出脉 V O 0 时 冲间 宽 V A 从 ） 度 V O放 H 等 （ V 电 T于 的 H至 时间。
二、微分型单稳态触发器
则有： vAVTH R1R2R2VT
V TR 1R 2R2V TH(1R R 1 2)V TH
vA VT R2 R1 R2
VT+称为输入信号vI的正向阈值电压
3.当 v 从I 高电平 V逐D D渐下降时,有
VTH=
vI
vA
v o1
vo
设此时
VI =VT-
当 v 下I 降到使 vA 时V,电th 路的状态将迅速转换为
性能参数： 暂稳态输出的宽度
数字电路技术基础(全)-清华大学出版社
• 反演规则 -------对任一逻辑式
变换顺序 先括号， 然后乘，最后加
YY
， ，0 1，1 0， 原变量 反变量 反变量 原变量
不属于单个变量的 上的反号保留不变
《数字电子技术基础》
• 应用举例：
Y A( B C ) CD Y ( A BC )( C D ) AC BC A D BC D
《数字电子技术基础》
最小项的编号：
最小项
ABC ABC A BC A BC AB C AB C AB C ABC
取值 ABC 000 001 010 011 100 101 110 111
对应 10进制数 0 1 2 3 4 5 6 7
编号
m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7
《数字电子技术基础》
0011 )8421BCD
(0100101001 1000 )8421-BCD (1298 )D
BCD码除842l码外，常用的还有2421码、余3码、 余3循环码、BCD格雷码等等
《数字电子技术基础》
1.2 基本逻辑函数及运算定律
基本概念 逻辑：事物的因果关系 逻辑运算的数学基础：逻辑代数 在二值逻辑中的变量取值： 0/1 逻辑代数中的变量称为逻辑变量，用字 母A、B、C、…表示。其取值只有0或者l两 种。这里的0和1不代表数量大小，而表示两 种不同的逻辑状态，如，电平的高、低；晶 体管的导通、截止；事件的真、假等等。
1.2.2 逻辑代数的运算定律及规则
一、运算定律
证明方法：推演 真值 表
《数字电子技术基础》
用真值表证明 A B A B 的正确性。
《数字电子技术基础》
二、逻辑代数的常用公式
数字电子技术教案
数字电子技术教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路简介了解数字电路的基本概念、特点和应用领域掌握数字电路的基本组成元素1.2 逻辑门认识与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门掌握逻辑门的真值表和布尔表达式1.3 逻辑函数及其简化理解逻辑函数的概念和特点学会使用卡诺图和Karnaugh图进行逻辑函数的简化第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述了解组合逻辑电路的定义和特点掌握组合逻辑电路的分析和设计方法2.2 常用组合逻辑电路认识加法器、编码器、译码器、多路选择器等常用组合逻辑电路学会分析组合逻辑电路的功能和真值表2.3 组合逻辑电路的设计方法学会使用逻辑门搭建组合逻辑电路掌握组合逻辑电路的测试和优化方法第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述了解时序逻辑电路的定义和特点掌握时序逻辑电路的分析和设计方法3.2 常用时序逻辑电路认识触发器、计数器、寄存器等常用时序逻辑电路学会分析时序逻辑电路的功能和真值表3.3 时序逻辑电路的设计方法学会使用逻辑门和触发器搭建时序逻辑电路掌握时序逻辑电路的测试和优化方法第四章：数字电路仿真与实验4.1 数字电路仿真软件介绍了解常见的数字电路仿真软件及其功能学会使用至少一款数字电路仿真软件进行电路仿真4.2 组合逻辑电路实验利用仿真软件或实际电路搭建组合逻辑电路完成组合逻辑电路的功能测试和性能分析4.3 时序逻辑电路实验利用仿真软件或实际电路搭建时序逻辑电路完成时序逻辑电路的功能测试和性能分析第五章：数字电路应用案例分析5.1 数字电路在通信领域的应用了解数字电路在通信领域的主要应用实例分析通信系统中数字电路的作用和性能要求5.2 数字电路在计算机领域的应用了解数字电路在计算机领域的主要应用实例分析计算机中数字电路的作用和性能要求5.3 数字电路在其他领域的应用了解数字电路在其他领域的主要应用实例分析不同领域中数字电路的作用和性能要求第六章：数字电路设计方法与实践6.1 数字电路设计流程掌握数字电路设计的整体流程，包括需求分析、方案设计、原理图绘制、仿真测试、硬件实现和调试等步骤。
《数字电子技术基础》课后习题答案
《数字电路与逻辑设计》作业教材：《数字电子技术基础》（高等教育出版社，第2版，2012年第7次印刷）第一章：自测题：一、1、小规模集成电路，中规模集成电路，大规模集成电路，超大规模集成电路5、各位权系数之和，1799、01100101，01100101，01100110；11100101，10011010，10011011二、1、×8、√10、×三、1、A4、B练习题：、解：(1) 十六进制转二进制： 4 5 C0100 0101 1100二进制转八进制：010 001 011 1002 13 4十六进制转十进制：(45C)16=4*162+5*161+12*160=(1116)10(2) 十六进制转二进制： 6 D E . C 80110 1101 1110 . 1100 1000 二进制转八进制：011 011 011 110 . 110 010 0003 3 3 6 . 6 2十六进制转十进制：()16=6*162+13*161+14*160+13*16-1+8*16-2=()10所以：()16=()2=()8=()10(3) 十六进制转二进制：8 F E . F D1000 1111 1110. 1111 1101二进制转八进制：100 011 111 110 . 111 111 0104 3 7 6 . 7 7 2十六进制转十进制：(8FE.FD)16=8*162+15*161+14*160+15*16-1+13*16-2=(2302.98828125)10 (4) 十六进制转二进制：7 9 E . F D0111 1001 1110 . 1111 1101二进制转八进制：011 110 011 110 . 111 111 0103 6 3 6 . 7 7 2十六进制转十进制：(79E.FD)16=7*162+9*161+14*160+15*16-1+13*16-2=(1950. 98828125)10 所以：()16.11111101)2=(363)8=(1950.98828125)10、解：(74)10 =(0111 0100)8421BCD=(1010 0111)余3BCD(45.36)10 =(0100 0101.0011 0110)8421BCD=(0111 1000.0110 1001 )余3BCD(136.45)10 =(0001 0011 0110.0100 0101)8421BCD=(0100 0110 1001.0111 1000 )余3BCD (374.51)10 =(0011 0111 0100.0101 0001)8421BCD=(0110 1010 0111.1000 0100)余3BCD、解（1）(+35)=(0 100011)原= (0 100011)补（2）(+56 )=(0 111000)原= (0 111000)补（3）(-26)=(1 11010)原= (1 11101)补（4）(-67)=(1 1000011)原= (1 1000110)补第二章：自测题：一、1、与运算、或运算、非运算3、代入规则、反演规则、对偶规则二、2、×4、×三、1、B3、D5、C练习题：2.2：（4）解：（8）解：2.3：（2）证明：左边=右式所以等式成立（4）证明：左边=右边=左边=右边，所以等式成立（1）（3）2.6：（1）2.7：（1）卡诺图如下：BCA00 01 11 100 1 11 1 1 1所以，2.8：（2）画卡诺图如下：BC A 0001 11 100 1 1 0 11 1 1 1 12.9：如下：CDAB00 01 11 1000 1 1 1 101 1 111 ×××10 1 ××2.10：（3）解：化简最小项式：最大项式：2.13：（3）技能题：2.16 解：设三种不同火灾探测器分别为A、B、C，有信号时值为1，无信号时为0，根据题意，画卡诺图如下：BC00 01 11 10A0 0 0 1 01 0 1 1 1第三章：自测题：一、1、饱和，截止7、接高电平，和有用输入端并接，悬空；二、1、√8、√；三、1、A4、D练习题：、解：(a)Ω，开门电阻3kΩ，R>R on，相当于接入高电平1，所以(e) 因为接地电阻510ΩkΩ，R<R off，相当于接入高电平0，所以、、解：(a)(c)(f)、解： (a)、解：输出高电平时，带负载的个数2020400===IH OH OH I I N G 可带20个同类反相器输出低电平时，带负载的个数78.1745.08===IL OL OL I I NG反相器可带17个同类反相器EN=1时，EN=0时，根据题意，设A为具有否决权的股东，其余两位股东为B、C，画卡诺图如下，BC00 01 11 10A0 0 0 0 01 0 1 1 1则表达结果Y的表达式为：逻辑电路如下：技能题：：解：根据题意，A、B、C、D变量的卡诺图如下：CD00 01 11 10AB00 0 0 0 001 0 0 0 0 11 0 1 1 1 10 0 0 0 0电路图如下：第四章：自测题：一、2、输入信号，优先级别最高的输入信号7、用以比较两组二进制数的大小或相等的电路，A>B 二、 3、√ 4、√ 三、 5、A 7、C练习题：4.1；解：(a)，所以电路为与门。
数字电子技术教案
数字电子技术教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述了解数字电路的定义、特点和应用领域掌握数字电路的基本组成和基本原理1.2 数字逻辑基础学习逻辑代数的基本运算和规则熟悉逻辑函数的表示方法及其相互转换1.3 数字电路的表示方法掌握逻辑函数的图形表示方法（逻辑图、真值表）学习逻辑函数的代数化简方法第二章：数字电路的基本单元2.1 逻辑门电路了解常见的逻辑门电路（与门、或门、非门、异或门等）掌握逻辑门电路的电压传输特性2.2 逻辑函数及其简化学习逻辑函数的代数化简方法（卡诺图、最小项、最大项）熟悉逻辑函数的简化原则和步骤2.3 逻辑门电路的设计与实现学习逻辑门电路的设计方法掌握逻辑门电路的实际制作和调试技巧第三章：组合逻辑电路3.1 组合逻辑电路的基本概念了解组合逻辑电路的定义和特点掌握组合逻辑电路的分析和设计方法3.2 常见的组合逻辑电路学习编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元等常见组合逻辑电路的原理和应用3.3 组合逻辑电路的设计与实现学习组合逻辑电路的设计方法掌握组合逻辑电路的实际制作和调试技巧第四章：时序逻辑电路4.1 时序逻辑电路的基本概念了解时序逻辑电路的定义、特点和应用领域掌握时序逻辑电路的分析和设计方法4.2 常见的时序逻辑电路学习触发器、计数器、寄存器等常见时序逻辑电路的原理和应用4.3 时序逻辑电路的设计与实现学习时序逻辑电路的设计方法掌握时序逻辑电路的实际制作和调试技巧第五章：数字电路的应用5.1 数字电路在计算机中的应用了解计算机的基本组成和工作原理学习微处理器、存储器、输入输出接口等计算机关键部件的设计和应用5.2 数字电路在通信系统中的应用了解通信系统的基本原理和数字调制技术学习数字通信系统中数字电路的设计和应用5.3 数字电路在其他领域中的应用了解数字电路在数字信号处理、嵌入式系统、工业控制等领域中的应用学习数字电路在不同领域中的设计和应用案例第六章：数字电路仿真与实验6.1 数字电路仿真基础学习数字电路仿真原理和工具熟悉使用仿真软件进行数字电路设计和验证的方法6.2 组合逻辑电路仿真与实验利用仿真软件对组合逻辑电路进行设计和验证分析仿真结果，优化电路性能6.3 时序逻辑电路仿真与实验利用仿真软件对时序逻辑电路进行设计和验证分析仿真结果，优化电路性能第七章：数字电路设计与验证7.1 数字电路设计流程熟悉数字电路设计的基本流程和方法掌握需求分析、模块设计、仿真验证和硬件实现等环节7.2 组合逻辑电路设计实例学习组合逻辑电路设计实例，如编码器、译码器等掌握设计方法和技术要求7.3 时序逻辑电路设计实例学习时序逻辑电路设计实例，如触发器、计数器等掌握设计方法和技术要求第八章：数字电路测试与维护8.1 数字电路测试方法学习数字电路测试的基本方法和策略掌握功能测试、结构测试和边界测试等技术8.2 数字电路调试与优化了解调试过程和方法，提高电路性能学习电路优化技巧，降低功耗和成本8.3 数字电路故障诊断与修复学习故障诊断原理和方法，如逻辑分析仪、示波器等工具的使用掌握故障分析和修复技巧，提高电路可靠性第九章：数字集成电路9.1 数字集成电路概述了解数字集成电路的分类、特点和应用领域掌握数字集成电路的基本结构和原理9.2 常见数字集成电路学习门阵列、触发器、寄存器等常见数字集成电路的原理和应用9.3 数字集成电路的设计与实现学习数字集成电路的设计方法掌握数字集成电路的实际制作和调试技巧第十章：数字电路技术的发展趋势10.1 数字电路技术的创新应用了解数字电路技术在、物联网、生物医疗等领域的创新应用学习数字电路技术在这些领域的发展前景和挑战10.2 新型数字电路技术学习新型数字电路技术，如量子计算、碳纳米管电路等掌握这些技术的原理和优势，了解其发展趋势和应用前景10.3 数字电路技术的未来发展了解数字电路技术在未来的发展趋势和挑战学习如何适应和推动数字电路技术的发展，为人类社会作出贡献重点和难点解析重点环节1：逻辑函数的表示方法及其相互转换补充和说明：逻辑函数的表示方法是理解数字电路的基础，包括逻辑图、真值表及其代数表达式。
数字电路技术基础全清华大学出版社PPT课件
《数字电子技术基础》
电子课件
郑州大学电子信息工程学院 2020年6月16日
《数字电子技术基础》
第一章 逻辑代数基础
《数字电子技术基础》
1.1 概述
1.1.1 脉冲波形和数字波形
图1.1.1几种常见的脉冲波形，图(a)为 矩形波、图(b)为锯齿波、图(c)为尖峰波、 图(d)为阶梯波。
八进制有0~7个数码，基数为8，它的计数 规则是“逢八进一”。八进制一般表达式为
D 8 ki8i
《数字电子技术基础》
十六进制数的符号有0、1、2、…、8、9、 A、B、C、D、E和F，其中符号0~9与十进制符 号相同，字母A~F表示10~15。十六进制的计数 规则“逢十六进一”，一般表示形式为
D 16 ki 16 i
十进制数325.12用位置计数法可以表示为
D 1 0 3 1 2 2 0 1 1 5 0 1 0 1 0 1 1 0 2 1 20
任意一个具有n为整数和m为小数的二进制 数表示为
D 2 k n 1 2 n 1 k n 2 2 n 2 k 1 2 1 k 0 2 0 k 1 2 1 k m 2 m
14 2
12
4
10 8 6
• 0110 + 1010 =24 • 1010是- 0110对模24 （16） 的补码
《数字电子技术基础》
四、BCD码（Binary Coded Decimal）
8421BCD码与十进制数之间的转换是直接按位转 换，例如
(2.3 9 )D (001 10 0 . 0 01 0 )84 1 21 1 B
母A、B、C、…表示。其取值只有0或者l两 种。这里的0和1不代表数量大小，而表示两 种不同的逻辑状态，如，电平的高、低；晶 体管的导通、截止；事件的真、假等等。
第10章 脉冲波形
uO的下降沿比uI的下降沿延迟了tw的时间。
数字电子技术
单稳态触发器小结
单稳态触发器可以由门电路构成，也可以由 555定时器构成。在单稳态触发器中，由一个暂稳 态过渡到稳态，其“触发”信号也是由电路内部 电容充（放）电提供的，暂稳态的持续时间即脉 冲宽度也由电路的阻容元件决定。
单稳态触发器不能自动地产生矩形脉冲，但 却可以把其它形状的信号变换成为矩形波，用途 很广。
对称式 多谐振荡器
数字电子技术
二、工作原理
假定接通电源后，由于某种原因使uI1有微小正跳变，则 必然会引起如下的正反馈过程 ：
使uO1迅速跳变为低电平、uO2迅速跳变为高电平， 电路进入第一暂稳态。 此后，uO2的高电平对C1电容充电使uI2升高，电容 C2放电使uI1降低。由于充电时间常数小于放电时间常数， 所以充电速度较快，uI2首先上升到G2的阈值电压UTH， 并引起如下的正反馈过程：
为数字—模拟混合集成电路。 可产生精确的时间延迟和振荡，内部有 3 个 5KΩ的电阻分压器，故称555。
在波形的产生与变换、测量与控制、家用电
器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。
数字电子技术
各公司生产的 555 定时器的逻辑功能与外引线 排列都完全相同。
双极型产品 单555型号的最后几位数码 双555型号的最后几位数码 优点 电源电压工作范围 负载电流 555 556 驱动能力较大 5~16V 可达200mA CMOS产品 7555 7556 低功耗、高输入阻抗 3~18V 可达4mA
数字电子技术
10.4 多谐振荡器
1. 多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。 • 通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交替， 从而产生自激振荡。 • 输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的谐 波分量，故称作多谐振荡器。
数字电路基础(全部课件)
则该数的权展开式为： (M)2 ＝ an-1×Nn-1 ＋ an-2 ×Nn-2 ＋ … ＋a1×N1＋ a0 ×N0
＋a－1 ×N-1＋a－2 ×N-2＋… ＋a－m×N-m ③由权展开式很容易将一个N进制数转换为十进制数。
事物往往存在两种对立的状态，在逻辑代数中可以抽 象地表示为 0 和 1 ，称为逻辑0状态和逻辑1状态。
逻辑代数中的变量称为逻辑变量，用大写字母表示。 逻辑变量的取值只有两种，即逻辑0和逻辑1，0 和 1 称为 逻辑常量，并不表示数量的大小，而是表示两种对立的逻 辑状态。
1.3.1 基本逻辑运算
1、与逻辑（与运算）
2、二进制
数码为：0、1；基数是2。 运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。 二进制数的权展开式： 如：(101.01)2＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2
－2 ＝(5.25)10
各数位的权是２的幂
二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元 件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。
（3）对组成数字电路的元器件的精度要求不高， 只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可。
2、数字电路的分类
（1）按集成度分类：数字电路可分为小规模（SSI，每 片数十器件）、中规模（MSI，每片数百器件）、大规模 （LSI，每片数千器件）和超大规模（VLSI，每片器件数 目大于1万）数字集成电路。集成电路从应用的角度又可 分为通用型和专用型两大类型。
A
B
B
E
Y
E
Y
A接通、B断开，灯亮。
A、B都接通，灯亮。
《数字电路技术基础》课件
逻辑函数的化简
总结词
逻辑函数的化简是数字电路设计中重要的一 步，它能够减少电路的复杂性和成本。
详细描述
逻辑函数的化简是指将一个复杂的逻辑函数 表达式简化为更简单或更紧凑的形式。通过 化简，可以减少所需的逻辑门数量，降低电 路的功耗和延迟，提高电路的性能和可靠性 。常用的化简方法包括代数法、卡诺图法和 布尔代数法等。
CHAPTER 06
数字电路的实践应用
数字钟的设计与实现
数字钟简介
数字钟的组成
数字钟是一种利用数字电路技术实现时间 显示的电子设备，通常由石英晶体振荡器 提供稳定的时钟信号。
数字钟一般由秒、分、时计数器、译码显 示电路以及校时电路等部分组成。
数字钟的设计步骤
数字钟的实现方式
首先确定设计方案，然后选择合适的芯片 和元件，接着设计电路原理图，最后进行 调试和测试。
自顶向下设计和自底向上设计等。
CHAPTER 04
组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析与设计
组合逻辑电路的分析
通过真值表、逻辑表达式、逻辑图等 工具，对给定的组合逻辑电路进行分 析，了解其逻辑功能。
组合逻辑电路的设计
根据实际需求，利用基本逻辑门电路 （如AND、OR、NOT等）设计组合 逻辑电路。
编码器与译码器
要点一
编码器
将输入的多个信号转换为二进制代码，常用于数据传输和 存储。
要点二
译码器
将输入的二进制代码转换为多个输出信号，常用于地址解 码和数据选择。
加法器与比较器
加法器
实现二进制数的加法运算，输出结果为相加后的和。
比较器
比较两个二进制数的大小，输出结果为比较结果（大于 、小于或等于）。
多路选择器与多路分配器
数字电子技术基础第10章
§10.4.5 石英晶体多谐振荡器
在许多应用场合下都对多谐振荡器的振荡频 率稳定性有严格的要求。前面几种电路频率稳定 性不是很高。在对频率稳定性有较高要求时，应 采用石英晶体多谐振荡器。
电路的振荡频 率取决于石英 晶体的固有振 荡频率。
本节小结
多谐振荡器没有稳定状态，只有两 个暂稳态。 工作不需要外加信号源，只 需要电源。
第十章
脉冲波形的 产生和整形
编辑ppt
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教学内容
§10.1 概述 §10.2 施密特触发器 §10.3 单稳态触发器 §10.4 多谐振荡器 §10.5 555定时器及其应用
教学要求
一.重点掌握的内容：
(1)555定时器及其应用. (2)石英晶体多谐振荡器.
二.一般掌握的内容：
(1)施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工 作特点和典型应用。 (2)施密特触发器、单稳态触发器输入电压与输出电 压之间的关系；多谐振荡器振荡周期的估算方法。
vA
VT
HR1VRT2R2V(1T
R1 R2
)V VTTHR1R 2R2VTH(1R R1 2)VTH
滞回电压传输特性，即输入电压的上升过程和下降过 程的阈值电平不同。这是施密特触发器固有的特性。
正向阈值电压
同相输出的施密特触发器 负向阈值电压
反相输出的施密特触发器
回差电压：ΔVT＝ VT＋－VT－
§10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器
单稳态触发器因为电路具有一个稳定状态 而得名。它由两个门电路、一个RC电路组成。 它的暂稳态通常都是靠RC电路的充、放电过 程来维持的，根据RC电路的不同接法，分为 微分型和积分型。
ห้องสมุดไป่ตู้
1
10 数字电路基础(电子教材)
项目10 数字电路基础学习目标1．知识目标(1) 掌握数字信号与模拟信号的特点。
(2) 熟悉数字电路的特点与分类。
(3) 掌握十进制、二进制、八进制以及十六进制之间的转换。
(4) 掌握一些常用的编码。
(5) 掌握逻辑函数的表示方法及相互间的转化。
(6) 掌握逻辑代数和卡诺图化简方法。
2．技能目标(1) 能识别数字信号与模拟信号。
(2) 能测量调节数字信号的各个参数。
生活提点由于自然界中的各种信号，例如光、电、声、振动、压力、温度等通常表现为在时间和幅度上都是连续的模拟信号，所以传统上对信号的处理大都采用模拟系统(或电路)来实现。
随着人们对信号处理要求的日益提高，以及模拟信号处理中一些不可克服的缺点，对信号的许多处理转而采用数字的方法来进行。
近年来由于大规模集成电路和计算机技术的进步，信号的数字处理技术得到了飞速发展。
数字信号处理系统无论在性能、可靠性、体积、耗电量、成本等诸多方面都比模拟信号处理系统优越得多，使得许多以往采用模拟信号处理的系统越来越多地被数字处理系统所代替，进一步促进了数字信号处理技术的发展，其应用领域包括通信、计算机网络、雷达、自动控制、地球物理、声学、天文、生物医学、消费类电子产品等国民经济的各个部门，已经成为信息产业的核心技术之一。
比如平时用到的手机、MP3、计算机等产品，均是基于数字信号处理基础上的数字化产品，而数显电容计中所用的也均为各种集成数字电路，接下来先来认识一下数字信号。
项目目标：使用信号发生器获取数字信号与模拟信号。
项目要求：通过示波器来检测各数字信号的幅度、周期、脉冲宽度及占空比。
项目提示：图10.1 所示为信号发生器输出的模拟信号及数字信号的波形的示波器截图。
(a) 模拟信号截图(b) 数字信号截图图10.1 数字及模拟信号截图接下来通过信号发生器和示波器测试数字信号。
测试器件清单见表10-1。
表10-1 项目测试器件清单测试步骤如下。
1．将信号发生器的输出端与示波器的输入正确相连。
《数字电子技术》电子教案
《数字电子技术》电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述介绍数字电路的基本概念、特点和分类解释数字信号与模拟信号的区别1.2 数字逻辑基础介绍逻辑代数的基本运算和规则解释逻辑门电路的原理和应用1.3 逻辑函数与逻辑门电路介绍逻辑函数的定义和表示方法解释逻辑门电路的种类和功能第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述介绍组合逻辑电路的定义和特点解释组合逻辑电路的分类和应用2.2 常用的组合逻辑电路介绍编码器、译码器、多路选择器和算术逻辑单元等电路的原理和应用2.3 组合逻辑电路的设计方法介绍组合逻辑电路的设计原则和方法解释组合逻辑电路的优化和简化第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述介绍时序逻辑电路的定义和特点解释时序逻辑电路的分类和应用3.2 触发器介绍触发器的概念、种类和功能解释触发器的时序要求和真值表3.3 时序逻辑电路的设计方法介绍时序逻辑电路的设计原则和方法解释时序逻辑电路的优化和简化第四章：数字电路仿真与实验4.1 数字电路仿真概述介绍数字电路仿真的概念和作用解释数字电路仿真软件的使用方法4.2 组合逻辑电路的仿真与实验利用仿真软件对组合逻辑电路进行仿真和实验分析实验结果和性能评估4.3 时序逻辑电路的仿真与实验利用仿真软件对时序逻辑电路进行仿真和实验分析实验结果和性能评估第五章：数字电路的应用5.1 数字电路在通信系统中的应用介绍数字电路在通信系统中的应用实例和原理解释数字调制和解调的电路设计方法5.2 数字电路在计算机系统中的应用介绍数字电路在计算机系统中的应用实例和原理解释微处理器、存储器和总线的电路设计方法5.3 数字电路在其他领域中的应用介绍数字电路在其他领域中的应用实例和原理解释数字电路在控制系统、数字信号处理等方面的应用方法第六章：数字电路设计工具与方法6.1 数字电路设计工具介绍电子设计自动化(EDA)工具的概念和作用解释电路设计软件（如Multisim、Proteus）的使用方法6.2 数字电路设计流程阐述数字电路设计的整个流程，包括需求分析、逻辑设计、物理设计等解释各个阶段的关键技术和注意事项6.3 数字电路设计实例通过具体实例展示数字电路设计的全过程分析设计过程中的难点和解决方案第七章：数字集成电路7.1 数字集成电路概述介绍数字集成电路的类型和特点解释集成电路的制造工艺和分类7.2 常见数字集成电路介绍TTL、CMOS等常见数字集成电路的原理和应用解释集成电路封装和接口技术7.3 数字集成电路的应用与选择阐述数字集成电路在电路设计中的应用方法介绍如何根据电路需求选择合适的集成电路第八章：数字系统的测试与维护8.1 数字系统测试概述介绍数字系统测试的目的和重要性解释数字测试信号的和应用8.2 数字故障诊断与测试方法介绍故障诊断的方法，如静态测试、动态测试和在线测试解释故障模型和测试向量的8.3 数字系统的维护与优化阐述数字系统运行过程中的维护和优化措施介绍故障排除和系统性能提升的方法第九章：数字电路在嵌入式系统中的应用9.1 嵌入式系统概述介绍嵌入式系统的概念、特点和分类解释嵌入式系统在现代科技领域的重要性9.2 嵌入式数字电路设计阐述嵌入式数字电路的设计方法和流程介绍嵌入式处理器、外围电路和接口技术9.3 嵌入式系统的应用实例通过具体实例展示嵌入式数字电路在实际应用中的作用和效果第十章：数字电路技术的未来发展10.1 数字电路技术发展趋势分析当前数字电路技术的发展趋势，如低功耗、高速度、高集成度等介绍新型数字电路技术的研究方向和应用前景10.2 数字电路技术的挑战与机遇阐述数字电路技术在发展过程中面临的挑战，如信号完整性、可靠性等探讨数字电路技术发展的机遇和应对策略10.3 数字电路技术的创新应用介绍数字电路技术在新型领域的创新应用，如物联网、等分析这些应用对数字电路技术发展的影响和推动作用第十一章：数字电路在模拟信号处理中的应用11.1 概述数字模拟信号处理介绍数字电路在模拟信号处理中的重要性解释数字模拟信号处理的基本概念和原理11.2 模拟信号的数字化处理阐述模拟信号数字化处理的方法和技术介绍ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）的工作原理和应用11.3 数字滤波器与信号处理解释数字滤波器的作用和分类介绍数字滤波器的设计方法和应用实例第十二章：数字电路在信号传输中的应用12.1 数字信号传输概述介绍数字信号传输的基本概念和特点解释数字信号传输与模拟信号传输的区别12.2 数字调制与解调技术介绍数字调制与解调的基本原理和方法解释调制解调器（modem）的工作原理和应用12.3 数字信号传输的线路和设备介绍数字信号传输中所用的线路和设备，如同轴电缆、光纤等解释数字信号传输中的信号衰减和抗干扰措施第十三章：数字电路在计算机系统中的应用13.1 计算机系统概述介绍计算机系统的基本组成和工作原理解释计算机系统在现代社会中的重要性13.2 中央处理器（CPU）介绍CPU的结构和工作原理解释控制单元、运算单元和寄存器的作用和功能13.3 存储器和总线系统介绍存储器的类型和作用解释总线系统的组成和功能，如数据总线、地址总线、控制总线等第十四章：数字电路在控制系统中的应用14.1 控制系统概述介绍控制系统的概念、类型和特点解释数字电路在控制系统中的应用重要性14.2 数字控制器的设计与实现阐述数字控制器的设计方法和流程介绍控制器算法实现和硬件设计的技术14.3 数字控制系统实例通过具体实例展示数字电路在控制系统中的应用和效果第十五章：数字电路技术的综合应用案例15.1 数字电路技术在通信领域的应用介绍数字电路技术在通信领域的典型应用实例解释数字电路技术在提高通信系统性能方面的作用15.2 数字电路技术在工业自动化领域的应用阐述数字电路技术在工业自动化领域的应用实例和优势介绍数字电路技术在提高工业生产效率和质量方面的作用15.3 数字电路技术在其他领域的应用展望探讨数字电路技术在其他领域的应用前景和发展趋势分析数字电路技术对人类社会发展的影响和推动作用重点和难点解析本文主要介绍了《数字电子技术》电子教案，内容涵盖了数字电路的基础知识、组合逻辑电路、时序逻辑电路、数字电路仿真与实验、数字电路的应用、数字集成电路、数字系统的测试与维护、数字电路在嵌入式系统中的应用、数字电路技术的未来发展等十五个章节。
《数字电子技术基础》课后习题答案
《数字电路与逻辑设计》作业教材：《数字电子技术基础》（高等教育出版社，第2版，2012年第7次印刷）第一章：自测题：一、1、小规模集成电路，中规模集成电路，大规模集成电路，超大规模集成电路5、各位权系数之和，1799、01100101，01100101，01100110；11100101，10011010，10011011二、1、×8、√10、×三、1、A4、B练习题：1.3、解：(1)十六进制转二进制：45 C010*********二进制转八进制：010*********2134十六进制转十进制：(45C)16=4*162+5*161+12*160=(1116)10所以：(45C)16=(10001011100)2=(2134)8=(1116)10(2)十六进制转二进制：6D E.C8011011011110.11001000二进制转八进制：011011011110.1100100003336.62十六进制转十进制：(6DE.C8)16=6*162+13*161+14*160+13*16-1+8*16-2=(1758.78125)10所以：(6DE.C8)16=(011011011110. 11001000)2=(3336.62)8=(1758.78125)10(3)十六进制转二进制：8F E.F D100011111110.11111101二进制转八进制：100011111110.1111110104376.772十六进制转十进制：(8FE.FD)16=8*162+15*161+14*160+15*16-1+13*16-2=(2302.98828125)10所以：(8FE.FD)16=(100011111110.11111101)2=(437 6.772)8=(2302.98828125)10 (4)十六进制转二进制：79E.F D011110011110.11111101二进制转八进制：011110011110.1111110103636.772十六进制转十进制：(79E.FD)16=7*162+9*161+14*160+15*16-1+13*16-2=(1950. 98828125)10所以：(8FE.FD)16=(011110011110.11111101)2=(3636.772)8=(1950.98828125)101.5、解：(74)10 =(0111 0100)8421BCD=(1010 0111)余3BCD(45.36)10 =(0100 0101.0011 0110)8421BCD=(0111 1000.0110 1001 )余3BCD(136.45)10 =(0001 0011 0110.0100 0101)8421BCD=(0100 0110 1001.0111 1000 )余3BCD (374.51)10 =(0011 0111 0100.0101 0001)8421BCD=(0110 1010 0111.1000 0100)余3BCD1.8、解（1）(+35)=(0 100011)原= (0 100011)补（2）(+56 )=(0 111000)原= (0 111000)补（3）(-26)=(1 11010)原= (1 11101)补（4）(-67)=(1 1000011)原= (1 1000110)补第二章：自测题：一、1、与运算、或运算、非运算3、代入规则、反演规则、对偶规则 二、 2、×4、× 三、 1、B 3、D5、C练习题：2.2：（4）解：Y =AB̅+BD +DCE +A D =AB̅+BD +AD +A D +DCE =AB̅+BD +D +DCE =AB̅+D (B +1+CE ) =AB̅+D （8）解：Y =(A +B ̅+C )(D ̅+E ̅)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅(A +B ̅+C +DE ) =[(A +B ̅+C )̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅+(D ̅+E ̅)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅](A +B ̅+C +DE ) =(ABC +DE )(ABC ̅̅̅̅̅̅+DE ) =DE2.3：（2）证明：左边=A +A (B +C)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ =A +A +(B +C)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ =A +B̅C ̅ =右式所以等式成立（4）证明：左边= (A B +AB̅)⨁C = (A B +AB ̅)C + (A B +AB̅)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅C = (A BC +AB ̅C )+A B ̅̅̅̅⋅AB̅̅̅̅⋅C =A BC +AB̅C +(A +B ̅)(A +B )C =A BC +AB̅C +(AB +A B ̅)C =A BC +AB̅C +ABC +A B ̅C 右边= ABC +(A +B +C )AB̅̅̅̅⋅BC ̅̅̅̅⋅CA ̅̅̅̅ =ABC +(A +B +C )[(A +B̅)(B ̅+C )(C +A )]=ABC +(A +B +C )(A B̅+A C +B ̅+B ̅C )(C +A ) =ABC +(A +B +C )(A B̅C +A C +B ̅C +A B ̅) =ABC +AB̅C +A BC +A B ̅C 左边=右边，所以等式成立 2.4（1）Y ′=(A +B̅C )(A +BC) 2.5（3）Y ̅=A B ̅̅̅̅(C +D ̅)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ C D ̅̅̅̅̅(A +B ̅)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ 2.6：（1）Y =AB +AC +BC=AB (C +C̅)+AC (B +B ̅)+BC (A +A ̅) =ABC +ABC̅+AB ̅C +A ̅BC 2.7：（1）Y =A B̅+B ̅C +AC +B ̅C 卡诺图如下：所以，Y =B2.8：（2）画卡诺图如下：Y(A,B,C)=A +B̅+C2.9：（1）画Y (A,B,C,D )=∑m (0,1,2,3,4,6,8)+∑d(10,11,12,13,14)如下：Y (A,B,C,D )=A B̅+D ̅2.10：（3）解：化简最小项式：Y =AB +(A B +C )(A B̅+C ) =AB +(A B A B̅+A BC +A B ̅C +C C ) =AB (C +C )+A BC +A B̅C =ABC +ABC ̅+A BC +A B ̅C =∑m (0,3,6,7)最大项式：Y =∏M(1,2,4,5)2.13：（3）Y =AB̅+BC +AB ̅C +ABC D ̅ =AB̅(1+C )+BC (1+AD ̅) =AB ̅+BC =AB ̅+BC ̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿ = AB ̅̅̅∙BC ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅技能题：2.16 解：设三种不同火灾探测器分别为A 、B 、C ，有信号时值为1，无信号时为0，根据题意，画卡诺图如下：Y =AB +AC +BC =AB +AC +BC ̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿ =AB ̅̅̅̅⋅AC̅̅̅̅⋅BC ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ =(A +B ̅)(A +C )(B ̅+C )̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ =A +B ̅̅̅̅̅̅̅̅+A +C ̅̅̅̅̅̅̅̅+B ̅+C̅̅̅̅̅̅̅̅第三章：自测题：一、1、饱和，截止7、接高电平，和有用输入端并接，悬空； 二、 1、√ 8、√； 三、 1、A 4、D练习题：3.2、解：(a)因为接地电阻4.7k Ω，开门电阻3k Ω，R>R on ，相当于接入高电平1，所以Y =A B 1̅̅̅̅̅̅=A +B +0=A +B (e) 因为接地电阻510Ω，关门电0.8k Ω，R<R off ，相当于接入高电平0，所以、 Y =A +B +0̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=A ̅⋅B ̅∙1̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=A +B +0=A +B3.4、解：(a) Y 1=A +B +0̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=A +B ̅̅̅̅̅̅̅(c) Y 3=A +B +1̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=1̅=0(f) Y 6=A ⋅0+B ⋅1̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=B̅3.7、解：(a) Y 1=A⨁B ⋅C =(A B +AB̅)C =A B C +AB ̅C3.8、解：输出高电平时，带负载的个数2020400===IH OH OH I I N G 可带20个同类反相器输出低电平时，带负载的个数78.1745.08===IL OL OL I I N G 反相器可带17个同类反相器3.12EN=1时，Y 1=A ， Y 2=B̅ EN=0时，Y 1=A̅， Y 2=B3.17根据题意，设A 为具有否决权的股东，其余两位股东为B 、C ，画卡诺图如下，则表达结果Y 的表达式为：Y =AB +AC =AB +AC ̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿=AB ̅̅̅̅⋅AC̅̅̅̅̅̅̅̅̅逻辑电路如下：技能题：3.20：解：根据题意，A 、B 、C 、D 变量的卡诺图如下：Y =ABC +ABD =ABC +ABD ̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿̿=ABC̅̅̅̅̅̅⋅ABD ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅电路图如下：第四章：自测题：一、2、输入信号，优先级别最高的输入信号7、用以比较两组二进制数的大小或相等的电路，A>B 二、 3、√ 4、√ 三、 5、A 7、C练习题：4.1；解：(a) Y =A⨁B +B ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=A B +AB ̅+B ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=A B +B ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅=A +B ̅̅̅̅̅̅̅̅=AB ，所以电路为与门。
数字电路技术基础8
第十章
数/模与模/数 变换器
(7-1)
第十章 数/模与模/数变换器
§10.1 概述 §10.2 D/A 变换器 §10.3 A/D 变换器
(7-2)
§10.1 概述
数/模与模/数变换器是计算机与外部设备的 重要接口,也是数字测量和数字控制系统的重要 部件。
数/模变换器：能将数字量转换为模拟量的装 置，简称D/A变换器 。
当Dk＝0 时，开关Sk 接到位置0 ，将相应电流直接接地 而不进运放。
(7-6)
S
T1 T2 a
D
模拟电子开关的 简化原理电路
当 D = 1 时，T2 管饱和导 通，T1 管截止，则 S 与 a 点通 ；
当 D = 0 时，T1 管饱和导 通，T2 管截止，则 S 被 接地 。
前者相当于开关S 接到 “ 1 ” 端 ，后者则 相当 于开关S 接到“ 0 ”端 。
由于解码网络的电路结构和参数匹配，使得上图中D、 C、B、A四点的电位逐位减半，
(7-11)
DR C R BR A
UREF
R3 R2 R1 R0 2R 2R 2R 2R 2R
RF
0S3 I3
0S2 I2
S1 S0 1 I1 1 I0
I D3 D2 D1 D0
-
A+
uo
+
即： UD = UREF
UC = UREF / 2 UB = UREF /4 UA = UREF /8
D/A变换器的电路形式很多，下面只介绍三种。
(7-4)
10.2.1 权电阻D/A变换器
UREF
R=80 k
R3 R/8
R2 R/4
R1 R0 R/2 R
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74121的输出脉冲宽度：
tp≈0.7RC
TR-A、TR-B是两个下降沿有效 的触发信号输入端，TR+ 是上 升沿有效的触发信号输入端。 Q和是两个状态互补的输出端。 Rext/Cext、Cext是外接定时电阻 和电容的连接端，外接定时 电阻R（R=1.4kΩ～40kΩ）接 在VCC和Rext/Cext之间，外接定 时 电 容 C （ C=10pF ～ 10μF ） 接在Cext（正）和Rext/Cext之间。 74121内部已设置了一个2kΩ 的定时电阻，Rin 是其引出端， 使用时只需将Rin与VCC连接起 来即可，不用时则应将Rin 开 路。
1
S
D
& G3 电路
0
(a)
1
t
（1）ui＝0 时， ＝1， ＝0，uo 为高电平，这是第一种稳态。 S R
ui
0
G1 1 R
G2 & uo
ui(V) 1.4 0.7 0 uo 0 (b) 工作波形 UT+ UT－ t
1
S
D
& G3
1
1
t
(a) 电路
（1）ui＝0 时， ＝1， ＝0，uo 为高电平，这是第一种稳态。 S R
· 74221、4538、4098、74HC14、555
等集成电路的应用
7.1 波形变换电路
7.1.1 RC积分与微分电路
New！
7.1.2 单稳态触发器的工作原理
7.1.3 集成单稳态触发器 7.1.4 单稳态触发器应用举例
7.1.1 RC积分与微分电路
RC积分电路
基础知识
tW
电路条件： τ= RC >>tW tW——输入脉冲宽度
。 +VDD
Q
tW
tre
7.1.2 单稳态触发器工作原理
A
A’
分析方法
Q
B
Cd
B
Vth
A A’
Rd
。 +VDD
Q
tW
tre
2、积分型单稳态触发器
VDD G1 ui ≥1 uo1 R uA C G2 ≥1 uo2
VDD 0 0
ui t uo1 t uA
VT 0 uo2 0 tP (b) 波形
t t
7.0 7.1 7.2 7.3 7.4
7.0 本章概述
★ 基本内容
New！
★ 基本学习要求
★ 学习重点
★ 本章基本内容
在前面各章的讨论中，常常需要用到各种幅度、宽 度以及具有陡峭边沿的脉冲信号，如触发器就需要时钟 脉冲（CP），等等。事实上，现代电子系统都离不开脉 冲信号。获取这些脉冲信号的方法通常有两种：①直接 产生； ②利用已有信号变换得到。 与产生模拟信号要用模拟振荡器一样，产生脉冲信 号要用脉冲振荡器。 脉冲波形变换则包括脉冲宽度、幅 度、相位及上升和下降时间等等的改变，通过变换，使 这些特性符合要求。 本章将介绍常用的脉冲变换电路——单稳态触发器 和施密特触发器，脉冲产生电路——多谐振荡器，和一 种多用途的定时电路——555定时器。
翻转，电路仍维持在第二种稳态。
（5）ui 继续下降到 UT-=UT-UD=0.7V 时， R ＝1， S ＝0，RS 触发器翻 转，uo 为高电平，电路返回到第一种稳态。
uo ui 0 UT－ UT+ (a) 传输特性 ui (b) 逻辑符号 uo
uo ui 0 UT－ UT+ (a) 传输特性
R S （2）ui 上升到 UD =0.7V 时， ＝1， ＝1，RS 触发器不翻转，uo 仍为 高电平，电路仍维持在第一种稳态。 R S （3）ui 继续上升到 UT+=UT=1.4V 时， ＝0， ＝1，RS 触发器翻转， uo 为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后 ui 再上升，电路状态不变。
tp≈0.32RC
应用基础
1. TTL双单稳态触发器74221
74221内部有一个2kΩ的电阻可供使用。若不用内电阻则 需外接。无论何种接法，暂稳态时间均为
tW=0.7RC
4538—CMOS双单稳态触发器
应用基础
7.1.4 单稳态触发器应用
工程应用
7.1.4 单稳态触发器应用
工程应用
“看门狗”（Watching Dog)
tW
tre
UB(∞)= 0
t τ=RC（忽略其他电阻）
uB(t)= UB(∞)+[ UB(0+)－UB(∞)]
e
t
= VCC e
计算 tW及tre
A
VC (t ) VC () [VC (0 ) VC ()] e
求 T1 (tW)
VC (T1 ) Vth1
VC (T1 ) VC () [VC (0 ) VC ()] e
7.2 施密特触发器
7.2.1 特性与原理 7.2.2 集成施密特触发器
New！
7.2.3 应用举例
7.3.1 由门电路构成的施密特触发器
施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合 于数字电路需要的矩形脉冲的电路。
ui
0
G1 1
R
G2 & uo
ui (V) 1.4 0.7 0 uo 0 (b) 工作波形 UT+ UT－ t
★ 基本学习要求
· 掌握脉冲电路的基本分析方法
· 掌握常用脉冲电路的工作原理 · 掌握几种集成电路的应用 · 理解双稳态—单稳态—无稳态等几种电路 原理的内在联系
Email me please if you have any questions: win_dd@
★ 本章学习重点
· 脉冲电路分析的关键 · 微分型单稳态触发器、晶体振荡器、 555定时器的基本原理
0
G1 1
R
G2 & uo
ui (V) 1.4 0.7 0 uo 0 (b) 工作波形 UT+ UT－ t
1
S
D
& G3 电路
0
(a)
1
t
（1）ui＝0 时， ＝1， ＝0，uo 为高电平，这是第一种稳态。 S R
R S （2）ui 上升到 UD =0.7V 时， ＝1， 高电平，电路仍维持在第一种稳态。
Q
Q
稳态
tW
暂态
习题1
试设计一自动延时楼道照明灯。
！讨论与思考 ！
几点讨论： ①反馈环节也可采用RC积分电路（见习题6-5）。 ②若采用TTL门电路，为保证稳态时门2输入低电平，电 阻R必须小于某一数值。采用 CMOS 电路无此限制。
③为减小恢复时间tre，可在R上并联一个二极管，给电容C 提供放电回路。
7.1.1 RC积分与微分电路
RC微分电路
基础知识
tW
电路条件： τ= RC <<tW tW——输入脉冲宽度
7.1.2 单稳态触发器工作原理
1、以微分型为例
基础知识
A
7.1.2 单稳态触发器工作原理
分析方法
A
Q
B A Q B Vth
7.1.2 单稳态触发器工作原理
分析方法
A
Q
B A Q B Vth
VC (0 ) VC () VC () VC (0 ) T1 RCLn RCLn VC (T1 ) VC () VC () VC (T1 )
T T1 T2
1 1 f T T1 T2
若 Vth=V /2 VC(0+)= V VC (∞)= 0
CC CC
Rext /C ext VCC NC Cext NC
Rin Q
14
13
12
11 74122
10
9
8
1
2
3
4
5
6
7
TR-Ａ TR-B TR+A TR+B RD Q GND (b) 74122 的引脚排列图
TR-A 、TR-B 是两个下降沿有 效的触发信号输入端，TR+A、 TR+B是两个上升沿有效的触 发信号输入端。Q和是两个 状态互补的输出端。 Rext/Cext 、 Cext 、 Rin3 个 引 出 端是供外接定时元件使用的， 外接定时电阻R（R=5kΩ～ 50kΩ）、电容C（无限制） 的接法与74121相同。RD 为 直接复位输入端，低电平有 效。 当定时电容C＞1000pF时， 74122的输出脉冲宽度：
R S （3）ui 继续上升到 UT+=UT=1.4V 时， ＝0， ＝1，RS 触发器翻转， uo 为低电平，这是第二种稳态。电路翻转后 ui 再上升，电路状态不变。
（4）ui 上升到最大值后下降时，若 ui 下降到 UT， R ＝1。 S =1，RS 触发器不 翻转，电路仍维持在第二种稳态。
ui
t RC t T1
t RC
Q C Vth
Q
tW
tre
e
t RC
t T1
VC (T1 ) VC () VC (0 ) VC ()
VC (0 ) VC () VC () VC (0 ) T1 RCLn RCLn VC (T1 ) VC () VC () VC (T1 )
R S （2）ui ＝UD =0.7V 时， ＝1， 平，电路仍维持在第一种稳态。
＝1，RS 触发器不翻转，uo 仍为高电
ui
1
G1 1
R
G2 & uo
ui (V) 1.4 0.7 0 uo 0 (b) 工作波形 UT+ UT－ t
0
S
D
& G3 电路