数字电路设计与制作((日)汤山俊夫著;彭军译)思维导图
《数字电路与数字逻辑》第四章-1.ppt
CO
图 4.1.1 (b) 在进行信息传输时，为检测信息是否出错，常 在信息后附加一个校验部分：校验和 。
2021年3月11日星期四
第四章 组合逻辑电路
8
例如，传输的信息为“ China “，则校验和的求
法如下： 信息 C
ASCII 1000011
h
1101000
i
1101001
n
1101110
a
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第四章 组合逻辑电路
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第二节 中规模集成组合逻辑电路
一、编码器
1. 二进制编码器 (1) 8—3线普通编码器 (2) 8—3线优先编码器74148 (3) 74148的级联 2. 二—十进制优先编码器74147
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第四章 组合逻辑电路
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第四章 组合逻辑电路
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第四章 组合逻辑电路
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(3)确定逻辑功能
例4.1.1 分析如图4.1.1(a)所示的逻辑电路的逻辑
1
2
功能。
&
A
&
&
S
B
D
&
1
C
图 4.1.1(a)
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第四章 组合逻辑电路
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解 ： (1)写出逻辑表达式
S = A AB B AB = A AB + B AB = AB + AB
=1 F
图 4.1.2
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第四章 组合逻辑电路
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解： (1)写出逻辑表达式 F = D1⊕ D2 ⊕ D3 ⊕ D4 = D1⊕ D2 ⊕ D3 ⊕ D4 (2) 列真值表 (3) 确定逻辑功能 奇校验码产生电路
数字电路3位半直流数字电压表
一、课题名称：3½直流数字电压表二、内容摘要：数字电压表是常用的测量仪表之一，与同级别的指针式电压表相比较，使用方便，测量更准确，因此广泛使用。
它由模拟电路和数字电路两部分组成，模拟部分包括转换式输入放大器、基准电压源和A/D转换电路。
数字部分包括计数器、译码驱动显示及逻辑控制。
3½直流数字电压表具有以下7大特点：（1）显示清晰直观，读数准确（2）显示位数本设计中显示的位数为3位（3）高准确度（4）分辨率高（5）测量速率快（6）输入阻抗高（7）集成度高微功耗新型数字电压表采用CMOS 集成电路，整机功耗很低。
三、设计内容及设计要求：1. 了解双积分式A / D转换器的工作原理2. 熟悉位A / D转换器MC14433的性能及其引脚功能3. 掌握用MC14433构成直流数字电压表的方法4. 设计一个具有三位的十进制数字显示电压表四、试验器件清单：1.MC1403基准电源（1个）2.MC14433A/D转换器（1个）3.CD4511译码驱动（1个）4.LED共阴极数码管（4个）5.MC1413（ULN2003）（1个）6.电阻：10K（3个）1K（2个）47K（2个）3K（1个）470K（2个）100Ω（10个）10K的滑动变阻器（2个）7.电容：0.01µF（1个）0.1µF（3个）8.排针若干 9.覆铜板（2个） 10.导线若干 11.电池盒（2个）五、设计的系统方案：根据数字电路课程设计要求，在指定时间内系统的完成电路的设计、组装以及调试。
一、选题，根据数字电路技术基础课本大纲的要求，在网上搜集课题，筛选出能够体现和运用数字电路基本知识点的选题，确定设计方向。
二、根据选题进行思考，找出选题涉及的知识点，根据工作原理和相关专业知识，做到理解透彻，理清设计思路。
三、系统的对选题进行有层次的设计，画出初始电路图，再进一步的改进。
四、根据电路图连线、调试，使电路完成预期的设计要求和功能，并使电路达到最好的运行状态。
数字计步器
电子课程设计报告题目名称：数字计步器姓名：专业：班级学号：同组人：指导教师：摘要本课程设计的课题为数字计步器，通过水银开关模仿人走路，使用计数器电路实现人体移动步数的测量。
由于设计室缺少水银开关，设计时用一个常开开关代替，整个设计电路包括输入模块，计数模块和译码显示模块，其中输入模块包括脉冲输入和清零选择。
整个课程设计过程从提出多套方案开始，先进行方案分析及比较，确定一套较好的方案后进行multisim软件仿真，确定无误之后进行组装调试，最终达到课题要求实现可控制计步。
通过本次电子课程设计，不仅让同学们掌握了电子电路设计和调试的一般方法，更重要的是提高了动手实践能力，从搜集各方面资料到检查电路，充分锻炼了同学们分析问题以及解决问题的能力。
关键字：计步器，计数，译码显示，清零目录前言 (4)第一章设计内容及要求 (5)第二章系统组成及工作原理 (5)2.1 系统组成 (5)2.2 工作原理 (5)第三章设计方案及原理 (6)3.1 方案一 (6)3.2 方案二 (7)第四章方案比较、选择及单元电路分析 (8)4.1 方案比较、选择 (8)4.2 单元电路分析 (8)第五章组装、调试与结果分析 (10)5.1 组装 (10)5.2 调试与结果分析 (10)总结 (12)参考文献 (13)附录1 元件清单 (14)附录2 芯片介绍 (15)前言数字计步器的使用有较长的时间，从计步器诞生到现在的多功能数字计步器，使用数字计步器的人越来越多，尤其是近些年来，人们越来越关心自己的身体健康状况。
随着科技水平的不断发展，社会竞争越来越激烈，人们每天乘坐各种交通工具，忙碌在各个社会场所，吃的食物含有高热量，而锻炼身体的时间非常少，健康状况令人担忧。
计步器对于锻炼身体的作用，是它提供了一个量化的功能，帮助人们了解自己的锻炼时间与运动量。
使用数字计步器，通过佩戴在身体上的触发开关，向计数器电路发出脉冲信号，通过译码显示电路显示在数码管上，佩戴者能清楚地了解自己走了多少路，离自己预期的运动目标还有多少，能有效地帮助人们养成有规律的锻炼，保持一个良好的身体素质。
数字电路与逻辑设计.pptx
补码的特点之一就
是零的表示唯一： [＋0]补=00…0
N位
[－0]补=11…1＋1
N位
⑵补码的运算规则
采用补码表示的另一个好处就是当数值信息参与 算术运算时，采用补码方式是最方便的。
分类：
数字逻辑电路
组合逻辑 时序逻辑
研究方法
同步逻辑电路 异步逻辑电路
二、数制
1、进位计数制 进位计数制的基本因素：基数和位权。
基数是指计数制中所有到的数字符号的个数。在基数 为R的计数制中，包含0、1、…、R－1共R个数字符号，进 位规律是“逢R进一、借一当R”，称为R进位计数制。
位权是指在一种进位计数制表示的数中，用来表明不 同数位上数值大小的一个固定常数。不同数位有不同的位
换而言之，逻辑电路的分析与设计具有较大的弹
如何学好数字逻辑？
重视课堂学习
认真听课：听课时要紧跟教师授课思路，认真 领会每一个知识要点，抓住书本上没有的内容， 琢磨重点与难点。
做好笔记：适当地记录某些关键内容，尤其是 那些重点、难点、疑点，以便课后复习、思考
主动思考：听课时围绕教师所述内容及提出的 问题，主动思考问题，寻找自己的见解。
计算机专业 基础课程
数字逻辑
（必修课）
课程性质
“数字逻辑”是计算机各专业必修的一门重要 技术基础课。
该课程在介绍有关数字系统基本知识、基本理 论、及常用数字集成电路的基础上，重点讨论 数字逻辑电路分析与设计的基本方法。 从计算机的层次结构上讲， “数字逻辑” 是深入了解计算机“内核” 的一门最关键
在进行
数字技术的由来
计算机器件的历史发展
数字的出现
数字在各个古代文明中都独立的存在 数字都采用十进制数 阿拉伯数字
数字电路与逻辑设计(第三版)课件：VHDL 语言与数字电路设计
VHDL 语言与数字电路设计
第三代 EDA 工具出现于 20 世纪 90 年代，随着芯片的 复杂程度愈来愈高，数万门及数十万门的电路设计越来越多， 单是靠原理图输入方式已经不堪忍受，采用硬件描述语言 ( HDL ， HardwareDescribeLanguage )的设计方式就应运而 生，设计工作从行为级、功能级开始， EDA 向设计的高层 次发展，这样就出计
逻辑综合分成两个阶段:首先是与工艺无关的阶段，此 阶段采用布尔操作或代数操作技术来优化逻辑;其次是工艺 映射阶段，此阶段根据电路的性质(如组合型或时序型)及采 用的结构(多层逻辑、 PLD 或 FPGA )作出具体的映射，将 与工艺无关的描述转换成门级网表或 PLD (或 FPGA )的专 门文件。逻辑综合优化完成后，还需要进行细致的时延分析 和时延优化。此外还要进行逻辑仿真，逻辑仿真是保证设计 正确的关键步骤。
VHDL 语言与数字电路设计
VHDL 语言与数字电路设计
7. 1 电子设计自动化( EDA )技术的发展 7. 2 硬件描述语言对数字系统的描述 7. 3 基于硬件描述语言的数字电路设计流程 7. 4 VHDL 语言的基本文法 7. 5 VHDL 语言对基本电路行为的描述方法 7. 6 VHDL 语言对复杂电路行为的描述方法 习题
VHDL 语言与数字电路设计
结构的开放性是指通过一定的编程语言可以访问统一的 数据库，同时在此结构框架中可嵌入第三方所开发的设计软 件。
系统的可移植性是指整个软件系统可安装到不同的硬件 平台上，这样可组成一个由不同型号工作站所组成的设计系 统，从而共享同一设计数据。也可由低价的个人计算机和高 性能的工作站共同组成一个系统。
VHDL 语言与数字电路设计
第二代 EDA 工具集逻辑图输入、逻辑模拟、测试码生 成、电路模拟、版图输入、版图验证等工具于一体，构成了 一个较完整的设计系统。工程师以输入电路原理图的方式开 始设计，并在 32 位工作站上完成全部设计工作。它支持全 定制电路设计，同时支持门阵列、标准单元的自动设计。对 于门阵列、标准单元等电路，系统可完成自动布局、自动布 线功能，因而大大减轻了设计版图的工作量。
第3章数字电子广东文理学院.pptx
关为B，灯泡为Y。并设A、B闭合时为1，断开时为0
；灯亮时Y为1，灯灭时Y为0。 列真值表：根据逻辑要求列出真值表如下。 逻辑表达式：由真值表
得逻辑逻辑表达式
已为最简与或表达式
画逻辑电路图：
用与非门实现
用异或门实现
例：设计一个路灯控制电路，要求实现的功能是： 当总电源开关闭合时，安装在三个不同地方的三个开 关都能独立地将灯打开或熄灭；当总电源开关断开时 ，路灯不亮。
ABCD Y
0000 0 0001 1 0010 1 0011 0 0100 1 0101 0 0110 0 0111 1 1000 1 1001 0 1010 0 1011 1 1100 0 1101 1 1110 1 1111 0
3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
设计步骤
分析要求
列真值表
对表达式进行 化简或变换
异或功能。
AB Y
00 0 01 1 10 1 11 0
例：组合逻辑电路如图，试分析其逻辑功能。
A B C
≥1 Y1 ≥1 Y3 1 Y2
Y
1
≥1
解：⑴、根据逻辑图写输出逻辑表达式
⑵、化简逻辑表达式
⑶、电路的逻辑功能
电路的输出Y只与输入A、B有
关，而与输入C无关。Y和A、B 的逻辑关系为与非运算的关系。
4. 画逻辑图 — 用与门和或门实现 Y BC AC AB — 用与非门实现 Y BC AC AB
A
& AB
B
& BC
≥&1 Y
C
& AC
例：设计一个三变量表决器，其中A具有否决权。
解：第一步：列真值表 首先确定输入变量：
《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
电路方程思想内容总结图
电路方程思想内容总结图电路方程思想是电路分析和设计的核心理论基础，它通过建立电路元件之间的数学关系，表示电路中各个节点和分支之间的电流和电压关系，从而求解电路中各个参数的数值。
电路方程思想的内容主要包括电路基本定律、电路模型和电路方程的建立以及求解方法等方面。
电路基本定律是电路方程思想的基础，包括电流定律（基尔霍夫电流定律）和电压定律（基尔霍夫电压定律）。
根据电流定律，在电路中一个节点处的电流代数和为零；根据电压定律，在电路中一个回路沿任意一条闭合路径的电压代数和为零。
电路基本定律使得电路中各个节点和分支之间的电流和电压关系具有明确的数学表达形式，为建立电路方程提供了基本的原理和方法。
电路模型是电路方程思想的重要组成部分，它是将电路中的元件和电源用数学模型进行等效表示的过程。
电路模型既可以通过物理原理推导得到，也可以通过实验数据拟合得到。
常用的电路元件模型有理想电压源、理想电流源、电阻、电感和电容等。
在实际的电路分析中，可以将电路中的复杂元件通过电路模型进行简化，从而简化电路方程的建立和求解过程。
电路方程的建立是电路方程思想的核心内容，它是根据电路中各个节点和分支之间的电流和电压关系，建立起描述电路运行状态的方程组。
电路方程的建立过程可以分为两个步骤：列出节点电流方程和分支电压方程。
根据电流定律和电压定律，可以得到电路中各个节点处的电流和分支处的电压之间的关系。
将这些关系转化为若干个方程，即可得到电路方程组。
通过求解电路方程组，就可以计算得到电路中各个节点和分支的电流和电压数值。
电路方程的求解方法是电路方程思想的重要应用手段，通过数学方法求解电路方程，可以得到电路中各个参数的数值。
常用的求解方法有直接代入法、消元法和基尔霍夫法等。
直接代入法是将各个节点电流和分支电压的表达式直接代入电路方程组，从而求解未知量的数值。
消元法是通过将电路方程组进行合并和简化，得到一些更简单的方程，从而求解未知量的数值。
第10章数字集成电路基本单元与版图精品PPT课件
（2） CMOS反相器物理结构的剖面图
（3）开关特性
我们希望反相器的上升时间和下降时间近似相等，
则需要使PMOS管的沟道宽度必须加宽到NMOS管沟道
宽度的 n / p倍左右。
Vi(t)
+VDD
0
Vo(t) +VDD 0.9VDD 0.1VDD
0
td tf
t
t tr
（10）以上有关尺寸的设计必须符合版图设计规则。
TTL与非门的版图设计
• 评价版图好坏的几个因素： ① 符合原电路设计指标； ② 面积最小； ③ 成品率高； ④ 可靠性高； ⑤ 具有可测试性。
TTL与非门的版图设计
• 双极型集成电路版图设计步骤： （1）划分隔离区 （2）元器件的版图设计 （3）元器件的布局 （4）布线
10.2 TTL基本电路及版图实现
10.2.1 TTL基本电路
• TTL反相器电路
VCC（5V）
Rb1 Rc2
Rc4
＋
T1
υ1
－
T2 Re2
T4
D ＋
T3 负 v0 载 －
GND
TTL基本电路及版图实现
（1）电路组成 该电路由三部分组成：
1）由双极型晶体管T1和电阻Rb1组成电路的输入级； 2）由T2、Re2和Rc2组成的中间驱动电路，将单端信号 υB2转换为双端信号υB3和υB4； 3）由T3、T4、Rc4和二极管D组成的输出级。 （2）工作原理 输入为高电平时，输出为低电平。 输入为低电平时，输出为高电平。
(b)为三输入端TTL与非门的代表符号
TTL基本电路及版图实现
• 或非门路
VCC
R1A