数字电路与系统设计
数字电路设计与数字系统课程设计
数字电路设计与数字系统课程设计1. 简介数字电路是数字电子技术的核心和基础，它也是现代电子技术的重要组成部分。
数字电路设计与数字系统课程设计作为电子信息工程的一门重要课程，旨在帮助学生掌握数字电路的基本理论和设计方法，提高学生的设计和实际操作能力，培养学生的创新能力和解决问题的能力。
2. 课程内容2.1 数字电路基础知识数字电路基础知识是数字电路设计与数字系统课程设计的重要内容，包括数字逻辑基础知识、二进制数系统、BCD码和ASCII码等。
2.2 数字逻辑电路数字逻辑电路是数字电路设计与数字系统课程设计的重要内容之一，主要涉及数字逻辑门电路和数字逻辑函数电路等。
学生需要掌握数字逻辑电路的基本原理和常用设计方法。
2.3 组合逻辑电路设计组合逻辑电路是数字电路设计与数字系统课程设计的重要内容之一，主要涉及基本门电路的组合、编码器和解码器、多路选择器和多路分配器等设计。
学生需要掌握组合逻辑电路设计的基本方法和实现原理。
2.4 时序逻辑电路设计时序逻辑电路是数字电路设计与数字系统课程设计的重要内容之一，主要涉及时序电路的设计方法和实现技术。
学生需要掌握时序逻辑电路的设计方法和时序电路的分析、设计和实现。
2.5 数字系统设计数字系统设计是数字电路设计与数字系统课程设计的重要内容之一，主要涉及数字系统的设计方法、数字系统的硬件实现、数字系统的软件实现等。
学生需要掌握数字系统设计的基本理论和实际设计方法。
3. 课程实践3.1 模拟实验数字电路设计与数字系统课程设计的实践环节主要包括模拟实验和数字系统实验两个部分。
模拟实验主要涉及数字电路的仿真和调试，帮助学生掌握数字电路的基本应用和操作技能。
3.2 数字系统实验数字电路设计与数字系统课程设计的实践环节主要包括模拟实验和数字系统实验两个部分。
数字系统实验主要涉及数字系统的设计和实现，包括数字系统的硬件实现和软件实现，帮助学生掌握数字系统的设计和实现方法。
4. 课程教材数字电路设计与数字系统课程设计的教材通常包括以下内容：•《数字电路》•《数字系统设计与实现》•《数字电子技术基础》•《自动化测试与数字电路》5. 学习建议数字电路设计与数字系统课程设计是比较难的一门课程，学生需要掌握基本的数理知识和电子技术基础。
数字电路与系统设计
目录分析
1.2数制
1.1数字信号与数 字电路概述
1.3码制
1.5 HDL
1.4算术运算与逻 辑运算
习题
2.1逻辑代数中的运 算
2.2逻辑运算的电路 实现
2.3逻辑运算的公式
2.4逻辑运算的基本 规则
2.5逻辑函数的标准 形式
2.6逻辑函数的化简
2.7 VHDL描述逻辑 门电路
习题
3.2常用中规模集 成组合逻辑电路
程逻辑器件 （CPLD）
3 6.6现场可编
程门阵列 （FPGA）
4
6.7 HDPLD应 用举例
5
习题
1
7.1概述
2
7.2数字系统 的描述工具
3
7.3控制器设 计
4 7.4数字系统
设计及VHDL实 现
5
习题
8.2模数转换（A/D）
8.1数模转换（D/A）
习题
作者介绍
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（MSI）
3.1 SSI构成的组 合电路的分析和设
计
3.3竞争和冒险
3.4 VHDL描述 组合逻辑电路
习题
4.1概述 4.2基本SRFF
4.3钟控电位触发器 4.4边沿触发器
4.5集成触发器的参 数
4.6触发器应用举例
4.7 VHDL描述触发 器
习题
5.1概述 5.2寄存器
5.3计数器 5.4序列信号发生器
数字电路与系统设计
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
思维导图
本书关键字分析思维导图
数字集成电路-电路系统与设计
数字集成电路-电路系统与设计数字电路设计的抽象层次：器件->电路->门->模块->系统时钟偏差对全局信号都可能产⽣影响，是⾼性能⼤系统的设计关键。
集成电路的成本：固定成本+可变成本；固定成本可理解为研发成本，⾮重复的成本；可变成本可理解为⽣产制造（芯⽚成本和封测成本）过程中产⽣的成本，与良率也有关，控制芯⽚⾯积能够有效且直接的控制芯⽚成本。
⼀个门电路要想具有再⽣性，其VTC(电压传输特性)应当具有⼀个增益⼤于1的过渡区，以及增益⼩于1的合法区域，如下图：封装可按照封装材料，互连层数量，散热⽅式进⾏分类：封装材料：陶瓷封装、塑封（⾼分⼦聚合物）NMOS与PMOS，以增强型为例，NMOS VGS>Vth时导通，PMOS |VGS|>|Vth|时导通，且VGS<0。
CMOS反相器电压传输特性（VTC）推导：上式为CMOS上下管需要遵守的规则。
结合上式得到，下图为CMOS中上官PMOS部分不同栅极输⼊电压下，下管NMOS电流与输出电压的关系为了使NMOS和PMOS的传输特性能够符合上式DC成⽴，需要根据⼆者的V-I曲线找到交叉点，使其满⾜DC平衡找到上图中的DC平衡交叉点，并提取绘制得到CMOS的电压传输特性如下图，可以看出CMOS的电压传输特性具有再⽣性其中res表⽰呈电阻特性PMOS和NMOS的电流⽅向问题：源極的源是指載流⼦的起點；漏極的漏是指載流⼦的終點。
載流⼦從源極出發，穿過溝道，到達漏極，從外部看，載流⼦最終從漏極漏出去了。
顯然，NMOS和PMOS的載流⼦是不同的，因此導致了令⼈困惑的電流⽅向問題。
盯住載流⼦即可，別被電流⽅向迷惑。
可以簡單地認為，柵極和襯底間的電壓超過閾值後，漏極和源極就接通了，⽽電流⼤⼩則是由柵漏源三極間的電壓決定。
因為MOS是對稱結構，所以源極和漏極無區別且可互換。
關於D和S，也就是漏和源，其實是從⼯藝⾓度觀察的結果。
在MOS中，有兩種載流⼦，⼀種是電⼦，另⼀種是空⽳，標記為N和P。
数字逻辑电路与系统设计课件
用于计数和控制时序，常用于实现定时器和分频器。
移位器
用于二进制数据的移位操作，常用于数据格式化和数据传输。
顺序脉冲发生器
用于产生一定规律的顺序脉冲信号，常用于控制电路的工作流程。
04
数字系统设计
数字系统概述
数字系统的基本概念
数字系统是指使用离散的二进制数字信号进行信息处理的系统。它主要由逻辑 门电路、触发器、寄存器、加法器等基本元件组成，具有精度高、稳定性好、 易于大规模集成等优点。
实现逻辑功能
根据状态转换图，实现相应的 逻辑功能。
确定设计目标
明确设计时序逻辑电路的目的 和要求，如实现特定的功能、 达到一定的性能指标等。
设计状态转换图
根据设计要求，设计状态转换 图，确定状态和输出。
验证设计
通过仿真或实验验证设计的正 确性和可行性。
常用时序逻辑电路
寄存器
用于存储二进制数据，常用于数据传输和数据处理。
集成化和智能化技术的发展，为数字 系统的设计带来了新的机遇和挑战。
数字系统的智能化是当前的一个重要 趋势，它使得数字系统能够具有更强 的自适应性、智能性和灵活性。
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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
通过列出所有输入组合和对应的输出值，得到真 值表，并根据真值表推导出逻辑表达式。
3
逻辑功能描述
根据逻辑表达式或真值表，描述组合逻辑电路的 逻辑功能。
组合逻辑电路的设计
明确设计要求：确定输入和 输出信号，以及电路要实现 的功能。
根据功能要求，逐一确定每 个输入组合对应的输出值。
自底向上的设计方法
数字电路与系统设计：第2章习题答案
习题目录2.1 (2)2.2 (2)2.3 (2)2.4 (3)2.5 (3)2.6 (4)2.7 (4)2.8 (4)2.9 (4)2.10 (4)2.11 (5)2.12 (5)2.13 (7)2.14 (8)2.1 有A 、B 、C 三个输入信号，试列出下列问题的真值表，并写出最小项表达式∑m （ ）。
（1）如果A 、B 、C 均为0或其中一个信号为1时。
输出F=1，其余情况下F=0。
（2）若A 、B 、C 出现奇数个0时输出为1，其余情况输出为0。
（3）若A 、B 、C 有两个或两个以上为1时，输出为1，其余情况下，输出为0。
F 1m 4）F 2m ）3m 7）2.2 试用真值表证明下列等式：（1）A ⎺B+B ⎺C+A ⎺C=ABC+⎺A ⎺B ⎺C （2）⎺A ⎺B+⎺B ⎺C+⎺A ⎺C=AB BC AC 证明：（1）真值表相同，所以等式成立。
（真值表相同，所以等式成立。
2.3 对下列函数，说明对输入变量的哪些取值组合其输出为1？ （1）F （A,B,C ）=AB+BC+AC（2）F （A,B,C ）=(A+B+C)(⎺A+⎺B+⎺C) （3）F （A,B,C ）=(⎺AB+⎺BC+A ⎺C)AC解：本题可用真值表、化成最小项表达式、卡诺图等多种方法求解。
（1）F 输出1的取值组合为：011、101、110、111。
（2）F 输出1的取值组合为：001、010、011、100、101、110。
（3）F输出1的取值组合为：101。
2.4试直接写出下列各式的反演式和对偶式。
(1)F(A,B,C,D,E)=[(A⎺B+C)·D+E]·B(2) F(A,B,C,D,E)=AB+⎺C⎺D+BC+⎺D+⎺CE+B+E(3) F(A,B,C)=⎺A⎺B+C ⎺AB C解：(1) ⎺F=[(⎺A+B)·⎺C+⎺D]·⎺E+⎺BF'=[(A+⎺B)·C+D]·E+B(2) ⎺F=(⎺A+⎺B)(C+D)·(⎺B+⎺C)·D·(C+⎺E)·⎺B·⎺EF'=(A+B)(⎺C+⎺D)·(B+C)·⎺D·(⎺C+E)·B·E(3)⎺F=(A+B)·⎺C+ A+⎺B+CF'=(⎺A+⎺B)·C+⎺A+B+⎺C2.5用公式证明下列等式：(1)⎺A⎺C+⎺A⎺B+BC+⎺A⎺C⎺D=⎺A+BC(2)AB+⎺AC+(⎺B+⎺C) D=AB+⎺AC+D(3)⎺BC⎺D+B⎺CD+ACD+⎺AB⎺C⎺D+⎺A⎺BCD+B⎺C⎺D+BCD=⎺BC+B⎺C+BD(4)A⎺B⎺C+BC+BC⎺D+A⎺BD=⎺A + B +⎺C+⎺D证明：(1) ⎺A⎺C+⎺A⎺B+BC+⎺A⎺C⎺D ——⎺A⎺C⎺D被⎺A⎺C削去=⎺A(⎺B+⎺C)+BC=⎺A BC+BC ——削去互补因子=⎺A+BC(2) AB+⎺AC+(⎺B+⎺C) D=AB+⎺AC+BC D+BC ——增加冗余因子BC，为了削去BCD中的BC =AB+⎺AC+D(3)⎺BC⎺D+B⎺CD+ACD+⎺AB⎺C⎺D+⎺A⎺BCD+B⎺C⎺D+BCD=⎺BC⎺D+BD+ACD+⎺AB⎺C⎺D+⎺BCD+B⎺C⎺D ——B⎺CD与BCD合并成BD=⎺BC⎺D+BD+ACD+⎺AB⎺C⎺D+⎺BCD+B⎺C ——BD与B⎺C⎺D削去互补因子=⎺BC⎺D+BD+ACD+⎺BCD+B⎺C ——⎺AB⎺C⎺D被B⎺C削去=⎺BC+BD+ACD+B⎺C ——⎺BC⎺D与⎺BCD合并=⎺BC+BD+CD+ACD+B⎺C ——增加CD，可削去ACD=⎺BC+B⎺C+BD(4)A⎺B⎺C+BC+BC⎺D+A⎺BD=A⎺B⎺C (BC+BC⎺D)+⎺A+B+⎺D ——BC+BC⎺D削去互补因子=A⎺B⎺C (⎺B+⎺C+⎺D)+⎺A+B+⎺D=A⎺B⎺C +A⎺B⎺C⎺D+⎺A+B+⎺D=A⎺B⎺C+⎺A+B+⎺D=⎺A+ B +⎺C+⎺D2.6已知⎺ab+a⎺b=a⊕b,⎺a⎺b+ab=a b,证明：（1）a⊕b⊕c=a b c（2）a⊕b⊕c=⎺a ⎺b ⎺c证明：(1)a⊕b⊕c=(a⊕b)⊕c=a⊕b · c+(a⊕b)·⎺c=(a b)·c+ a b⎺c=a b c(2)(a⊕b)⊕c = (a⊕b) c=a b c=a b ⎺c=⎺a ⎺b ⎺c2.7试证明：（1）若⎺a⎺b+ a b=0则a x+b y=a⎺x + b⎺y证明：⎺a⎺b+ a b=0 即a b=0 ∴a =⎺bax + by =⎺bx + by = ⎺bx · by=(b+⎺x)(⎺b+⎺y)=b⎺y+⎺b⎺x+⎺x⎺y=a⎺x+b⎺y（2）若⎺a b+a⎺b=c，则⎺a c + a⎺c=b证明：a⊕b=c => a⊕b⊕c=c⊕c => a⊕b⊕c=0 => a⊕b⊕c⊕b=0⊕b => a⊕c=b2.8将下列函数展开成最小项之和：（1）F（ABC）=A+BC（2）F（ABCD）=（B+⎺C）D+(⎺A+B) C（3）F(ABC)=A+B+C+⎺A+B+C解：（1）F（ABC）=A+BC=A（B+⎺B）(C+⎺C)+(A+⎺A)BC=⎺ABC+A⎺B⎺C+A⎺BC+AB⎺C=∑m(3,4,5,6)(2) F（ABCD）=（B+⎺C）D+(⎺A+B) C=BD+⎺CD+⎺AC+BC=∑m(1,3,5,6,7,9,13,14,15)(3) F(ABC)=A+B+C+⎺A+B+C=∑m(0,2,6)2.9将题2.8中各题写成最大项表达式，并将结果与2.8题结果进行比较。
《数字电路与系统设计》第6章习题答案
l ee t h e \1210101…X/Z0/01/0X/Z11…100…6.3对下列原始状态表进行化简： (a)解：1）列隐含表： 2）进行关联比较3）列最小化状态表为：a/1b/0b b/0a/0aX=1X=0N(t)/Z(t)S(t)解：1）画隐含表： 2）进行关联比较： 6.4 试画出用MSI 移存器74194构成8位串行 并行码的转换电路（用3片74194或2片74194和一个D 触发器）。
l ee t-h e \r 91行''' 试分析题图6.6电路，画出状态转移图并说明有无自启动性。
解：激励方程：略 状态方程：略状态转移图 该电路具有自启动性。
6.7 图P6.7为同步加/减可逆二进制计数器，试分析该电路，作出X=0和X=1时的状态转移表。
解：题6.7的状态转移表X Q 4nQ 3nQ 2nQ 1nQ 4n +1Q 3n +1Q 2n +1Q 1n +1Z 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 11 1116.8分析图6.8电路，画出其全状态转移图并说明能否自启动。
数字集成电路 电路系统与设计
数字集成电路电路系统与设计
数字集成电路是指将若干个数字电路组合在一起，形成一个完整
的电路系统的过程。
数字集成电路充分利用了数字电子技术的优势，
将不同的数字电路模块集成至一个芯片上，从而大大提高了电路系统
的性能和可靠性。
数字集成电路的设计需要遵循特定的规范和标准，包括电路功能
的设计、电路参数的计算和选取，以及电路布局和制造等方面。
同时，数字集成电路的设计需要充分考虑电路系统的稳定性、抗干扰能力、
低功耗、高可靠性等特点，以满足不同应用场景的需求。
数字集成电路常常应用于各种高精度、高复杂度数字系统中，包
括计算机、通信系统、音视频处理、自动化控制等领域。
在数字集成
电路的设计和制造中，还需要根据具体应用场景选择不同的设计方案
和制造工艺，以获得最优性能和可靠性。
数字集成电路--电路、系统与设计
数字集成电路是现代电子产品中不可或缺的一部分，它们广泛应用于计算机、手机、汽车、医疗设备等领域。
数字集成电路通过在芯片上集成大量的数字电子元件，实现了电子系统的高度集成和高速运算。
本文将从电路、系统与设计三个方面探讨数字集成电路的相关内容。
一、数字集成电路的电路结构数字集成电路的电路结构主要包括逻辑门、寄存器、计数器等基本元件。
其中，逻辑门是数字集成电路中最基本的构建元件，包括与门、或门、非门等，通过逻辑门的组合可以实现各种复杂的逻辑功能。
寄存器是用于存储数据的元件，通常由触发器构成；而计数器则可以实现计数和计时功能。
这些基本的电路结构构成了数字集成电路的基础，为实现各种数字系统提供了必要的支持。
二、数字集成电路与数字系统数字集成电路是数字系统的核心组成部分，数字系统是以数字信号为处理对象的系统。
数字系统通常包括输入输出接口、控制单元、运算器、存储器等部分，数字集成电路在其中充当着处理和控制信号的角色。
数字系统的设计需要充分考虑数字集成电路的特性，包括时序和逻辑的正确性、面积和功耗的优化等方面。
数字集成电路的发展也推动了数字系统的不断完善和创新，使得数字系统在各个领域得到了广泛的应用。
三、数字集成电路的设计方法数字集成电路的设计过程通常包括需求分析、总体设计、逻辑设计、电路设计、物理设计等阶段。
需求分析阶段需要充分了解数字系统的功能需求，并将其转化为具体的电路规格。
总体设计阶段需要根据需求分析的结果确定电路的整体结构和功能分配。
逻辑设计阶段是将总体设计转化为逻辑电路图，其中需要考虑逻辑函数、时序关系、并行性等问题。
电路设计阶段是将逻辑电路图转化为电路级电路图，包括门电路的选择和优化等。
物理设计阶段则是将电路级电路图转化为实际的版图设计，考虑布线、功耗、散热等问题。
在每个设计阶段都需要充分考虑电路的性能、面积、功耗等指标，以实现设计的最优化。
结语数字集成电路作为现代电子系统的关键组成部分，对于数字系统的功能和性能起着至关重要的作用。
数字集成电路—电路、系统与设计
数字集成电路（IC）在当今的电子装置和系统中发挥着至关重要的作用。
这些电路的设计将大量电子组件集成到一个单一芯片上，提供高性能和紧凑的尺寸。
在本篇文章中，我们将探索数字IC设计的关键方面，侧重于电路，系统和设计方面。
我们探索数字IC的电路方面。
数字 IC由晶体管，电阻器，电容器等基本电子元件构建而成，这些电子元件相互连接，可以实现逻辑功能。
现代数字IC集成水平惊人，数十亿晶体管被包装成一个芯片。
这种密集的集成使得在很小的物理空间内可以执行复杂的功能，如微处理器，内存单元，以及通信接口。
数字IC还设计为高速运行，消耗最小功率。
实现高速运行需要仔细考虑信号传播延迟，交叉对讲，以及动力消散。
为了应对这些挑战，IC设计师采用了先进的电路设计技术，如管道衬线，时钟标注，以及动力标注，以优化数字电路的性能和能效。
转到系统方面，数字IC常是更大的电子系统的一部分，它们与其他组件如传感器、起动器和通信接口相互作用。
数字IC的设计必须考虑到系统层面的要求，包括与外部组件的接口，处理输入、输出信号，以及支持各种通信协议。
数字IC在系统层面设计中的一个有趣例子是汽车电子领域。
现代车辆配备了广泛的数字IC，控制发动机，传输，安全系统，以及信息娱乐等功能。
这些IC必须满足可靠性、性能和安全性的严格要求，同时与各种传感器和起动器接口。
汽车数字IC的设计不仅涉及电路层面的考虑，还涉及系统层面的方面，如故障耐受性，通信协议，以及实时操作。
让我们谈谈数字IC的设计方面。
IC设计开始于具体说明电路的功能，之后是建筑和逻辑设计，电路执行，以及验证。
设计过程涉及各种工具和技术，包括逻辑综合、地点和路线、时间分析和功能核查。
设计可制造性和可检验性是关键考虑因素，可确保能够大规模生产高产量的IC并测试其可靠性。
IC设计中一个有趣的例子是开发适用于加密货币开采的集成电路。
为此目的设计的ASIC高度优化，用于履行采矿所需的密码散列功能，与一般用途处理器相比，往往能达到更高的性能和能源效率。
数字电路及系统设计课程设计
数字电路及系统设计课程设计
简介
数字电路及系统设计课程是电子信息类专业中的重要专业基础课程之一。
本课程旨在培养学生对数字电路和系统的设计、分析和实现能力，为学生后续的专业课程打好扎实的基础。
在本次课程设计中，我们将通过实际设计数字电路及系统的案例，来巩固和加深学生的理论知识。
设计目标
本次课程设计的目标是设计一款音乐播放器。
音乐播放器具有以下功能：•支持音乐文件的格式：mp3、wav、flac
•支持音乐文件的存储介质：SD卡、U盘、内置存储
•支持音量控制和播放模式切换
•支持LCD屏幕显示音乐信息和操作提示
设计思路
本次课程设计的核心是数字电路和系统的设计，因此我们将采用FPGA作为设计工具。
FPGA可以通过可编程逻辑单元来实现数字电路的设计。
我们将对音乐播放器的各个功能模块进行分析和设计，如下：
音频解码模块
因为音频文件的格式多种多样，不同的格式会有不同的压缩算法和解码方式。
我们将采用DSP模块解码音频数据，DSP模块是FPGA内部的数字信号处理模块，能够高效地实现音频解码。
1。
数字集成电路--电路、系统与设计(第二版)复习资料
第一章 数字集成电路介绍第一个晶体管，Bell 实验室，1947第一个集成电路，Jack Kilby ，德州仪器，1958 摩尔定律：1965年，Gordon Moore 预言单个芯片上晶体管的数目每18到24个月翻一番。
(随时间呈指数增长)抽象层次：器件、电路、门、功能模块和系统 抽象即在每一个设计层次上，一个复杂模块的内部细节可以被抽象化并用一个黑匣子或模型来代替。
这一模型含有用来在下一层次上处理这一模块所需要的所有信息。
固定成本（非重复性费用）与销售量无关；设计所花费的时间和人工；受设计复杂性、设计技术难度以及设计人员产出率的影响；对于小批量产品，起主导作用。
可变成本 （重复性费用）与产品的产量成正比；直接用于制造产品的费用；包括产品所用部件的成本、组装费用以及测试费用。
每个集成电路的成本=每个集成电路的可变成本+固定成本/产量。
可变成本=（芯片成本+芯片测试成本+封装成本）/最终测试的成品率。
一个门对噪声的灵敏度是由噪声容限NM L （低电平噪声容限）和NM H （高电平噪声容限）来度量的。
为使一个数字电路能工作，噪声容限应当大于零，并且越大越好。
NM H = V OH - V IH NM L = V IL - V OL 再生性保证一个受干扰的信号在通过若干逻辑级后逐渐收敛回到额定电平中的一个。
一个门的VTC 应当具有一个增益绝对值大于1的过渡区(即不确定区)，该过渡区以两个有效的区域为界，合法区域的增益应当小于1。
理想数字门 特性：在过渡区有无限大的增益；门的阈值位于逻辑摆幅的中点；高电平和低电平噪声容限均等于这一摆幅的一半；输入和输出阻抗分别为无穷大和零。
传播延时、上升和下降时间的定义传播延时tp 定义了它对输入端信号变化的响应有多快。
它表示一个信号通过一个门时所经历的延时，定义为输入和输出波形的50%翻转点之间的时间。
上升和下降时间定义为在波形的10%和90%之间。
对于给定的工艺和门的拓扑结构，功耗和延时的乘积一般为一常数。
数字电路与系统设计实验报告
数字电路与系统设计实验报告学院：班级：姓名：实验一基本逻辑门电路实验一、实验目的1、掌握TTL与非门、与或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系。
2、熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。
二、实验设备1、二输入四与非门74LS00 1片2、二输入四或非门74LS02 1片3、二输入四异或门74LS86 1片三、实验内容1、测试二输入四与非门74LS00一个与非门的输入和输出之间的逻辑关系。
2、测试二输入四或非门74LS02一个或非门的输入和输出之间的逻辑关系。
3、测试二输入四异或门74LS86一个异或门的输入和输出之间的逻辑关系。
四、实验方法1、将器件的引脚７与实验台的“地（GND）”连接，将器件的引脚１４与实验台的十5Ｖ连接。
2、用实验台的电平开关输出作为被测器件的输入。
拨动开关，则改变器件的输入电平。
3、将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯(LED)连接。
指示灯亮表示输出低电平（逻辑为０），指示灯灭表示输出高电平（逻辑为1）。
五、实验过程1、测试74LS00逻辑关系（1）接线图（图中Ｋ1、Ｋ2接电平开关输出端，LED0是电平指示灯）（2）真值表2、测试74LS02逻辑关系（1）接线图（2）真值表3、测试74LS86逻辑关系接线图（1）接线图（2）真值表六、实验结论与体会实验是要求实践能力的。
在做实验的整个过程中，我们首先要学会独立思考，出现问题按照老师所给的步骤逐步检查，一般会检查处问题所在。
实在检查不出来，可以请老师和同学帮忙。
实验二逻辑门控制电路实验一、实验目的1、掌握基本逻辑门的功能及验证方法。
2、掌握逻辑门多余输入端的处理方法。
3、学习分析基本的逻辑门电路的工作原理。
二、实验设备1、基于CPLD的数字电路实验系统。
2、计算机。
三、实验内容1、用与非门和异或门安装给定的电路。
2、检验它的真值表，说明其功能。
四、实验方法按电路图在Quartus II上搭建电路，编译，下载到实验板上进行验证。
数字集成电路——电路、系统与设计
IC，这些微小但强大的芯片，是我们电子设备的无名英雄，从我们口袋里的光滑智能无线终端，到我们桌子上的强大的截肢者，甚至我们车上最先进的汽车系统。
当它到数字集成电路时，全部是创建顶尖的系统，来传递心跳的性能，而吸电就像一个花哨的鸡尾酒，永远，永远，投球在可靠性上。
这些电路是数据处理、信号处理和控制系统的摇滚巨星，使得我们技术精湛的世界开始运转。
但是，在所有的滑翔和魅力背后，工作上有大量的脑力。
设计数字集成电路就像开始一个令人惊叹的冒险，任务包括设定舞台有规格，通过模型化将人物带入生命，在模拟中通过脚步化，通过合成来伤害它们的存在，最后通过彻底的验证确保一切的平稳航行。
就像是数字交响乐的策划者，进行电路，系统和设计技术的和谐混合，在区块上创建最高效和可靠的集成电路。
这是一个疯狂的旅程，但有人必须做到这一点！设计数字集成电路需要使用不同的工具和方法来开发和改进数字系统。
首先要弄清楚数字系统需要做什么以及它需要多好的表现我们用维利洛格和VHDL等特殊语言创建模型并测试数字系统。
接下来，我们把模型变成逻辑门列表，我们努力确保设计符合所有要求。
我们用半导体制造来制造实际的电路。
这涉及到根据设计创建布局和建造电路。
数字集成电路领域是一个不断发展和动态的研究领域，其特点是设计方法、技术和应用方面不断取得进展。
随着数字系统继续在各种电子装置和系统中发挥重要作用，对数字集成电路设计专业人才的需求日益增加。
对这一领域感兴趣的个人必须在数字电路、系统和设计原则方面奠定坚实的基础，并随时了解数字集成电路技术的最新发展。
只要具备必要的知识和技能，就能够有助于创造创新的数字集成电路，推动技术进步，提高电子系统的性能。
数字电路与系统设计课后习题答案
C×D=（84）10×（6）10=（504）10
C÷D=（84）10÷（6）10=（14）10
两种算法结果相同。
1.11试用8421BCD码完成下列十进制数的运算。
解：（1）5+8=（0101）8421BCD+（1000）8421BCD=1101 +0110=（1 0110）8421BCD=13
（1）F输出1的取值组合为：011、101、110、111。
（2）F输出1的取值组合为：001、010、011、100、101、110。
（3）F输出1的取值组合为：101。
2.4试直接写出下列各式的反演式和对偶式。
(1)F(A,B,C,D,E)=[(AB+C)·D+E]·B
(2) F(A,B,C,D,E)=AB+CD+BC+D+CE+B+E
(2)F=∑m(0,1,2,3,12,13)
F'=∑m(2,3,12,13,14,15)
2.11试用公式法把下列各表达式化简为最简与或式
（1）F=A+ABC+ABC+BC+B
解：F =A+B
(2) F=(A+B)(A+B+C)(A+C)(B+C+D)
解：F'=AB+AC
(3) F=AB+ABBC+BC
（1）如果A、B、C均为0或其中一个信号为1时。输出F=1，其余情况下F=0。
（2）若A、B、C出现奇数个0时输出为1，其余情况输出为0。
（3）若A、B、C有两个或两个以上为1时，输出为1，其余情况下，输出为0。
数字电路与系统设计介绍
数字电路与系统设计介绍关于数字电路与系统设计介绍如下：一、数字电路基础数字电路是处理二进制数字信号的电路，其主要特点是将信号表示为离散的二进制形式。
数字信号具有抗干扰能力强、精度高等优点。
数字电路的基本单元是逻辑门电路，它们通过组合和时序逻辑设计，实现各种复杂的逻辑功能。
二、逻辑门电路逻辑门电路是数字电路的基本单元，它根据输入信号的逻辑值来决定输出信号的状态。
常见的逻辑门电路包括与门、或门、非门、与非门、或非门等。
这些逻辑门电路可以通过不同的组合和配置，实现复杂的逻辑运算。
三、组合逻辑电路组合逻辑电路是指只包含组合关系的逻辑电路。
在组合逻辑电路中，输出信号的状态仅取决于输入信号的当前状态，而不受时间的限制。
常见的组合逻辑电路包括加法器、比较器、多路选择器等。
四、时序逻辑电路时序逻辑电路是指包含时序关系的逻辑电路。
在时序逻辑电路中，输出信号不仅取决于当前的输入信号，还与前一时刻的输入信号有关。
常见的时序逻辑电路包括寄存器、计数器、移位器等。
五、数字系统设计方法数字系统设计是指将一组特定的功能需求转化为数字电路或数字系统的方法。
数字系统设计的方法主要包括自顶向下设计和自底向上设计两种。
自顶向下设计是指从高级抽象开始，逐步向低级抽象过渡的设计方法；自底向上设计是指从底层硬件开始，逐步构建更高层次抽象的设计方法。
六、可编程逻辑器件可编程逻辑器件是一种集成电路，其内部逻辑结构可以通过编程来配置。
可编程逻辑器件的出现，使得数字系统的设计和实现变得更加灵活和方便。
常见的可编程逻辑器件包括现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）等。
七、硬件描述语言硬件描述语言是一种用于描述数字系统硬件的语言。
它使用高级语言的形式来描述数字系统的结构和行为，使得数字系统的设计和实现更加方便和高效。
常见的硬件描述语言包括Verilog和VHDL等。
八、数字系统测试与验证数字系统测试与验证是确保数字系统正确性和可靠性的重要环节。
《数字电路与系统设计》课后答案
F3：ABCD在8～11之间。
F4：ABCD不等于0。
解：由题意，各函数是4变量函数，故须将
74138扩展为4-16线译码器，让A、B、C、D分别接4-16线译码器的地址端A3、A2、A1、A0， 可写出各函数的表达式如下：
F1(A,B,C,D)
m(0,4,8,12)
= m0m4m8m12
自低位的借位、本位差、本位向高位的借位。
A
－B
F2C
F1
被减数减数
借位
差
4.4设ABCD是一个8421BCD码，试用最少与非
门设计一个能判断该8421BCD码是否大于等于5的电路，该数大于等于5，F=1；否则为0。
解：(1)列真值表
(2)写最简表达式
CD
AB00
00
01
11
10
011110
F = A + BD +BC
B
CF1
A
F2
图P4.2
解：(1)从输入端开始，逐级推导出函数表达式
F1=A⊕B⊕C
F2= A(B⊕C) +BC
= A BC + ABC + ABC + ABC
(2)列真值表
(3) 确定逻辑功能
假设变量A、B、C和函数F1、F2均表示一位二进制数，那么， 由真值表可知，该电路实现了全减器的功能。
A、B、C、F1、F2分别表示被减数、减数、来
BC
A00011110
0
1
F1=A+B
00011110
0
1
F2=AB
4.11试将2/4译码器扩展成4/16译码器
A3A2
A1A0
最新数字集成电路--电路、系统与设计(第二版)复习资料
数字集成电路--电路、系统与设计(第二版)复习资料------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx第一章数字集成电路介绍第一个晶体管，Bell实验室,1947第一个集成电路，Jａck Kilby，德州仪器,１９58摩尔定律：1965年，Gｏｒdon Moore预言单个芯片上晶体管的数目每1８到24个月翻一番。
(随时间呈指数增长)抽象层次：器件、电路、门、功能模块和系统抽象即在每一个设计层次上，一个复杂模块的内部细节可以被抽象化并用一个黑匣子或模型来代替．这一模型含有用来在下一层次上处理这一模块所需要的所有信息.固定成本（非重复性费用)与销售量无关；设计所花费的时间和人工;受设计复杂性、设计技术难度以及设计人员产出率的影响;对于小批量产品,起主导作用。
可变成本（重复性费用）与产品的产量成正比;直接用于制造产品的费用;包括产品所用部件的成本、组装费用以及测试费用。
每个集成电路的成本=每个集成电路的可变成本+固定成本/产量。
可变成本＝(芯片成本+芯片测试成本+封装成本）/最终测试的成品率。
一个门对噪声的灵敏度是由噪声容限NM L（低电平噪声容限）和ＮM H（高电平噪声容限)来度量的。
为使一个数字电路能工作，噪声容限应当大于零，并且越大越好。
NM H =ＶOH—VＩH NＭＬ=V IL— VＯL再生性保证一个受干扰的信号在通过若干逻辑级后逐渐收敛回到额定电平中的一个.一个门的VTＣ应当具有一个增益绝对值大于１的过渡区(即不确定区)，该过渡区以两个有效的区域为界,合法区域的增益应当小于1。
理想数字门特性:在过渡区有无限大的增益;门的阈值位于逻辑摆幅的中点；高电平和低电平噪声容限均等于这一摆幅的一半；输入和输出阻抗分别为无穷大和零.传播延时、上升和下降时间的定义传播延时tｐ定义了它对输入端信号变化的响应有多快.它表示一个信号通过一个门时所经历的延时，定义为输入和输出波形的５0％翻转点之间的时间。
数字集成电路与系统设计
数字集成电路与系统设计是指基于数字电路技术和集成电路技术，设计和实现数字电路系统的过程。
它涵盖了从电路级到系统级的设计和实现，包括电路设计、逻辑设计、芯片设计、系统设计和验证等方面。
在数字集成电路与系统设计中，需要考虑以下几个方面：
电路设计：根据系统需求和功能要求，设计各种数字电路，包括逻辑门、寄存器、计数器、多路选择器等。
电路设计要考虑电路的功耗、时序要求、可靠性等因素。
逻辑设计：根据系统功能需求，将电路设计抽象成逻辑功能的表示，使用逻辑门和时序元件进行逻辑功能的实现。
逻辑设计要考虑时序关系、数据通路、控制信号等。
芯片设计：基于所需的电路和逻辑设计，进行芯片级的设计，包括电路布局、线路布线、电源分配、时钟设计等。
芯片设计要考虑电路的集成度、功耗、散热等因素。
系统设计：将多个数字电路组合成完整的系统，包括处理器、存储器、输入输出接口等。
系统设计要考虑系统的性能、功耗、可靠性、通信接口等。
验证与测试：对设计的数字电路和系统进行验证和测试，确保其功能正确和性能满足要求。
验证与测试包括功能验证、时序验证、功耗测试、可靠性测试等。
数字集成电路与系统设计是现代电子技术领域的重要组成部分，它广泛应用于计算机、通信、控制系统等领域，推动了数字技术的发展和应用。
精品文档-数字电路与系统设计(第二版)(邓元庆)-第6章
第6章
从表6- 1中可以看出，为了得到应该输出的电压，只要保
证输入D2D1D0=100时输出电压UO = 0即可。为此，在求和放大器的 输入端增加了偏移电压UB和偏移电阻RB。根据图6- 8所示电路， 为 了使输入D2D1D0=100时输出电压UO = 0，电流IΣ和偏移电流IB之和 必须为零，则有：
n1
Di 2i
i0
(6-9) (6-10)
第6章 3. 倒T型电阻网络DAC电路
图6- 7所示为4位倒T型电阻网络DAC电路的原理图， 它同样 由R- 2R电阻网络、单刀双掷模拟开关（S0、S1、S2和S3）、 基准电 压UREF和求和放大器四部分构成。它与T型电阻网络DAC电路的区别在 于：
① 电阻网络呈倒T型分布。
第6章
4. 双极性DAC电路
偏移二进制码是在带符号二进制码的基础上加上一个偏移 量得到的。n位二进制数D 的偏移二进制码为
DB = DC＋2n
(6- 14)
式中2n 就是偏移量，DC是n位二进制数D 的补码。例如一个正的3 位二进制数D = (+110)2，其补码为(0110)2，则对应的偏移二进制 码为：
U LSB
| U REF 2n
|
(6-16)
第6章
满量程输出电压UFSR定义为：输入数字量的所有位均为1 时， DAC输出模拟电压的幅度。有时也把UFSR称为最大输出电压 Umax。 对于n位DAC电路，满量程输出电压UFSR为
U FSR
2n 1 2n
| U REF
|
(6-17)
对于电流输出的DAC，则有ILSB和IFSR两个概念，其含义与 ULSB和UFSR相对应。有时也将ULSB和ILSB简称为LSB，将UFSR和IFSR简称 为FSR（Full Scale Range）。