逻辑信号的设计
时序逻辑电路的设计方法
时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路是一类通过内部的记忆元件来实现存储功能的数字电路，它能够根据输入信号的时序变化来决定输出信号的状态。
常见的时序逻辑电路包括时钟发生器、时钟分配器、触发器、计数器等。
在设计时序逻辑电路时，需要考虑到电路的功能要求、时序要求、稳定性和可靠性。
本文将介绍时序逻辑电路的设计方法。
1.确定功能要求：首先需要明确时序逻辑电路的功能要求，即输入信号和输出信号之间的逻辑关系。
可以通过真值表、状态转换图、状态方程等方式进行描述。
根据功能要求，可以确定电路中需要使用到的逻辑门、触发器等元件。
2.确定时序要求：在时序逻辑电路中，输入信号的变化必须满足一定的时序要求，通常需要使用时钟信号来进行同步控制。
时钟信号是一个周期性的信号，控制电路在时钟的上升沿或下降沿进行状态的改变。
时序要求还包括时序逻辑电路在不同输入组合下的稳态和状态转换时的时间要求。
3.设计电路结构：根据功能要求和时序要求，可以确定时序逻辑电路的整体结构。
电路结构的设计包括将逻辑元件(例如逻辑门、触发器)按照特定的方式连接起来，以实现所需的功能。
常见的电路结构包括级联结构、并行结构、环形结构等。
4.选择逻辑元件：根据电路的功能和时序要求，选择合适的逻辑元件来实现电路的功能。
常见的逻辑元件包括与门、或门、非门、异或门等。
触发器是时序逻辑电路的核心元件，常用的触发器包括D触发器、JK触发器、T触发器等。
5.进行逻辑功能实现：将所选择的逻辑元件按照电路结构进行连接，并完成时序逻辑电路的逻辑功能实现。
这一步可以使用绘图工具进行电路图的绘制，也可以通过硬件描述语言(HDL)进行电路的逻辑设计。
6.时序优化：对设计的时序逻辑电路进行时序优化。
时序优化可以通过调整逻辑元件的连接方式、引入时序优化电路等方式来提高电路的性能和可靠性。
时序优化的目标是尽可能满足时序要求，减少信号传输延迟和功耗。
7.进行电路仿真和验证：对设计的时序逻辑电路进行仿真和验证。
FSSS逻辑设计说明要点
FSSS逻辑设计说明要点FSSS系统总体设计分为三大部分：保护及公用逻辑、油燃烧器控制逻辑和煤层(磨组)控制逻辑。
(一)、MFT及首出跳闸逻辑MFT跳闸条件共14条。
跳闸条件为：1、两台送风机停止：当两台送风机全部停止后，发此信号。
2、两台引风机停止：当两台引风机全部停止后，发此信号。
3、2/3炉膛压力高高跳闸：当3个炉膛压力高高压力开关中有2个动作后，发此信号。
(压力定值根据锅炉厂要求定)如果出现3个动作信号状态不一致时，系统提供报警。
4、2/3炉膛压力低低跳闸：当3个炉膛压力低低压力开关中有2个动作后，发此信号。
(压力定值根据锅炉厂要求定)如果出现3个动作信号状态不一致时，系统提供报警。
5、汽包水位高高跳闸：系统接收从CCS系统发来的水位高高信号(硬接线方式)，并经过5秒延时，发此信号(逻辑采用3取2完成)。
6、汽包水位低低跳闸：系统接收从CCS系统发来的水位低低信号(硬接线方式)，并经过5秒延时，发此信号(逻辑采用3取2完成)。
7、煤层投入无油层投入时两台一次风机跳闸：系统判断锅炉在无油层运行并且任意磨组已经运行时，两台一次风机全部停止运行，发此信号。
8、总风量<30%跳闸：系统接收从CCS系统发来的风量<30%的信号(硬接线方式)，经过2秒延时，发此信号(逻辑采用3取2完成)。
9、手动MFT跳闸：系统接收硬接线的MFT跳闸按钮来信号跳闸。
10、火焰丧失跳闸：任意磨组在投运的情况下，且无任何油层运行时，煤层火检均无火时，发此信号。
(煤层无火信号由给煤机停止信号加以确认)11、燃料丧失跳闸：任意油层投运过后，系统判断锅炉已经完成点火阶段，转而处于正常运行阶段。
如果磨煤机全停或给煤机全停同时油角阀全关或燃油快关阀全关时，发此信号。
12、火检冷却风丧失跳闸：当火检冷却风母管压力低开关有两个以上动作或两台冷却风机全停且两台一次风机全停超过10秒，发此信号。
13、点火失败跳闸：当锅炉吹扫完成后准备点火，在1小时内没有油角投运，发此信号。
保护逻辑中模拟量信号的优化设计
性： 同时 ， 也可 以在变送器 、 Ｏ Ｉ 卡件 中设置故障模式 ／ 下的默认安全设置 ，保证在 回路故 障时的信号输出 不超出保护限值 ，使模拟量信号在正常情况下能够 实现保护功能 ， 在异常情况下 自动切除或闭锁 ， 避免
机组 保 护 系统误 动 。
保护逻辑中模拟量信号优化方案主要包括 ： ） １ 采用模拟量信 号的品质作 为保 护逻辑 中的验证条 件： ） ２ 引人变化速率测量模块 ， 对模拟量信号的变 化速率进行监视 ，并将速率测量结果作为保护逻辑 中的验证条件 ： ） ３ 在变送器 、０ Ｉ 卡件 中设置故障模 ／ 式下的默认安全设置 ： ）根据测量对象特性 ， ４ 增加 延 时模块 ， 以排 除测 量 回路 的干扰 。 综合以上分析 ， 对一 、 二期４ 台机组 的部分保护 逻辑中模拟量信号处理方面存在 的一些问题进行了 改 进 和优化 设 计 。
３ １ 二 期锅 炉汽 包 水位保 护 ＿
统模拟量信号处理方面一直存在一些问题 ，使机组
保护 系统 的可靠 性受 到影 响 ，造成 机组 保 护 系统 多 次 出现 误 动事故 ， 严重 影 响 了机组 的 安全稳 定 运行 。
２ 存 在 问题
蒲城发电有限责任公司３０Ｍ ３ Ｗ机组 ， 在锅炉断 水、 汽包水位 、 轴承温度 、 润滑油压等保护 回路 中均 引人了模拟量测量信号。采用模拟量测量信号作为 监视信号具有一定的优越性 ， ： 如 可连续测量 、 记录 变化趋势 ， 具有越 限报警输 出等功能 ， 由于其易受 但 外界因素影响而引起测量信号异常 ，因而也存在不 足之处 ， ： 如 信号传输 回路 的电磁干扰 ， 变送器失电、 元件开路 、线路接触不 良等原因均可引起模拟量信 号 出现异 常而越 限 ， 造成 机组 保护 系统 误 动 。
组合逻辑电路设计
组合逻辑电路设计组合逻辑电路是数字电路中的一种基本电路类型，它由逻辑门组合而成，能够实现特定的逻辑功能。
本文将探讨组合逻辑电路设计的基本原理和方法，介绍一些常见的设计技巧。
一、组合逻辑电路的基本原理组合逻辑电路是由逻辑门（如与门、或门、非门等）按照特定的逻辑关系组成的。
它的输入信号经过逻辑门的运算后，得到输出信号。
组合逻辑电路的输出完全取决于当前的输入信号，与之前的输入信号或状态无关。
因此，它是一种无记忆性的电路。
组合逻辑电路的设计需要确定输入和输出之间的逻辑关系，即真值表。
通过真值表，我们可以得到逻辑门的布尔代数表达式，进而确定电路的结构和连接方式。
常用的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。
二、组合逻辑电路的设计方法1. 确定逻辑功能：根据需求确定电路应该实现的逻辑功能。
可以通过文字描述或真值表的形式进行规定。
2. 按照真值表确定布尔代数表达式：通过真值表，我们可以得到电路的逻辑关系，进而推导出逻辑门的布尔代数表达式。
例如，一个与门的真值表为：| 输入A | 输入B | 输出 ||------|------|-----|| 0 | 0 | 0 || 0 | 1 | 0 || 1 | 0 | 0 || 1 | 1 | 1 |由此可得与门的布尔代数表达式为：输出 = A·B。
3. 设计逻辑门电路：根据上一步得到的布尔代数表达式，选择适当的逻辑门进行组合设计。
将逻辑门按照表达式和电路的连接关系进行布局。
4. 优化电路结构：对电路进行优化，以减少逻辑门的数量和延迟。
常见的优化技术包括代数化简、费诺定理、卡诺图等。
5. 进行验证和仿真：使用逻辑仿真软件对设计的电路进行验证和调试。
通过输入不同的信号组合，检查输出是否符合预期结果。
三、组合逻辑电路的设计技巧1. 使用多级逻辑门：为了减少电路的延迟和功耗，可以使用多级逻辑门的方式来实现复杂的逻辑功能。
将多个逻辑门级联，形成一个级性结构。
2. 使用寄存器：当需要存储中间结果时，可以使用寄存器来保存数据。
时序逻辑电路的设计与实现
时序逻辑电路的设计与实现时序逻辑电路是数字电路中的一种重要类型，它可以根据输入信号的变化和先后顺序，产生相应的输出信号。
本文将介绍时序逻辑电路的设计与实现，并探讨其中的关键步骤和技术。
一、概述时序逻辑电路是根据时钟信号的变化产生输出信号的电路，它可以存储信息并根据特定的时序条件进行信号转换。
常见的时序逻辑电路包括触发器、计数器、移位寄存器等。
二、时序逻辑电路的设计步骤1. 确定需求：首先需要明确所要设计的时序逻辑电路的功能和性能需求，例如输入信号的种类和范围、输出信号的逻辑关系等。
2. 逻辑设计：根据需求，进行逻辑设计，确定逻辑门电路的组合方式、逻辑关系等。
可以使用真值表、状态转换图、状态表等方法进行设计。
3. 时序设计：根据逻辑设计的结果，设计时序电路，确定触发器的类型和触发方式，确定时钟信号的频率和相位，以及信号的启动和停止条件等。
4. 电路设计：将逻辑电路和时序电路整合，并进行布线设计。
通过选择合适的器件和元器件，设计稳定可靠的电路。
5. 功能验证：对设计的时序逻辑电路进行仿真验证，确保电路的功能和性能符合设计要求。
三、时序逻辑电路的实现技术1. 触发器：触发器是时序逻辑电路的基本组成部分，常见的触发器有RS触发器、D触发器、T触发器等。
通过组合和串联不同类型的触发器，可以实现不同的功能。
2. 计数器：计数器是一种特殊的时序逻辑电路，用于计数和记录输入脉冲信号的次数。
常见的计数器有二进制计数器、十进制计数器等。
3. 移位寄存器：移位寄存器是一种能够将数据向左或向右移位的时序逻辑电路。
它可以在输入端输入一个位串，随着时钟信号的变化，将位串逐位地向左或向右移位，并将移出的位存储起来。
四、时序逻辑电路的应用领域时序逻辑电路广泛应用于数字系统中，例如计算机中的控制单元、存储器等。
它们在数据处理、信息传输、控制信号处理等方面发挥着重要作用。
总结：时序逻辑电路的设计与实现是一项复杂而重要的任务。
在设计过程中，需明确需求、进行逻辑设计和时序设计，并通过合适的触发器、计数器和移位寄存器等元件来实现功能。
数字电路与逻辑设计课件
逻辑符号:
特性表:
特性方程:
状态图:
四.上升沿触发的D触发器 逻辑符号:
特性表:
特性方程: 状态图:
工作波形:
五.T触发器
又可称为可控计数触发器. 逻辑符号:
T=1时: T=0时:
特性方程: 状态图:
六.触发器逻辑功能的转换
四种触发器的特性方程: RS: JK: D: T:
驱动表:
例:D
二.钟控RS触发器
逻辑符号: 逻辑图:
特性表:
特性方程:
Hale Waihona Puke 状态图:三.JK边沿触发器
为了提高触发器的可靠性,增强抗干扰能力,希 望在每个CP周期里输出端的状态只能改变一次,触发器的次态 仅仅取决于CP信号下降沿(或上升沿)到达时刻输入信号的状 态.而在此之前和之后输入状态的变化对触发器的次态没有影 响.为实现这一设想,人们相继研制成了各种边沿触发器电路.
JK
已有D,要实现JK的输入输出功能,D=? 方法1.驱动表法:
画出逻辑电路:
方法2.利用特性方程:
已知D触发器: JK触发器:
例:设图中触发器初始状态皆为0,试画出在CP信号
作用下,触发器Q端的波形.
�
触发器
能够存1位二值信号的基本单元电路 统称为触发器. 触发器的基本特点: 触发器的基本特点:
第一,具有两个能自行保持的稳定状态,用来表 示逻辑状态的0和1,或二进制数的0和1. 第二,根据不同的输入信号可以置成1或0状态.
根据触发器的逻辑功能划分 :RS触
发器,JK触发器, D触发器 , T触发器.
一.基本RS触发器
逻辑图: 逻辑符号:
特性表:
缺点:在实际运用中,常常需要触发器的输入仅作为触发器发生状态变 化的转移条件,不希望触发器状态随输入信号的变化而立即相应变化, 而是要求在钟控脉冲信号(cp)的作用下,触发状态发生相应变化. 为此,在基本触发器的基础上加上触发器引导电路,构成时钟控制的 触发器.
逻辑信号的设计
一、方案论述 方案1：图1 方案1设计方框图如图1所示：该电路由四部分组成，即输入电路，逻辑信号识别电路，音响信号产生电路和扬声器。
在该电路中，电路的输入信号V i由输入电路输出后，经过逻辑信号识别电路，在该电路中，通过比较器的比较测试，将该信号区分为高电平和低电平两个信号分别输入音响信号产生电路，在音响信号产生电路中，通过两个电容的充，放电过程，产生不同频率的脉冲信号，不同频率的脉冲信号使得扬声器发出不同的响声，通过响声的不同来区分高低电平的不同。
方案2 ：图2 方案2设计方框图电路如图2所示，该电路的输入信号Vi 通过输入电路后，进入逻辑信号识别电路，经过该电路的识别比较，将信号分为高低电平两种信号，在通过二极管的限流，在示波器上将该波形显示出来。
具体电路如图3所示。
图3 方案2设计原理图输入电路逻辑信号识别电路示波器显示波形电路i V输入电路逻辑信号识别电路音响信号产生电路扬声器i V经比较两方案，由于方案2只是简单的对于高低电平的判断，并且在读取实验数据的过程中，一边要看设备的屏幕，另外还要注意，设备的工作情况，使用起来十分的不方便，并且，方案2的成本很高。
故本次课程设计中选取方案1作为本次课程设计的主要方案。
二、电路工作原理及设计说明1.逻辑信号识别电路表1 比较电路功能表VCC5VVCC 5VVCC5VR133kΩR251kΩR330kΩR468kΩR568kΩR613kΩU1ALM324D 321141U2ALM324D321141VCC5V图4 逻辑信号识别电路（1）电路工作原理电路如图4所示，Vi 为输入的电平信号，输入电阻是由R1,R2组成，作用是保证当输入悬空时输入既不是高电平也不是低电平。
A1,A2组成双相比较器对输入信号进行检测识别。
A1的反响输入端为高电平阀值电位参考端，其电压值由R3和R4两电阻分压后获得，为3.5V 。
同理同向端为低电平阀指点为参考端，其只由R5和R6两电阻分压决定为0.8V 。
逻辑信号电平测试器的设计
毕业设计说明书（论文）中文摘要逻辑信号电平测试器的设计摘要本文介绍了一个逻辑信号电平测试器，它可以方便快捷的测量某一点的电位的高低，通过声音的有无和声音的频率来判定被测电位的电平范围，从而能解决平常对电路中某点的逻辑电平进行测试其高低电平时，采用很不方便的万用表或示波器等仪器仪表的麻烦。
该电路主要包括三部分电路：输入电路、逻辑状态识别电路和音响声调产生电路。
其主要应用了集成运放的非线性电路特性，开环增益很大，从而可以制作成双限比较器；用555定时器构成的多谐振荡器作为音响产生电路，利用对电容的充放电，得到一定频率的信号。
输入的逻辑信号电平大于或小于所设定的高低电平电位，则音响电路发声，如若在高低电平之间，则音响电路不发声。
利用这种方式设计电路，计算元器件参数，选择成本合适的器件，确定电路形式并进行仿真实验验证，最后做出符合全部要求的实物。
关键词逻辑信号；电平测试；高电平；低电平毕业设计说明书（论文）外文摘要Logic-level test signal designAbstractThis paper, a logic level signal tester, it can be a convenient measurement that the level of potential through the availability of voice and sound frequencies to determine the level of the measured potential range. Thus can solve common circuit at some point in the logic level test its height electricity at ordinary times, it is not convenient by the multimeter or oscillograph instrument, etc .The design of the circuit mainly includes three parts: input circuit, the logic of the state of voice recognition and audio circuits have circuit. The main application of an integrated circuit operational amplifier nonlinear characteristics of a large open-loop gain, which can limit the production of dual comparators; used consisting of 555 timer Multivibrator circuit as a sound generated by the charging and discharging of the capacitor , a certain frequency signal. The logic input signal level is greater than or less than the high-low set potential, the audible sound circuit, if in between the high-low, the sound is not audible circuit. In this way the use of circuit design, component parameters of the calculation, select the appropriate cost of the device torequirements.and circuit simulation, and finally to meet all physical requirements. Keyword：s logic signal, level testing, high, lowKeywords logic signal, level testing, high, low目录1 绪论 (1)1.1课题研究及其意义 (1)1.2国内外研究现状及发展趋势 (1)2 逻辑电平信号测试系统简介 (2)2.1 测试电路的设计思路 (2)2.2 测试电路的要求 (3)2.3 测试电路的原理介绍 (3)3 测试电路中所涉及的芯片 (3)3.1 LM311高灵活性的电压比较器芯片介绍 (4)3.1.1 典型的比较设计配置 (4)3.1.2 LM311性能参数 (5)3.2 555定时器芯片电路 (7)3.2.1 芯片简介 (7)3.2.2 电路结构和控制特性 (8)3.2.3 555定时器构成的多谐振荡器 (10)4 整体电路的设计 (12)4.1 输入电路 (13)4.2逻辑信号判断短路 (13)4.3 声响部分的电路图设计和工作原理 (14)5 电路的仿真 (15)5.1 protues仿真软件的概述 (15)5.1.1 protues的功能特点 (16)5.1.2 电路功能仿真 (16)5.2 模拟逻辑信号的仿真 (17)5.3 比较电压仿真 (17)5.4 声响波形仿真 (18)5.4.1 高电平信号输入仿真 (18)5.4.2 无电平信号输入仿真 (19)5.4.3低电平信号输入仿真 (20)5.5 仿真结论 (20)总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录：完整电路图 (24)逻辑信号电平测试器的设计1 绪论在集成电路中，存在着高电平和低电平两个概念，在数字电路中与传统的模拟电路中有很大的区别：首先，模拟电路和数字电路都属于电子电路，模拟电路要求把握对模拟量变化掌控，这点是其相对于数字电路来讲的难点。
时序逻辑电路的设计方法
时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路是指由组合逻辑电路、存储器件和时钟信号组成的一种电路。
它与组合逻辑电路不同的是，时序逻辑电路可以根据不同的输入信号产生不同的输出，而组合逻辑电路的输出只取决于当前的输入。
时序逻辑电路广泛应用于各种计算机和数字系统中。
首先是功能规范的设计。
这个步骤定义了对电路的功能要求，包括输入和输出的信号类型和范围，以及输出与输入之间的关系。
在这个步骤中，需要考虑电路的功能、性能和复杂度等因素，以及对工程的其他限制。
第二步是状态图和状态转移表的设计。
状态图是描述电路不同状态之间的转移关系的图形，每个状态是一个节点，状态之间的转移是有向边。
状态转移表则是用表格的形式描述状态之间的转移关系。
在这个步骤中，需要确定电路的初始状态和输入信号对状态的影响。
第三步是状态方程和状态表的设计。
状态方程是用逻辑方程的形式描述每个状态输出与输入信号之间的关系。
状态表是用表格的形式描述每个状态输出与输入信号之间的关系。
在这个步骤中，需要使用状态图和状态转移表来确定每个状态的输出逻辑方程和输入输出关系。
最后一步是电路逻辑的设计和测试。
根据前面步骤中得出的状态方程和状态表，可以使用逻辑门和存储器件等来实现时序逻辑电路。
在此过程中，常用的电路设计方法有门级设计和扫描设计等。
设计完成后，需要对电路进行测试，以验证其功能和正确性。
此外，还有一些设计时的注意事项。
首先是时钟信号的引入和控制。
时频信号是时序逻辑电路的基础，需要正确地引入和控制时钟信号，避免产生不稳定和错误的输出。
其次是信号延迟和时序正确性的保证。
时序逻辑电路中存在信号传播延迟和时序正确性的问题，需要合理设计时序，避免产生冲突和错误。
总结起来，时序逻辑电路的设计方法包括功能规范、状态图和状态转移表的设计、状态方程和状态表的设计、电路逻辑的设计和测试。
在设计过程中，需要注意时钟信号的引入和控制，以及信号传播延迟和时序正确性的保证。
这些方法和注意事项可以帮助工程师设计出功能准确、可靠稳定的时序逻辑电路。
数字电路逻辑设计组合逻辑电路
数字电路逻辑设计组合逻辑电路数字电路逻辑设计是计算机科学中的一个重要领域，它涉及将基本的逻辑门和其他组件组合成复杂的电路，以实现特定的功能。
组合逻辑电路是一种基于逻辑门的电路，其输出仅取决于其输入，而不考虑电路的状态或历史。
首先，让我们介绍一些常见的逻辑门。
逻辑门是数字电路的基本构建块，它们接受一组输入信号，并根据特定的逻辑规则产生一个输出信号。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。
与门是一种逻辑门，只有当所有输入信号都为1时，输出信号才为1。
与门的真值表如下：输入输出A B Y0 0 00 1 01 0 01 1 1与门的符号是一个圆圈，输入信号通过直线连接到圆圈的左侧，输出信号通过直线连接到圆圈的右侧。
或门是一种逻辑门，只要有一个输入信号为1，输出信号就为1。
或门的真值表如下：输入输出A B Y0 0 00 1 11 0 11 1 1或门的符号是一个加号，输入信号通过直线连接到加号的左侧，输出信号通过直线连接到加号的右侧。
非门是一种逻辑门，它只有一个输入信号，并将其反转。
非门的真值表如下：输入输出A Y0 11 0非门的符号是一个小圆圈，输入信号通过直线连接到小圆圈的左侧，输出信号通过直线连接到小圆圈的右侧。
异或门是一种逻辑门，只有当输入信号中有奇数个1时，输出信号才为1。
异或门的真值表如下：输入输出A B Y0 0 00 1 11 0 11 1 0异或门的符号通常是一个加号，上面带有一个小圆圈。
输入信号通过直线连接到加号的左侧，输出信号通过直线连接到加号的右侧。
这些逻辑门可以通过组合连接和配置来实现更复杂的逻辑功能。
例如，我们可以使用与门和非门来实现与非逻辑，该逻辑仅在两个输入信号都为1时为0。
为了实现和非逻辑，我们将两个输入信号连接到与门，并将结果连接到非门的输入端，非门的输出端即为所需的结果。
在数字电路逻辑设计中，组合逻辑电路由多个逻辑门和其他组件组成。
这些组件可以按照特定的逻辑规则进行连接和配置，以实现电路的特定功能。
逻辑信号
二、电路工作原理及设计说明1.逻辑信号识别电路表1 比较电路功能表 VCC5V VCC 5V VCC 5V R133kΩR251kΩR330kΩR468kΩR568kΩR613kΩU1A LM324D 321141U2A LM324D 321141VCC 5V图4 逻辑信号识别电路（1）电路工作原理电路如图4所示，Vi 为输入的电平信号，输入电阻是由R1,R2组成，作用是保证当输入悬空时输入既不是高电平也不是低电平。
A1,A2组成双相比较器对输入信号进行检测识别。
A1的反响输入端为高电平阀值电位参考端，其电压值由R3和R4两电阻分压后获得，为3.5V 。
同理同向端为低电平阀指点为参考端，其只由R5和R6两电阻分压决定为0.8V 。
当比较器同相输入端电压大于反相输入端时，比较器输出为高电平，反之输出为低电平。
具体输入情况如表1所示。
（2）电路参数计算根据要求，输入电阻大于20k ，且输入为空时，当输入Vi=2V 时Vi 是由R1和R2分压所得所以 V1=212R R R +Vcc=2V Ri=2121R R R R +≥20k解得 R1=50k, R2=33.3k 选取 R1=51k ， R2=33k Vh 是由R3和R4分压所得所以Vh=434R R R +Vcc=3.5V 解得 R3=30k, R4=68k由于 R3、R4阻值过大易引起干扰，过小会增加功耗。
选取 R3=15k R4=35k Vl=656R R R +Vcc=0.8V 解得 R5=68k, R6=13k选取 R5=68k ， R6=13K2.音响信号产生电路输入 输出Va 输出Vb 3.5v 〉Vi 〉0.8v 0V 0V 0.8v 〉Vi 0V 5V Vi>3.5v 5V 0V图5 音响信号产生电路（1）电路工作原理电路如图5所示错误！未找到引用源。
当V1=V2=0V 时开始时，C1两端电压为零，且V1和V2两端输入端均为低电平，二极管D1和D2截止，电容C1没有充电回路，U3A同向端为3.5V高于反向端，Vo输出为高电平。
数位逻辑设计
数位逻辑设计数位逻辑设计是一门关于数字电子电路的设计与实现的学科。
随着现代科技的飞速发展，数位逻辑设计在我们日常生活中扮演着重要的角色。
从智能手机到计算机，从家电到交通系统，几乎所有的电子设备都离不开数位逻辑设计的应用。
数位逻辑设计的基础是布尔代数。
布尔代数是一种代数体系，它使用两个值（通常是0和1）来表示真值和假值。
通过逻辑门，我们可以将这些值进行逻辑操作，如与、或、非等。
基于这些逻辑操作，我们可以设计出各种复杂的数字电路。
在数位逻辑设计中，最常见的元件是逻辑门。
逻辑门是能够执行特定逻辑操作的电路。
常见的逻辑门有与门、或门、非门，它们通过组合与或非的操作可以构建出更加复杂的逻辑电路。
比如，我们可以通过连接多个与门和非门构建出一个与非门，再通过与非门和或门构建出一个多输入多输出的逻辑电路。
数位逻辑设计不仅仅涉及到逻辑门的设计，还包括时序逻辑和组合逻辑的设计。
时序逻辑是指在一系列输入信号的基础上，输出信号的值取决于输入信号的顺序和时间。
组合逻辑则是指输出信号的值只取决于当前输入信号的值，而与之前的输入信号无关。
在数字电路设计中，我们需要综合考虑时序逻辑和组合逻辑的特性，以及信号的传输延迟等因素。
数位逻辑设计的流程大致分为几个步骤：需求分析、逻辑设计、仿真验证、电路实现和电路测试。
需求分析是设计过程中的第一步，我们需要明确设计的目标和要求。
逻辑设计是将需求转化为逻辑电路的过程，可以使用编程语言或者硬件描述语言进行设计。
仿真验证是通过软件工具模拟电路的运行，以确认电路设计的正确性。
电路实现是将逻辑电路转化为硬件电路的过程，可以通过布局设计和电路板制造完成。
电路测试是验证电路设计功能的最后一步，通过输入不同的信号，观察输出是否符合设计要求。
总的来说，数位逻辑设计是一门充满挑战和乐趣的学科。
通过学习数位逻辑设计，我们可以培养逻辑思维能力和创造力，更好地理解数字电子电路的原理和工作方式。
同时，数位逻辑设计的应用广泛，掌握这门技能将为我们的职业发展和创新提供强大的支持。
时序逻辑电路的设计与应用列子
时序逻辑电路的设计与应用列子一、时序逻辑电路的概念和应用时序逻辑电路是一种在数字电路中广泛使用的电路类型，它能够根据输入信号的时序关系来控制输出信号的状态。
时序逻辑电路通常由触发器、计数器、状态机等基本元件组成，这些元件能够实现各种复杂的逻辑功能，如计数、定时、控制等。
在实际应用中，时序逻辑电路被广泛应用于各种数字系统中，如计算机、通信设备、工业自动化控制等领域。
其中，计算机是最典型的应用之一，它通过时序逻辑电路实现了诸如指令执行、存储器读写等功能。
二、设计一个简单的时序逻辑电路假设我们需要设计一个简单的计数器，它能够从0开始循环计数到9，并在达到9后重新从0开始计数。
为了实现这个功能，我们可以采用以下步骤：1. 确定输入和输出信号首先，我们需要确定输入和输出信号。
对于这个计数器而言，输入信号可以是一个时钟脉冲信号（CLK），每当CLK上升沿到来时就进行一次计数操作；输出信号可以是一个4位二进制数码（BCD），用于表示当前的计数值。
2. 选择适当的触发器为了实现计数操作，我们需要使用一个触发器来存储当前的计数值，并在时钟脉冲到来时更新计数值。
在这个例子中，我们可以选择一个4位D触发器作为存储器，它能够存储4位二进制数。
3. 设计逻辑电路根据计数器的功能要求，我们需要设计一组逻辑电路来实现以下功能：（1）初始化：当CLK上升沿到来时，如果当前计数值为9，则将其清零（即重新开始计数）；否则将其加1。
（2）输出：将当前的二进制计数值转换为4位BCD码，并输出到外部接口。
为了实现这些功能，我们可以采用以下电路设计：首先，我们需要将CLK信号输入到一个D触发器中，并设置其初始状态为0。
每当CLK上升沿到来时，该触发器会将其输入端的信号存储到输出端，并且同时产生一个反相输出Q'信号。
接下来，我们需要将Q'信号输入到一个与门中，并且将该门的另一输入端连接到一个4位全加器中。
全加器的另一输入端连接到一个常量1信号源。
时序逻辑和组合逻辑的详解
时序逻辑和组合逻辑的详解时序逻辑和组合逻辑是数字电路设计的两种基本逻辑设计方法，它们在数字系统中起着至关重要的作用。
时序逻辑是一种依赖于时钟信号的逻辑设计方法，通过定义在时钟信号上升沿或下降沿发生的动作，来确保逻辑电路的正确性和稳定性。
而组合逻辑则是一种不依赖时钟信号的逻辑设计方法，其输出只取决于当前的输入状态，不受到时钟信号的控制。
本文将分别对时序逻辑和组合逻辑进行详细的阐释，并比较它们在数字电路设计中的应用和特点。
时序逻辑首先来看时序逻辑，它是一种将输入、输出和状态信息随时间推移而改变的逻辑系统。
时序逻辑的设计需要考虑到时钟信号的作用，时钟信号的传输速率影响了时序逻辑电路的稳定性和响应速度。
时钟信号的频率越高，电路的工作速度越快，但同时也会增加功耗和故障率。
因此，在设计时序逻辑电路时，需要充分考虑时钟频率的选择，以及如何合理地控制时钟信号的传输和同步。
时序逻辑电路通常由触发器、寄存器、计数器等组件构成，这些组件在特定的时钟信号下按照预定的顺序工作，将输入信号转换成输出信号。
时序逻辑电路的设计需要满足一定的时序约束，确保信号在特定时间内的传输和处理。
时序约束包括激发时序、保持时序和时序延迟等，这些约束在设计时序逻辑电路时至关重要，一旦违反可能导致电路不能正常工作或产生故障。
时序逻辑的一个重要应用是时序控制电路，它在数字系统中起着至关重要的作用。
时序控制电路通过时序逻辑实现对数据传输、状态转换和时序控制的精确控制，保证系统的正确性和稳定性。
时序控制电路常用于时序逻辑电路的设计中，例如状态机、序列检测器、数据通路等，它们在计算机、通信、工控等领域都有广泛的应用。
时序逻辑还常用于时序信号的生成和同步，如时钟信号、复位信号、使能信号等。
时序信号的生成需要考虑电路的稳定性和同步性，确保各个部件在时钟信号的控制下协调工作。
时序信号的同步则是保证各个时序逻辑电路之间的数据传输和处理是同步的，避免数据冲突和错误。
数字电路逻辑设计
数字电路逻辑设计数字电路逻辑设计是一种以数字信号作为输入和输出的电路设计方法。
它主要通过组合逻辑和时序逻辑的组合来实现特定的功能。
在数字电路逻辑设计中，使用的元件包括门电路、触发器、寄存器、多路选择器等。
数字电路逻辑设计通常遵循以下几个步骤：1. 需求分析：根据实际需求确定所设计的电路要实现的功能和输入输出的要求。
2. 逻辑设计：根据需求分析结果，设计出满足要求的逻辑电路。
这一步主要包括选择适当的门电路和触发器来实现所需的逻辑功能。
3. 逻辑验证：通过逻辑仿真和测试来验证设计的正确性。
逻辑仿真可以使用专门的仿真工具来模拟电路的运行，以确保电路在不同输入条件下的输出与预期一致。
4. 时序设计：如果所设计的电路涉及到时序逻辑，需要对时序进行设计。
时序设计主要包括时钟分频、状态机设计等。
5. 物理设计：将逻辑设计转换为电路结构和布局，包括确定电路元件的布局和布线方式。
6. 电路制造：根据物理设计结果进行电路的制造和组装。
7. 电路测试：对制造的电路进行测试，以确保其功能和性能满足设计要求。
除了以上的主要步骤，数字电路逻辑设计还需要考虑一些关键因素，如电路的功耗、面积和时序性能等。
在设计过程中，设计人员需要根据实际需求和限制条件进行权衡和优化。
总之，数字电路逻辑设计是一项需要经验和技能的工作。
通过合理的分析和设计，可以实现各种复杂的数字电路，满足不同应用领域的需求。
数字电路逻辑设计是现代电子领域中至关重要的一部分。
它涉及到将现实世界中的信息转变为可操作的数字信号，并通过逻辑门、触发器和其他元件的组合来实现特定的功能。
数字电路逻辑设计在各个领域中发挥着重要的作用，包括计算机科学、通信、控制系统等。
在数字电路逻辑设计中，逻辑门是最基本的构建模块之一。
逻辑门通过接受输入信号并根据特定的逻辑规则产生输出信号。
最常见的逻辑门包括与门、或门、非门和异或门。
通过逻辑门的组合，可以实现更复杂的逻辑功能。
触发器是另一种常用的数字电路元件。
数字逻辑电路设计题目
课题一交通灯控制逻辑电路设计一、概况为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过，往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。
其中红灯（R）亮表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。
1.1 交通灯控制器系统框图二、设计任务和要求设计一个十字路口交通信号灯控制器，其要求如下：1.满足如图1.2顺序工作流程。
图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG，东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。
它们的工作方式，有些必须是并行进行的，即南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮。
t为时间单位图1.2 交通灯顺序工作流程图2. 应满足两个方向的工作时序：即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。
时序工作流程图见图3.3所示。
图3.3中，假设每个单位时间为3秒，则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别为15秒、3秒、18秒，一次循环为36秒。
其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和，黄灯是间歇闪耀。
146789101112503254603tNSG图1.3 交通灯时序工作流程图3. 十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。
具体为：当某方向绿灯亮时，置显示器为某值，然后以每秒减1计数方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿等交换，一次工作循环结束，而进入下一步某方向的工作循环。
例如：当南北方向从红灯转换成绿灯时，置南北方向数字显示为18，并使数显计数器开始减“1”计数，当减到绿灯灭而黄灯亮（闪耀）时，数显得值应为3，当减到“0”时，此时黄灯灭，而南北方向的红灯亮；同时，使得东西方向的绿灯亮，并置东西方向的数显为18。
4. 可以手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀。
5. 在完成上述任务后，可以对电路进行以下几方面的电路改进或扩展。
数字电路逻辑设计实验讲义
数字电路逻辑设计实验讲义喻嵘王艳庆丁杰张莉叶小丽陈燕彬编内容提要本实验讲义根据最新制定的实验教学大纲，由南昌大学信息工程学院电子信息工程系几位多年从事数字电路逻辑设计课程教学的老师合编而成。
可用于电子信息工程专业、通信工程专业《数字电路逻辑设计》实验课程的实验指导教材。
实验教学内容包括三大部分：基础性实验、比较复杂并要求学生独立思考的设计性实验、自选设计课题的综合设计性实验。
内容涵盖了数字电路的大部分基础知识，包括常用的组合逻辑电路、时序逻辑电路和脉冲电路的验证和设计，以及这些基础数字电路的在实际系统中的综合应用。
目录实验一用SSI设计组合电路和冒险现象观察 (1)实验二 MSI组合功能件的应用 (4)实验三集成触发器的应用—第一信号鉴别电路的设计. 9实验四用集成移位寄存器实现序列检测器 (11)实验五 MSI 时序功能件的应用 (13)实验六序列信号发生器 (18)实验七 555定时器及分频电路 (22)实验八 D/A转换器 (25)附录：实验芯片引脚排列图 (30)实验一 用SSI 设计组合电路和冒险现象观察一、实验目的1．掌握用SSI 设计组合电路及其检测方法; 2．观察组合电路的冒险现象。
二、实验原理使用小规模集成电路 (SSI)进行组合电路设计的一般过程: 1．根据任务要求列出真值表;2．通过化简得出最简逻辑函数表达式; 3．选择标准器件实现此逻辑函数。
逻辑化简是为了使电路结构简单和使用器件较少，要求逻辑表达式尽可能简化。
但由于实际使用时要考虑电路的工作速度和稳定可靠等因素，在较复杂的电路中，还要求逻辑清晰易懂，所以是在保证速度、稳定可靠与逻辑清楚的前提下，尽量使用最少的器件，以降低成本。
组合逻辑设计过程通常是在理想情况下进行的，即假定一切器件均没有延迟效应。
但是实际上并非如此，信号通过任何导线或器件都需要一个响应时间。
例如，一般中速TTL 与非门的延迟时间为10一20ns 。
而且由于制造工艺上的原因，各器件的延迟时间离散性很大，往往按照理想情况设计的逻辑电路，在实际工作中有可能产生错误输出。
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一、方案论述 方案1：图1 方案1设计方框图如图1所示：该电路由四部分组成，即输入电路，逻辑信号识别电路，音响信号产生电路和扬声器。
在该电路中，电路的输入信号V i由输入电路输出后，经过逻辑信号识别电路，在该电路中，通过比较器的比较测试，将该信号区分为高电平和低电平两个信号分别输入音响信号产生电路，在音响信号产生电路中，通过两个电容的充，放电过程，产生不同频率的脉冲信号，不同频率的脉冲信号使得扬声器发出不同的响声，通过响声的不同来区分高低电平的不同。
方案2 ：图2 方案2设计方框图电路如图2所示，该电路的输入信号Vi 通过输入电路后，进入逻辑信号识别电路，经过该电路的识别比较，将信号分为高低电平两种信号，在通过二极管的限流，在示波器上将该波形显示出来。
具体电路如图3所示。
图3 方案2设计原理图输入电路逻辑信号识别电路示波器显示波形电路i V输入电路逻辑信号识别电路音响信号产生电路扬声器i V经比较两方案，由于方案2只是简单的对于高低电平的判断，并且在读取实验数据的过程中，一边要看设备的屏幕，另外还要注意，设备的工作情况，使用起来十分的不方便，并且，方案2的成本很高。
故本次课程设计中选取方案1作为本次课程设计的主要方案。
二、电路工作原理及设计说明1.逻辑信号识别电路表1 比较电路功能表VCC5VVCC 5VVCC5VR133kΩR251kΩR330kΩR468kΩR568kΩR613kΩU1ALM324D 321141U2ALM324D321141VCC5V图4 逻辑信号识别电路（1）电路工作原理电路如图4所示，Vi 为输入的电平信号，输入电阻是由R1,R2组成，作用是保证当输入悬空时输入既不是高电平也不是低电平。
A1,A2组成双相比较器对输入信号进行检测识别。
A1的反响输入端为高电平阀值电位参考端，其电压值由R3和R4两电阻分压后获得，为3.5V 。
同理同向端为低电平阀指点为参考端，其只由R5和R6两电阻分压决定为0.8V 。
当比较器同相输入端电压大于反相输入端时，比较器输出为高电平，反之输出为低电平。
具体输入情况如表1所示。
（2）电路参数计算根据要求，输入电阻大于20k ，且输入为空时，当输入Vi=2V 时 Vi 是由R1和R2分压所得所以 V1=212R R R +Vcc=2VRi=2121R R R R +≥20k解得 R1=50k, R2=33.3k 选取 R1=51k ， R2=33k输入 输出Va 输出Vb3.5v 〉Vi 〉0.8v0V 0V0.8v 〉Vi 0V 5VVi>3.5v5V 0VVh 是由R3和R4分压所得所以Vh=434R R R +Vcc=3.5V解得 R3=30k, R4=68k由于 R3、R4阻值过大易引起干扰，过小会增加功耗。
选取 R3=15k R4=35kVl=656R R R +Vcc=0.8V解得 R5=68k, R6=13k选取 R5=68k ， R6=13K 2.音响信号产生电路图5 音响信号产生电路 （1）电路工作原理 电路如图5所示错误！未找到引用源。
当V1=V2=0V 时开始时，C1两端电压为零，且V1和V2两端输入端均为低电平，二极管D1和D2截止，电容C1没有充电回路，U3A 同向端为3.5V 高于反向端，Vo 输出为高电平。
Vo 通过R9为电容C2充点，达到稳态时电容C2的电平为高电平，U4A 的同向端为5V 大于反向端电平3.5V ，输出为高电平，由于有D3的存在，电路稳态不受影响，输出保持为高电平不变。
错误！未找到引用源。
当V1=5V V2=0V 时二极管D1导通，C1通过R7放电，Vc1两端电压按指数上升，U3A 同向端大于反向端电平，在Vc1未达3.5V 前，U3A 输出为高电平。
在Vc1达3.5V 后，U3A反向端大于同相端，U3A 输出由5V 跳变为0V ，使C2通过R9和U3A 的电阻Ro3放电，Vc2由5V 下降，当下将到小于U4A 反向端电平时，U4A 输出电压跳变为0V ，D3导通，C1通过D3和U4A 的输出电阻放电。
由于U4A 电阻很小，所以Vc1迅速下降为0V 左右，这是U3A 反向端电压小于通向端电压，U3A 输出电压又跳到5V ，C1再一次充电，如此循环，U3A 输出电为矩形脉冲信号。
错误！未找到引用源。
当V1=0V ,V2=5V 时此工作过程与上一过程相同，唯一区别在于D2导通是，V2高电平通过R8向C1充电，Vc1两端电压按指数上升，U3A 同向端大于反向端电平，在Vc1未达3.5V 前，U3A 输出为高电平。
在Vc1达3.5V 后，U3A 反向端大于同相端，U3A 输出由5V 跳变为0V ，使C2通过R9和U3A 的电阻Ro3放电，Vc2由5V 下降，当下将到小于U4A 反向端电平时，U4A 输出电压跳变为0V ，D3导通，C1通过D3和U4A 的输出电阻放电。
由于U4A 电阻很小，所以Vc1迅速下降为0V 左右，这是U3A 反向端电压小于通向端电压，U3A 输出电压又跳到5V ，C1再一次充电，如此循环，U3A 输出电为矩形脉冲信号。
（2）电路参数计算t1期间电容C1充电，电容端电压表达式为：Vc1(t)=5（1-1τte -）t2期间电容C2放电，电容端电压表达式为：Vc2(t)=52τt e -Vo 的周期T=t1+t2 t1=-τ1ln0.3=1.2τ1 t2=-τ2ln0.7=0.36τ2 选取 C1=C2=0.1uf 因为 R2=R9C2=0.5ms 所以 R9=5k按要求用f=1kHz 的音响表示高电平 被测信号为高电平时 f=1kHzT=t1+t2=1/f=1.2τ1+0.36τ2=1ms τ2=0.5ms τ1=0.6ms 所以 R7=R1/C1=6k 选取 R7=6k被测信号为低电平时 f=0.8kHz按要求用f=0.8kHz 的音响表示低电平 T=t1+t2=1/f=1.2τ1+0.36τ2=1.25ms τ1=0.625ms τ2=0.5ms所以 R8=τ1/c=0.625m/0.1u=6.25k 选取 R8=6k 3．音响驱动电路图6 音响驱动电路电路如图6所示,此电路由R10、R11、三极管和蜂鸣器组成，通过前面的分析可知，从音响信号产生电路中出来的信号通过前面的电路后变成周期不同的矩形脉冲信号，不同的脉冲信号经过蜂鸣器发出了不同频率的响声，以此来区分高、低电平。
由于音响负载电压较低切功率较小，而三及管耐压要求不高，所以选9012作为驱动管。
选择R10=5k，R11=10k的电阻。
频率为1000Hz蜂鸣器。
三、电路性能指标的测试图7 逻辑信号测试器---仿真电路图1．当输入大于3.5V时（5.5V）Vc1波形如图8图8 Vc1波形图Vc2波形如图9图9 Vc2波形图矩形波形如图10图10 矩形波形图2.当输入电压在0.8与3.5之间时（2.3V）Vc1的波形如图11所示图11 Vc1的波形图Vc2的波形如图12图12 Vc2的波形图矩形波形如图13图13 矩形波形图3.当输入小于0.8V时（0.75V）Vc1波形如图14图14 Vc1波形图Vc2的波形如图15图15 Vc2的波形图矩形波形如图16图16 矩形波形图4.实验数据分析与处理当输入小于0.8V时，理论周期1.25ms，实测周期为1.23ms，波形正确。
当输入在0.8V与3.5V之间时波形均正确。
Vc1理论波形峰值应该为0V ，但实际波形峰值为0.2V。
当输入大于3.5V时，波形正确，而Vc1，Vc2与矩形波形峰值均未达到理论值（5V），而是3V和4.1V。
原因是运放比较器未能运放输出5V。
如果选择恰当的比较器应该会达到更好的效果。
理论周期为1ms，实测周期是1.20ms左右，由于电容充放电是没有达到理论电压，故此项测试存在一定的差距。
输入小于0.8V时波形正确，峰值也接近5V。
实验中的波形不是很平滑，这是由于电容充放电还未流畅，所以产生了小波浪，这是由于放电不彻底所造成的。
四、结论及性价比本试验应该说是比较成功的。
蜂鸣器可以区分高低电平，发出不同频率的响声，各个波形也均正确。
各个测量值也比较接近理论值。
试验中所选用的器件均为比较常见的廉价的器件。
二极管用的是IN4148,运算放大器用的是LM324D，三极管用的是9012等等，本电路选得器件也不多，而且均是实验室比较常见的器件，所以这些器件的性价比是很高的附录Ⅰ电路原理图附录Ⅱ元器件清单序号编号名称型号数量1 U1A.U2A.U3A.U4A 运算放大器LM324D 42 D1.D2.D3 二极管1N4148 33 T1 三极管9012 14 U5 蜂鸣器1000HZ 15 C1.C2 电容100nF 26 R1 电阻33KΩ 17 R2 电阻51 KΩ 18 R3 电阻30KΩ 19 R4.R5 电阻68KΩ 210 R6 电阻13KΩ 111 R7.R8 电阻6KΩ 212 R9.R10 电阻5KΩ 213 R11 电阻10KΩ 114 R12.R13 电阻30kΩ 2。