ch06-6康华光 《数字电子技术》第六版
合集下载
数字电子技术第6版答案[《数字电子技术》课程考试改革初探]
![数字电子技术第6版答案[《数字电子技术》课程考试改革初探]](https://img.taocdn.com/s3/m/b3f8439bf7ec4afe05a1df11.png)
数字电子技术第6版答案[《数字电子技术》课程考试改革初探]1 传统的《数字电子技术》课程主要问题及考试、成绩评定方法数字电子技术的教学与实验,与本科院校的教学方法相似,以系统传授电路知识和测试为目标,教学分为理论教学和实验教学,实验只是为了验证理论分析结论。
这样的教学必然会导致问题。
譬如:理论与实际脱节,学生所学知识不能解决生产实际问题。
如学生顶岗时往往说得头头是道,对电路的理论计算分析也不差,却不能实际判断电路的逻辑关系,碰到实际问题无从下手,甚至连简单的与非逻辑关系都不能实际判断。
这样的一些问题引发了我们对课程的思考,以前,我们只注重了理论或单项技能的传授,却忽视了课程核心能力的培养。
在评价内容上,根据课程考核说明的要求命题,采用闭卷方式统一考试,重点考核本课程的基本概念、基本知识、基本技能和知识应用能力。
课程成绩由平时考核和期末考试两部分组成:平时成绩占课程总分的40％(平时作业10%、课堂答问10%、实验20%),期末考试占课程总分的60％。
2 《数字电子技术》课程考试改革初探2.1?考试改革的意义传统教学的弊端和现代企业对学生专业知识和职业能力的要求形成了一对矛盾。
从学生的就业考虑,从学校的专业发展考虑,我们必须进行数字电子技术的教学改革。
(1)考试改革是高职学院适应社会对专业人才的变化的必然要求。
要求学生正确识别、检测数字逻辑器件及正确使用与维护数字逻辑测试仪表的能力;具有分析、测试、改进、制作常用数字逻辑电路的能力;具有整机电路设计、分析、焊接、装配、调试与测试的能力。
(2)考试内容和方法的改革是更好地巩固所学知识,培养学生动手和理论实践结合能力的必然要求。
通过考试模式的改革,把过去单纯的应试教育转变为综合培养学生综合素质的大检阅台,能够加深学生的专业知识,是扩大学生视野的良好措施。
(3)考试模式改革是探索新形势要求下的必然选择。
对考试模式的不断改革,寻找适应在现代教育制度下更好地把书本知识和工程实践相结合,对于申报省级教改试点专业,争创示范性高职的需要。
ch06-6康华光-《数字电子技术》第六版..
6.6 简洁的时序可编程规律器件(GAL)
6.6.1 GAL的构造 6.6.2 GAL的输出规律宏单元 6.6.3 GAL的把握字
1. 时序可编程规律器件的主要类型
〔1〕 通用阵列规律〔GAL〕 在PLA和PAL根底上进展起来的增加型器件.电路设计者可 依据需要编程，对宏单元的内部电路进展不同模式的组合， 从而使输出功能具有确定的灵敏性和通用性。
1 来 自2 与 阵 列
8
OLMC
VCC
00
三态控制 选择器
01 TS
10 MUX
11 SEL
SEL
乘积项
选择器
0 PT MUX
1 1
OR(n)
8
输出 选择器 SEL
0O
>C1
Q
MUX
1
1D
D(n)
Q
I/O (n)
XOR(n) 10×
反馈
F 11× MUX 0×1
0×0 SEL
反馈 选择器
异或门输出为或门输出OR(n) 与XOR(n)进行异或来运自相邻算的 I/O。(m)
10 MUX
11 SEL
SEL
பைடு நூலகம்
乘积项
选择器
0 PT MUX
1 1
OR(n)
8
输出 选择器 SEL
0O
>C1
Q
MUX
1
1D
D(n)
Q
10×
F 11× MUX 0×1
0×0 SEL
反馈 选择器
I/O (n)
来自相邻的 I/O(m)
OMUX：依据AC0和AC1(n)准备OLMCLKC是AC1(组m) 合输OE出还是存放器 输出模式
6.6.1 GAL的构造 6.6.2 GAL的输出规律宏单元 6.6.3 GAL的把握字
1. 时序可编程规律器件的主要类型
〔1〕 通用阵列规律〔GAL〕 在PLA和PAL根底上进展起来的增加型器件.电路设计者可 依据需要编程，对宏单元的内部电路进展不同模式的组合， 从而使输出功能具有确定的灵敏性和通用性。
1 来 自2 与 阵 列
8
OLMC
VCC
00
三态控制 选择器
01 TS
10 MUX
11 SEL
SEL
乘积项
选择器
0 PT MUX
1 1
OR(n)
8
输出 选择器 SEL
0O
>C1
Q
MUX
1
1D
D(n)
Q
I/O (n)
XOR(n) 10×
反馈
F 11× MUX 0×1
0×0 SEL
反馈 选择器
异或门输出为或门输出OR(n) 与XOR(n)进行异或来运自相邻算的 I/O。(m)
10 MUX
11 SEL
SEL
பைடு நூலகம்
乘积项
选择器
0 PT MUX
1 1
OR(n)
8
输出 选择器 SEL
0O
>C1
Q
MUX
1
1D
D(n)
Q
10×
F 11× MUX 0×1
0×0 SEL
反馈 选择器
I/O (n)
来自相邻的 I/O(m)
OMUX：依据AC0和AC1(n)准备OLMCLKC是AC1(组m) 合输OE出还是存放器 输出模式
电子技术基础数字部分(第六版)康华光第3章逻辑门电路共9节教材
C
0V
TP +5V
GSN=5V (0V~+3V)=(5~2)V
GSN>VTN, TN导通
vO / vI
vI / vO
0V
b、I=2V~5V
GSP= 0V (2V~+5V) =2V ~ 5V GSP > |VT|, TP导通 C、I=2V~3V TN导通，TP导通
TN C
+5V
VDD
vi
基本逻辑 功能电路
vo
输入保护缓冲电路
基本逻辑功能电路
输出缓冲电路
1. 输入端保护电路:
二极管导通电压：vDF
D2 ---分布式二极管(iD大)
(1) 0 < vI < VDD + vDF
VDD
D1、D2截止
(2) vI > VDD + vDF
D1 vI D2 CP Rs TP vO CN TN
Y C TG2 X TG1 L
VDD
3.3 CMOS逻辑门电路的不同输出结构及参数 3.3.1 3.3.2 CMOS逻辑门电路的保护和缓冲电路 CMOS漏极开路和三态门电路
3.3.3 CMOS逻辑门电路的重要参数
3.3.1 输入保护电路和缓冲电路
采用缓冲电路能统一参数，使不同内部逻辑集成逻辑门电路 具有相同的输入和输出特性。
L
T N1 TN2
1 0
1 1
0
0
导通 截止 导通 截止
N输入的或非门的电路的结构?
或非门
L A B
输入端增加有什么问题?
A B
例：分析CMOS电路，说明其逻辑功能。
A B
L A B X A B A B
0V
TP +5V
GSN=5V (0V~+3V)=(5~2)V
GSN>VTN, TN导通
vO / vI
vI / vO
0V
b、I=2V~5V
GSP= 0V (2V~+5V) =2V ~ 5V GSP > |VT|, TP导通 C、I=2V~3V TN导通，TP导通
TN C
+5V
VDD
vi
基本逻辑 功能电路
vo
输入保护缓冲电路
基本逻辑功能电路
输出缓冲电路
1. 输入端保护电路:
二极管导通电压：vDF
D2 ---分布式二极管(iD大)
(1) 0 < vI < VDD + vDF
VDD
D1、D2截止
(2) vI > VDD + vDF
D1 vI D2 CP Rs TP vO CN TN
Y C TG2 X TG1 L
VDD
3.3 CMOS逻辑门电路的不同输出结构及参数 3.3.1 3.3.2 CMOS逻辑门电路的保护和缓冲电路 CMOS漏极开路和三态门电路
3.3.3 CMOS逻辑门电路的重要参数
3.3.1 输入保护电路和缓冲电路
采用缓冲电路能统一参数，使不同内部逻辑集成逻辑门电路 具有相同的输入和输出特性。
L
T N1 TN2
1 0
1 1
0
0
导通 截止 导通 截止
N输入的或非门的电路的结构?
或非门
L A B
输入端增加有什么问题?
A B
例：分析CMOS电路，说明其逻辑功能。
A B
L A B X A B A B
《数字电子技术基础》第六版_第03章_门电路_1117
1 2
VDD
CMOS反相器在使用时应尽 量避免长期工作在BC段。
第 章 门电路
数字电子技术基础 第六版
3.3.2 CMOS反相器的电路结构和工作原理
三、输入噪声容限
在保证输出高、低电平基本不变的条件下,输入电平 的允许波动范围称为输入端噪声容限。
当Vi偏离Vm和Vn一定范围时，Vo基本不变
VNH VOH(min) VIH (min) VNL VIL(max) VOL(max)
恒流区（饱和或放大区）： iD 基本上由VGS决定，与VDS 关系不大
条件:(1)源端沟道未夹断 (2)漏端沟道予夹断
第 章 门电路
数字电子技术基础 第六版
3.3.1 MOS管的开关特性
输出特性曲线（分三个区域）
可变电阻区：当VDS 较低（近似为0）， VGS 一定时， VDS iD 常 数 （ 电 阻 ） 这个电阻受VGS 控制、可变。
第 章 门电路
数字电子技术基础 第六版
《数字电子技术基础》
（第六版）
第三章 门电路
第 章 门电路
第3章 门电路
▪ 概述 ▪ 半导体二极管电路 ▪ CMOS门电路 ▪ TTL门电路
数字电子技术基础 第六版
第 章 门电路
半导体基础知识
数字电子技术基础 第六版
补：半导体基础知识
第 章 门电路
半导体基础知识（1）
成
ECL
门
电
PMOS
路
MOS型（Metal-Oxide-Semiconductor，MOS） NMOS
CMOS
TTL — 晶体管-晶体管逻辑集成电路
MOS — 金属氧化物半导体场效应管集成电路
电子技术基础数字部分第六版康华光
模数转换的实现
模拟信号 3V
模数转换器
00000011 数字输出
1.1.4 数字信号的描述方法
1、二值数字逻辑和逻辑电平 二值数字逻辑
0、1数码---表示数量时称二进制数
表示方式
---表示事物状态时称二值逻辑
a 、在电路中用低、高电平表示0、1两种逻辑状态
逻辑电平与电压值的关系（正逻辑）
电压(V) 二值逻辑
3、数字电路的分析、设计与测试
(1)数字电路的分析方法 数字电路的分析:根据电路确定电路输出与输入之间的逻辑关系。 分析工具：逻辑代数。 电路逻辑功能主要用真值表、功能表、逻辑表达式和波形图。
(2) 数字电路的设计方法 数字电路的设计:从给定的逻辑功能要求出发，选择适当的 逻辑器件，设计出符合要求的逻辑电路。 设计方式:分为传统的设计方式和基于EDA软件的设计方式。
1.8万个电子管
保存80个字节
晶体管时代
器件
电流控制器件 —半导体技术
半导体二极管、三极管
半导体集成电路
电路设计方法伴随器件变化从传统走向现代
a)传统的设计方法： 采用自下而上的设计方法；由人工组装,经反复调试、验证、 修改完成。所用的元器件较多，电路可靠性差,设计周期长。
b)现代的设计方法： 现代EDA技术实现硬件设计软件化。采用从上到下设计方 法，电路设计、 分析、仿真 、修订 全通过计算机完成。
--数字电路可分为TTL 和 CMOS电路
从集成度不同 --数字集成电路可分为小规模、中规模、大规模、超
大规模和甚大规模五类。
集成度:每一芯片所包含的门个数
分类
小规模 中规模 大规模 超大规模
甚大规模
门的个数
典型集成电路
模拟信号 3V
模数转换器
00000011 数字输出
1.1.4 数字信号的描述方法
1、二值数字逻辑和逻辑电平 二值数字逻辑
0、1数码---表示数量时称二进制数
表示方式
---表示事物状态时称二值逻辑
a 、在电路中用低、高电平表示0、1两种逻辑状态
逻辑电平与电压值的关系（正逻辑）
电压(V) 二值逻辑
3、数字电路的分析、设计与测试
(1)数字电路的分析方法 数字电路的分析:根据电路确定电路输出与输入之间的逻辑关系。 分析工具：逻辑代数。 电路逻辑功能主要用真值表、功能表、逻辑表达式和波形图。
(2) 数字电路的设计方法 数字电路的设计:从给定的逻辑功能要求出发，选择适当的 逻辑器件，设计出符合要求的逻辑电路。 设计方式:分为传统的设计方式和基于EDA软件的设计方式。
1.8万个电子管
保存80个字节
晶体管时代
器件
电流控制器件 —半导体技术
半导体二极管、三极管
半导体集成电路
电路设计方法伴随器件变化从传统走向现代
a)传统的设计方法： 采用自下而上的设计方法；由人工组装,经反复调试、验证、 修改完成。所用的元器件较多，电路可靠性差,设计周期长。
b)现代的设计方法： 现代EDA技术实现硬件设计软件化。采用从上到下设计方 法，电路设计、 分析、仿真 、修订 全通过计算机完成。
--数字电路可分为TTL 和 CMOS电路
从集成度不同 --数字集成电路可分为小规模、中规模、大规模、超
大规模和甚大规模五类。
集成度:每一芯片所包含的门个数
分类
小规模 中规模 大规模 超大规模
甚大规模
门的个数
典型集成电路
电子技术基础-数字部分(第六版)-康华光第4章组合逻辑电路共6节
Z
B
例1 分析如图所示逻辑电路的功能。 C
L
解：1.根据逻辑图写出输出函数的逻辑表达式
LZC
A B C ZAB L(ABC)
(AB)C
000
0
0
ABC
001
0
1
2. 列写真值表。
010
1
1
011
1
0
3. 确定逻辑功能：
100
1
1
输入变量的取值中有奇数 1 0 1
1
0
个1时，L为1，否则L为0, 1 1 0
YAB AB ABAB 0 1 0 0 1 0
ZACAC ACAC
0 1 1 01 1 1 0 0 11 1
1 0 1 11 0
1 1 0 10 1
1 1 1 10 0
3、确定电路逻辑功能 这个电路逻辑功能是对输入 的二进制码求反码。最高位为 符号位，0表示正数，1表示负 数，正数的反码与原码相同； 负数的数值部分是在原码的基 础上逐位求反。
4.1.2 组合逻辑电路的分析方法
一. 组合逻辑电路分析 根据已知逻辑电路，经分析确定电路的逻辑功能。 二. 组合逻辑电路的分析步骤： 1、 由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式； 2、 化简和变换逻辑表达式； 3、 列出真值表； 4、 根据真值表或逻辑表达式，经分析最后确定其功能。
三、组合逻辑电路的分析举例 A
( G3 G2 G3 G2) G1 G3 G2 G3 G2) G1 G3 G2 G1
B0 G3 G2 G1 G0
(3) 根据逻辑表达式，画出逻辑图
用异或门代替与门和或门能使逻辑电路比较简单。考虑 相同乘积项 可以减少门电路数目，降低实现电路的成本。
电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch
允许低频信号通过，抑制高频信 号。
全通滤波电路（APF）
对所有频率的信号都有相同的传 递函数。
滤波电路的分析方法
解析法
通过数学公式推导电路的 传递函数和频率响应。
实验法
通过实验测试电路的实际 性能。
近似法
对电路进行近似处理，简 化分析过程。
滤波电路的应用实例
音频信号处理
用于消除噪音、增强音质。
图像信号处理
感谢您的观看
振荡电路用于产生本机振荡信号，用于调制和解调无 线信号。
音频信号处理
振荡电路可以用于产生音频信号，如合成器和效果器 中的音源。
测量仪器
振荡电路用于产生稳定的频率信号，如示波器和频谱 分析仪中的信号源。
06 电源电路
电源电路的组成和工作原理
电源电路的组成
电源电路主要由电源、负载和中间环节组成。电源是产生电 能的装置，负载是消耗电能的装置，中间环节则起到传输电 能的作用。
用于图像增强、去噪。
通信系统
用于信号的提取、抑制干扰。
05 振荡电路
振荡电路的组成和工作原理
1 2 3
组成
振荡电路由放大器、反馈网络和选频网络三个部 分组成。
工作原理
振荡电路通过正反馈和选频网络的选频作用，将 输入信号中的特定频率成分不断放大，最终输出 稳定的振荡信号。
振荡条件
要产生振荡，必须满足一定的相位和幅度条件， 即|AF|=1和ΔΦ=2π(n-1)，其中A为放大倍数，F 为反馈系数，n为自然数。
电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch
目 录
• 电子技术概述 • 模拟电路基础 • 放大电路 • 滤波电路 • 振荡电路 • 电源电路
01 电子技术概述
全通滤波电路（APF）
对所有频率的信号都有相同的传 递函数。
滤波电路的分析方法
解析法
通过数学公式推导电路的 传递函数和频率响应。
实验法
通过实验测试电路的实际 性能。
近似法
对电路进行近似处理，简 化分析过程。
滤波电路的应用实例
音频信号处理
用于消除噪音、增强音质。
图像信号处理
感谢您的观看
振荡电路用于产生本机振荡信号，用于调制和解调无 线信号。
音频信号处理
振荡电路可以用于产生音频信号，如合成器和效果器 中的音源。
测量仪器
振荡电路用于产生稳定的频率信号，如示波器和频谱 分析仪中的信号源。
06 电源电路
电源电路的组成和工作原理
电源电路的组成
电源电路主要由电源、负载和中间环节组成。电源是产生电 能的装置，负载是消耗电能的装置，中间环节则起到传输电 能的作用。
用于图像增强、去噪。
通信系统
用于信号的提取、抑制干扰。
05 振荡电路
振荡电路的组成和工作原理
1 2 3
组成
振荡电路由放大器、反馈网络和选频网络三个部 分组成。
工作原理
振荡电路通过正反馈和选频网络的选频作用，将 输入信号中的特定频率成分不断放大，最终输出 稳定的振荡信号。
振荡条件
要产生振荡，必须满足一定的相位和幅度条件， 即|AF|=1和ΔΦ=2π(n-1)，其中A为放大倍数，F 为反馈系数，n为自然数。
电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch
目 录
• 电子技术概述 • 模拟电路基础 • 放大电路 • 滤波电路 • 振荡电路 • 电源电路
01 电子技术概述
电子技术基础 数字部分(第六版) 康华光第2章逻辑代数与硬件描述语言基础共5节
例：B (A + C) = BA+BC，
用A + D代替A，得 B [(A +D) +C ] = B(A +D) + BC = BA + BD + BC 代入规则可以扩展所有基本公式或定律的应用范围
2. 反演规则： 对于任意一个逻辑表达式L，若将其中所有的与（• ）换成 或（+），或（+）换成与（•）；原变量换为反变量，反变 量换为原变量；将1换成0，0换成1；则得到的结果就是原 函数的反函数。 例2.1.1 试求
( AB AB C ) AB ( A B )(A B)C AB
b.去括号
ABC ABC AB
ABC ABC AB(C C )
ABC ABC ABC ABC
m3 m5 m7 m6 m(3,5,6,7)
2.2.2 最大项与最大项表达式
= A C C D
( A C )( C D )
( A C ) ( C+D )
AC C D
2.3.2 逻辑函数的代数化简法
1、逻辑函数的化简
化简的主要方法： １．公式法（代数法） ２．图解法（卡诺图法）
代数化简法： 运用逻辑代数的基本定律和恒等式进行化简的方法。
并项法: A A 1
例: 逻辑电路的真值表如右，写出最小项和最大项表达式。 最小项表达式： 将L＝1的各个最小项相加
A B C 0 0 0 0 0 1 L 0 0
L( A, B, C )=m3 m5 m6 m(3,5, 6)
0 1
0 1 1 0 1 0 1 1 1 1
0
1 0 1 0 1
电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch
2. 巴特沃斯传递函数及 其归一化幅频响应
A(jω)
A0
1 (ωc / ω)2n
归一化幅频响应 | A(j ) |
Ao
1.0
0.9 0.8
n＝2 n＝3
0.7 n＝1
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
n＝4
0.1
0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
R1 同相比例 放大电路
Vi (s) VA (s) VA (s) Vo (s) VA (s) VP (s) 0
R
1 / sC
R
得滤波电路传递函数
A(s) Vo (s) Vi (s)
1
(3
-
AVF
AVF )sCR
( sCR )2
（二阶）
9
华中科技大学 张林
10.3.1 有源低通滤波电路
10.1 滤波电路的基本概念与分类
1. 基本概念
滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无
用频率信号的电子装置。 有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。
滤波电路传递函数定义
A(s) Vo (s)
vI (t)
Vi (s)
s j 时，有 A(j ) A(j ) ( )
和电阻对换，便成为高
vA
通电路。
R
传递函数
A(s)
s2
A0 s2
c
Q
s
c2
＋
vO
－ (AVF -1)R1
R1 同相比例 放大电路
归一化的幅频响应
A(j )
康华光-电子技术基础(第六版)模拟部分ch06
AV f ( )
输入
放大电路
输出
前两章分析放大电路的性能指标时，是假设电路中所有耦合电容 和旁路电容对信号频率来说都呈现非常小的阻抗而视为短路；FET或 BJT的极间电容、电路中的负载电容及分布电容对信号频率来说都呈 现非常大的阻抗而视为开路。
5
华中科技大学 张林
6.1 放大电路的频率响应
为简化分析，设低频区内，有
1
Cs Rs
则Rs可作开路处理
Cb1 g
. d Id
＋
Rsi .
＋ Vi Rg . Vs －
－
＋ . Vgs －
s
. gm Vgs
Rd Cs
Cb2 RL
Cb1 g ＋
Rsi
＋ . Vs －
. Vi Rg －
＋
. Vo
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－ s
Rd
. RL Vo
Cs －
Vo
RL
Rd
1
gmVgs
Rd
RL
jCb2
由前两个方程得
gmVgs 1
1 1
Rg 1 Vs
gm jCs
Rsi Rg jCb1
19
华中科技大学 张林
幅频响应 AVL
1 1 ( fL / f )2
当 f fL 时，
1
AVL
输入
放大电路
输出
前两章分析放大电路的性能指标时，是假设电路中所有耦合电容 和旁路电容对信号频率来说都呈现非常小的阻抗而视为短路；FET或 BJT的极间电容、电路中的负载电容及分布电容对信号频率来说都呈 现非常大的阻抗而视为开路。
5
华中科技大学 张林
6.1 放大电路的频率响应
为简化分析，设低频区内，有
1
Cs Rs
则Rs可作开路处理
Cb1 g
. d Id
＋
Rsi .
＋ Vi Rg . Vs －
－
＋ . Vgs －
s
. gm Vgs
Rd Cs
Cb2 RL
Cb1 g ＋
Rsi
＋ . Vs －
. Vi Rg －
＋
. Vo
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－ s
Rd
. RL Vo
Cs －
Vo
RL
Rd
1
gmVgs
Rd
RL
jCb2
由前两个方程得
gmVgs 1
1 1
Rg 1 Vs
gm jCs
Rsi Rg jCb1
19
华中科技大学 张林
幅频响应 AVL
1 1 ( fL / f )2
当 f fL 时，
1
AVL
电子技术基础数字部分第六版康华光逻辑门电路共节课件
详细描述
逻辑门电路是数字电路中的基本单元，它能够实现逻辑运算，即根据输入信号的状态，决定输出信号 的状态。逻辑门电路通常由晶体管等电子元件构成，通过组合不同的逻辑门电路，可以实现复杂的逻 辑功能。
逻辑门电路的基本功能
总结词
逻辑门电路的基本功能是根据输入信号的状态，决定输出信号的状态。具体来说，与门能够实现逻辑与运算，或 门能够实现逻辑或运算，非门能够实现逻辑非运算等。
电子技术基础数字部分第六版康 华光逻辑门电路课件
• 逻辑门电路的原理与结构 • 逻辑门电路的应用 • 逻辑门电路的实验与实践 • 逻辑门电路的常见问题与解决方案
01
逻辑门电路概述
逻辑门电路的定义与分类
总结词
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路，能够根据输入信号的状态，决定输出信号的状态。根据功能不同， 逻辑门电路可以分为与门、或门、非门、与非门、或非门等。
采取有效的噪声抑制措施，如加入去 耦电容等，以减小噪声对逻辑门电路 性能的影响。
逻辑门电路的应用前景与展望
嵌入式系统领域
随着嵌入式系统的发展，逻辑门电路在其 中的应用将更加广泛，特别是在控制、信
号处理等方面。
人工智能领域
人工智能技术的快速发展对逻辑门电路提 出了更高的要求，其在算法实现、数据处
理等方面将发挥重要作用。
高速通信领域
在高速通信领域，逻辑门电路在信号调制、 解调等方面具有重要应用，未来随着通信 技术的发展，其需求也将持续增长。
绿色能源领域
随着绿色能源技术的推广，逻辑门电路在 太阳能逆变器、风能控制系统等领域的应 用也将得到进一步拓展。
THANK YOU
感谢各位观看
05
逻辑门电路的常见问题与解决方案
逻辑门电路的常见故障与排除方法
逻辑门电路是数字电路中的基本单元，它能够实现逻辑运算，即根据输入信号的状态，决定输出信号 的状态。逻辑门电路通常由晶体管等电子元件构成，通过组合不同的逻辑门电路，可以实现复杂的逻 辑功能。
逻辑门电路的基本功能
总结词
逻辑门电路的基本功能是根据输入信号的状态，决定输出信号的状态。具体来说，与门能够实现逻辑与运算，或 门能够实现逻辑或运算，非门能够实现逻辑非运算等。
电子技术基础数字部分第六版康 华光逻辑门电路课件
• 逻辑门电路的原理与结构 • 逻辑门电路的应用 • 逻辑门电路的实验与实践 • 逻辑门电路的常见问题与解决方案
01
逻辑门电路概述
逻辑门电路的定义与分类
总结词
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路，能够根据输入信号的状态，决定输出信号的状态。根据功能不同， 逻辑门电路可以分为与门、或门、非门、与非门、或非门等。
采取有效的噪声抑制措施，如加入去 耦电容等，以减小噪声对逻辑门电路 性能的影响。
逻辑门电路的应用前景与展望
嵌入式系统领域
随着嵌入式系统的发展，逻辑门电路在其 中的应用将更加广泛，特别是在控制、信
号处理等方面。
人工智能领域
人工智能技术的快速发展对逻辑门电路提 出了更高的要求，其在算法实现、数据处
理等方面将发挥重要作用。
高速通信领域
在高速通信领域，逻辑门电路在信号调制、 解调等方面具有重要应用，未来随着通信 技术的发展，其需求也将持续增长。
绿色能源领域
随着绿色能源技术的推广，逻辑门电路在 太阳能逆变器、风能控制系统等领域的应 用也将得到进一步拓展。
THANK YOU
感谢各位观看
05
逻辑门电路的常见问题与解决方案
逻辑门电路的常见故障与排除方法
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
乘积项禁止位 32 位
乘积项禁止位 32 位
小
结
时序电路的分析，首先按照给定电路列出各逻辑方程组 、进而列出状态表、画出状态图和时序图，最后分析得到电路 的逻辑功能。时序电路的设计，首先根据逻辑功能的需求，导 出原始状态图或原始状态表，有必要时需进行状态化简，继而 对状态进行编码，然后根据状态表导出激励方程组和输出方程 组，最后画出逻辑图完成设计任务。。 时序逻辑电路一般由组合电路和存储电路两部分构成。它们 在任一时刻的输出不仅是当前输入信号的函数，而且还与电路原 来的状态有关。时序电路可分为同步和异步两大类。逻辑方程组 、状态表、状态图和时序图从不同方面表达了时序电路的逻辑功 能，是分析和设计时序电路的主要依据和手段。
VCC
00 01 10 11
TS MUX SEL
三态控制 选择器
输出 选择器 0
>C1
SEL O MUX
Q
1
I/ O (n )
D(n) 8 8
1D
Q
F MUX SEL
10× 11× 0× 1 0× 0
输出数据选择 器(2选1)
反馈数据选择 器(4选1) 4个数据选择器：用不同的控制字实现不同的输出电路结构形式
1. 寄存器型PAL
CLK OE
D ＞C
Q Q
输出
输 入
寄存器型PAL如图所示，在组合PLD基础上增加了D触 发器，并反馈回到输入与阵列，满足时序电路设计要求。
2. GAL中的输出宏单元
GAL的电路结构与PAL类似，由可编程的与阵列、
固定的或阵列和输出电路组成，但GAL的输出端增设了 可编程的的输出逻辑宏单元（OLMC）。通过编程可将 OLMC设置为不同的工作状态，可实现PAL的所有输出 结构，产生组合、时序逻辑电路输出。
>C1
乘积项 选择器 输出 选择器 0 Q 1 SEL O MUX
I/ O (n )
1D
Q
乘积项数据选择器：根据AC0和AC1(n)决定与逻辑阵列的第一乘 积项是否作为或门的一个输入端。只有在G2的输出为1时，第一 乘积项是或门的一个输入端。
来自相邻的 I/O(m) CLK AC1(m) OE
(2)原变量/非变量输出电路—由异或门控制
至下一相邻 OLMC
OLMC
VCC
00 01 10 11
TS MUX SEL
三态控制 选择器
AC0 AC1(n) SEL 0 来 自 与 阵 列 XOR(n) 反馈 F MUX SEL 1 2 1 PT MUX 1 OR(n) D(n) 8 8 10× 11× 0× 1 0× 0 反馈 选择器
>C1
2. PAL的不足：
（1）由于采用的是双极型熔丝工艺，一旦编程后不能修改； （2）输出结构类型太多，给设计和使用带来不便。
3. GAL的优点：
（1）采用电可擦除的E2CMOS工艺可以多次编程； （2）输出端设置了可编程的输出逻辑宏单元（OLMC）通
过编程可将OLMC设置成不同的工作状态，即一片GAL便可
>C1
乘积项 选择器 输出 选择器 0 Q 1 SEL O MUX
数据选择器
8 XOR(n) 反UX SEL
三态数据选择器(4选1)
至下一相邻 OLMC
OLMC
乘积项数据选 择器(2选1)
AC0 AC1(n) SEL 0 来 自 与 阵 列 XOR(n) 反馈 1 2 1 PT MUX 1 OR(n) 乘积项 选择器
6.6
简单的时序可编程逻辑器件(GAL)
6.6.1 GAL的结构 6.6.2 GAL的输出逻辑宏单元 6.6.3 GAL的控制字
1. 时序可编程逻辑器件的主要类型
（1） 通用阵列逻辑（GAL）
在PLA和PAL基础上发展起来的增强型器件.电路设计者可
根据需要编程，对宏单元的内部电路进行不同模式的组合， 从而使输出功能具有一定的灵活性和通用性。 （2）复杂可编程逻辑器件（CPLD） 集成了多个逻辑单元块，每个逻辑块就相当于一个GAL器件 。这些逻辑块可以通过共享可编程开关阵列组成的互连资源， 实现它们之间的信息交换，也可以与周围的I/O模块相连，实现 与芯片外部交换信息。
OLMC
VCC 00 01 10 11 TS MUX SEL AC0 AC1(n) SEL 0 来 自 与 阵 列 XOR(n) 反馈 F MUX SEL 1 2 1 PT MUX 1 OR(n) D(n) 8 8 10× 11× 0× 1 0× 0 反馈 选择器
>C1
至下一相邻 OLMC
三态控制 选择器
AC 地电平 AC (n)
0 1
至下一相邻 OLMC
三态缓冲器 的工作状态
OLMC
VCC
工作 工作
高阻
OE=1，工作
1 SEL 0 1 PT MUX 1 OR(n) D(n) 8 乘积项 选择器
00 01 10 11
TS MUX SEL
三态控制 选择器
OE
来 第一乘积项 2 自 与 阵 列
OE=0，高阻 1，工作 0，高阻
乘积项 选择器 输出 选择器 0 Q 1 SEL O MUX
I/ O (n )
1D
Q
OMUX：根据AC0和AC1(n)决定OLMC是组合输出还是寄存器 输出模式
CLK AC1(m) OE
来自相邻的 I/O(m)
由三态数据选择器(4选1)控制输出选择器的选通端SEL
AC0 AC1(n) 0 0 0 1 1 0 1 1 TX（输出） VCC
CLK
AC1(m)
OE
反馈数据选择器(4选1)——FMUX
至下一相邻 OLMC
OLMC
VCC
00 01 10 11
TS MUX SEL
三态控制 选择器
AC0 AC1(n) SEL 0 来 自 与 阵 列 XOR(n) 反馈 F MUX SEL 1 2 1 PT MUX 1 OR(n) D(n) 8 8 10× 11× 0× 1 0× 0 反馈 选择器
输出 选择器 0
>C1
SEL O MUX
Q
1
I/ O (n )
三态数据选择器受AC0和 AC1(n)的控制，用于选 择输出三态缓冲器的选通 信号。可分别选择VCC、 地、OE和第一乘积项。
8 XOR(n) 反馈
1D
Q
F MUX SEL
10× 11× 0× 1 0× 0 反馈 选择器 来自相邻的 I/O(m)
反馈 选择器 来自相邻的 I/O(m) CLK AC1(m) OE
(1)输入电路—由乘积项数据选择器(2选1)PTMUX控制
至下一相邻 OLMC
OLMC
VCC
00 01 10 11
TS MUX SEL
三态控制 选择器
AC0 AC1(n) SEL 0 来 自 与 阵 列 XOR(n) 反馈 F MUX SEL 1 2 1 PT MUX 1 OR(n) D(n) 8 8 10× 11× 0× 1 0× 0 反馈 选择器
OLMC有2个编程单元AC1(n)和XOR(n)，一个全局编程单元 AC0，同步控制单元SYN 。
82 位 PT63 PT32 XOR(n) 4位 12 13 14 15 SYN 1位 12 AC1(n) 8位 · · · 19 AC0 1位 XOR(n) 4位 16 17 18 19 PT31 PT0
实现PAL 的5种输出工作模式。器件的通用性强； （3）GAL工作速度快，功耗小
6.6.1 GAL的结构—GAL16V8的结构为例
8个输出逻辑宏单 元OLMC 可编程与阵列 （32X64位）
8个 输 入
8个三态
输出缓冲 器12~19
缓 冲 器 2~9
8个反馈/输入 缓冲器
输出使能缓 冲器
6.6.2 GAL中的输出逻辑宏单元
至下一相邻 OLMC
OLMC
VCC
00 01 10 11
TS MUX SEL
三态控制 选择器
AC0 AC1(n) SEL 0 来 自 与 阵 列 1 2 1 PT MUX 1 OR(n) D(n) 8 10× 11× 0× 1 0× 0 反馈 选择器 来自相邻的 I/O(m) CLK AC1(m) OE
>C1
乘积项 选择器 输出 选择器 0 Q 1 SEL O MUX
I/ O (n )
1D
Q
FMUX：
来自相邻的 I/O(m) CLK AC1(m) OE
根据AC0和AC1(n)的不同编码，使反向传输的电信号也对应不同。
6.6.3 GAL的结构控制字
GAL16V8的结构控制字共有82位，它们的定义如图。每个
（3） 现场可编程门阵列（FPGA）
芯片内部主要由许多不同功能的可编程逻辑模块组成， 靠纵横交错的分布式可编程互联线连接起来，可构成极其 复杂的逻辑电路。它更适合于实现多级逻辑功能，并且具
有更高的集成密度和应用灵活性在软件上，亦有相应的操
作系统配套。这样，可使整个数字系统（包括软、硬件系 统）都在单个芯片上运行，即所谓的SOC技术。
乘积项 选择器 输出 选择器 0 Q 1 SEL O MUX
I/ O (n )
1D
Q
异或门输出为或门输出OR(n) 与XOR(n)进行异或运算。 XOR(n)=0，则D(n)=OR(n)，若XOR(n)=1，则D(n)=OR(n) 。
来自相邻的 I/O(m) CLK AC1(m) OE
（3） 输出电路——由数据选择器(2选1) OMUX控制