数字逻辑
数字逻辑电路基础知识整理
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数字逻辑电路基础知识整理数字逻辑电路是电子数字系统中的基础组成部分,用于处理和操作数字信号。
它由基本的逻辑门和各种组合和顺序逻辑电路组成,可以实现各种功能,例如加法、减法、乘法、除法、逻辑运算等。
下面是数字逻辑电路的一些基础知识整理:1. 逻辑门:逻辑门是数字逻辑电路的基本组成单元,它根据输入信号的逻辑值进行逻辑运算,并生成输出信号。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。
2. 真值表:真值表是描述逻辑门输出信号与输入信号之间关系的表格,它列出了逻辑门的所有输入和输出可能的组合,以及对应的逻辑值。
3. 逻辑函数:逻辑函数是描述逻辑门输入和输出信号之间关系的数学表达式,可以用来表示逻辑门的操作规则。
常见的逻辑函数有与函数、或函数、非函数、异或函数等。
4. 组合逻辑电路:组合逻辑电路由多个逻辑门组合而成,其输出信号仅取决于当前的输入信号。
通过适当的连接和布线,可以实现各种逻辑操作,如加法器、多路选择器、比较器等。
5. 顺序逻辑电路:顺序逻辑电路由组合逻辑电路和触发器组成,其输出信号不仅取决于当前的输入信号,还取决于之前的输入信号和系统状态。
顺序逻辑电路可用于存储和处理信息,并实现更复杂的功能,如计数器、移位寄存器、有限状态机等。
6. 编码器和解码器:编码器将多个输入信号转换成对应的二进制编码输出信号,解码器则将二进制编码输入信号转换成对应的输出信号。
编码器和解码器可用于信号编码和解码,数据传输和控制等应用。
7. 数字信号表示:数字信号可以用二进制表示,其中0和1分别表示低电平和高电平。
数字信号可以是一个比特(bit),表示一个二进制位;也可以是一个字(word),表示多个二进制位。
8. 布尔代数:布尔代数是逻辑电路设计的数学基础,它通过符号和运算规则描述了逻辑门的操作。
布尔代数包括与、或、非、异或等基本运算,以及与运算律、或运算律、分配律等运算规则。
总的来说,数字逻辑电路是由逻辑门和各种组合和顺序逻辑电路组成的,它可以实现各种基本逻辑运算和数字信号处理。
(完整word版)《数字逻辑》(第二版)
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第一章1. 什么是模拟信号什么是数字信号试举出实例。
模拟信号-----指在时间上和数值上均作连续变化的信号。
例如,温度、压力、交流电压等信号。
数字信号-----指信号的变化在时间上和数值上都是断续的,阶跃式的,或者说是离散的,这类信号有时又称为离散信号。
例如,在数字系统中的脉冲信号、开关状态等。
2. 数字逻辑电路具有哪些主要特点数字逻辑电路具有如下主要特点:●电路的基本工作信号是二值信号。
●电路中的半导体器件一般都工作在开、关状态。
●电路结构简单、功耗低、便于集成制造和系列化生产。
产品价格低廉、使用方便、通用性好。
●由数字逻辑电路构成的数字系统工作速度快、精度高、功能强、可靠性好。
3. 数字逻辑电路按功能可分为哪两种类型主要区别是什么根据数字逻辑电路有无记忆功能,可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。
组合逻辑电路:电路在任意时刻产生的稳定输出值仅取决于该时刻电路输入值的组合,而与电路过去的输入值无关。
组合逻辑电路又可根据输出端个数的多少进一步分为单输出和多输出组合逻辑电路。
时序逻辑电路:电路在任意时刻产生的稳定输出值不仅与该时刻电路的输入值有关,而且与电路过去的输入值有关。
时序逻辑电路又可根据电路中有无统一的定时信号进一步分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。
4. 最简电路是否一定最佳为什么一个最简的方案并不等于一个最佳的方案。
最佳方案应满足全面的性能指标和实际应用要求。
所以,在求出一个实现预定功能的最简电路之后,往往要根据实际情况进行相应调整。
5. 把下列不同进制数写成按权展开形式。
(1) 10 (3) 8(2) 2 (4) 16解答(1)10 = 4×103+5×102+1×101+7×100+2×10-1+3×10-2+9×10-3(2)2= 1×24+1×22+1×21+1×2-2+1×2-4(3)8 = 3×82+2×81+5×80+7×8-1+4×8-2+4×8-3(4) 16 = 7×162+8×161+5×160+4×16-1+10×16-2+15×16-3 6.将下列二进制数转换成十进制数、八进制数和十六进制数。
《数字逻辑教案》
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《数字逻辑教案》word版第一章:数字逻辑基础1.1 数字逻辑概述介绍数字逻辑的基本概念和特点解释数字逻辑在计算机科学中的应用1.2 逻辑门介绍逻辑门的定义和功能详细介绍与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门1.3 逻辑函数解释逻辑函数的概念和作用介绍逻辑函数的表示方法,如真值表和逻辑表达式第二章:数字逻辑电路2.1 逻辑电路概述介绍逻辑电路的基本概念和组成解释逻辑电路的功能和工作原理2.2 逻辑电路的组合介绍逻辑电路的组合方式和连接方法解释组合逻辑电路的输出特点2.3 逻辑电路的时序介绍逻辑电路的时序概念和重要性详细介绍触发器、计数器等时序逻辑电路第三章:数字逻辑设计3.1 数字逻辑设计概述介绍数字逻辑设计的目标和方法解释数字逻辑设计的重要性和应用3.2 组合逻辑设计介绍组合逻辑设计的基本方法和步骤举例说明组合逻辑电路的设计实例3.3 时序逻辑设计介绍时序逻辑设计的基本方法和步骤举例说明时序逻辑电路的设计实例第四章:数字逻辑仿真4.1 数字逻辑仿真概述介绍数字逻辑仿真的概念和作用解释数字逻辑仿真的方法和工具4.2 组合逻辑仿真介绍组合逻辑仿真的方法和步骤使用仿真工具进行组合逻辑电路的仿真实验4.3 时序逻辑仿真介绍时序逻辑仿真的方法和步骤使用仿真工具进行时序逻辑电路的仿真实验第五章:数字逻辑应用5.1 数字逻辑应用概述介绍数字逻辑应用的领域和实例解释数字逻辑在计算机硬件、通信系统等领域的应用5.2 数字逻辑在计算机硬件中的应用介绍数字逻辑在中央处理器、存储器等计算机硬件部件中的应用解释数字逻辑在计算机指令执行、数据处理等方面的作用5.3 数字逻辑在通信系统中的应用介绍数字逻辑在通信系统中的应用实例,如编码器、解码器、调制器等解释数字逻辑在信号处理、数据传输等方面的作用第六章:数字逻辑与计算机基础6.1 计算机基础概述介绍计算机的基本组成和原理解释计算机硬件和软件的关系6.2 计算机的数字逻辑核心讲解CPU内部的数字逻辑结构详细介绍寄存器、运算器、控制单元等关键部件6.3 计算机的指令系统解释指令系统的作用和组成介绍机器指令和汇编指令的概念第七章:数字逻辑与数字电路设计7.1 数字电路设计基础介绍数字电路设计的基本流程解释数字电路设计中的关键概念,如时钟频率、功耗等7.2 数字电路设计实例分析简单的数字电路设计案例讲解设计过程中的逻辑判断和优化7.3 数字电路设计工具与软件介绍常见的数字电路设计工具和软件解释这些工具和软件在设计过程中的作用第八章:数字逻辑与数字系统测试8.1 数字系统测试概述讲解数字系统测试的目的和方法解释测试在保证数字系统可靠性中的重要性8.2 数字逻辑测试技术介绍逻辑测试的基本方法和策略讲解测试向量和测试结果分析的过程8.3 故障诊断与容错设计解释数字系统中的故障类型和影响介绍故障诊断方法和容错设计策略第九章:数字逻辑在现代技术中的应用9.1 数字逻辑与现代通信技术讲解数字逻辑在现代通信技术中的应用介绍数字调制、信息编码等通信技术9.2 数字逻辑在物联网技术中的应用解释数字逻辑在物联网中的关键作用分析物联网设备中的数字逻辑结构和功能9.3 数字逻辑在领域的应用讲述数字逻辑在领域的应用实例介绍逻辑推理、神经网络等技术中的数字逻辑基础第十章:数字逻辑的未来发展10.1 数字逻辑技术的发展趋势分析数字逻辑技术的未来发展方向讲解新型数字逻辑器件和系统的特点10.2 量子逻辑与量子计算介绍量子逻辑与传统数字逻辑的区别讲解量子计算中的逻辑结构和运算规则10.3 数字逻辑教育的挑战与机遇分析数字逻辑教育面临的挑战讲述数字逻辑教育对培养计算机科学人才的重要性重点和难点解析重点环节一:逻辑门的概念和功能逻辑门是数字逻辑电路的基本构建块,包括与门、或门、非门、异或门等。
《数字逻辑教案》
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《数字逻辑教案》word版一、教学目标:1. 让学生了解数字逻辑的基本概念和原理。
2. 培养学生运用数字逻辑分析和解决问题的能力。
3. 引导学生掌握数字逻辑的基本运算和设计方法。
二、教学内容:1. 数字逻辑的基本概念:数字逻辑电路、逻辑门、逻辑函数等。
2. 逻辑运算:与运算、或运算、非运算、异或运算等。
3. 逻辑门电路:与门、或门、非门、异或门等。
4. 数字逻辑电路的设计方法:组合逻辑电路、时序逻辑电路。
5. 数字逻辑电路的应用:数字计算器、数字存储器等。
三、教学方法:1. 讲授法:讲解数字逻辑的基本概念、原理和运算方法。
2. 实验法:让学生动手搭建逻辑门电路,加深对数字逻辑的理解。
3. 案例分析法:分析实际应用中的数字逻辑电路,提高学生解决问题的能力。
四、教学准备:1. 教材:《数字逻辑》2. 实验器材:逻辑门电路模块、导线、电源等。
3. 教学工具:PPT、黑板、粉笔等。
五、教学进程:1. 第1周:数字逻辑的基本概念和原理。
第2周:逻辑运算和逻辑门电路。
第3周:组合逻辑电路的设计方法。
第4周:时序逻辑电路的设计方法。
第5周:数字逻辑电路的应用案例。
2. 实验环节:在第3周和第4周结束后,安排一次实验课程,让学生动手搭建逻辑门电路,加深对数字逻辑的理解。
3. 课程总结:在第5周课程结束后,进行课程总结,回顾本门课程的主要内容,巩固所学知识。
4. 课程考核:期末进行课程考核,包括笔试和实验操作两部分,全面评估学生的学习效果。
六、教学评估:1. 课堂参与度评估:通过观察学生在课堂上的提问、回答和讨论情况,评估学生的参与度和兴趣。
2. 作业评估:通过检查学生的作业完成情况,评估学生对课堂所学知识的理解和掌握程度。
3. 实验报告评估:对学生实验报告的完整性、准确性和创新性进行评估,了解学生对实验内容的理解和应用能力。
4. 期末考试评估:通过期末考试的笔试和实验操作两部分,全面评估学生对数字逻辑知识的掌握程度和应用能力。
数字逻辑课件——绪言
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基本模拟电路:
• 信号放大及运算 (信号放大、功率放大) • 信号处理(采样保持、电压比较、有源滤波) • 信号发生(正弦波发生器、三角波发生器、…)
数字电路研究的问题
基本电路元件
• 逻辑门电路 • 触发器
基本数字电路
• 组合逻辑电路 • 时序电路(寄存器、计数器、脉冲发生器、
脉冲整形电路) • A/D转换器、D/A转换器
逻辑0
0010111100111010 十六位数据的图形表示
数值大小和每次的增减变化为N·,N为整数, 为
最小数量单位。
数量如小于这个最小数量单位,则没有任何物理意义 。如2567.82326…km,
如量化单位为:1km
数字量为:2568km
如量化单位为:1m 数字量为: 2567823m
数字信号所传递的内容称为数字信息。处理数字信 号的电路称为数字电路,包括传送、逻辑运算、控 制计数、寄存、显示以及脉冲波形的产生和变换。
本课程的学习要求: 1、深入掌握数字电路领域的基本概念和基本理论。 2、熟练掌握数字电路的分析方法和设计方法。 3、逐步提高阅读集成电路产品手册的能力,以便从 中获取更多信息。 4、积极实践,提高使用仪器、测试电路和排除故障 的能力。
2.研究的内容
模拟电路主要研究:输入、输出信号间的大小、相位、失 真等方面的关系。主要采用电路分析方法,动态性能 用微变等效电路分析。
数字电路主要研究:电路输出、输入间的逻辑关系。主要 的工具是逻辑代数,电路的功能用真值表、逻辑表达 式及波形图表示。
模拟电路研究的问题
基本电路元件:
•晶体三极管 •场效应管 •集成运算放大器
2、使用灵活,易于器件标准化。
随着半导体工艺的发展,数字电路器件的体积越来 越小,集成度越来越高。今天,可以在一块硅片上 制造几千个、几万个甚至几千万个元件,并可制造 单片数字计算机、单片的数字信号处理器等功能很 强的标准化通用器件,也可由使用者定制专用的芯 片。
数字逻辑 知识点总结大全
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数字逻辑知识点总结大全数字逻辑是一门研究数字信号在计算机中传输和处理的学科,它涉及到数字电路和逻辑电路的设计、分析和应用。
数字逻辑在计算机科学、电子工程、通信工程等领域都有着广泛的应用。
下面将对数字逻辑的知识点进行详细的总结,包括数字系统、布尔代数、逻辑门、时序逻辑和组合逻辑等内容。
数字系统数字系统是由有限个数的符号和数字组成的一种系统。
在计算机中,使用的数字系统一般为二进制,即由0和1组成。
除了二进制,还有十进制、八进制和十六进制等其他进制系统。
其中,二进制是计算机内部使用的基本进制。
数字系统中的基本概念包括位、字节、字和字长。
位是数字系统中的最小单位,它只有两种状态:0和1。
字节是8位的二进制数,用来表示一个字符或一个字母。
字是由多个字节组成的一个固定长度的数据单元。
而字长是一个数字系统中的字的长度,它决定了一个数字系统中能够表示的最大的数值范围。
布尔代数布尔代数是一种逻辑代数,它用来描述逻辑语句的真假情况。
在布尔代数中,所有逻辑变量的取值只有两种情况:真和假。
布尔代数中的基本运算包括与运算、或运算和非运算。
与运算表示两个逻辑变量同时为真时结果为真,否则为假;或运算表示两个逻辑变量中任意一个为真时结果为真,否则为假;非运算表示逻辑变量的取值取反。
布尔代数中的定理包括分配律、结合律、德摩根定律、消去律等。
这些定理是布尔代数中的基本规则,用于简化布尔表达式,并帮助我们理解逻辑电路的设计和分析。
逻辑门逻辑门是数字电路中的基本组成部分,它用来实现布尔代数中的逻辑运算。
逻辑门一般包括与门、或门、非门、异或门、与非门、或非门等类型。
这些门都有着特定的逻辑功能和真值表。
与门表示与运算,或门表示或运算,非门表示非运算,异或门表示异或运算,与非门表示与非运算,或非门表示或非运算。
这些逻辑门可以组成各种复杂的逻辑电路,包括加法器、减法器、多路选择器、触发器、寄存器等。
时序逻辑时序逻辑是数字逻辑中的一个重要分支,它涉及到数字电路中的时序关系和时序控制。
数字逻辑基础
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内容提要:本章主要介绍数制、代码、三种基本逻辑运算、逻辑代数的基本定理、逻辑函数及其化简方法。
学习提示:二进制数及二进制代码是数字系统中信息的主要表示形式;与、或、非三种基本逻辑运算是逻辑代数的基础,熟练掌握三种基本逻辑运算是正确理解逻辑代数基本定理的前提。
逻辑代数是分析数字电路和系统的基本工具,因此,正确理解并熟练掌握逻辑代数的基本定理、逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法是深入学习数字电子技术的关键。
采用硬件描述语言对数字系统进行描述是现代数字系统设计的发展方向,逐步了解VHDL硬件描述语言十分必要。
1.1 概述电子电路分为模拟电路和数字电路两大部分,模拟电路所处理的信号是在时间上和数值上连续的模拟信号,数字电路则用于处理在时间上和数值上不连续的离散信号或者叫做数字信号。
如今,数字电路与技术已广泛应用于计算机、自动化装置、医疗仪器与设备、交通、电信、文娱活动等几乎所有的生产生活领域中,可以毫不夸张地说,几乎每人每天都在与数字技术打交道。
本章将介绍有关数字电子技术的一些基本概念、基本理论与基本分析方法,它们对于从最简单的开关接通和断开到最复杂的计算机等所有的数字系统都是适用的。
1.1.1 数字技术的特点经常看到日常生活中的电子仪器及相关技术中,过去曾用模拟电路实现的功能,如今越来越多地被数字技术所替代,向数字技术转移的主要原因在于数字技术具有下述优点:(1)数字系统容易设计。
这是因为数字系统所使用的电路是开关电路,开关电路中数字电子技术基础2电压或电流的精确值并不重要,重要的是其变化的范围(高电平或低电平)。
(2)信息存储方便。
信息存储由特定的器件和电路实现,这种电路能存储数字信息并根据需要长期保存。
大规模存储技术能在相对较小的物理空间上存储几十亿位信息。
相反,模拟存储能力是相当有限的。
(3)整个系统的准确度及精度容易保持一致。
信号一旦被数字化,在处理过程中其包含的信息不会降低精度。
而在模拟系统中,电压和电流信号由于受到信号处理电路中元器件参数的改变、温度及湿度的影响会产生失真。
数字逻辑——精选推荐
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数字逻辑3)按计数增减分:加法计数器,减法计数器,加/减法计数器.7.3.1 异步计数器⼀,异步⼆进制计数器1,异步⼆进制加法计数器分析图7.3.1 由JK触发器组成的4位异步⼆进制加法计数器.分析⽅法:由逻辑图到波形图(所有JK触发器均构成为T/ 触发器的形式,且后⼀级触发器的时钟脉冲是前⼀级触发器的输出Q),再由波形图到状态表,进⽽分析出其逻辑功能.2,异步⼆进制减法计数器减法运算规则:0000-1时,可视为(1)0000-1=1111;1111-1=1110,其余类推.注:74LS163的引脚排列和74LS161相同,不同之处是74LS163采⽤同步清零⽅式.(2)CT74LS161的逻辑功能①=0时异步清零.C0=0②=1,=0时同步并⾏置数.③==1且CPT=CPP=1时,按照4位⾃然⼆进制码进⾏同步⼆进制计数.④==1且CPT·CPP=0时,计数器状态保持不变.4,反馈置数法获得N进制计数器⽅法如下:·写出状态SN-1的⼆进制代码.·求归零逻辑,即求置数控制端的逻辑表达式.·画连线图.(集成计数器中,清零,置数均采⽤同步⽅式的有74LS163;均采⽤异步⽅式的有74LS193,74LS197,74LS192;清零采⽤异步⽅式,置数采⽤同步⽅式的有74LS161,74LS160;有的只具有异步清零功能,如CC4520,74LS190,74LS191;74LS90则具有异步清零和异步置9功能.等等)试⽤CT74LS161构成模⼩于16的N进制计数器5,同步⼆进制加/减计数器⼆,同步⼗进制加法计数器8421BCD码同步⼗进制加法计数器电路分析三,集成同计数器1,集成⼗进制同步加法计数器CT74LS160(1)CT74LS160的引脚排列和逻辑功能⽰意图图7.3.3 CT74LS160的引脚排列图和逻辑功能⽰意图(2)CT74LS160的逻辑功能①=0时异步清零.C0=0②=1,=0时同步并⾏置数.③==1且CPT=CPP=1时,按照BCD码进⾏同步⼗进制计数.④==1且CPT·CPP=0时,计数器状态保持不变.2.集成⼗进制同步加/减计数器CT74LS190其逻辑功能⽰意图如教材图7.3.15所⽰.功能如教材表7.3.10所⽰.集成计数器⼩结:集成⼗进制同步加法计数器74160,74162的引脚排列图,逻辑功能⽰意图与74161,74163相同,不同的是,74160和74162是⼗进制同步加法计数器,⽽74161和74163是4位⼆进制(16进制)同步加法计数器.此外,74160和74162的区别是,74160采⽤的是异步清零⽅式,⽽74162采⽤的是同步清零⽅式.74190是单时钟集成⼗进制同步可逆计数器,其引脚排列图和逻辑功能⽰意图与74191相同.74192是双时钟集成⼗进制同步可逆计数器,其引脚排列图和逻辑功能⽰意图与74193相同.7.3.3 利⽤计数器的级联获得⼤容量N进制计数器计数器的级联是将多个计数器串接起来,以获得计数容量更⼤的N进制计数器.1,异步计数器⼀般没有专门的进位信号输出端,通常可以⽤本级的⾼位输出信号驱动下⼀级计数器计数,即采⽤串⾏进位⽅式来扩展容量.举例:74LS290(1)100进制计数器(2)64进制计数器2,同步计数器有进位或借位输出端,可以选择合适的进位或借位输出信号来驱动下⼀级计数器计数.同步计数器级联的⽅式有两种,⼀种级间采⽤串⾏进位⽅式,即异步⽅式,这种⽅式是将低位计数器的进位输出直接作为⾼位计数器的时钟脉冲,异步⽅式的速度较慢.另⼀种级间采⽤并⾏进位⽅式,即同步⽅式,这种⽅式⼀般是把各计数器的CP端连在⼀起接统⼀的时钟脉冲,⽽低位计数器的进位输出送⾼位计数器的计数控制端.举例:74161(1)60进制(2)12位⼆进制计数器(慢速计数⽅式)12位⼆进制计数器(快速计数⽅式)7.4 寄存器和移位寄存器寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的.⼀个触发器可以存储1位⼆进制代码,存放n位⼆进制代码的寄存器,需⽤n个触发器来构成.按照功能的不同,可将寄存器分为基本寄存器和移位寄存器两⼤类.基本寄存器只能并⾏送⼊数据,需要时也只能并⾏输出.移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作⽤下依次逐位右移或左移,数据既可以并⾏输⼊,并⾏输出,也可以串⾏输⼊,串⾏输出,还可以并⾏输⼊,串⾏输出,串⾏输⼊,并⾏输出,⼗分灵活,⽤途也很⼴.7.4.1 基本寄存器概念:在数字电路中,⽤来存放⼆进制数据或代码的电路称为寄存器.1,单拍⼯作⽅式基本寄存器⽆论寄存器中原来的内容是什么,只要送数控制时钟脉冲CP上升沿到来,加在并⾏数据输⼊端的数据D0~D3,就⽴即被送⼊进寄存器中,即有:2.双拍⼯作⽅式基本寄存器(1)清零.CR=0,异步清零.即有:(2)送数.CR=1时,CP上升沿送数.即有:(3)保持.在CR=1,CP上升沿以外时间,寄存器内容将保持不变.7.4.2 移位寄存器1.单向移位寄存器四位右移寄存器:时钟⽅程:驱动⽅程:状态⽅程:右移位寄存器的状态表:输⼊现态次态Di CP1 ↑1 ↑1 ↑1 ↑0 0 0 01 0 0 01 1 0 01 1 1 01 0 0 01 1 0 01 1 1 01 1 1 1连续输⼊4个1单向移位寄存器具有以下主要特点:单向移位寄存器中的数码,在CP脉冲操作下,可以依次右移或左移.n位单向移位寄存器可以寄存n位⼆进制代码.n个CP脉冲即可完成串⾏输⼊⼯作,此后可从Q0~Qn-1端获得并⾏的n位⼆进制数码,再⽤n个CP脉冲⼜可实现串⾏输出操作.若串⾏输⼊端状态为0,则n个CP脉冲后,寄存器便被清零.2.双向移位寄存器M=0时右移M=1时左移3.集成双向移位寄存器74LS194CT74LS194的引脚排列图和逻辑功能⽰意图:CT74LS194的功能表:⼯作状态0 × × ×1 0 0 ×1 1 0 ↑1 1 1 ×异步清零保持右移左移并⾏输⼊7.4.3 移位寄存器的应⽤⼀,环形计数器1,环形计数器是将单向移位寄存器的串⾏输⼊端和串⾏输出端相连, 构成⼀个闭合的环.结构特点:,即将FFn-1的输出Qn-1接到FF0的输⼊端D0.⼯作原理:根据起始状态设置的不同,在输⼊计数脉冲CP的作⽤下,环形计数器的有效状态可以循环移位⼀个1,也可以循环移位⼀个0.即当连续输⼊CP脉冲时,环形计数器中各个触发器的Q端或端,将轮流地出现矩形脉冲.实现环形计数器时,必须设置适当的初态,且输出Q3Q2Q1Q0端初始状态不能完全⼀致(即不能全为"1"或"0"),这样电路才能实现计数, 环形计数器的进制数N与移位寄存器内的触发器个数n相等,即N=n2,能⾃启动的4位环形计数器状态图:由74LS194构成的能⾃启动的4位环形计数器时序图⼆,扭环形计数器1,扭环形计数器是将单向移位寄存器的串⾏输⼊端和串⾏反相输出端相连,构成⼀个闭合的环.实现扭环形计数器时,不必设置初态.扭环形计数器的进制数N与移位寄存器内的触发器个数n满⾜N=2n的关系结构特点为:,即将FFn-1的输出接到FF0的输⼊端D0.状态图:2,能⾃启动的4位扭环形计数器7.4.4 顺序脉冲发⽣器在数字电路中,能按⼀定时间,⼀定顺序轮流输出脉冲波形的电路称为顺序脉冲发⽣器.顺序脉冲发⽣器也称脉冲分配器或节拍脉冲发⽣器,⼀般由计数器(包括移位寄存器型计数器)和译码器组成.作为时间基准的计数脉冲由计数器的输⼊端送⼊,译码器即将计数器状态译成输出端上的顺序脉冲,使输出端上的状态按⼀定时间,⼀定顺序轮流为1,或者轮流为0.前⾯介绍过的环形计数器的输出就是顺序脉冲,故可不加译码电路即可直接作为顺序脉冲发⽣器.⼀,计数器型顺序脉冲发⽣器计数器型顺序脉冲发⽣器⼀般⽤按⾃然态序计数的⼆进制计数器和译码器构成.举例:⽤集成计数器74LS163和集成3线-8线译码器74LS138构成的8输出顺序脉冲发⽣器.⼆,移位型顺序脉冲发⽣器◎移位型顺序脉冲发⽣器由移位寄存器型计数器加译码电路构成.其中环形计数器的输出就是顺序脉冲,故可不加译码电路就可直接作为顺序脉冲发⽣器.◎时序图:◎由CT74LS194构成的顺序脉冲发⽣器见教材P233的图7.4.6和图7.4.77.5 同步时序电路的设计(略)7.6 数字系统⼀般故障的检查和排除(略)本章⼩结计数器是⼀种应⽤⼗分⼴泛的时序电路,除⽤于计数,分频外,还⼴泛⽤于数字测量,运算和控制,从⼩型数字仪表,到⼤型数字电⼦计算机,⼏乎⽆所不在,是任何现代数字系统中不可缺少的组成部分.计数器可利⽤触发器和门电路构成.但在实际⼯作中,主要是利⽤集成计数器来构成.在⽤集成计数器构成N进制计数器时,需要利⽤清零端或置数控制端,让电路跳过某些状态来获得N进制计数器.寄存器是⽤来存放⼆进制数据或代码的电路,是⼀种基本时序电路.任何现代数字系统都必须把需要处理的数据和代码先寄存起来,以便随时取⽤.寄存器分为基本寄存器和移位寄存器两⼤类.基本寄存器的数据只能并⾏输⼊,并⾏输出.移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作⽤下依次逐位右移或左移,数据可以并⾏输⼊,并⾏输出,串⾏输⼊,串⾏输出,并⾏输⼊,串⾏输出,串⾏输⼊,并⾏输出.寄存器的应⽤很⼴,特别是移位寄存器,不仅可将串⾏数码转换成并⾏数码,或将并⾏数码转换成串⾏数码,还可以很⽅便地构成移位寄存器型计数器和顺序脉冲发⽣器等电路.在数控装置和数字计算机中,往往需要机器按照⼈们事先规定的顺序进⾏运算或操作,这就要求机器的控制部分不仅能正确地发出各种控制信号,⽽且要求这些控制信号在时间上有⼀定的先后顺序.通常采取的⽅法是,⽤⼀个顺序脉冲发⽣器来产⽣时间上有先后顺序的脉冲,以控制系统各部分协调地⼯作.顺序脉冲发⽣器分计数型和移位型两类.计数型顺序脉冲发⽣器状态利⽤率⾼,但由于每次CP信号到来时,可能有两个或两个以上的触发器翻转,因此会产⽣竞争冒险,需要采取措施消除.移位型顺序脉冲发⽣器没有竞争冒险问题,但状态利⽤率低.由JK触发器组成的4位异步⼆进制减法计数器的⼯作情况分析略.⼆,异步⼗进制加法计数器由JK触发器组成的异步⼗进制加法计数器的由来:在4位异步⼆进制加法计数器的基础上经过适当修改获得.有效状态:0000——1001⼗个状态;⽆效状态:1010~1111六个状态.三,集成异步计数器CT74LS290为了达到多功能的⽬的,中规模异步计数器往往采⽤组合式的结构,即由两个独⽴的计数来构成整个的计数器芯⽚.如:74LS90(290):由模2和模5的计数器组成;74LS92 :由模2和模6的计数器组成;74LS93 :由模2和模8的计数器组成.1.CT74LS290的情况如下.(1)电路结构框图和逻辑功能⽰意图(2)逻辑功能如下表7.3.1所⽰.注:5421码⼗进制计数时,从⾼位到低位的输出为.2,利⽤反馈归零法获得N(任意正整数)进制计数器⽅法如下:(1)写出状态SN的⼆进制代码.(2)求归零逻辑(写出反馈归零函数),即求异步清零端(或置数控制端)信号的逻辑表达式.(3)画连线图.举例:试⽤CT74LS290构成模⼩于⼗的N进制计数器.CT74LS290则具有异步清零和异步置9功能.讲解教材P215的[例7.3.1].注:CT74LS90的功能与CT74LS290基本相同.7.3.2 同步计数器⼀,同步⼆进制计数器1.同步⼆进制加法计数器2,同步⼆进制减法计数器3,集成同步⼆进制计数器CT74LS161(1)CT74LS161的引脚排列和逻辑功能⽰意图注:74LS163的引脚排列和74LS161相同,不同之处是74LS163采⽤同步清零⽅式.(2)CT74LS161的逻辑功能①=0时异步清零.C0=0②=1,=0时同步并⾏置数.③==1且CPT=CPP=1时,按照4位⾃然⼆进制码进⾏同步⼆进制计数.④==1且CPT·CPP=0时,计数器状态保持不变.4,反馈置数法获得N进制计数器⽅法如下:·写出状态SN-1的⼆进制代码.·求归零逻辑,即求置数控制端的逻辑表达式.·画连线图.(集成计数器中,清零,置数均采⽤同步⽅式的有74LS163;均采⽤异步⽅式的有74LS193,74LS197,74LS192;清零采⽤异步⽅式,置数采⽤同步⽅式的有74LS161,74LS160;有的只具有异步清零功能,如CC4520,74LS190,74LS191;74LS90则具有异步清零和异步置9功能.等等)试⽤CT74LS161构成模⼩于16的N进制计数器5,同步⼆进制加/减计数器⼆,同步⼗进制加法计数器8421BCD码同步⼗进制加法计数器电路分析三,集成同计数器1,集成⼗进制同步加法计数器CT74LS160(1)CT74LS160的引脚排列和逻辑功能⽰意图图7.3.3 CT74LS160的引脚排列图和逻辑功能⽰意图(2)CT74LS160的逻辑功能①=0时异步清零.C0=0②=1,=0时同步并⾏置数.③==1且CPT=CPP=1时,按照BCD码进⾏同步⼗进制计数.④==1且CPT·CPP=0时,计数器状态保持不变.2.集成⼗进制同步加/减计数器CT74LS190其逻辑功能⽰意图如教材图7.3.15所⽰.功能如教材表7.3.10所⽰.集成计数器⼩结:集成⼗进制同步加法计数器74160,74162的引脚排列图,逻辑功能⽰意图与74161,74163相同,不同的是,74160和74162是⼗进制同步加法计数器,⽽74161和74163是4位⼆进制(16进制)同步加法计数器.此外,74160和74162的区别是,74160采⽤的是异步清零⽅式,⽽74162采⽤的是同步清零⽅式.74190是单时钟集成⼗进制同步可逆计数器,其引脚排列图和逻辑功能⽰意图与74191相同.74192是双时钟集成⼗进制同步可逆计数器,其引脚排列图和逻辑功能⽰意图与74193相同.7.3.3 利⽤计数器的级联获得⼤容量N进制计数器计数器的级联是将多个计数器串接起来,以获得计数容量更⼤的N进制计数器.1,异步计数器⼀般没有专门的进位信号输出端,通常可以⽤本级的⾼位输出信号驱动下⼀级计数器计数,即采⽤串⾏进位⽅式来扩展容量.举例:74LS290(1)100进制计数器(2)64进制计数器2,同步计数器有进位或借位输出端,可以选择合适的进位或借位输出信号来驱动下⼀级计数器计数.同步计数器级联的⽅式有两种,⼀种级间采⽤串⾏进位⽅式,即异步⽅式,这种⽅式是将低位计数器的进位输出直接作为⾼位计数器的时钟脉冲,异步⽅式的速度较慢.另⼀种级间采⽤并⾏进位⽅式,即同步⽅式,这种⽅式⼀般是把各计数器的CP端连在⼀起接统⼀的时钟脉冲,⽽低位计数器的进位输出送⾼位计数器的计数控制端.举例:74161(1)60进制(2)12位⼆进制计数器(慢速计数⽅式)12位⼆进制计数器(快速计数⽅式)7.4 寄存器和移位寄存器寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的.⼀个触发器可以存储1位⼆进制代码,存放n位⼆进制代码的寄存器,需⽤n个触发器来构成.按照功能的不同,可将寄存器分为基本寄存器和移位寄存器两⼤类.基本寄存器只能并⾏送⼊数据,需要时也只能并⾏输出.移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作⽤下依次逐位右移或左移,数据既可以并⾏输⼊,并⾏输出,也可以串⾏输⼊,串⾏输出,还可以并⾏输⼊,串⾏输出,串⾏输⼊,并⾏输出,⼗分灵活,⽤途也很⼴.7.4.1 基本寄存器概念:在数字电路中,⽤来存放⼆进制数据或代码的电路称为寄存器.1,单拍⼯作⽅式基本寄存器⽆论寄存器中原来的内容是什么,只要送数控制时钟脉冲CP上升沿到来,加在并⾏数据输⼊端的数据D0~D3,就⽴即被送⼊进寄存器中,即有:2.双拍⼯作⽅式基本寄存器(1)清零.CR=0,异步清零.即有:(2)送数.CR=1时,CP上升沿送数.即有:(3)保持.在CR=1,CP上升沿以外时间,寄存器内容将保持不变.7.4.2 移位寄存器1.单向移位寄存器四位右移寄存器:时钟⽅程:驱动⽅程:状态⽅程:右移位寄存器的状态表:输⼊现态说明Di CP1 ↑1 ↑1 ↑1 ↑0 0 0 01 0 0 01 1 0 01 1 1 01 0 0 01 1 0 01 1 1 01 1 1 1连续输⼊4个1单向移位寄存器具有以下主要特点:单向移位寄存器中的数码,在CP脉冲操作下,可以依次右移或左移.n位单向移位寄存器可以寄存n位⼆进制代码.n个CP脉冲即可完成串⾏输⼊⼯作,此后可从Q0~Qn-1端获得并⾏的n位⼆进制数码,再⽤n个CP脉冲⼜可实现串⾏输出操作.若串⾏输⼊端状态为0,则n个CP脉冲后,寄存器便被清零.2.双向移位寄存器M=0时右移M=1时左移3.集成双向移位寄存器74LS194CT74LS194的引脚排列图和逻辑功能⽰意图:CT74LS194的功能表:⼯作状态0 × × ×1 0 1 ↑1 1 0 ↑1 1 1 ×异步清零保持右移左移并⾏输⼊7.4.3 移位寄存器的应⽤⼀,环形计数器1,环形计数器是将单向移位寄存器的串⾏输⼊端和串⾏输出端相连, 构成⼀个闭合的环.结构特点:,即将FFn-1的输出Qn-1接到FF0的输⼊端D0.⼯作原理:根据起始状态设置的不同,在输⼊计数脉冲CP的作⽤下,环形计数器的有效状态可以循环移位⼀个1,也可以循环移位⼀个0.即当连续输⼊CP脉冲时,环形计数器中各个触发器的Q端或端,将轮流地出现矩形脉冲.实现环形计数器时,必须设置适当的初态,且输出Q3Q2Q1Q0端初始状态不能完全⼀致(即不能全为"1"或"0"),这样电路才能实现计数, 环形计数器的进制数N与移位寄存器内的触发器个数n相等,即N=n2,能⾃启动的4位环形计数器状态图:由74LS194构成的能⾃启动的4位环形计数器时序图⼆,扭环形计数器1,扭环形计数器是将单向移位寄存器的串⾏输⼊端和串⾏反相输出端相连,构成⼀个闭合的环.实现扭环形计数器时,不必设置初态.扭环形计数器的进制数N与移位寄存器内的触发器个数n满⾜N=2n的关系结构特点为:,即将FFn-1的输出接到FF0的输⼊端D0.状态图:2,能⾃启动的4位扭环形计数器7.4.4 顺序脉冲发⽣器在数字电路中,能按⼀定时间,⼀定顺序轮流输出脉冲波形的电路称为顺序脉冲发⽣器.顺序脉冲发⽣器也称脉冲分配器或节拍脉冲发⽣器,⼀般由计数器(包括移位寄存器型计数器)和译码器组成.作为时间基准的计数脉冲由计数器的输⼊端送⼊,译码器即将计数器状态译成输出端上的顺序脉冲,使输出端上的状态按⼀定时间,⼀定顺序轮流为1,或者轮流为0.前⾯介绍过的环形计数器的输出就是顺序脉冲,故可不加译码电路即可直接作为顺序脉冲发⽣器.⼀,计数器型顺序脉冲发⽣器计数器型顺序脉冲发⽣器⼀般⽤按⾃然态序计数的⼆进制计数器和译码器构成.举例:⽤集成计数器74LS163和集成3线-8线译码器74LS138构成的8输出顺序脉冲发⽣器.⼆,移位型顺序脉冲发⽣器◎移位型顺序脉冲发⽣器由移位寄存器型计数器加译码电路构成.其中环形计数器的输出就是顺序脉冲,故可不加译码电路就可直接作为顺序脉冲发⽣器.◎时序图:◎由CT74LS194构成的顺序脉冲发⽣器见教材P233的图7.4.6和图7.4.77.5 同步时序电路的设计(略)7.6 数字系统⼀般故障的检查和排除(略)本章⼩结计数器是⼀种应⽤⼗分⼴泛的时序电路,除⽤于计数,分频外,还⼴泛⽤于数字测量,运算和控制,从⼩型数字仪表,到⼤型数字电⼦计算机,⼏乎⽆所不在,是任何现代数字系统中不可缺少的组成部分.计数器可利⽤触发器和门电路构成.但在实际⼯作中,主要是利⽤集成计数器来构成.在⽤集成计数器构成N进制计数器时,需要利⽤清零端或置数控制端,让电路跳过某些状态来获得N进制计数器.寄存器是⽤来存放⼆进制数据或代码的电路,是⼀种基本时序电路.任何现代数字系统都必须把需要处理的数据和代码先寄存起来,以便随时取⽤.寄存器分为基本寄存器和移位寄存器两⼤类.基本寄存器的数据只能并⾏输⼊,并⾏输出.移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作⽤下依次逐位右移或左移,数据可以并⾏输⼊,并⾏输出,串⾏输⼊,串⾏输出,并⾏输⼊,串⾏输出,串⾏输⼊,并⾏输出.寄存器的应⽤很⼴,特别是移位寄存器,不仅可将串⾏数码转换成并⾏数码,或将并⾏数码转换成串⾏数码,还可以很⽅便地构成移位寄存器型计数器和顺序脉冲发⽣器等电路.在数控装置和数字计算机中,往往需要机器按照⼈们事先规定的顺序进⾏运算或操作,这就要求机器的控制部分不仅能正确地发出各种控制信号,⽽且要求这些控制信号在时间上有⼀定的先后顺序.通常采取的⽅法是,⽤⼀个顺序脉冲发⽣器来产⽣时间上有先后顺序的脉冲,以控制系统各部分协调地⼯作.顺序脉冲发⽣器分计数型和移位型两类.计数型顺序脉冲发⽣器状态利⽤率⾼,但由于每次CP信号到来时,可能有两个或两个以上的触发器翻转,因此会产⽣竞争冒险,需要采取措施消除.移位型顺序脉冲发⽣器没有竞争冒险问题,但状态利⽤率低.。
数字逻辑知识点总结公式
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数字逻辑知识点总结公式1. 基本逻辑门在数字逻辑电路中,最基本的逻辑门有与门、或门和非门。
它们是数字逻辑电路的基本构建单元,由它们可以组合成各种逻辑功能。
逻辑门的公式如下:- 与门:当且仅当所有输入端都为高电平时,输出端才为高电平。
公式表示为Y = A * B,其中*代表逻辑与运算。
- 或门:当任意一个输入端为高电平时,输出端就为高电平。
公式表示为Y = A + B,其中+代表逻辑或运算。
- 非门:输出端与输入端相反,即当输入端为高电平时,输出端为低电平;当输入端为低电平时,输出端为高电平。
公式表示为Y = !A,其中!代表逻辑非运算。
这些逻辑门可以通过晶体管、集成电路等实现,是数字逻辑电路的基础。
2. 布尔代数布尔代数是一种数学系统,它定义了逻辑运算的代数规则。
在布尔代数中,逻辑变量只有两个取值:0和1。
布尔代数的基本运算包括逻辑与、逻辑或、逻辑非等,并且满足交换律、结合律、分配律等规则。
布尔代数的公式如下:- 逻辑与:A * B- 逻辑或:A + B- 逻辑非:!A布尔代数的运算规则能够帮助我们简化逻辑表达式,设计更简洁高效的逻辑电路。
3. 编码器和译码器编码器和译码器是数字逻辑电路中常用的功能模块,它们用来将输入信号转换为特定的编码形式,或将编码信号转换为原始信号。
编码器的公式如下:- n到m线编码器:将n个输入线转换为m位二进制编码。
输出端有2^m个不同状态。
公式表示为Y = f(A0, A1, ..., An),其中Y为输出,A0~An为输入。
编码方式有优先编码、格雷码等。
- m到n线译码器:将m位二进制编码转换为n个输出线的信号。
公式表示为Y0 = f0(A0, A1,..., Am-1),Y1 = f1(A0, A1,..., Am-1),...,其中Y0~Yn为输出,A0~Am-1为输入。
编码器和译码器广泛应用于数字信号的处理和通信系统中。
4. 多路选择器和解码器多路选择器和解码器是数字逻辑电路中的另外两种常用功能模块。
数字逻辑知识点总结大全
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数字逻辑知识点总结大全数字逻辑是一门研究数字电路的科学,是计算机工程和电子工程的基础。
数字逻辑通过对数字信号的处理和处理,来实现各种功能。
数字逻辑的知识点包括布尔代数,逻辑门,编码器,译码器,寄存器,计数器等等。
本文将对数字逻辑的知识点进行系统总结,以便读者更好地理解和掌握数字逻辑的知识。
1. 布尔代数布尔代数是数字逻辑的基础,它用于描述逻辑信号的运算和表示。
布尔代数包括与运算、或运算、非运算、异或运算等逻辑运算规则。
布尔代数中的符号有"∧"、"∨"、"¬"、"⊕"表示与、或、非、异或运算。
布尔代数可以用于构建逻辑方程、化简逻辑表达式、设计逻辑电路等。
2. 逻辑门逻辑门是数字电路的基本组成单元,实现了布尔代数的逻辑运算。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等,它们分别实现了逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑异或运算。
逻辑门通过组合和连接可以实现各种复杂的逻辑功能,是数字逻辑电路的基础。
3. 编码器和译码器编码器和译码器是数字逻辑中的重要元件,用于实现数据的编码和解码。
编码器将多个输入信号编码成少量的输出信号,译码器则反之。
常见的编码器包括二进制编码器、BCD编码器等,常见的译码器包括二进制译码器、BCD译码器等。
4. 寄存器寄存器是数字逻辑中的重要存储单元,用于存储二进制数据。
寄存器可以实现数据的暂存、延时、并行传输等功能。
常见的寄存器包括移位寄存器、并行寄存器、串行寄存器等,它们按照不同的存储方式和结构实现了不同的功能。
5. 计数器计数器是数字逻辑中的重要计数单元,用于实现计数功能。
计数器可以按照不同的计数方式实现不同的计数功能,常见的计数器包括二进制计数器、BCD计数器、模数计数器等。
6. 时序逻辑时序逻辑是数字逻辑中的重要内容,它描述数字电路在不同时间点的状态和行为。
时序逻辑包括触发器、时钟信号、同步电路、异步电路等,它们用于描述数字电路的时序关系并实现相关功能。
数字逻辑的基本概念
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数字逻辑是计算机和电子工程的基础学科,主要研究数字信号的生成、处理和操作。
基本概念包括:
1.逻辑门:逻辑门是数字逻辑系统的基础,它接收一个或多个输入
信号并产生一个输出信号。
常见的逻辑门有AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR等。
2.布尔函数:布尔函数是逻辑门的输入输出的逻辑关系的抽象和一
般化。
任何布尔函数都可以表示为一组逻辑门的组合。
3.逻辑代数:逻辑代数是对布尔函数进行代数运算的理论,包括加
法和乘法运算。
4.真值表:真值表是一种描述逻辑门输入和输出之间关系的表格,
每一行代表一个输入值,每一列代表一个输出值,表中的单元格对应一个特定输入和输出的组合。
5.逻辑表达式:逻辑表达式是用逻辑运算符连接逻辑变量的数学表
达式。
6.逻辑电路:逻辑电路是用于实现逻辑门和逻辑运算的物理设备,
如晶体管、集成电路等。
7.数字信号:在数字逻辑中,信息以离散的、定量的数字形式表示,
通常为二进制(0和1)。
8.逻辑电路的设计和分析:包括设计逻辑电路、分析逻辑电路的功
能和性能等。
数字逻辑课件
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数字信号 u t
特点是脉冲式的,只有两种状态: 有脉冲和无脉冲。 一般我们用高电平代表有脉冲,低电平代表无脉 冲----正逻辑 当然也可以反过来定义----负逻辑
研究数字电路时注重电路输出、
输入间的逻辑关系,因此不能采用 模拟电路的分析方法。主要的分析 工具是逻辑代数,时序图,逻辑电 路图等。
2 1 0
位权
一个十进制数 N可以表示成加权和的形式: D:decimal
( N )D
n 1 i m
取值
ai 10i
权重
若用电子电路进行十进制数运算, 必须要有十个电路状态与十个数码相对 应。这样将在技术上带来许多困难,电 路复杂,运算速度慢,而且很不经济。 早期的模拟计算机就是如此。
• 方法: 整数部分 • --从低位(小数点左边第一位)开始,每三位二进制数分为一组, 最后不足三位的前面补零,每组用一位等价的八进制数来代替; 小数部分 • --从高位(小数点右边第一位)开始,每三位二进制数分为一组, 最后不足三位的后面补零,然后按顺序写出对应的八进制数。
• 例:将二进制数(10111101.01110111)2转换为八进制数。
开关合为逻辑1开关断为逻辑0灯亮为逻辑1灯灭为逻辑0非逻辑逻辑反非逻辑真值表非逻辑关系非逻辑关系表示式与非逻辑真值表与非逻辑表达式与非逻辑表达式ab或非逻辑真值表或非逻辑表达式或非逻辑表达式cdab两输入变量ab不同时输出y为1而ab相同时输出y为0两输入变量ab相同时输出y为1而ab不同时输出y为0yyaabb运算类型逻辑表达式功能说明相同为1不同为0abcdabcdab与非逻辑或非逻辑与或非逻辑异或逻辑同或逻辑复合逻辑关系小结乘运算规则
t
对模拟信号进行传输、 处理的电子线路称为 模拟电路。
数字逻辑知识点
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第一章数制与代码进位计数制的基本概念,进位基数和数位的权值。
常用进位计数制:十进制二进制八进制十六进制数制转换:把非十进制数转换成十进制数:按权展开相加。
十进制数转换成其它进制数:整数转换,采用基数连除法。
纯小数转换,采用基数连乘法。
二进制数转换成八进制数或十六进制数:以二进制数的小数点为起点,分别向左、向右,每三位(或四位)分一组。
对于小数部分,最低位一组不足三位(或四位)时,必须在有效位右边补0,使其足位。
然后,把每一组二进制数转换成八进制(或十六进制)数,并保持原排序。
对于整数部分,最高位一组不足位时,可在有效位的左边补0,也可不补。
八进制(或十六进制)数转换成二进制数:只要把八进制(或十六进制)数的每一位数码分别转换成三位(或四位)的二进制数,并保持原排序即可。
整数最高位一组左边的0,及小数最低位一组右边的0,可以省略。
常用代码:二-十进制码(BCD码Binary Coded Decimal)——用二进制码元来表示十进制数符“0 ~ 9”主要有:8421BCD码2421码余3码(注意区分有权码和无权码)可靠性代码:格雷码和奇偶校验码具有如下特点的代码叫格雷码:任何相邻的两个码组(包括首、尾两个码组)中,只有一个码元不同。
格雷码还具有反射特性,即按教材表中所示的对称轴,除最高位互补反射外,其余低位码元以对称轴镜像反射。
格雷码属于无权码。
在编码技术中,把两个码组中不同的码元的个数叫做这两个码组的距离,简称码距。
由于格雷码的任意相邻的两个码组的距离均为1,故又称之为单位距离码。
另外,由于首尾两个码组也具有单位距离特性,因而格雷码也叫循环码。
奇偶校验码是一种可以检测一位错误的代码。
它由信息位和校验位两部分组成。
(要掌握奇偶校验原理及校验位的形成及检测方法)字符代码:ASCII码(American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换标准代码)第二章 基本逻辑运算及集成逻辑门基本逻辑运算: 与逻辑、或逻辑、非逻辑常用复合逻辑:“与非”逻辑、“或非”逻辑、“与或非”逻辑“异或”逻辑 及“同或”逻辑两变量的“异或逻辑”和“同或逻辑”互为反函数。
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1.1.1 数字技术的发展及其应用电子电路按功能分为模拟电路和数字电路根据电路的结构特点和对输出信号响应规则的不同,数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。
数字集成电路的分类:集成度:每一芯片所包含门的个数。
小规模SSI(Smale scale intergration)中规模MSI(Medium scale integration )大规模LSI (Large scale intergration )超大规模VLSI (Very large scale intergration )甚大规模ULSI (Ultra large scale intergration )逻辑门是数字集成电路的主要单元电路,按照结构&工艺分为:双极型、MOS型、双极型TTL、MOS、CMOS2. 数字集成电路的特点:稳定性高,结果再现性好,易于设计大批量生产,成本低廉可编程性高速度、低功耗3. 数字电路的分析、设计与测试分析方法:采用逻辑代数,输出与输入的关系采用真值表、功能表、逻辑表达式、波形图等设计过程一般分为提出、验证和修改三个阶段二进制数据的传输采用方式:串行方式、并行方式数字系统中的信息分两类:数值文字符号文字符号不表示数量的大小,只是不同事或物的代号,为了便于记忆和处理,在编制代码时总要遵循一定的规则,这些规则就称为码制在数字电路中,二进制数码中的0(逻辑零)和1(逻辑壹)不仅可以表示二进制数,而且还可以表示许多不同的对立的逻辑状态。
逻辑运算所用的方法是逻辑代数输入变量与输出变量之间的逻辑函数描述方法有真值表、逻辑函数表达式、逻辑图、波形图、卡诺图等。
第三章逻辑门电路金属-氧化物-半导体互补逻辑门电路(CMOS);BJT(Bipolar Junction Transistor)逻辑门电路(TTL)射极耦合逻辑门电路(ECL Emitter-Coupled Logic)2. 噪声容限噪声叠加在工作信号上,只要奇幅度不超过逻辑电平允许的最小值或最大值,则输出逻辑状态可不受影响,通常将最大噪声幅度称为噪声容限。
电路的噪声容限越大,抗干扰能力越强。
4. 功耗静态功耗动态功耗理想的数字电路或系统要求:既具有高速度,又功耗低MOSFET有P沟道和N沟道两种,每种又分为耗尽型和增强型。
三态(TSL)导通截止高阻态双极型三极管的开关等效电路(a) 截止状态(b) 饱和导通状态反相器的逻辑关系:输入为低电平,输出为高电平。
在工程实践中,往往需要将两个门的输出端并联以实现与逻辑功能,这称为线与。
芯片IC使能端,低电平有效。
EN在数字电路中,往往需要用发光二极管(light-emitting diode,LED)来显示信息的传输当电路运行时,产生的较大的脉冲电流和尖峰电流,当它们流经公共的内阻抗时,必将产生相互的影响,甚至是逻辑功能发生错乱。
一种常用的处理方法是采用去耦合滤波器,译码器和编码器都是码转换电路数字显示电路由计数器、译码器、驱动器和显示器等部分组成。
第五章组合逻辑电路:逻辑运算、算术运算时序逻辑电路:逻辑运算、算术运算+记忆功能实现存储功能的逻辑单元:锁存器和触发器锁存器是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路,可以在待定输入脉冲电平作用下改变状态触发器由不同的锁存器构成,是一种对脉冲边沿敏感的存储电路,只有在作为触发信号的时钟脉冲上升沿或下降沿的变化瞬间才能改变状态。
第六章时序电路通常包括组合电路和存储电路两部分,存储电路用于存储电路的状态(以前的输入对电路的影响),必不可少;存储电路的输出反馈到电路的输入端,与输入信号一起共同决定电路的输出。
时序电路由进行逻辑运算的组合逻辑电路和起记忆作用的存储电路两部分组成,存储电路可由触发器或锁存器构成。
时序电路是状态依赖的,又称为状态机。
我们只讨论有限数量的存储单元构成的状态机,因状态数有限,称为有限状态机(FSM Finite State Machine)。
根据存储电路中存储单元状态变化的特点,时序逻辑电路可分为同步时序电路和异步时序电路;时序逻辑电路根据输出信号的特点可分为米里(Mealy)型和摩尔(Moore)型两种。
时序电路可用逻辑方程组、状态表、状态图和时序图来表达。
第七章按所用半导体器件的不同,半导体存储器分为:1.双极型-----工作速度快,在微机中作高速缓存cache2.MOS型-----功耗小,因而集成度高。
用于大容量存储,如微机中的内存条。
按存取方式半导体存储器可分为:1. 只读存储器ROM Read Only MemoryROM一般由专用的装置写入数据,数据一旦写入,不能随意改写,断电后,数据不会消失,具有非易失性。
ROM分类:从制造工艺上,有二极管ROM、双极型ROM和MOS型ROM三种;从存储内容存入方式上,分为固定ROM和可编程ROM。
可编程ROM又可细分为一次可编程存储器PROM、光可擦除可编程存储器EPROM、电可擦除可编程存储器E2PROM 和快闪(flash)存储器等2.随机存取存储器RAM Random Access Memory1) SRAM 静态随机存取存储器(Static)2) DRAM 动态随机存储存取器(Dynamic)任何时刻对任何单元都能直接写入或读出二进制信息,断电后信息就丢失存储阵列可由二极管构成,也可用MOS管或BJT管构成。
这类ROM也称为固定ROM或掩膜ROM存储阵列也可以采用带金属熔丝的二极管、N沟道叠栅MOS(SIMOS)管、Flotox MOS管和快闪叠栅MOS管等,制成可编程ROM。
ROM常用于存放系统的运行程序、数据表、字符代码等不易变化的数据。
ROM是一种组合逻辑电路,可以用来实现各种组合逻辑函数,特别是多输入、多输出的逻辑函数。
在设计实现时,列出真值表,输入看作地址,输出作为存储内容,将地址写入ROM即可。
可编程阵列逻辑器件PAL是70年代后期推出的PLD器件,采用可编程与门阵列和固定连接或门阵列的基本结构形式,一般采用熔丝编程技术实现与门阵列的编程。
用PAL门阵列实现逻辑函数时,每个输出是若干个乘积之和,即用乘积之和的形式实现逻辑函数,其中乘积项数目固定不变。
可编程通用阵列逻辑器件(GAL,Generic Array Logic通用阵列逻辑器件GAL是在PAL器件的基础上发展起来的新一代增强型器件,直接继承了PAL器件的与—或阵列结构,利用灵活的输出逻辑宏单元OLMC结构来增强输出功能,同时采用电子标签和宏单元结构字等新技术和E2CMOS 新工艺,使GAL器件具有可擦除、可重新编程和可重新配置其结构等功能,且能对PAL器件进行仿真,完全兼容PAL。
.第八章单稳态触发器是数字电路中常用的基本单元电路:1. 定时2. 延时3. 构成多谐振荡器 4. 噪声消除电路1)施密特触发器属于电平触发,对于缓慢变化的信号仍然适用,当输入信号达到某一定电压值时输出电压会发生突变。
(2)输入信号增加和减少时,电路有不同的阈值电压,正向阈值电压VT+和负向阈值电压VT-,其差称为回差电压,用ΔVT表示。
具有如图所示的电压特性。
多谐振荡器是一种自激振荡电路,在接通电源后无需外接触发信号就能产生一定频率和一定幅值的矩形脉冲或方波,常作为脉冲信号源。
由于其在工作过程中不存在稳定状态,又称为无稳态电路。
多谐振荡器的电路形式有多种,但都具有以下结构特点:1、电路由开关器件和反馈延时环节组成;2、开关器件可以是逻辑门、电压比较器,定时器等,其作用是产生高、低电平;3、反馈延时环节一般为RC电路,RC电路将输出电压延时后,恰当地反馈到开关器件输入端,以改变其输出状态。
施密特触发器有VT+和VT-两个不同的阈值电压,如果能使其输入电压能在VT+和VT-之间不停地反复变化,就可以在它的输出端得到矩形波。
方法即是将施密特触发器的输出端经RC积分电路接回输入端即可,定时器有双极型和CMOS型两种,它们的结构及工作原理基本相同,没有本质区别,双极型定时器驱动能力较强,而CMOS型具有功耗低、输入阻抗高等优点。
第九章这就需要一种能在模拟和数字信号间起桥梁作用的电路-模数转换器和数模转换器。
能将模拟信号转换成数字信号的电路,称为模数转换器(简称A/D转换器);将数字信号转换成模拟信号的电路称为数模转换器(简称D/A转换器)分辨率、转换精度、转换速度和温度系数是衡量A/D和D/A转换器的重要技术指标。
指导思想:数字量是用代码按数位组合起来表示的,对于有权码,每位代码都有一定的权。
为了将数字量转换成模拟量,必须将每一位的代码按其权的大小转换成相应的模拟量,然后将这些模拟量相加,即可得到与数字量成正比的总模拟量,从而实现数字-模拟的转换。
D/A转换器按解码网络结构不同分为T形电阻网络、倒T形电阻网络D/A转换器、权电流D/A转换器及权电阻网络D/A转换器等。
按模拟电子开关电路的不同,D/A转换器又可分为CMOS开关型和双极型开关D/A转换器。
双极型开关D/A转换器又分为电流开关型和ECL电流开关型两种。
在速度要求不高的情况可选用CMOS开关型D/A转换器。
若速度要求较高,应选用双极型或ECL电流开关型D/A转换器。
通过以上分析,要使倒T型D/A转换器具有较高的精度,对电路中的参数有以下要求:1.基准电压稳定性好;2.倒T形电阻网络中R和2R电阻比值的精度要高;3.每个模拟开关的开关电压降要相等。
4.运放的零点漂移要小为将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号,A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。
数字信号不仅在时间上是离散的,而且在幅值上也是不连续的。
任何一个数字量的大小只能是某个规定的最小数量单位的整数倍。
为将模拟信号转换为数字量,在A/D转换过程中,必须将取样-保持电路的输出电压,按某种近似方式规划到与之相应的离散电平上。
这一转化过程称为 数值量化,简称 量化。
量化后的数值最后还须通过编码过程用一个代码表示出来。
经编码后得到的代码就是A/D 转换器输出的数字量。
量化过程中所取最小数量单位为 量化单位,用Δ 表示,它是数字信号最低位为1时所对应的模拟量,即1LSB 。
在量化过程中,由于 取样电压不一定能被Δ整除,所以量化前后不可避免存在误差,此误差称为量化误差,用ε表示。
量化误差属于原理误差,无法消除。
A/D 转换器的位数越多,各离散电平之间的差值越小,量化误差越小。
量化过程常采用两种近似量化方式:只舍不入量化方式和四舍五入的量化方式。
2.1.1逻辑代数的基本定律和恒等式常量之间的关系:0·0=0 1+1=10·1=0 1+0=11·1=1 0+0=0变量和常量的关系(0-1律):或 A+0=A A+1=1 A+A=A 与 A·0=0 A·1=A A·A=A 非 结合律交换律分配率反演律(摩根定律)吸收率其他常用恒等式 1=+A A 0A A ⋅=A。