数字电子技术项目教程
数字电子技术项目式教程 23-2 PLA
7. 1 随机存储器(RAM) 7. 2 可编程逻辑器件 PLD 7. 3 只读存储器（ROM）和
可编程逻辑阵列(PLA）
目的与要求
1．学会识辨PLA的阵列图 2．学会分析PLA构成的组合电路
重点：分析PLA构成的组合电路 难点：分析PLA构成的组合电路
７.4 可编程逻辑阵列PLA
由于与或阵列均能编程 的特点，在实现函数时，只 需形成所需的乘积项，使阵 列规模比PROM小得多。
二．PLA的应用
例1：分析图示电路，指出该电路的功能。
7项
课堂练习
例2： PLA阵列如图，试定、或阵列可编程，而PLA是与和或阵 列全可编程。
②PROM与阵列是全译码的形式，而PLA是根据需要产生乘 积项，从而减小了阵列的规模。
一．PLA的基本结构 二．PLA的应用
复习回顾 PLD器件基本结构
PLD基本结构大致相同，根据与或阵列是否可编程分为三类： 1．与阵列固定、或阵列编程：PROM 2．与或阵列全编程：PLA
3．与阵列编程、或阵列固定：PAL、GAL和HDPLD
复习回顾
• 1）70年代，PROM、PLA、PAL • 2）80年代初，GAL • 3）80年代后期，CPLD、EPLD、FPGA • 4）90年代后，SOPC
③PROM实现的逻辑函数采用最小项表达式来描述；而用 PLA实现逻辑函数时，运用简化后的最简与或式，即由与阵列构 成乘积项，根据逻辑函数由或阵列实现相应乘积项的或运算。
④在PLA中，对多输入、多输出的逻辑函数可以利用公共的 与项，因而，提高了阵列的利用率。
小结
在例1中PLA仅用了七个乘积项，比PROM（16 项）全译码少用9个，实现的逻辑功能是一样的。从 而降低了芯片的面积，提高了芯片的利用率，所以 它来实现多输入、多输出的复杂逻辑函数较PROM 有优越之处。
数字电子技术基础教程
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2.2 逻辑代数的基本定律和规则
反演律 吸收律
A B AB
A AB A
A B A B A (A B) A
A B A B A
(A B)(A B) A
A AB A B
A(A B) AB
冗余律
AB AC BC AB AC
(A＋B)(A＋C)(B C) (A＋B)(A＋C)
F AB
2.或非逻辑
F AB
A
F
&
B
与非门
A
F
B
或非门
3. 与或非逻辑
&
F AB CD
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异或逻辑与同或逻辑
4.异或逻辑
F A B AB AB
A
=1
F
B
5.同或逻辑 F=A ⊙ B= AB AB
A
=
F
B
AB F
00 0 01 1 10 1 11 0
AB F
00 1 01 0 10 0 11 1
② 任意两个i0最小项之积恒i为0A0B，C任·意AB两C个＝最0大项之
和恒等于1 。
mi m j 0(i j)
Mi M j 1(i j)
③ n 变量的每一个最小（大）项有n 个相邻项
（相邻项是指两个最小项只有一个因子互为反变
量，其余因子均相同，又称为逻辑相邻项）。
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2.6 逻辑代数的K诺图
ABC ABC ABC
最大项表达式：
F ( A B C)( A B C)( A B C)
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最大项的Mi表示
n个变量可以构成2n个最大项。最大项用符号Mi表示。与 最小项恰好相反，对于任何一个最大项，只有一组变量 取值使它为0，而变量的其余取值均使它为1。
数字电子技术项目教程课后作业答案
数字电子技术项目教程课后作业答案数电项目1答案：1.1（1）27（2）47（3）26.51.2（1）100101（2）110001.101（3）1000.0010011.3（1）(127)8(57)8(2)(1566)8(376)16(3)(26.32)8(16.68)161.4（1）1011110.100101(2)1101001100(3)10101111011.11110011.5（1）(01000111)8421BCD（2）(10010011.00010100)8421BCD（3）(00010011)8421BCD1.6（1）5791.7（1）Y(AB)(CD)Y'(AB)(CD)(2)Y{(AB)CD}EGY'{(AB)CD}EG(3)1.8Y(AB)CABCY'(ABC)ABC(1)YABCABCABCABCABC(2)YABCABCABCABC(3)YABCDABCDABCDABCDABCD1.9(1)Y=A+B+C(2)YABCD(3)YDABACBC1.10(1)YACADBC(2)YCDABCADABC数电(3)YBDABC(4)Y=D1.11只要有一个输入端为低电平，输出就为高电平，如果没有输入，电路输出低电平；多余输入端不能悬空。
1.12OC门输出必须外接上拉，三态门有三个状态：高电平，低电平，高阻态。
1.13Y1ABCY2AB1.14C=0时Y1B；C=1时Y1ABY2ABABC=1时Y3A；C=0时Y3ABC=1时Y4AB；C=0时Y4AB1.15TTL电路驱动CMOS电路将TTL电路输出的高电平提高到3.5V以上；在CMOS电路输出端与TTL电路输入端接入CMOS驱动器。
项目2答案：2.1N2.21、02.3保持、翻转2.4Q2.5n1JQnKQn、Qn1D2.6数电2.72.82.92.10项目3答案：3.1当输入为3时，电路输出高电平。
3.2当A<B时Y1输出1；当A=B时Y2输出1；当A>B时Y3输出1。
绝佳的数字电子技术实践TD4CPU详细教程
2024/1/25
22
仿真验证方法与结果分析
仿真工具选择
使用ModelSim、Vivado等仿真工具进行硬件仿真。
测试向量生成
编写测试程序，生成用于验证硬件功能的测试向量。
仿真结果分析
通过仿真波形、寄存器值等手段，分析硬件设计的正确性和性能。
问题定位与修改
针对仿真中发现的问题，定位并修改硬件设计。
逻辑代数基础
阐述逻辑代数的基本运算 、公式和定理，以及逻辑 函数的表示方法和化简方 法。
8
逻辑门电路
基本逻辑门电路
介绍与门、或门、非门等 基本逻辑门电路的工作原 理、逻辑符号和真值表。
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复合逻辑门电路
讲解与非门、或非门、异 或门等复合逻辑门电路的 实现方式和工作原理。
逻辑门电路的应用
03
查看变量值
在调试过程中，可以随时查看变 量的值，以便了解程序的运行状
态。
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02
单步执行
通过单步执行功能，逐条执行代 码，观察程序运行过程中的细节
。
04
使用调试输出
在代码中添加调试输出语句，将 关键信息输出到控制台或日志文
件中，方便问题定位。
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常见问题解决方案
编译错误
检查代码中的语法错误、拼写错误等，确保 代码能够正确编译通过。
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配置编译器和调试器
根据TD4CPU的编程语言和开发环境要求，配置 相应的编译器和调试器。
创建工程并设置工程属性
在IDE中创建新的工程，并根据需要设置工程属 性，如包含路径、宏定义等。
25
调试技巧与方法分享
01
使用断点
在代码中设置断点，以便在程序 执行到该点时暂停，方便查看变
数字电子技术项目化教程 项目2
2.2.2 组合电路的分析 组合电路的分析，是已知组合逻辑电路图，分析其逻辑
功能，分析步骤如图2-4所示。
图2-4 组合电路分析步骤
例2.1 分析图2-5所示电路的逻辑功能。 解 (1) 写出逻辑函数表达式，即 (2) 化简逻辑函数表达式，即 (3) 列出真值表，见表2-3。 (4) 概括电路的逻辑功能：该电路具有同或逻辑功能。
０表示灭。根据逻辑要求列出真值表，如表2-6所示。 (2) 写出逻辑表达式：
(3) 函数化简。 利用卡诺图化简将表达式化为最简表达式，如图2-9。
图2-9 例2.4的卡诺图
(4) 画出逻辑电路，如图2-10(a)所示。 若要求用与非门，实现该设计电路的设计步骤如下：首先， 将化简后的与或逻辑表达式转换为与非形式
(2) 根据真值表，写出逻辑函数表达式，有 (3) 根据所给逻辑器件(与非门)化简、变换逻辑函数
(4) 根据逻辑函数表达式画出逻辑图，如图2-8所示。
图2-8 例2.3逻辑图
例2.4 有三个班学生上自习，大教室能容纳两个班学生， 小教室能容纳一个班学生。设计两个教室是否开灯的逻辑控 制电路，要求如下：
编码器的分类如下：
1. 二进制编码器 当编码器满足N=2n时(N>n)，称其为二进制编码器。其中 N为输入信号的个数，n为输出二进制代码的位数。二进制编 码器框图如图2-12所示。
图2-12 二进制编码器框图
例2.5 把 0，1，2，…，7 这八个数编成二进制代码。 解 这是一个三位二进制编码(8-3线编码)器，属于根据 要求设计电路。第一步：确定编码矩阵(见图2-13)和编码表 (见表2-7)。
组合电路的设计，简言之，已知功能，设计电路。设计 步骤如图2-7所示。
图2-7 组合电路分析步骤
数字电子技术基础简明教程第三版
注意
置 0 端 RD 和置 1 端 SD 低电平有效。
禁用 RD = SD = 0。
称约束条件
EXIT
[例] 设下图中触发器初始状态为 0，试相应输入波形 画出 Q 和 Q 旳波波形形。分析举例
RD R
Q RD
SD S
Q SD
保持 置 0保持置 1 初态为 0，故保持为 0。
解：
Q
Q
EXIT
(二)基本 RS 触发器旳两种形式
EXIT
一、基本 RS 触发器 Basic Flip - Flop
(一)由与非门互正构补常输工成出 作旳端时基，， 本 RS 触发器
1. 电路构它造们及旳逻输辑出符号 状态相反。
Q
Q
Q
Q
低电平有效
SR
G1
G2
SD
RD
SD 信号输入端 RD
置1端，也 置0端，也 称置位端。 称复位端。 S 即 Set R 即 Reset
触 CP 上升沿(或下降沿)时刻翻转。
发
这种触发方式称为边沿触发式。
器
EXIT
主从触发器和边沿触发器有何异同？
相
只能在 CP 边沿时刻翻转，所以都克服了
同
处 空翻，可靠性和抗干扰能力强，应用范围广。
电路构造和工作原理不同，所以电路功能 相 不同。为确保电路正常工作，要求主从 JK 触 异 处 发器旳 J 和 K 信号在 CP = 1 期间保持不变；而
Q
Q
Q
Q
1S C1 1R
1D C1
CP D CP
同步 D 触发器功能表
D
CP D Qn+1 ❖ 阐
明
称为 D 功能
数字电子技术的课程设计
数字电子技术的课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握数字电子技术的基本概念、原理和应用，提高学生的科学素养和实际操作能力，培养学生的创新意识和团队协作精神。
具体来说，知识目标包括了解数字电路的基本组成部分、掌握逻辑门电路的原理和应用、理解组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。
技能目标则要求学生能够使用电子设计软件进行简单的数字电路设计，并能通过实验验证电路的功能。
情感态度价值观目标则在于培养学生对电子技术的兴趣和好奇心，增强他们解决实际问题的信心和勇气。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括数字电路的基本概念、逻辑门电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路。
首先，我们会介绍数字电路的定义、特点和基本组成部分，让学生了解数字电路与模拟电路的区别。
接着，我们会讲解逻辑门电路的原理和应用，包括与门、或门、非门等基本逻辑门电路。
然后，我们会介绍组合逻辑电路的设计方法，让学生学会如何利用逻辑门电路实现组合逻辑功能。
最后，我们会讲解时序逻辑电路的原理和设计方法，包括触发器、计数器等常见时序逻辑电路。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
在讲授法的基础上，我们会学生进行小组讨论，鼓励他们提出问题、分享观点，以提高学生的参与度和主动性。
同时，我们会通过案例分析法引导学生运用所学知识解决实际问题，提高他们的实践能力。
此外，实验法将在课堂上占据一定比例，让学生亲自动手操作，加深对数字电路的理解。
四、教学资源本节课的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材我们将使用《数字电子技术》一书，作为学生学习的基础资料。
参考书则包括《数字电路与逻辑设计》等，为学生提供更多的学习资源。
多媒体资料包括教学PPT、视频等，用于辅助课堂教学，提高学生的学习兴趣。
实验设备包括逻辑门电路实验板、数字电路实验箱等，让学生在实验中验证所学知识，提高实践能力。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化评价方式，全面客观地评价学生的学习成果。
数字电子技术基础简明教程
• 引言 • 基础知识 • 基本门电路 • 组合逻辑电路 • 时序逻辑电路 • 数字电子技术的未来发展 • 总结与展望
01
引言
课程简介
01
数字电子技术基础是电子工程学 科的重要基础课程，主要介绍数 字电路的基本概念、原理和应用 。
02
通过学习本课程，学生将掌握数 字电路的基本分析方法和设计技 巧，为后续的电子系统设计和开 发打下坚实的基础。
组合逻辑电路
介绍了组合逻辑电路的基本概念、常见 组合逻辑电路（如编码器、译码器、数 据选择器等）的工作原理及应用。
时序逻辑电路
重点讲解了触发器、寄存器、计 数器等时序逻辑电路的工作原理、 特点及实际应用。
数字电子技术的基本概念
介绍了数字电子技术的定义、发 展历程、应用领域等。
数字系统设计
简要介绍了数字系统的基本概念、 设计方法及数字系统的实际应用 案例。
基本门电路
逻辑门电路的分类
组合逻辑门电路
特殊逻辑门电路
根据输入信号的逻辑组合产生输出信 号，不包含记忆元件。
如三态门、施密特触发器等，具有特 殊功能的逻辑门电路。
时序逻辑门电路
具有记忆功能，根据输入信号和时钟 信号的组合产生输出信号。
常用逻辑门电路及其功能
OR门
输出信号在任一输入信号为高 电平时都为高电平。
比较
数字信号抗干扰能力强， 传输距离远，而模拟信号 容易受到噪声和干扰的影 响。
数字电子技术的应用领域
通信
数字电子技术广泛应用 于通信领域，如光纤通
信、移动通信等。
计算机硬件
工业自动化
数字电子技术是计算机 硬件的核心，包括CPU、
内存、硬盘等。
《数字电子技术》实验指导书
《数字电子技术》实验指导书《数字电子技术》实验指导书主编黑龙江农业工程职业学院《数字电子技术》实验指导书主编专业班级姓名实验一：楼梯照明电路的设计设计一个楼梯照明电路，装在一、二、三楼上的开关都能对楼梯上的同一个电灯进行开关控制。
合理选择器件完成设计。
1．实验目的（1）学会组合逻辑电路的设计方法。
（2）熟悉74系列通用逻辑芯片的功能。
（3）学会数字电路的调试方法。
（4）学会数字实验箱的使用。
2．实验前准备（1）复习组合逻辑电路的设计方法。
（2）熟悉逻辑门电路的种类和功能。
（3）实验器材准备：数字电路实验箱、导线若干。
3．实验内容1）分析设计要求，列出真值表。
设A、B、C分别代表装在一、二、三楼的三个开关，规定开关向上为1，开关向下为0；照明灯用Y 代表，灯亮为1，灯暗为0。
根据题意列出真值表如表1所示。
表1照明电路真值表输入输出 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 2）根据真值表，写出逻辑函数表达式。
3）将输出逻辑函数表达式化简或转化形式。
4）根据输出逻辑函数画出逻辑图。
如图1所示。
图1照明电路逻辑图5）实验箱上搭建电路。
将输入变量A、B、C分别接到数字逻辑开关k1（对应信号灯LED1）、k2（对应信号灯LED2）、k3（对应信号灯LED3）接线端上，输出端Y接到“电位显示”接线端上。
将面包板的Ucc和“地”分别接到实验箱的+5V与“地”的接线柱上。
检查无误后接通电源。
6）将输入变量A、B、C的状态按表2-19所示的要求变化，观察“电位显示”输出端的变化，并将结果记录到表2中。
表2照明电路实验结果输入输出 LED1 LED2 LED3 电位输出暗暗暗暗暗亮暗亮暗暗亮亮亮暗暗亮暗亮亮亮暗亮亮亮 4．实验报告（1）写出设计过程（2）整理实验记录表，分析实验结果（3）画出用与非门、或非门和非门实现该电路的逻辑图实验二：三人表决器的设计设计一个三人（用A、B、C代表）表决电路。
《实用数字电子技术项目教程》课件 项目二 加法及数码显示器制作
1．七段显示译码器74LS48
七段显示译码器74LS48是输出高电平有效的译码器， 其引脚排列图如下图所示。其中，A3 ~ A0为译码器的输入 信号，Ya ~ Yg 为译码器的7个输出， LT 为译码器的灯测试 输入， BI / RBO 为译码器的消隐输入/灭零输出， RBI 为灭零 输入。
表2-6所示为 74LS48的逻辑功 能表。
由表2-6可知，当输入 A3A2 A1A0 =0000～1001时，输出控制LED 数码管显示数字0～9；当输入 A3A2 A1A0=1010～1111时，输出为稳定 的非数字信号，据此可检查输入信号的正确性。
此外，该芯片还有以下三种控制功能：
✓ 熄灯：即消隐功能。当 BI 输入0时，无论其他控制输入 （ LT 、 RB）I 及信号输入（A3A2 A1A0 ）为何值，各个输出端均输出0， 使数码管熄灭。该功能主要用于多数码管的动态显示。
（二）七段显示译码器
在数字电路中，数字量都是以一定的代码形式出现的，所 以这些数字量要先经过译码，才能送到数字显示器去显示。 这种能把数字量翻译成数字显示器所能识别的信号的译码器 称为数字显示译码器。
七段显示译码器指的是输入8421BCD码，输出七段显示码 的集成电路芯片。因为LED数码管有共阴极和共阳极两种结 构，所以七段显示译码器也有输出段码高电平有效和低电平 有效两种。输出高电平有效的译码器用于控制共阴极数码管； 输出低电平有效的译码器用于控制共阳极数码管。
（4位二进制数），
输出为EDCBA，其中E为十进制数的十位，DCBA为个位
BCD码。
（一）真值表
码制转换电 路的真值表如表 2-8所示。
（二）化简 码制转换电路的卡诺图如下图所示。
由卡诺图可得：
《数字电子技术》教案15
任务描述
知识链接
实践准备
工作计划
任务实施
学习评价
第一步 当暂时只考虑两个一位二进制数相加时，根据设计要求，确定输入、
输出变量个数，并对它们进行逻辑赋值，且填入下框
进位C0
输入
加数A
被加数B
进位C1
结果D
学习目标
任务描述
知识链接
实践准备
工作计划
任务实施
学习评价
第二步 根据逻辑功能要求列出真值表，且将真值表填入下框
实践任务4.1
用组合逻辑电路来实现全
加器功能
目 录
PART 01
PART 02
PART 03
PART 04
学习目标
任务描述
知识链接
实践准备
PART 05
PART 06
PART 07
工作计划
任务实施
学习评价
学习目标
任务描述
知识链接
(1) 了解组合逻辑电路；
实践准备
工作计划
学习目标
任务实施
学习评价
(2) 掌握组合逻辑电路
一趟列车从车站开出，即只能给出一个开车信号，试画出满足上述要求的逻辑电路。
解：
步骤 1
设A、B、C 分别代表特快、直快、普快， 1为有车来，0为没车来，开车
信号分别为YA、 YB 、 YC，1为开车信号，0为没有开车信号；
学习目标
任务描述
知识链接
实践准备
工作计划
任务实施
学习评价
⑤ 组合逻辑电路的设计方法
= Ci-1⊕Ai ⊕ Bi
简化
Ci = Ci-1AiBi+Ci-1AiBi+Ci-1AiBi+Ci-1AiBi
《数字电子技术》课程标准(含课程思政)
《数字电子技术》课程标准一、课程基本信息【开课时间】第1学期【学时/学分数】48学时/3学分【课程类型】群平台课【授课对象】物联网和互联网专业群二、课程性质“数字电子技术”是高职物联网技术应用专业群的一门专业基础课。
本课程的主要内容是介绍逻辑函数的表达方式、组合逻辑电路的一般分析方法与简单的逻辑事件的设计方法、时序电路的一般分析方法与设计方法、常用数字集成块芯片的选用、数模转换电路的分析等。
课程开设的目的是让学生通过课程学习获得必要的数字电子技术方面的基本理论知识和操作技能，为以后深入学习数字电子技术在专业领域中的设计和应用打下基础。
通过本课程的学习，使学生掌握数字电子技术的基本概念和技术新知识，培养学生分析中小规模数字集成电路的能力以及根据需要设计和调试功能电路的能力，了解目前常用的各种中大规模集成电路的应用，为后继课程学习等打下基础，为学生从事专业技术工作奠定坚实的基础。
后继课程为《模拟电子技术》、《单片机与接口技术》、《人工智能》等。
三、课程培养目标使学生掌握数字电子技术的基本原理、基本理论、基本知识，具有较强的实验技能，对学生进行电子设计能力训练，为学习后续专业，课程准备必要的知识，并为今后从事有关实际工作奠定必要的基础。
在学习中认识电子技术对现代科学技术重大影响和各种应用，了解并适当涉及正在发展的学科前沿。
1、素质目标（1）培养学生具备正确的政治观念和道德素质等德育品质，具备强烈的工作责任心、科学严谨的工作作风、认真负责的工作态度、团队合作的精神；（2）培养学生安全、环保、质量与效率意识；（3）培养学生具备劳动意识、劳动技能等劳动品质，具有生产观点、经济观点，培养较好的心理素质，具有良好的职业道德素养；（4）培养学生的信息技术应用能力、创新创业能力、实践动手能力；（5）培养学生具备欣赏美，创造美等美育品质，养成爱护工具设备、保护实训环境的良好习惯；（6）通过思政课堂的实施，培养学生的热爱祖国、爱岗敬业的精神，形成正确的人生观、价值观。