中规模集成电路及应用..
中规模集成电路的应用实验报告
中规模集成电路的应⽤实验报告1. 74ls139功能验证基本功能验证：如右图2. 74ls148功能验证基本功能验证：如下图3.⽤74ls138以及74ls00实现全加器、全减器（1）实验分析：74ls138三个输⼊对应8个输出，意思就是⼀个3位的⼆进制输⼊对应⼀个10进制的⼀位例如ABC输⼊111那他那边的Y就会输出对应的⼀个位置如果ABC译码为8那Y⾥⾯就有⼀个位被弄为低电平。
74ls138就是38译码器，是TTL系列的，也就是74系列，有三个输⼊端A0，A1，A2，其中A2是⾼位，输出是⼋个低电平输出Y0 ~ Y7，⼯作电压⼀般的5V。
（2）⽤74ls138、74ls00实现全加器电路图如下：（4）全减器真值表：⽤74LS138、74LS00实现全减器电路图如下：74ls247验证如右图74ls248验证如下图74ls85验证如下图74ls283将8421码转为余3码（如右图）J1端为输⼊8421码端。
灯X1、X2、X3、X4分别代表余三循环码的四位⾼低电平，灯亮代表⾼电平1,灯灭代表低电平0.（如下图）输⼊为8421码制的0111时输出为相对应的余三码制的应为1111，结果如下图：1.74LS74加法器（左图）74LS74减法器（左图）74LS112加法器（下图） 74LS112减法器（下图）74ls160：1.⽤于快速计数的内部超前进位2.⽤于n 位级联的进位输出3.同步可编程序4.有置数控制线5.⼆极管箝位输⼊6.直接清零同步计数74ls160是⼗进制计数器，也就是说它只能记⼗个数从0000-1001（0-9）到9之后再来时钟就回到0，⾸先是clk，这是时钟。
之后是rco，这是输出，MR是复位低电频有效（图上接线前⾯花圈的都是低电平有效）load是置数信号，当他为低电平时，在始终作⽤下读⼊D0到D3。
为了使161正常⼯作ENP和ENT接1另外D0到D3是置数端Q0到Q3是输出端。
这种同步可预置⼗进计数器是由四个D型触发器和若⼲个门电路构成，内部有超前进位，具有计数、置数、禁⽌、直接（异步）清零等功能。
卡诺图在中规模集成电路中的应用
（
（ ＝ 二
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（二） ！
（Ｄ （ 上 １ 卡 诺 图在 利 用 集 成 数 据 选 择 器 ７ Ｌ ５ ４ Ｓ１ １设 计 组 合 逻 辑 电
一
化 ， 些 较 为 复杂 的 问题 迎 刃 而解 。下 面 介 绍 卡 诺 图在 利 用 集 成 数 让一 据 选择 器 及 二 进 制译 码 器 实 现组 合 逻 辑 电 路 中 的几 点 灵 活 运用 。
在 实 际 教学 中 ， 们 将 卡诺 图用 于 小规 模 集 成 电路 的设 计 中大 大 我 简 化 了设 计 的过 程 ，减 少 出错 的 几 率 。 下 面 以 利 用 集 成 数 据 选 择 器
Ｏ
引言
中的 单 元值 ， 函数 的 变 量 全部 作 为 卡 诺 图 的 变 量 ， 而 一般 来 说 ， 函数 的 变 量 数 也 就 是 卡 诺 图 的 维 数 ． 果 将某 些 变量 也 作 为 卡 诺 图 中 的单 元 如
在 数 字 电路 中 ，卡诺 图是 用 最 小项 方 格 表 示 逻 辑 函数 的 方 法 ， 每 值， 则所 得 到 的 卡 诺 图 维 数将 减 少 ， 就 是 降维 卡 诺 图 。 用 中规 模 集 这 在 个 小 方 格 表 示 一 个 最 小 项 ， 用 几何 位 置 上 的相 邻 ， 象 地 表 示 了 成 电路 ， 别是 用 数 据 选 择 器 来 实 现 函数 时 ， 用 降 维 卡 诺 图 化 简 多 它 形 特 使 组 成 逻 辑 函数 的 各 个最 小 项 之 间 在 逻辑 上 的相 邻 性 。 初学 者 往 往 以 为 变量 函数 是 非 常 有 用 的 。降 维 卡 诺 图 化筒 原 理 在 此 不 再赘 述 。 卡 诺 图 只是 数 字 电 路 分析 和 设 计 中用 以化 简 逻 辑 函数 的一 种 工 具 。 其 实不然． 实际 上 灵 活运 用 卡 诺 图 可 以使 逻 辑 电 路 的 设 计 过 程 大大 地 简 Ａ
中规模集成电路集成对象
中规模集成电路集成对象
中规模集成电路(MSI)是指集成电路设计复杂度介于小规模集成电路(SSI)和大规模集成电路(LSI)之间的一类集成电路。
它通常由几十到几百个逻辑门组成,可以实现一些较为复杂的数字逻辑功能。
中规模集成电路集成对象主要包括:
1. 编码器/解码器
编码器是将多位输入信号编码为较少位数的代码输出,而解码器则是将较少位数的代码输入解码为多位输出信号。
常见的编码器/解码器有优先级编码器、数据选择器等。
2. 计数器
计数器是一种可以对脉冲进行计数的电路,常用于时序控制、频率合成等领域。
中规模集成电路中的计数器包括二进制计数器、环形计数器、可逆计数器等。
3. 寄存器
寄存器是一种用于临时存储数据的电路,在中规模集成电路中常作为数据缓冲或状态存储器使用。
寄存器包括移位寄存器、通用寄存器等。
4. 算术逻辑单元(ALU)
ALU是一种能够执行算术运算和逻辑运算的组合电路,是中规模集成电路中实现数字运算的核心部件。
5. 多路复用器/解复用器
多路复用器是一种数据选择器,可以从多个输入信号中选择一个输出;解复用器则是将一个输入信号分配到多个输出端。
6. 存储器
中规模集成电路中的存储器主要是只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM),用于存储程序指令或数据。
这些中规模集成电路集成对象广泛应用于数字系统的控制、运算、存储等方面,是构建更复杂数字电路系统的基础单元。
随着集成电路技术的发展,现代数字系统越来越倾向于采用大规模集成电路和超大规模集成电路。
中规模集成电路的综合应用
彩灯控制器
可存储时间的秒表。
规律变化，即可实现电路。
应用中规模集成芯片产生一个101)、C(加压)、D(清洗)、E(取出)五 个工艺流程组成， 一个生产周期分为8个工序，各段的时间关系如下表， 试设计该生产流程控制。
解：根据时间表得出的输出时序图：
跟据输出时序图，使用译码器74138和 计数器74161设计出的电路如下图所示:
可控分频器
如图所示电路是用二——十进制优先编码器74LS147和同步十 进制计数器74160组成的可控分频器，试说明当输入控制信号 A，B，C，D，E，F，G，H，I分别为底电平时由Y端输出的 脉冲频率各为多少。已知CP端输入脉冲的频率为10kHz。 74LS147的功能表如表所示，74160的功能表见表。
实现数据传输 顺序脉冲发生器 10100110序列码发生器 设计一个生产流程控制信号 可控分频器
彩灯控制器 可存储时间的秒表
实现数据传输
实现数据传输
应用计数器和译码器构成顺序脉冲发生器
时序图
应用移位寄存器构成顺序脉冲发生器
例：用8-1MUX设计一个序列码10100110发生器
解： 令D0~D7=10100110，且A2A1A0从000开始按加1
总结中规模集成电路的使用方法及功能
总结中规模集成电路的使用方法及功能一、什么是集成电路集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是将数百万个晶体管、电容器、电阻器等元件以及它们之间的互连线集成在一块硅片上，形成一个完整的电路系统。
它具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等特点。
二、集成电路的分类1.按照功能分类：数字集成电路：主要用于数字逻辑运算和控制。
模拟集成电路：主要用于模拟信号的处理，如放大、滤波等。
混合集成电路：数字和模拟混合在一起，实现复杂的功能。
2.按照制造工艺分类：SOS（Silicon On Sapphire）工艺：将硅片直接生长在蓝宝石基板上。
CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）工艺：采用互补型金属氧化物半导体技术，具有低功耗和高可靠性等优点。
3.按照封装方式分类：DIP（Dual In-line Package）封装：两排引脚的直插式封装形式。
SOP（Small Outline Package）封装：小型外形封装形式，适合于高密度集成芯片。
BGA（Ball Grid Array）封装：小球阵列封装形式，适合于高速信号传输和大功率芯片。
三、集成电路的使用方法集成电路使用方法主要包括以下几个方面：1.焊接：将芯片引脚与电路板上的焊盘进行连接，通常采用手工焊接或自动化焊接。
2.测试：对芯片进行测试，以确保其功能正常。
测试方法主要分为静态测试和动态测试两种。
3.调试：在系统中使用集成电路时，需要对芯片进行调试，以使其能够正确地工作。
四、集成电路的功能1.数字信号处理：数字集成电路可以实现各种数字信号处理功能，如逻辑运算、计数器、寄存器等。
2.模拟信号处理：模拟集成电路可以实现各种模拟信号处理功能，如放大器、滤波器、振荡器等。
3.通讯：集成电路在通讯领域中得到广泛应用，如调制解调器、无线通讯芯片等。
4.控制系统：集成电路可以实现各种控制系统的设计和实现，如温度控制系统、机器人控制系统等。
集成电路基本概念与应用
集成电路基本概念与应用集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是由大规模集成电路芯片组成的电子元件。
它将数百甚至数千个电子元器件（如晶体管、电阻、电容等）集成在一个芯片上，实现各种电路功能。
集成电路不仅具有体积小、重量轻、功耗低的特点，还具有高可靠性、低成本、高工艺可控性等优势，广泛应用于电子产品中。
一、集成电路的概念与发展历程集成电路的概念最早由美国物理学家杰克·基尔比于1958年提出。
从那时起，集成电路技术就取得了飞速的发展。
第一代集成电路采用了晶体管作为基本元件，与传统的离散电路相比，具有体积小、功耗低、可靠性高的特点。
随着技术的不断进步，集成度越来越高，从小规模集成电路发展到大规模集成电路、超大规模集成电路，甚至到今天的超级大规模集成电路。
集成电路的快速发展不仅推动了电子技术的进步，也推动了信息时代的到来。
二、集成电路的分类与应用领域根据集成电路中包含的电子元器件数量以及功能特点，可以将集成电路分为多种类型，例如：1.小规模集成电路（SSI）：包含10到100个电子元器件，广泛应用于逻辑门电路等简单电路功能。
2.中规模集成电路（MSI）：包含100到1000个电子元器件，可实现更复杂的功能，如计数器、译码器等。
3.大规模集成电路（LSI）：包含1000到10万个电子元器件，应用于微处理器、存储器、通信芯片等。
4.超大规模集成电路（VLSI）：包含10万到1000万个电子元器件，可实现更复杂的功能，如微控制器、图形处理器等。
集成电路的应用领域非常广泛。
它在计算机领域的应用包括中央处理器、内存、硬盘控制器等；在通信领域的应用包括物联网、移动通信、无线网络等；在消费电子领域的应用包括智能手机、平板电脑、电视机等；在汽车电子、医疗仪器、工业自动化等领域也有广泛应用。
三、集成电路的制造工艺与发展趋势制造集成电路的核心是制造集成电路芯片，其中涉及到光刻技术、沉积技术、蚀刻技术等多种工艺。
电子技术基础B中规模集成电路的应用(一)实验报告
接一个反相器还可级联扩展成32 线译码器。
若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138 还可作数据分配器3.3 线-8 线译码器74LS138的逻辑图与功能表无论从逻辑图还是功能表我们都可以看到74LS138的八个输出引脚，任何时刻要么全为高电平1—芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平0，其余7 个输出引脚全为高电平1。
如果出现两个输出引脚同时为0 的情况，说明该芯片已经损坏。
当附加控制门的输出为高电平（S＝1）时，可由逻辑图写出（2）74LS139基本功能当选通端（G1）为高电平，可将地址端（A、B）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
若将选通端（G1）作为数据输入端时，139 还可作数据分配器。
管脚图内部逻辑引脚功能引出端符号：A、B：译码地址输入端G1、G2 ：选通端（低电平有效）Y0～Y3：译码输出端（低电平有效）真值表（3）74LS148基本功能74LS148是8 线－3 线优先编码器，共有54/74148 和54/74LS148两种线路结构型式，将8 条数据线（0－7）进行3 线（4-2-1）二进制（八进制）优先编码，即对最高位数据线进行译码。
利用选通端（EI）和输出选通端（EO）可进行八进制扩展。
管脚图管脚介绍0－7 编码输入端（低电平有效）EI 选通输入端（低电平有效）A0、A1、A2 三位二进制编码输出信号即编码输出端（低电平有效）GS 片优先编码输出端即宽展端（低电平有效）EO 选通输出端，即使能输出端逻辑图真值表由74ls148真值表可列输出逻辑方程为：A2 = （I4+I5+I6+I7）IEA1 = （I2I4I5+I3I4I5+I6+7）·IEA0 = （I1I2I4I6+I3I4I6+I5I6+I7）·IE工作原理该编码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端。
此外，电路还设置了输入使能端EI，输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS。
中大规模集成电路及应用(总结)
中大规模集成电路及应用第一章↗微电子学✍微电子学是研究固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、子系统及系统的电子学分支。
✍作为电子学的一门分支学科，主要是研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的学科。
↗集成电路：↗Integrated Circuit，缩写IC✍是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路连接集成在一块半导体单晶片（如硅或砷化镓）或陶瓷基片上，作为一个不可分割的整体执行某一特定功能的电路组件。
↗集成电路设计与制造的主要流程框架设计创意+ 仿真验证集成电路芯片设计过程流程图↗摩尔定律✍基于市场竞争，不断提高产品的性能价格比是微电子技术发展的动力。
✍在新技术的推动下，集成电路自发明以来，其集成度每三年提高4倍，而加工特征尺寸缩小倍。
✍是由Intel公司创始人之一Gordon E. Moore博士1965年总结的规律，被称为摩尔定律。
集成电路分类↗集成电路的分类✍按器件结构类型✍按集成电路规模✍按结构形式✍按电路功能✍按应用领域按器件结构类型分类↗双极集成电路：主要由双极晶体管构成(优点是速度高、驱动能力强，缺点是功耗较大、集成度较低)✍NPN型双极集成电路✍PNP型双极集成电路↗金属-氧化物-半导体(MOS)集成电路：主要由MOS晶体管(单极晶体管)构成✍NMOS✍PMOS✍CMOS(互补MOS)↗双极-MOS(BiMOS)集成电路(功耗低、集成度高，随着特征尺寸的缩小，速度也可以很高)：同时包括双极和MOS晶体管的集成电路为BiMOS集成电路，综合了双极和MOS器件两者的优点，但制作工艺复杂按集成电路规模分类↗度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目↗小规模集成电路(Small Scale IC，SSI)↗中规模集成电路(Medium Scale IC，MSI)↗大规模集成电路(Large Scale IC，LSI)↗超大规模集成电路(Very Large Scale IC，VLSI)↗特大规模集成电路(Ultra Large Scale IC，ULSI)↗巨大规模集成电路(Gigantic Scale IC，GSI）按结构形式的分类↗单片集成电路：✍它是指电路中所有的元器件都制作在同一块半导体基片上的集成电路✍在半导体集成电路中最常用的半导体材料是硅，除此之外还有GaAs等↗混合集成电路：✍厚膜集成电路✍薄膜集成电路按电路功能分类↗数字集成电路(Digital IC)：它是指处理数字信号的集成电路，即采用二进制方式进行数字计算和逻辑函数运算的一类集成电路↗模拟集成电路(Analog IC)：它是指处理模拟信号(连续变化的信号)的集成电路✍线性集成电路：又叫做放大集成电路，如运算放大器、电压比较器、跟随器等✍非线性集成电路：如振荡器、定时器等电路↗数模混合集成电路(Digital - Analog IC) ：例如数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等第二章半导体固体材料：超导体: 大于106(Ωcm)-1导 体: 106~104(Ωcm)-1半导体: 104~10-10(Ωcm)-1绝缘体: 小于10-10(Ωcm)-1从导电特性和机制来分：不同电阻特性、不同输运机制1. 半导体的结构原子结合形式：共价键形成的晶体结构： 构 成 一 个正四面体， 具 有 金 刚 石 晶 体 结 构半导体的结合和晶体结构半导体有元素半导体，如：Si 、Ge化合物半导体，如：GaAs 、InP 、ZnS2. 半导体中的载流子：能够导电的自由粒子本征半导体：n=p=ni电子：Electron ，带负电的导电载流子，是价电子脱离原子束缚 后形成的自由电子，对应于导带中占据的电子空穴：Hole ，带正电的导电载流子，是价电子脱离原子束缚 后形成的电子空位，对应于价带中的电子空位4.半导体的掺杂受 主 掺 杂、施 主 掺 杂施主：Donor ，掺入半导体的杂质原子向半导体中提供导电的电子，并成为带正电的离子。
中规模集成计数器及其应用
应用领域介绍
计数器广泛应用于各种数字系 统和电子设备中，如计算机、
通信、控制等领域。
在计算机中，计数器常用于实 现定时、延时、频率测量等功
能。
在通信领域，计数器可用于实 现数据同步、位同步等功能。
在控制系统中，计数器可用于 实现脉冲计数、位置控制等功 能。
02 中规模集成计数器技术
集成电路技术基础
市场拓展趋势
未来市场拓展将更加注重品牌建设和国际化运营等方面的发展。国内企业将积极加强品牌 建设，提升品牌影响力和竞争力；同时，积极拓展国际市场，加强与国际知名企业的合作 和交流，推动产业的国际化发展进程。
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未来，中规模集成计数器产业将继续保持快速发展态势，技术水平将不断提升，产品种类 将更加丰富。同时，随着下游应用领域的不断拓展和升级，集成计数器产业的市场规模也 将进一步扩大。
技术创新趋势
未来技术创新将更加注重高性能、低功耗、小体积和智能化等方面的发展。同时，随着新 材料、新工艺和新技术的不断涌现和应用，集成计数器的性能和品质也将得到进一步提升 。
检查输入信号是否正确、稳定； 检查计数器的引脚连接是否正确
；检查电源电压是否稳定。
输出波形异常
检查输出引脚是否连接正确； 检查负载是否匹配；检查电源 电压和电流是否满足要求。
芯片损坏
在调试过程中，要特别注意防止静 电、过流、过压等对芯片的损坏； 遇到芯片损坏时，应及时更换。
其他问题
遇到其他问题时，可以根据具 体情况进行分析和处理，或者
在数字钟设计中，利用计数器实现时、分、秒的计时功能，并通 过显示模块将时间显示出来。
案例二
在交通信号灯控制系统中，利用计数器实现红绿灯的定时切换， 确保交通有序进行。
中规模集成电路及应用..
本科学生综合性实验报告学号姓名学院物电学院专业、班级电子信息实验课程名称中规模集成电路及其应用教师及职称）开课学期2011 至2012 学年二学期填报时间2012 年 4 月27 日云南师范大学教务处编印一．实验设计方案 实验序号 二 实验名称 中规模集成电路及其应用 实验时间2012年4月27日实验室数电实验室1．实验目的（1）了解并掌握74LS283的逻辑功能及其应用。
（2）会使用74LS85数值比较器设计电路比较数值大小。
（3）使用74LS138译码器设计电路，分析其逻辑功能。
（4）会使用数据选择器74LS151设计电路，了解并掌握其逻辑功能。
2． 实验原理、实验流程或装置示意图 74LS283管子引脚图74LS283实现数字加密原理图U174LS283NSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07U274LS283NSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07U7A 74LS00NU8A 74LS00NU9A 74LS00NU10A 74LS00NJ1Key = AJ2Key = BJ3Key = CJ4Key = DJ5Key = EJ6Key = FJ7Key = GJ8Key = H VCC5VU374LS283N SUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07123465871011913VCC23242526X12.5 V 18X22.5 V 19X32.5 V 20X42.5 V21X102.5 V22X92.5 V 17X5 2.5 V12X6 2.5 V15X7 2.5 V14X82.5 V1674LS283实现8421BCD 码转余三码原理图U174LS283DSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07VCC5VJ10.5 sec 1 secJ20.5 sec 1 secJ30.5 sec 1 secJ40.5 sec 1 sec X12.5 VX2 2.5 VX3 2.5 VX4 2.5 VVCC1234567874LS85管子引脚图74LS85数值比较器实现X ＞5原理图U174LS85DA213B214A112B111OAGTB 5A010B09A315B31OAEQB 6OALTB7AEQB 3ALTB2AGTB 4VCC5VJ10.5 sec 1 sec J20.5 sec 1 sec J30.5 sec 1 secJ40.5 sec 1 secJ50.5 sec 1 secJ60.5 sec 1 sec J70.5 sec 1 secJ80.5 sec 1 secX12.5 VX22.5 VX32.5 VVCC 12345678910111374LS283管子引脚图用74LS138实现Y=A+B 原理图U17430NVCC5VJ1Key = SpaceJ2Key = SpaceJ3Key = SpaceU274LS138DY015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A 1B 2C 3G16~G2A 4~G2B5123X12.5 V10VCC567849074LS151管子引脚图74LS151数据选择器实现Y=A+B 原理图VCC5VU174S151D~W6D04D13D22D31D415D514D613D712A 11C 9B 10Y 5~G7J10.5 sec 1 secJ20.5 sec 1 secX12.5 VVCC 2133．实验设备及材料Multisim仿真软件数字电路实验台。
什么是电子电路中的集成电路
什么是电子电路中的集成电路电子电路中的集成电路是指将多个电子元件（如电阻、电容、晶体管等）集成到一块半导体芯片上的技术和产品。
它是现代电子技术领域的重要组成部分，广泛应用于计算机、通信、消费电子等各个领域。
一、集成电路的分类根据芯片上集成的电子元件类型和数量，可以将集成电路分为不同的类型，包括：1. 小规模集成电路（Small-scale Integration，SSI）：集成了10个以下的电子元件，如门电路、触发器等。
2. 中规模集成电路（Medium-scale Integration，MSI）：集成了10至100个电子元件，如译码器、计数器等。
3. 大规模集成电路（Large-scale Integration，LSI）：集成了100至1000个电子元件，如存储器、微处理器等。
4. 超大规模集成电路（Very Large-scale Integration，VLSI）：集成了上千个电子元件，如复杂的数字逻辑电路、图形处理器等。
5. 超大规模集成电路（Ultra Large-scale Integration，ULSI）：集成了数十亿个电子元件，如现代微处理器、存储器芯片等。
二、集成电路的工艺集成电路的制造依赖于微电子技术。
通常，制造集成电路需要经过以下主要步骤：1. 晶圆制备：利用单晶硅材料制备圆片状的晶体硅。
2. 掩膜光刻：通过光刻技术在晶圆上涂覆光刻胶，然后使用掩膜将光刻胶暴露于紫外光下，形成需要的电路图案。
3. 刻蚀：利用刻蚀技术，将未被光刻胶保护的部分材料蚀刻掉，形成电路的结构。
4. 沉积：在刻蚀后的晶圆表面进行金属或其他材料的沉积，形成电路连接所需的导线或金属层。
5. 清洗和封装：对晶圆进行清洗，然后加上保护层和封装，以确保集成电路正常工作和防止损坏。
三、集成电路的优势集成电路相比离散电路具有以下优势：1. 尺寸小：通过将多个元件集成到芯片上，减小了电路的体积，可以实现更小型化的电子设备。
中规模集成电路分类和工作频率
中规模集成电路分类和工作频率一、引言中规模集成电路是当今电子行业中的重要组成部分，它们被广泛应用于各种电子设备中，包括智能手机、平板电脑、数字相机、汽车电子系统等。
本文将对中规模集成电路进行分类和工作频率进行详细的介绍，以便读者更好地了解中规模集成电路的特点和应用范围。
二、中规模集成电路的分类根据功能和结构的不同，中规模集成电路可以被分为多种类别。
最常见的分类方式包括数字集成电路、模拟集成电路和混合信号集成电路。
1.数字集成电路数字集成电路主要通过逻辑门、寄存器、计数器等数字元件来处理和传输数字信号。
它们广泛应用于计算机、通信设备、数字电视等领域。
数字集成电路的特点是高速度、高可靠性和低功耗。
2.模拟集成电路模拟集成电路主要用于处理模拟信号，包括声音、光信号和其他形式的模拟信号。
模拟集成电路通常包括放大器、滤波器、混频器等模拟元件，它们在音频设备、无线通信、传感器等领域具有重要应用。
3.混合信号集成电路混合信号集成电路结合了数字和模拟集成电路的优点，使得它们可以同时处理数字信号和模拟信号。
混合信号集成电路广泛应用于数据转换、信号处理、控制系统等领域。
以上是对中规模集成电路按功能和结构进行的常见分类，这些分类方式有助于对中规模集成电路的特点和应用进行更深入的了解。
三、中规模集成电路的工作频率中规模集成电路的工作频率是指电路在工作时的时钟频率或信号频率，它是评价电路性能和速度的重要指标。
中规模集成电路的工作频率与电路内部的时序逻辑、传输线延迟、管脚电容等因素密切相关。
1.高频集成电路高频集成电路指的是工作频率较高的集成电路，通常在几十兆赫至几吉赫范围内。
这类集成电路主要应用于无线通信、雷达、射频识别等高频领域。
2.中频集成电路中频集成电路的工作频率一般在几百千赫至几十兆赫之间。
它们主要应用于智能手机、平板电脑、数字电视等电子设备中，具有较高的普适性和广泛应用范围。
3.低频集成电路低频集成电路的工作频率通常在几千赫至几百千赫之间。
集成电路规模划分依据
集成电路规模划分依据以集成电路规模划分为主题，我们将探讨集成电路的不同规模划分和其对应的特点。
一、集成电路规模的划分集成电路根据规模的大小可以分为小规模集成电路、中规模集成电路和大规模集成电路。
1. 小规模集成电路小规模集成电路（Small Scale Integration, SSI）指的是集成电路中的晶体管数量较少，一般在10-100个之间。
小规模集成电路主要由几个逻辑门电路组成，适用于较简单的电子设备。
由于晶体管数量较少，小规模集成电路的功耗较低，价格较便宜。
2. 中规模集成电路中规模集成电路（Medium Scale Integration, MSI）指的是集成电路中的晶体管数量在100-1000个之间。
中规模集成电路能够实现较为复杂的逻辑功能，适用于中等复杂度的电子设备。
中规模集成电路的功耗和价格相对较小规模集成电路有所增加。
3. 大规模集成电路大规模集成电路（Large Scale Integration, LSI）指的是集成电路中的晶体管数量在1000-100万个之间。
大规模集成电路可实现复杂的逻辑功能和大规模存储，适用于计算机、通信设备等高性能电子设备。
由于晶体管数量众多，大规模集成电路功耗较高，价格也相对较高。
二、不同规模集成电路的特点不同规模集成电路在晶体管数量、功耗、价格和应用范围等方面具有不同的特点。
1. 小规模集成电路特点小规模集成电路由于晶体管数量较少，功耗较低，适用于对功耗要求较低的电子设备。
同时，小规模集成电路的成本相对较低，价格较为便宜。
小规模集成电路适用于一些简单的逻辑功能，如门电路、触发器等。
2. 中规模集成电路特点中规模集成电路的晶体管数量在100-1000个之间，能够实现较为复杂的逻辑功能。
中规模集成电路的功耗和价格相对较小规模集成电路有所增加，但仍然适中。
中规模集成电路适用于一些中等复杂度的电子设备，如计数器、译码器等。
3. 大规模集成电路特点大规模集成电路的晶体管数量较多，能够实现复杂的逻辑功能和大规模存储。
集成电路的分类和应用领域
集成电路的分类和应用领域集成电路是一种电子元件，它将电子器件和电子元器件的功能和性能集成到一个芯片上。
集成电路可以按照不同的分类方式进行分类，例如按照集成度、功能、材料和制造工艺等方面进行分类。
同时，集成电路也广泛应用于各个领域。
一、按照集成度进行分类1. 小规模集成电路(SSI，Small-Scale Integration)：通常包含10个及以下的逻辑门电路，例如门电路、触发器等。
2. 中规模集成电路(MSI，Medium-Scale Integration)：通常包含10到100个逻辑门电路，例如算术逻辑单元(ALU)等。
3. 大规模集成电路(LSI，Large-Scale Integration)：通常包含100到1000个逻辑门电路，例如CPU、存储器等。
4. 超大规模集成电路(VLSI，Very Large-Scale Integration)：通常包含1000到10000个逻辑门电路，例如微处理器、数字信号处理器等。
5. 全定制集成电路(ASIC，Application-Specific Integrated Circuit)：针对特定应用而设计和制造的定制集成电路。
二、按照功能进行分类1. 数字集成电路：主要处理和控制数字信号，包括数字逻辑电路、计数器、移位寄存器等。
2. 模拟集成电路：主要处理和控制模拟信号，包括放大器、滤波器、模拟开关等。
3. 混合集成电路：集数字和模拟功能于一体，实现数字和模拟信号的处理和交互。
三、按照材料进行分类1. 原硅集成电路：使用纯硅作为基底材料。
2. 绝缘体上铜集成电路：使用绝缘体上覆盖薄铜层作为导电层。
3. 硅上宽温度范围集成电路：适用于高温环境，如发动机控制系统。
4. 硅上混合集成电路：将硅上的半导体器件和其他材料的电子元件集成在一起。
四、按照制造工艺进行分类1. MOS集成电路：使用MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)工艺制造的集成电路，具有低功耗和高集成度的特点。
中规模通用集成电路及其应用B精品PPT课件
S0 A0 B0 C01 P0 C01 C0 A0 B0 ( A0 B0 )C 01 G0 P0C01
S1 A1 P1 B1 C0 P1 (G0 P0C01) C1 A1GB11 ( A1 P1 B1)C 0 G1 P1(G0 P0C01)
§3.5 二进制运算电路
【例3】设计4位二进制加法器 C3 B3 B2 B1B0 C01
问1：电路需要用到什么器件全？加器 S3 S2 S1 S0
问2：电路需要用到几个全加器？
S3 C3
CO ∑
S2
CO ∑
S1
CO ∑
CI
CI
CI
S0
CO ∑
CI
B3 A3
B2 A2
B1 A1
B0 A0 C01
§3.5 二进制运算电路
Si Ci
00 10
10 01
Si Ai Bi Ai Bi Ai Bi Ci Ai Bi
Ai Bi
=1
Si
&
Ci
§3.5 二进制运算电路
一 加法器 1. 半加器 【例1】设计一位二进制加法器
Ai Bi
=1
Si
&
Ci
？ Ai
B Ci i Ci1 Si
能对两个1位二进制数 进行相加而求得和及进 位的逻辑电路
§3.5 二进制运算电路
一 加法器 1. 半加器 2. 全加器
【比较】两者的区别和联系：
半加器
Ai Bi
全加器
Ai Bi Ci-1
区别：
∑
Si 联系：2个半加器构成全加器
CO
Ci
Ai
Bi
∑
Si
CI
Ci
CO
中规模通用集成电路
第七章 中规模通用集成电路及其应用
第七章 中规模通用集成电路及其应用
这种编码器由10个输入端代表10个不同数字，4个输出端代表相应BCD代码。结构框图如下：
(2)结构框图
二十进制编码器
0
9
BCD码
……
注意：二-十进制编 码器的输入信号是互斥的， 即任何时候只允许一个输 入端为有效信号。
超前进位二进制并行加法器：根据输入信号同时形成
典型芯片有四位二进制并行加法器74283。
各位向高位的进位，然后同时产生各位的和。通常又称为先行进位二进制并行加法器或者并行进位二进制并行加法器。
四位二进制并行加法器的构成思想如下： 由全加器的结构可知， 第i位全加器的进位输出函数表达式为
第七章 中规模通用集成电路及其应用
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1
输 出 Di Gi
输 入 Ai Bi Gi-1
输 出 Di Gi
输 入 Ai Bi Gi-1
由真值表可写出差数Di和借位Gi的逻辑表达式为：
根据全减器的功能，可得到全减器的真值表如下表所示。
第 七 章 中规模通用集成电路及其应用
添加副标题
第七章 中规模通用集成电路及其应用
集成电路由SSI发展到MSI、LSI和VLSI，使单个芯片容纳的逻辑功能越来越强。
01
一般来说,在SSI中仅是基本器件(如逻辑门或触发器)的集成，在MSI中已是逻辑部件(如译码器、寄存器等)的集成，而在LSI和VLSI中则是一个数字子系统或整个数字系统(如微处理器)的集成。
解 分析：根据问题要求，设减法采用补码运算，并令 A = a4a3a2a1 ----- 为被加数(或被减数)； B = b4b3b2b1 ----- 为加数(或减数)； S = s4s3s2s1 ----- 为和数(或差数)； M----------为功能选择变量.当M=0时，执行A+B； 当M=1时，执行A-B。
集成电路总结
集成电路总结集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是现代电子技术的重要组成部分，它是将大量的电子元器件（如晶体管、电阻、电容等）集中在一块半导体材料上制成的微型芯片。
集成电路的发展极大地推动了电子技术的进步，广泛应用于计算机、通信、汽车、医疗等领域。
本文将对集成电路的原理、分类、发展历程以及未来趋势进行总结。
一、集成电路的原理集成电路的原理是基于半导体材料的特性，通过电子器件的布局和相互连接实现功能。
半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的材料，其电子流动特性可以被控制。
通过控制半导体材料上的电子流动，可以实现逻辑运算、信号放大等功能。
二、集成电路的分类根据集成电路中电子器件的连接方式和布局等因素，集成电路可分为多种类型，常见的有模拟集成电路、数字集成电路和混合集成电路。
1. 模拟集成电路模拟集成电路是利用半导体器件（如晶体管、二极管等）来实现对连续信号的处理和控制。
它可以放大、滤波、调节和混合各种模拟信号。
2. 数字集成电路数字集成电路是利用半导体器件（如逻辑门、触发器等）来实现对离散信号的处理和控制。
它可以进行逻辑运算、存储数据和控制信号的流动。
3. 混合集成电路混合集成电路是模拟和数字集成电路的结合体，通过将模拟电路和数字电路相互组合，实现更复杂的功能，如模数转换、数模转换等。
三、集成电路的发展历程集成电路的发展经历了几个重要的阶段。
1. 小规模集成电路20世纪60年代，人们开始实现数十个电子器件的集成，将它们封装在一个芯片中。
这些小规模的集成电路主要应用于军事和航空领域。
2. 中规模集成电路20世纪70年代，随着技术的发展，集成度逐渐提高，人们能够在一个芯片上集成数百个电子器件。
中规模集成电路的应用范围逐渐扩大，开始进入家电、通信等领域。
3. 大规模集成电路20世纪80年代后期，随着制造工艺的进一步改进，集成电路的规模进一步扩大，数千个乃至数万个晶体管可以集成在一个芯片中。
实验七 中规模集成计数器的应用
实验七 中规模集成计数器的应用一、实验目的1．熟悉中规模集成电路计数器的功能及应用。
2．进一步熟悉数字逻辑实验箱中的译码显示功能。
二、实验原理计数器是一种中规模集成电路，其种类有很多。
如果按照触发器翻转的次序分类，可分为同步计数器和异步计数器两种；如果按照计数数字的增减可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器三种；如果按照计数器进位规律又可分为二进制计数器、十进制计数器、可编程N 进制计数器等多种。
常用计数器均有典型产品，不须自己设计，只要合理选用即可。
本实验选用四位二进制同步计数器74LS161做计数器，该计数器外加适当的反馈电路可以构成十六进制以内的任意进制计数器。
图1是它的逻辑符号，它除了具有二进制加法计数功能外，还具有预置数、清零、保持的功能。
图中LD 是预置数控制端，0D 、1D 、2D 、3D 是预置数据输入端，r C 是清零端，T CT 、P CT 是计数器使能控制端，0C 是进位信号输出端，它的主要功能有：（1）异步清零功能 若r C =0(输出低电平)，则输出0Q 1Q 2Q 3Q ＝0000，与其它输入信号无关，也不需要CP 脉冲的配合，所以称为“异步清零”。
（2）同步并行置数功能 在r C ＝1，且LD ＝0的条件下，当CP 上升沿到来后，触发器0Q 1Q 2Q 3Q 同时接收0D 1D 2D 3D 输入端的并行数据。
由于数据进入计数器需要CP 脉冲的作用，所以称为“同步置数”，由于4个触发器同时置入，又称为“并行”。
（3）保持功能 在r C ＝LD ＝1的条件下，T CT 、P CT 两个使能端只要有一个低电平，计数器将处于数据保持状态，与CP 及0D 1D 2D 3D 输入无关。
（4）计数功能 当r C ＝LD ＝T CT ＝P CT ＝1时，电路为四位二进制加法计数器。
在CP 脉冲作用下，电路按自然二进制递加，状态变化在0000～1111间循环。
74LS161的功能表详见表一所示。
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中规模集成电路及应用..本科学生综合性实验报告学号姓名学院物电学院专业、班级电子信息实验课程名称中规模集成电路及其应用教师及职称)开课学期2011 至2012 学年二学期填报时间2012 年 4 月27 日云南师范大学教务处编印一.实验设计方案实验序号二实验名称中规模集成电路及其应用实验时间2012年4月27日实验室数电实验室1.实验目的(1)了解并掌握74LS283的逻辑功能及其应用。
(2)会使用74LS85数值比较器设计电路比较数值大小。
(3)使用74LS138译码器设计电路,分析其逻辑功能。
(4)会使用数据选择器74LS151设计电路,了解并掌握其逻辑功能。
2. 实验原理、实验流程或装置示意图 74LS283管子引脚图74LS283实现数字加密原理图U174LS283NSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07U274LS283NSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C0 7U7A 74LS00NU8A 74LS00NU9A 74LS00NU10A 74LS00NJ1Key = AJ2Key = BJ3Key = CJ4Key = DJ5Key = EJ6Key = FJ7Key = GJ8Key = H VCC5VU374LS283N SUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C0 7123465871011913VCC23242526X12.5 V 18X22.5 V 19X32.5 V 20X42.5 V21X102.5 V22X92.5 V 17X5 2.5 V12X6 2.5 V15X7 2.5 V14X82.5 V1674LS283实现8421BCD 码转余三码原理图U174LS283DSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07VCC5VJ10.5 sec 1 secJ20.5 sec 1 secJ30.5 sec 1 secJ40.5 sec 1 sec X12.5 VX2 2.5 VX3 2.5 VX4 2.5 VVCC1234567874LS85管子引脚图74LS85数值比较器实现X >5原理图U174LS85DA213B214A112B111OAGTB 5A010B09 A315B31OAEQB 6OALTB7AEQB 3ALTB2AGTB 4VCC5VJ10.5 sec 1 sec J20.5 sec 1 sec J30.5 sec 1 secJ40.5 sec 1 secJ50.5 sec 1 secJ60.5 sec 1 sec J70.5 sec 1 secJ80.5 sec 1 secX12.5 VX22.5 VX32.5 VVCC 12345678910111374LS283管子引脚图用74LS138实现Y=A+B 原理图U17430NVCC5VJ1Key = SpaceJ2Key = SpaceJ3Key = SpaceU274LS138DY015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A 1B 2C 3G16~G2A 4~G2B5123X12.5 V10VCC567849074LS151管子引脚图74LS151数据选择器实现Y=A+B 原理图VCC5VU174S151D~W6D04D13D22D31D415D514D613D712A 11C 9B 10Y 5~G 7J10.5 sec 1 secJ20.5 sec 1 secX12.5 VVCC 2133.实验设备及材料Multisim仿真软件数字电路实验台。
脉冲示波器。
数字万用表。
器件:74LS283,74LS85,74LS151,74LS138等集成电路芯片若干。
数字电路实验台4.实验方法步骤及注意事项1.全加器(1)借助仿真软件用74LS283设计一个数字加密的仿真电路。
(2)同样借助仿真软件用其实现8421BCD码转为余3码的电路。
2.数值比较器用74LS85设计电路实现数值比较。
3.数据选择器(1)测试74LS151数据选择器的逻辑功能将数据选择器的八个数据输入端分别接实验台上的10M,5M,1M,500K和100K的5个时钟脉冲源和高、低电平和点动脉冲,输出分别接示波器和发光二极管。
变化数据选择引脚A0,A1,和A2,产生八种不同的组合,观测每种组合下输出的波形或电位。
将结果记录于自制的表格中。
(2)借助仿真软件用74LS151数据选择器实现Y=A+B。
4.译码器依照实验原理中的74LS138实现Y=A+B的实验原理图,用仿真软件运行结果,观察并记录现象与实验结果。
注意事项:1.在做之前要了解每个管子的逻辑功能及其本质特性,这样在做仿真的时候容易看出到底是哪儿除了差错,易于检查出来并改正。
2.在做实际逻辑功能测试时,注意电路图的正确连接,再打开电源开关之前先检车电路有没有连对,正确了再打开电源开关。
3.在做仿真的时候,尤其是在实验室,电脑运行的慢,所以操作不要太快,容易造成电脑死机,造成做出的结果还没保存就不在了,又得重新做,浪费了宝贵的时间,所以切记。
5.实验数据处理方法比较法图表法6.参考文献数字电路实验讲义电路与电子技术Multisim 仿真软件使用方法二.实验报告1.实验现象与结果74LS283数字加密运行结果U174LS283NSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07U274LS283NSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07U7A 74LS00NU8A 74LS00NU9A 74LS00NU10A 74LS00NJ1Key = AJ2Key = BJ3Key = CJ4Key = DJ5Key = EJ6Key = FJ7Key = GJ8Key = H VCC5VU374LS283N SUM_410SUM_313SUM_1 4SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C0 7123465871011913VCC23242526X12.5 V 18X22.5 V19X32.5 V 20X42.5 V21X102.5 V22X92.5 V17X5 2.5 V12X6 2.5 V15X7 2.5 V14X82.5 V168421BCD 码转为余3码运行结果输入0000时结果为下图U174LS283DSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16 A15C07VCC5VJ1Key = A J2Key = B J3Key = C J4Key = D2.5 V2.5 V2.5 V2.5 VVCC12345678输入0001时结果为下图U174LS283DSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16 A15C07VCC5VJ1Key = A J2Key = B J3Key = C J4Key = DX12.5 VX22.5 VX32.5 VX42.5 VVCC12345678输入0010结果为下图U174LS283DSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16 A15C07VCC5VJ1Key = A J2Key = B J3Key = C J4Key = D2.5 V2.5 V2.5 V2.5 VVCC12345678输入0100时结果如下图U174LS283DSUM_410SUM_313SUM_1 4SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07VCC5VJ1Key = A J2Key = B J3Key = C J4Key = DX12.5 VX22.5 VX32.5 VX42.5 VVCC12345678输入1000时结果如下图U174LS283DSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07VCC5VJ1Key = A J2Key = B J3Key = C J4Key = D2.5 V2.5 V2.5 V2.5 VVCC1234567874LS85数值比较器运行结果,下图是A >B 时的结果U174LS85DA213B214A112B111OAGTB 5A010B09A3 15B31OAEQB 6OALTB7AEQB 3ALTB2AGTB 4J2Key = CJ3Key = DJ4Key = AJ1Key = BVCC5VJ5Key = EJ6Key = FJ7Key = GJ8Key = H123456780VCC X12.5 VX22.5 VX32.5 V91011下图是A=B 的结果U174LS85DA213B214A112B111OAGTB 5A010B09A3 15B31OAEQB 6OALTB7AEQB 3ALTB2AGTB 4J2Key = CJ3Key = DJ4Key = AJ1Key = BVCC5VJ5Key = EJ6Key = FJ7Key = GJ8Key = H123456780VCC X12.5 VX22.5 VX32.5 V91011下图是A相关文档：∙中规模集成电路功能测试及应用∙中规模集成电路应用题目∙中规模集成电路应用实验∙中规模集成电路及其应用实验报告∙中规模集成电路的使用方法及功能∙中规模集成电路∙常用中规模集成电路∙中规模集成电路芯片∙中规模集成电路缩写∙中规模集成电路设计更多相关文档请访问：https:///。