第8章 数字系统分析与设计
数字电路与系统设计
目录分析
1.2数制
1.1数字信号与数 字电路概述
1.3码制
1.5 HDL
1.4算术运算与逻 辑运算
习题
2.1逻辑代数中的运 算
2.2逻辑运算的电路 实现
2.3逻辑运算的公式
2.4逻辑运算的基本 规则
2.5逻辑函数的标准 形式
2.6逻辑函数的化简
2.7 VHDL描述逻辑 门电路
习题
3.2常用中规模集 成组合逻辑电路
程逻辑器件 （CPLD）
3 6.6现场可编
程门阵列 （FPGA）
4
6.7 HDPLD应 用举例
5
习题
1
7.1概述
2
7.2数字系统 的描述工具
3
7.3控制器设 计
4 7.4数字系统
设计及VHDL实 现
5
习题
8.2模数转换（A/D）
8.1数模转换（D/A）
习题
作者介绍
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（MSI）
3.1 SSI构成的组 合电路的分析和设
计
3.3竞争和冒险
3.4 VHDL描述 组合逻辑电路
习题
4.1概述 4.2基本SRFF
4.3钟控电位触发器 4.4边沿触发器
4.5集成触发器的参 数
4.6触发器应用举例
4.7 VHDL描述触发 器
习题
5.1概述 5.2寄存器
5.3计数器 5.4序列信号发生器
数字电路与系统设计
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01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
思维导图
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数字设计和计算机体系结构第二版答案
数字设计和计算机体系结构第二版答案示例文章篇一：《数字设计和计算机体系结构第二版》答案一、第一章：数字逻辑基础1. 问题：简述数字信号和模拟信号的区别。
- 答案：数字信号是离散的，只有有限个取值，比如0和1。
就像电灯的开关，要么开（1）要么关（0），没有中间状态。
而模拟信号是连续变化的，它可以取任意的值在一定的范围内。
比如说气温的变化，它不是突然从一个值跳到另一个值，而是平滑地变化的。
- 解析：这个问题主要是考察对数字信号和模拟信号这两个基本概念的理解。
通过简单的生活类比，像电灯开关和气温变化，能让我们更直观地理解它们的区别。
2. 问题：什么是布尔代数中的基本运算？- 答案：布尔代数中的基本运算有与（AND）、或（OR）和非（NOT）。
与运算就像是两个人合作完成一件事，只有当两个人都同意（都为1）的时候，结果才是1。
或运算呢，就像是两个人中有一个人同意（只要有一个为1），结果就是1。
非运算就好比是把一件事情反过来，原来是1就变成0，原来是0就变成1。
- 解析：这里用生活中的合作场景来类比布尔代数的基本运算，有助于理解这些抽象的逻辑运算概念。
二、第二章：组合逻辑电路1. 问题：设计一个简单的2 - 输入与门电路。
- 答案：我们可以用基本的逻辑门电路元件来实现。
从布尔代数的角度看，与门的逻辑表达式是Y = A AND B。
如果用晶体管来实现的话，当A和B都为高电平（代表1）时，输出Y才为高电平（1）。
在实际电路中，我们可以使用特定的芯片，比如74LS08芯片来实现这个2 - 输入与门电路。
- 解析：这个答案首先从理论的逻辑表达式出发，然后提到了实际的电路实现方式，从抽象到具体，让我们了解到如何设计一个2 - 输入与门电路。
2. 问题：解释组合逻辑电路的特点。
- 答案：组合逻辑电路的输出只取决于当前的输入。
就好像是一个自动售货机，你投入多少钱（输入），它就会根据这个钱数给出相应的商品（输出），不会管你之前投入过多少钱。
《数字逻辑教案》
《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。
S7-1200 PLC应用基础课件第8章 PLC应用系统设计实例
8.1.2 PLC选型和资源配置
2. 电气原理图
根据所选变频器、CPU及扩展单 元型号，参照用户手册，绘制主 电路和辅助电路电气原理图，分 为电源、主电路、系统配置、 CPU 和 模 拟 量 输 入 / 输 出 等 ， 如 图 8-3~ 图 8-7 所 示 ， 需 要 注 意 的 是，每张图纸都应该有标题栏。 电源部分考虑控制柜散热风扇及 照明、插座等，PLC电源和24V 直流电源前面加滤波器。主电路 电气原理图中应把变频器需要设 置的主要参数标注在图纸上，本 例选择SINAMICS V20变频器
主速度设定可以采用拨码开关输入给PLC的数字量输入模块或采用电位器输入给模拟量输入模 块或采用人机界面，本例采用人机界面。变频器本身的模拟量输出可用于显示或监测频率、电 流、转矩等参数，本例变频器的模拟量输出直接输入到PLC的模拟量输入模块来检测转矩值， 两转矩值经PLC运算后通过PLC模拟量输出模块调节变频器的频率。
1. SIMATIC S7-1200 PLC S7-1200 PLC可以通过多种方式来控制伺服驱动器，最常用的是PROFIdrive方式、 PTO方式以及模拟量方式。如果采用PTO方式，则需要配有板载高速输入输出的 DC/DC/DC型CPU；若选择继电器输出型CPU，则需要专门增配具有高速数字输出的 信号板。 本例采用PROFIdrive方式，它是一种基于PROFIBUS（或PROFINET）总线的驱动技 术标准，收录于国际标准IEC61800-7中。PROFIdrive定义了一个运动控制模型，包含 多种设备，设备之间通过报文进行数据交换，这些报文就是PROFIdrive的消息帧。 每一个消息帧都要符合统一规定的标准结构。PROFIdrive消息帧功能强大，它可以 将控制字、状态字、设定值和实际值传输到相应的设备。
VerilogHDL数字系统设计——原理、实例及仿真作者康磊第8-13章第11章
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冯· 诺依曼结构的处理器使用同一个存储器，经由同一个 总线传输，具有以下特点： (1) 结构上由运算器、控制器、存储器和输入/输出设备 组成。 (2) 存储器是按地址访问的，每个地址是唯一的。 (3) 指令和数据都是以二进制形式存储的。 (4) 指令按顺序执行，即一般按照指令在存储器存放的顺 序执行，程序的分支由转移指令实现。
第11章 模 型 机 设 计
2
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第11章 模 型 机 设 计
3
11.1 模 型 机 概 述
第11章 模 型 机 设 计
1
第11章 模 型 机 设 计
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 模型机概述 RISC CPU简介 RISC CPU指令系统设计 RISC CPU的数据通路图 指令流程设计 CPU内部各功能模块的设计与实现 RISC CPU设计 模型机的组成
(5) 以运算器为中心，在输入输出设备与存储器之间的数
据传送都途经运算器。运算器、存储器、输入输出设备的操 作以及它们之间的联系都由控制器集中控制。
第11章 模 型 机 设 计
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哈佛结构使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和 数据，并具有一条独立的地址总线和一条独立的数据总线， 具有以下特点： (1) 每个存储模块都不允许指令和数据并存，以便实现并 行处理。
CPU是计算机系统中最为重要的组成部分，它在计算机
系统中负责信息的处理和控制，因而被人们称为计算机的大 脑。CPU和外围设备构成计算机。模型机是一个简单的计算 机硬件系统，可以实现计算机的基本功能。 计算机的体系结构可分为两种类型：冯· 诺依曼结构和哈 佛结构。大多数CPU采用冯· 诺依曼结构。
大学_数字逻辑第四版(欧阳星明著)课后习题答案下载
数字逻辑第四版（欧阳星明著）课后习题答案下载数字逻辑第四版（欧阳星明著）课后答案下载第1章基础概念11.1概述11.2基础知识21.2.1脉冲信号21.2.2半导体的导电特性41.2.3二极管开关特性81.2.4三极管开关特性101.2.5三极管3种连接方法131.3逻辑门电路141.3.1DTL门电路151.3.2TTL门电路161.3.3CML门电路181.4逻辑代数与基本逻辑运算201.4.1析取联结词与正“或”门电路201.4.2合取联结词与正“与”门电路211.4.3否定联结词与“非”门电路221.4.4复合逻辑门电路221.4.5双条件联结词与“同或”电路241.4.6不可兼或联结词与“异或”电路241.5触发器基本概念与分类251.5.1触发器与时钟271.5.2基本RS触发器271.5.3可控RS触发器291.5.4主从式JK触发器311.5.5D型触发器341.5.6T型触发器37习题38第2章数字编码与逻辑代数392.1数字系统中的编码表示392.1.1原码、补码、反码412.1.2原码、反码、补码的运算举例472.1.3基于计算性质的几种常用二-十进制编码48 2.1.4基于传输性质的几种可靠性编码512.2逻辑代数基础与逻辑函数化简572.2.1逻辑代数的基本定理和规则572.2.2逻辑函数及逻辑函数的表示方式592.2.3逻辑函数的标准形式622.2.4利用基本定理简化逻辑函数662.2.5利用卡诺图简化逻辑函数68习题74第3章数字系统基本概念763.1数字系统模型概述763.1.1组合逻辑模型773.1.2时序逻辑模型773.2组合逻辑模型结构的数字系统分析与设计81 3.2.1组合逻辑功能部件分析813.2.2组合逻辑功能部件设计853.3时序逻辑模型下的数字系统分析与设计923.3.1同步与异步933.3.2同步数字系统功能部件分析943.3.3同步数字系统功能部件设计993.3.4异步数字系统分析与设计1143.4基于中规模集成电路(MSI)的数字系统设计1263.4.1中规模集成电路设计方法1263.4.2中规模集成电路设计举例127习题138第4章可编程逻辑器件1424.1可编程逻辑器件(PLD)演变1424.1.1可编程逻辑器件(PLD)1444.1.2可编程只读存储器(PROM)1464.1.3现场可编程逻辑阵列(FPLA)1484.1.4可编程阵列逻辑(PAL)1494.1.5通用阵列逻辑(GAL)1524.2可编程器件设计1604.2.1可编程器件开发工具演变1604.2.2可编程器件设计过程与举例1604.3两种常用的HDPLD可编程逻辑器件164 4.3.1按集成度分类的可编程逻辑器件164 4.3.2CPLD可编程器件1654.3.3FPGA可编程器件169习题173第5章VHDL基础1755.1VHDL简介1755.2VHDL程序结构1765.2.1实体1765.2.2结构体1805.2.3程序包1835.2.4库1845.2.5配置1865.2.6VHDL子程序1875.3VHDL中结构体的描述方式190 5.3.1结构体的行为描述方式190 5.3.2结构体的数据流描述方式192 5.3.3结构体的结构描述方式192 5.4VHDL要素1955.4.1VHDL文字规则1955.4.2VHDL中的数据对象1965.4.3VHDL中的数据类型1975.4.4VHDL的运算操作符2015.4.5VHDL的预定义属性2035.5VHDL的顺序描述语句2055.5.1wait等待语句2055.5.2赋值语句2065.5.3转向控制语句2075.5.4空语句2125.6VHDL的并行描述语句2125.6.1并行信号赋值语句2125.6.2块语句2175.6.3进程语句2175.6.4生成语句2195.6.5元件例化语句2215.6.6时间延迟语句222习题223第6章数字系统功能模块设计2556.1数字系统功能模块2256.1.1功能模块概念2256.1.2功能模块外特性及设计过程2266.2基于组合逻辑模型下的VHDL设计226 6.2.1基本逻辑门电路设计2266.2.2比较器设计2296.2.3代码转换器设计2316.2.4多路选择器与多路分配器设计2326.2.5运算类功能部件设计2336.2.6译码器设计2376.2.7总线隔离器设计2386.3基于时序逻辑模型下的VHDL设计2406.3.1寄存器设计2406.3.2计数器设计2426.3.3并/串转换器设计2456.3.4串/并转换器设计2466.3.5七段数字显示器(LED)原理分析与设计247 6.4复杂数字系统设计举例2506.4.1高速传输通道设计2506.4.2多处理机共享数据保护锁设计257习题265第7章系统集成2667.1系统集成基础知识2667.1.1系统集成概念2667.1.2系统层次结构模式2687.1.3系统集成步骤2697.2系统集成规范2717.2.1基于总线方式的互连结构2717.2.2路由协议2767.2.3系统安全规范与防御2817.2.4时间同步2837.3数字系统的非功能设计2867.3.1数字系统中信号传输竞争与险象2867.3.2故障注入2887.3.3数字系统测试2907.3.4低能耗系统与多时钟技术292习题295数字逻辑第四版（欧阳星明著）：内容提要点击此处下载数字逻辑第四版（欧阳星明著）课后答案数字逻辑第四版（欧阳星明著）：目录本书从理论基础和实践出发，对数字系统的基础结构和现代设计方法与设计手段进行了深入浅出的论述，并选取作者在实际工程应用中的一些相关实例，来举例解释数字系统的设计方案。
时序电路概念总结
3、 MSI 移位寄存器 74x194 双向移位寄存器 （1） 注意左移和右移的定义
（2） 注意输入位置：LIN 是从最右边输入（左移寄存器的输入）。RIN 是从最左边输入。 4、 环形计数器 （1） 不具有健壮性，无法自动校正 （2） 自校正环形计数器：P531——BCD 加一个或非（非与） 6、 约翰逊计数器
（4） 画出状态转移图 区分 MOORE 机与 MEALY 机
注意！！！：每一根箭头都标有一个转移表达式： 转移表达式必须是互斥的！ 转移表达式最好是完备的！
5、 状态机的设计！ Lec13、 14——两个班都讲了密码锁和雷鸟车的例子。罗老师班还讲 了猜谜游戏。 设计过程： 1） 问题翻译：构造状态输出表 2） 选择时序器件 3） 状态\输出表中的状态数目最小化 4） 状态编码 5） 构造激励表 6） 写出激励方程 7） 电路实现 （1） 状态翻译 注意一定要设定初始状态 （2） 状态最小化 LEC14 相同状态的判断：（a）输出必须完全相同。 （b）对外状态转移必须完全相同 （二者之间的状态转移可以不同，因为如果是相同状态了，两状态之间的转移 应该互不关心） Nelson 的梯形表的画法！ （3） 状态编码 状态编码方式有相当多。编码的时候以下几点是需要考虑的： 复位电路简单：一般设置为 000； 激励方程简单：——最好能找到相邻状态 输出方程简单 几种编码方式的分析： （a） 自然数编码： 容易复位，可以用最小的 BIT（最少的 D 触发器） （b） One-hot 编码： 复位没有 00 状态，非法状态太多，需要保护，从而减慢了速 度。 但是可以省略译码电路。 （c） GRAY 码：每次改变最小 bit 位。（关键是如何找到相邻状态） （d） 相邻项编码相邻原则：两个班都强调了 输入确定时，下一状态的相同的当前状态放在一起。 输出相同的状态放在一起。 对于同一现态，下一装态相邻的放在一起。
数字系统原理与设计课程设计指导书
数字系统原理与设计课程设计指导书南通大学电子信息学院2017年 2月一、课程设计要求1.完成课程设计，包括设计仿真与验证。
学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体的方案设计，通过论证与选择，确定总体方案。
此后运用EDA软件对方案进行程序设计、仿真分析。
2.通过本次课程设计，提高系统设计能力，增强工程实践能力和创新能力。
3.撰写总结报告。
总结报告是学生对课程设计全过程的系统总结，学生应按规定格式撰写说明书，说明书主要内容有:1）设计技术报告封面封面上应写明设计题目、学生姓名、专业、年级、指导教师姓名。
设计题目明确、简短，能反映设计的实质性内容。
2）摘要及关键词应扼要叙述设计的主要内容和特点，文字简练。
3）目录目录一般不超过3级，章节应编写所在的页码。
4）正文正文应全面、准确的反映设计的指导思想、设计进行的主要工作和所取得的结论和成果，正文应包含一下内容:（1）前言。
应说明设计的目的、意义、市场需求；阐述本设计要解决的技术难题以及解决技术难点的指导思想和要预期达到的技术效果。
（2)设计方案论证。
应说明设计原理并进行方案的选择，说明为什么要选择该设计方案（包括各种方案的分析、比较），还应阐述所采用的方案特点和设计的技术路线。
（3）计算部分。
这部分在设计说明书中占有相当大的比例。
在说明书中要列出各零件的工作条件、给定的参数、计算公式以及各主要参数计算的详细步骤和计算结果，并说明根据此计算应选用什么元器件和零部件。
对需要使用的计算机的设计还应包括各种软件的设计。
（4）结构设计部分。
这也是设计说明书的重要组成部分，应包括机械结构的设计、各种电气控制线路设计以及功能电路设计、计算机控制部件装置的设计等，以及以上各种设计所绘制的图纸。
（5）结论。
概括本设计的情况和价值，分析其特色、优点、有何创新、性能达到何种水平，并应指出其中存在的问题和今后改进的方向，特别是对设计中遇到的重要问题要重点指出并加以研究。
（6）参考文献。
《数字电子技术》电子教案
《数字电子技术》电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述介绍数字电路的基本概念、特点和分类解释数字信号与模拟信号的区别1.2 数字逻辑基础介绍逻辑代数的基本运算和规则解释逻辑门电路的原理和应用1.3 逻辑函数与逻辑门电路介绍逻辑函数的定义和表示方法解释逻辑门电路的种类和功能第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述介绍组合逻辑电路的定义和特点解释组合逻辑电路的分类和应用2.2 常用的组合逻辑电路介绍编码器、译码器、多路选择器和算术逻辑单元等电路的原理和应用2.3 组合逻辑电路的设计方法介绍组合逻辑电路的设计原则和方法解释组合逻辑电路的优化和简化第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述介绍时序逻辑电路的定义和特点解释时序逻辑电路的分类和应用3.2 触发器介绍触发器的概念、种类和功能解释触发器的时序要求和真值表3.3 时序逻辑电路的设计方法介绍时序逻辑电路的设计原则和方法解释时序逻辑电路的优化和简化第四章：数字电路仿真与实验4.1 数字电路仿真概述介绍数字电路仿真的概念和作用解释数字电路仿真软件的使用方法4.2 组合逻辑电路的仿真与实验利用仿真软件对组合逻辑电路进行仿真和实验分析实验结果和性能评估4.3 时序逻辑电路的仿真与实验利用仿真软件对时序逻辑电路进行仿真和实验分析实验结果和性能评估第五章：数字电路的应用5.1 数字电路在通信系统中的应用介绍数字电路在通信系统中的应用实例和原理解释数字调制和解调的电路设计方法5.2 数字电路在计算机系统中的应用介绍数字电路在计算机系统中的应用实例和原理解释微处理器、存储器和总线的电路设计方法5.3 数字电路在其他领域中的应用介绍数字电路在其他领域中的应用实例和原理解释数字电路在控制系统、数字信号处理等方面的应用方法第六章：数字电路设计工具与方法6.1 数字电路设计工具介绍电子设计自动化(EDA)工具的概念和作用解释电路设计软件（如Multisim、Proteus）的使用方法6.2 数字电路设计流程阐述数字电路设计的整个流程，包括需求分析、逻辑设计、物理设计等解释各个阶段的关键技术和注意事项6.3 数字电路设计实例通过具体实例展示数字电路设计的全过程分析设计过程中的难点和解决方案第七章：数字集成电路7.1 数字集成电路概述介绍数字集成电路的类型和特点解释集成电路的制造工艺和分类7.2 常见数字集成电路介绍TTL、CMOS等常见数字集成电路的原理和应用解释集成电路封装和接口技术7.3 数字集成电路的应用与选择阐述数字集成电路在电路设计中的应用方法介绍如何根据电路需求选择合适的集成电路第八章：数字系统的测试与维护8.1 数字系统测试概述介绍数字系统测试的目的和重要性解释数字测试信号的和应用8.2 数字故障诊断与测试方法介绍故障诊断的方法，如静态测试、动态测试和在线测试解释故障模型和测试向量的8.3 数字系统的维护与优化阐述数字系统运行过程中的维护和优化措施介绍故障排除和系统性能提升的方法第九章：数字电路在嵌入式系统中的应用9.1 嵌入式系统概述介绍嵌入式系统的概念、特点和分类解释嵌入式系统在现代科技领域的重要性9.2 嵌入式数字电路设计阐述嵌入式数字电路的设计方法和流程介绍嵌入式处理器、外围电路和接口技术9.3 嵌入式系统的应用实例通过具体实例展示嵌入式数字电路在实际应用中的作用和效果第十章：数字电路技术的未来发展10.1 数字电路技术发展趋势分析当前数字电路技术的发展趋势，如低功耗、高速度、高集成度等介绍新型数字电路技术的研究方向和应用前景10.2 数字电路技术的挑战与机遇阐述数字电路技术在发展过程中面临的挑战，如信号完整性、可靠性等探讨数字电路技术发展的机遇和应对策略10.3 数字电路技术的创新应用介绍数字电路技术在新型领域的创新应用，如物联网、等分析这些应用对数字电路技术发展的影响和推动作用第十一章：数字电路在模拟信号处理中的应用11.1 概述数字模拟信号处理介绍数字电路在模拟信号处理中的重要性解释数字模拟信号处理的基本概念和原理11.2 模拟信号的数字化处理阐述模拟信号数字化处理的方法和技术介绍ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）的工作原理和应用11.3 数字滤波器与信号处理解释数字滤波器的作用和分类介绍数字滤波器的设计方法和应用实例第十二章：数字电路在信号传输中的应用12.1 数字信号传输概述介绍数字信号传输的基本概念和特点解释数字信号传输与模拟信号传输的区别12.2 数字调制与解调技术介绍数字调制与解调的基本原理和方法解释调制解调器（modem）的工作原理和应用12.3 数字信号传输的线路和设备介绍数字信号传输中所用的线路和设备，如同轴电缆、光纤等解释数字信号传输中的信号衰减和抗干扰措施第十三章：数字电路在计算机系统中的应用13.1 计算机系统概述介绍计算机系统的基本组成和工作原理解释计算机系统在现代社会中的重要性13.2 中央处理器（CPU）介绍CPU的结构和工作原理解释控制单元、运算单元和寄存器的作用和功能13.3 存储器和总线系统介绍存储器的类型和作用解释总线系统的组成和功能，如数据总线、地址总线、控制总线等第十四章：数字电路在控制系统中的应用14.1 控制系统概述介绍控制系统的概念、类型和特点解释数字电路在控制系统中的应用重要性14.2 数字控制器的设计与实现阐述数字控制器的设计方法和流程介绍控制器算法实现和硬件设计的技术14.3 数字控制系统实例通过具体实例展示数字电路在控制系统中的应用和效果第十五章：数字电路技术的综合应用案例15.1 数字电路技术在通信领域的应用介绍数字电路技术在通信领域的典型应用实例解释数字电路技术在提高通信系统性能方面的作用15.2 数字电路技术在工业自动化领域的应用阐述数字电路技术在工业自动化领域的应用实例和优势介绍数字电路技术在提高工业生产效率和质量方面的作用15.3 数字电路技术在其他领域的应用展望探讨数字电路技术在其他领域的应用前景和发展趋势分析数字电路技术对人类社会发展的影响和推动作用重点和难点解析本文主要介绍了《数字电子技术》电子教案，内容涵盖了数字电路的基础知识、组合逻辑电路、时序逻辑电路、数字电路仿真与实验、数字电路的应用、数字集成电路、数字系统的测试与维护、数字电路在嵌入式系统中的应用、数字电路技术的未来发展等十五个章节。
数字电路分析与设计_浙江大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
数字电路分析与设计_浙江大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.若对8个特定对象进行编制，应该选择位二进制编码器。
参考答案:32.使逻辑函数【图片】为1的最小项有个参考答案:7##%_YZPRLFH_%##七3.条件中不可能出现的组合称为任意项，条件中不允许出现的组合称为约束项，约束项和任意项统称为无关项。
参考答案:正确4.将逻辑函数L=AB+AC+BC用卡诺图表示为：【图片】参考答案:正确5.和逻辑式【图片】相等的是参考答案:B6.已知N的反码为10110011，则补码为01001101。
参考答案:错误7.十进制数（-10）10的二进制补码表示为：参考答案:（10110）28.判断对错：D/A转换器输出模拟量的大小只取决于输入的数字量。
参考答案:错误9.执行Quartus II的______命令，可以检查设计电路错误。
参考答案:Compiler10.CPLD和FPGA器件______。
参考答案:在系统加电时可以对器件的内容进行重构11.某中规模集成计数器74HCXX的功能表和简化逻辑符号如下所示。
【图片】用该集成计数器连接而成的电路如下图所示。
该电路是（同步/异步）、（加法/减法）计数器；其中74HCXX（I）片连接成进制计数器；整个电路是进制计数器。
（答案间用中文分号隔开）【图片】参考答案:异步；加法；10；4412.已知集成计数器74HC193的功能表和引脚图如下所示，若利用反馈置数法设计一个余3码编码的10进制加计数器，则需要在输出Q3Q2Q1Q0=（）时使置数端【图片】置为（），并将数据输入端D3D2D1D0置为（）。
（答案间用中文分号隔开）【图片】【图片】参考答案:1101；0；001113.下列A/D转换器速度最快的是（）。
参考答案:并行比较型A/D转换器14.用4选一的数据选择器扩展成16选一的数据选择器，若不加其它门电路，则最少需要（）片4选一数据选择器。
参考答案:515.用中规模集成计数器74LS192构成的电路如图所示，则该电路功能为进制法（加/减）计数器。
数字逻辑电路教学大纲.doc
西安交通大学《数字逻辑电路》课程教学大纲英文名称：Digital Logic Circuits课程编号：EELC2006课程类型：工程科学学时：80 （讲课64实验16）学分：5适用对象：信息工程专业本科生、教改班、学硕连读班先修课程：大学物理、电路、电子技术基础使用教材及参考书：1.鲍家元等.数字逻辑.高等教育出版社.1997年2.王毓银.数字电路逻辑设计.第三版.高等教育出版社，1999年3.王楚等.数字逻辑电路.高等教育出版社.1999年一、课程的性质、目的和任务“数字逻辑电路”是电子信息类专业本科生必修的重要骨干课程。
其基本目的是要通过逻辑代数和数字电路设计知识的学习，使学生掌握数字系统的理论基础和实现技术，从而为进一步掌握现代信息处理技术和计算机技术打下坚实的基础。
该课程的主要任务有两个方面：系统地介绍数字系统设计的理论知识；培养学生解决数字电路实现问题的实践能力。
二、教学基本要求通过本课程的学习，学生在数字系统的分析、设计和应用知识方面应当达到以下基本要求：1,在掌握逻辑代数运算规则的基础上，深刻理解数字系统的作用、功能和原理。
对数字电路与模拟电路的区别和联系有清晰的概念。
2,熟练掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析和设计方法，熟悉常用数字器件的功能、原理和使用方法。
3,掌握数字系统EDA的基本概念，能够使用EDA设计工具进行数字系统设计。
熟悉可编程逻辑器件和其它超大规模集成数字器件的结构、工作原理和使用方法。
4,突出数字系统的抽象和描述能力培养，能够根据实际应用需求建立对应的数字系统模型。
强调实践动手解决数字电路实现问题能力的培养。
三、教学内容及要求第一章数制和编码1.数制及其转换；带符号数的代码表示；十进制数的常用代码；可靠性编码；数的定点及浮点表示法。
2.基本要求：理解自然数的表示方法和进位数制，掌握二、十、十六进制的转换方法，掌握带符号数的代码表示方法；掌握常用符号编码的概念和规则；掌握数的定点表示方式和浮点表示方式。
3章-数字控制系统分析与设计(第2版)-朱晓青-清华大学出版社
e*(t)
e(t)
D/A
(1) 理想恢复过程
U *( j)
低通滤波器
L( j)
U ( j)
第3章
第3章
(2) 非理想恢复过程
函数的泰勒级数展开
ut
(t
)
u(kT
)
u(kT
)(t
kT
)
1 u(kT 2!
)(t
kT
)2
零阶保持器：
Gho
(s)
1
eTs s
Gh0 ( j)
Gh0 ( j)
第3章 理想滤波器特性
计算机控制技术
朱晓青
湖南工业大学 电气与无信忧息P无P工忧T整程PP理学T发整院布理发布
第1章 引言与连续控制回顾 第2章 离散时间系统分析 第3章 采样数据系统 第4章 基于传递函数的数字控制器设计 第5章 基于极点配置与状态估计的数字控制器设计
第3章 采样数据系统
第3章
3.1采样与保持
RE
输入信号
输入信号
第3章
分析周期信号的数学工具是傅里叶变换。
{et f (t)} F (s )
连续信号的频谱：
E( j)
奈奎斯特频率
系统最高频率（ωmax）
第3章
e(t) 系统最高频率（ωmax） t
E*(jω)信号的频谱：
E *( j) E *( j)
频率重叠部分
第3章
第3章
E*(jω)信号的性质： E*(s)信号是周期性的，即E*(s) =E*(s+jωs) 如果函数E(s)在s=s1有一个极点，则E*(s)会在
0
T
2T
3T t
e(t)
载波
复杂数字系统的设计与分析
复杂数字系统的设计与分析随着现代科技的发展，数字系统的应用现在已经变得越来越广泛，从计算机到生产线控制系统，从手机到智能家居，我们都离不开数字系统的支持和控制。
但是数字系统的设计不仅要满足可靠性和实用性，也需要考虑系统的复杂性和可扩展性。
本文将从复杂数字系统的设计和分析两个方面入手，探讨数字系统设计的关键问题。
一、复杂数字系统的设计数字系统主要由数字电路和软件系统组成。
而现代数字系统多是复杂的、分布式的、高密度的，因此设计数字系统需要考虑以下几个方面的问题。
1. 系统性能需求的分析设计新型数字系统的第一步是要分析系统的性能需求。
所谓性能需求，是指数字系统在工作过程中需要达到的各项技术指标和参数要求，比如响应速度、带宽、可靠性、功耗等。
为了满足不同的应用场景，不同的系统对性能的需求也会有所差异。
总体而言，设计数字系统时需要考虑实用性、用户体验、可靠性、安全性等方面的问题。
2. 系统功能设计设计数字系统的第二步是确定系统需要实现的功能。
数字系统的功能设计要能够满足应用要求，同时要考虑可扩展性和升级实现的可能性。
为此需要建立明确的功能分解和模块设计，同时优化系统的软硬件结构，提高运行效率。
同时，也需要注重系统简洁性和易用性，以便开发者和用户更好地理解和使用数字系统。
3. 系统架构设计数字系统的架构设计是指确定数字系统各个部分之间的结构和联系，建立组件库和通信协议，确保系统的可扩展性。
架构设计需要充分考虑复杂性和灵活性两个维度，既能提供较高的性能，也要能适应日后的升级和修改。
同时，需要注重架构的稳定性和可靠性，保证系统的稳定性和可扩展性。
二、复杂数字系统的分析复杂数字系统的分析是指通过运用系统理论、仿真模拟、统计分析等方法，对数字系统进行深入的研究和分析。
以下是数字系统分析的几个重点方面。
1. 系统可靠性分析系统可靠性分析是评价数字系统性能的重要指标，主要考虑系统运行过程中的稳定性和可靠性。
可靠性评估包括故障模式分析、故障树分析、故障模型和修复分析、工程意外分析等。
信息系统分析与设计课后题答案（杨选辉）
信息系统分析与设计课后题答案（杨选辉）第⼀章信息系统导论⼀、名词解释1．信息：信息是经过加⼯后的数据，它对接收者的决策或⾏为具有现实或潜在的价值。
2．系统：系统是由处于⼀定环境中的若⼲相互联系和相互作⽤的要素组成并为达到整体⽬的⽽存在的集合。
3．信息系统：信息系统是指利⽤计算机、⽹络、数据库等现代信息技术，处理组织中的数据业务、管理和决策问题并为组织⽬标服务的综合系统。
4．决策⽀持系统：这是在现代信息技术的基础上，交叉管理学、⾏为科学、运筹学，控制论等学科运⽤、⼈⼯智能、专家系统、知识⼯程等理论和⽅法，辅助⽀持企业，决策活动的信息系统。
⼆、选择题1．信息运动的基本形式是（D）A.信息输⼊与输出B信息处理C信息控制D信息循环2．决策的基础（C）A管理者B客户 C 信息D规章制度3．下列是分布式系统缺点是（D）A难于发挥⽤户的积极性和创造性B应变能⼒差C系统难于扩展D安全控制难度⼤4．集中式系统的缺点是（C）A不利于安全控制B应变能⼒差C不利于调动各部门的积极性D不利于⼈员素质的提⾼5．以下不是B/S结构特点的是（B）A 客户端统⼀B速度快C开放性强 D 易于管理和维护6．系统通过与环境进⾏物质、能量和信息的交换，从⽽调节⾃⾝的⾏为，达到与环境平衡和适应，这是指系统的（A）A 动态性B ⽬的性C 整体性D 相关性三、简答题1．简述信息与数据的区别。
答：信息是经过加⼯后的数据，它对于接收者的决策或⾏为具有现实或潜在意义。
数据是记录客观事物的可鉴别的符号，这些符号不仅指数字，⽽且还包括⽂字、图形、声⾳等。
数据本⾝没有意义，具有客观性。
数据要经过处理和解释才有意义成为信息。
可以说信息是经过加⼯以后并对客观世界产⽣影响的数据。
2. 决策过程分哪⼏个阶段？各阶段的任务是什么？答：决策系统分为情报阶段、设计阶段、抉择阶段。
3．简述信息系统的功能。
答：1）、信息处理：这是信息系统必备的基本功能，它⼀般包括信息的收集和输⼊、传输、存储、处理及输出。
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第8章 数字系统分析与设计教学目标理解数字系统的基本概念熟悉数字系统自上而下的设计方法掌握数字系统设计的描述本章节通过对数字系统基本概念的介绍，传统设计方法与现代设计方法的比较，并通过十字路口红绿灯数字系统的分析与设计，进一步巩固数字系统分析与设计的基本方法。
8.1数字系统的基本概念当前，随着数字技术的快速发展，在我们的日常生产、生活、学习、教学、科研等各个领域中。
大到复杂的计算机控制系统，小到我们学习生活中的各类家用电器，从第一代GSM手机到今天的各种智能手机，加之在国防、智能机器人、医用设备的研究等等，随处都可见到数字技术的应用。
8.1.1数字系统通过前面各章节的学习，我们对常用数字基本部件，如各种门电路、加法器、比较器、编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、计数器、移位寄存器、存储器等已经有了一定的掌握和了解，它们在功能上比较单一，如能够完成加法运算、数据比较、编码、译码、数据选择、计数、数据存储等功能。
我们把这些能够执行某种单一功能的电路称为基本逻辑功能部件级电路。
而把由若干基本逻辑功能部件级电路构成的、能够实现数据存储、传送和处理，并按照一定程序操作功能的电路称为数字系统(Digital System)。
数字密码锁、计算机等都是典型的数字系统。
8.1.2数字系统的基本组成如图8.1所示，一个数字系统DS通常由输入电路、控制电路、受控电路、时基电路、输出电路组成。
其中控制电路是整个系统的核心。
图8.1 数字系统的基本组成框图1.输入电路输入电路的功能是将各种外部信号（包括模拟信号如声音、温度等和数字信号如开关的通和断等）引入数字系统DS后供控制电路加以处理。
2.控制电路控制电路是数字系统的核心，又常被称为控制器或控制单元。
它根据时钟信号和受控电路送回的信号进行综合分析处理后，发出控制信号去控制和管理输人、输出电路及受控电路，使整个数字系统协调、有条不紊地工作。
3.时基电路时基电路作用是产生各种时钟信号，用来保障数字系统在时钟信号作用下按照一定的顺序完成对应的控制操作。
4.受控电路受控电路是数字系统的数据存储与处理单元，数据的存储、传送和处理均在数据子系统中进行。
它从控制单元接收控制信息，并把处理过程中产生的状态信息反馈给控制单元。
由于它主要完成数据处理功能且受控制器控制，因此也常常把它叫做数据处理器。
5.输出电路输出电路将经过处理之后的信号（模拟信号或数字信号）推动执行机构（扬声器、数码管等）。
数字系统和功能部件之间的区别的一个重要标志是看有无控制器。
凡是有控制器且能按照一定程序进行操作的，不管其规模大小，均称为数字系统。
例如数字密码锁，虽然仅由几片MSI器件构成，但因其中有控制电路，所以应该称之为数字系统。
而没有控制器、不能按照一定程序进行操作的，不论其规模多大，只作为一个功能部件来对待，例如存储器，尽管其规模很大，存储容量可达数兆字节，但因其功能单一、无控制器，只能称之为功能部件。
8.1.3数字系统设计方法数字系统设计有多种方法，通常可分为传统设计方法和现代设计方法。
1.传统设计方法传统的数字系统设计是基于原理图描述，采用试凑设计法对数字系统进行设计。
试凑设计就是用试探的方法按照题目给定的功能要求，选择若干模块或功能部件来拼凑一个数字系统。
这种设计方法用真值表、卡诺图、逻辑方程、状态转换表和状态转换图来描述系统的逻辑功能，以原理图来表达设计思想，由通用逻辑器件来搭成电路板，通过对电路板原理图的设计来实现系统功能。
设计人员首先确定可用的元器件；然后根据这些器件进行单元模块的逻辑设计；完成各模块后，进行模块之间的连接而形成系统；最后经调试、测试，观察并验证整个系统是否达到预期的性能指标。
传统设计方法的不足之处在于，采用自底向上的设计方法，缺乏对系统整体的规划和性能的把握；采用通用逻辑器件进行设计，其设计的灵活性差，需要的器件种类多、数量大，导致所设计的系统体积大、功耗高、可靠性差；设计方法没有明显的规律可循，主要是凭借设计者对逻辑设计的熟练技巧和经验来构思方案，划分模块，选择器件，拼接电路，给系统设计带来了一定的盲目性；试凑设计法适用于小型数字系统的设计，对于复杂的数字系统，这种设计方法就不再适用。
在前面有关章节中我们已经提及到试凑设计方法的学习，这里不再重复。
2.现代设计方法随着EDA技术的发展和普及，使得数字系统的设计发生了革命性的变化，传统的设计方法已逐步退出历史舞台，而现代设计方法正在成为数字系统设计的主流。
目前所流行的现代数字系统设计是一种基于芯片的设计方法，它以硬件描述语言来表达设计思想，利用EDA工具，通过对芯片的设计来实现系统功能。
现在系统设计方法中经常使用的是自上而下（Top-Down）的设计方法。
自顶而下的设计方法是从整体系统功能出发，按一定原则将系统划分为若干子系统，再将每个子系统分为若干功能模块，再将每个模块分成若干较小的模块……直至分成多基本模块实现。
现代数字系统设计方法的优点在于，基于PLD硬件和EDA工具的支持，采用自顶向下的设计方法，采用逐级仿真技术，以便及早发现问题，修改设计方案；适合多人多任务的并行工作等。
8.2十字路口交通灯控制系统设计随着我国人民的生活水平日渐提高，私家汽车进入老百姓家庭的数量是日益剧增，再加上出租车、公交车等车辆的数量之大，这就不仅要求路路要越来越宽，而且使得交通管理系统的人力资源不足和车辆数量的剧增形成了显著的矛盾。
而在我们当今的生活中的十字路口的交通灯的自动指挥，为行人和各种车辆的安全运行提供了很好的服务，确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过，极大限度的保护者每位公民的人身安全。
8.2.1系统功能与使用要求设计一个十字路口的交通信号灯控制电路，四个路口安装红，黄，绿灯各一盏，示意图如图8.2所示。
图8.2 十字路口交通信号灯示意图用来指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口的自动化交通管理。
具体功能要求如下。
（1）十字路口的信号灯交替点亮和熄灭，并且用LED数码管递减显示时间。
（2）要求南北方向车道和东西方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，且通行时间相等。
（3）绿灯亮时，准许车辆通行，但转弯的车辆不得妨碍被放行的直行车辆、行人通行；黄灯亮时，已越过停止线的车辆可以继续通行；红灯亮时，禁止车辆通行。
在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮，才能变换运行车道。
（4）运行时间为绿灯点亮（递减）85秒钟，当时间为0时，绿灯熄灭，同时黄灯闪亮（递减）5秒后熄灭，红灯点亮，红灯点亮的时间为90秒，同时另一方向的绿灯点亮。
8.2.2总体方案设计根据上述十字路口红绿的灯功能和使用要求，设绿灯的点亮时间为，红灯点亮时间未t R，黄灯闪亮时间为t Y，则可简易画出该系统的计数器与交通灯的亮灭的关系如图8.3所示。
从图8.3可明显看出，t Y =t R +t G。
图8.3 计数器与交通灯的亮灭的关系如图要实现上述交通信号灯的自动控制，则要求控制电路由信号发生器、计数器、控制电路、信号灯译码驱动电路和七段数码管显示译码驱动电路等几部分组成，信号灯电路的原理框图如图8.4所示。
图8.4十字路口交通信号灯原理框图根据图8.3及图8.4可知该十字路口车辆通行状况为（设开始时东西方向通行）状况一：东西方向通行，南北道路禁止通行，此时东西方向绿灯和南北方向红灯点亮，红灯将持续时间为90s，绿灯持续时间为85s 状况二：85s后，东西方向禁止通行，南北方向仍不放行，此时南北方向红灯持续点亮而东西方向黄灯闪亮，持续时间均为5s。
状况三：5s后，东西方向禁止通行，南北方向放行，此时东西方向红灯和南北方向绿灯点亮，持续时间为红灯90s，绿灯持续时间为85s。
状况四：85s后，东西方向仍不通行，南北方向停车，此时东西方向红灯和南北方向黄灯亮，持续时间均为5s。
后又回到第一种状况，进而循环反复工作。
由此可画出这四种状况的转换关系图如图8.5所示。
为方便起见，我们将上述的四种状况对应的设为状态D0、D1、D2、D3。
则可以得到对应的如图8.5所示的状态转换图。
D0D1D2D3图8.5十字路口交通信号灯状态转换图8.2.3基于逻辑部件的系统设计与实现根据图8.4所示十字路口交通信号灯原理框图，我们采用基于逻辑部件的系统设计来逐级实现之。
1.信号发生器在红绿灯交通信号系统中，大多数情况是通过自动控制的方式指挥交通的。
因此为了避免意外事件的发生，电路必须有一个个稳定的时钟信号来保证系统正常运作。
为了降低成本，我们在此选择在第7章学过的555振荡器来作为交通信号灯系统的时钟信号发生器。
通过在第7章的学习，我们知道555是一种中规模集成电路，只要外部配上适当阻容元件，就构成振荡器。
555构成的占空比和频率可调多谐振荡器及波形如图8.6所示（图7.17）。
图8.6 555构成的占空比和频率可调的多谐振荡器及波形7）则可得图8.6所示的多谐振荡器振荡频率占空比为。
又根据实际使用中的交通信号灯的变化周期为1秒，即振荡频率为1Hz，在此我们调节可变电阻使得电阻，则占空比。
同时可求得电容的容量为0.47uF。
2.信号灯的控制电路控制电路的4种状态用来分别控制东西和南北方向的红（R）、黄输 入输 出CLK A B C D QA QB QC QD 101↑××××减 法100↑××××加 法0×××Da Db Dc Dd Da Db Dc Dd 11××××××保 持（Y ）、绿灯（G ）的点亮与熄灭。
设灯点亮为1，灯为灭为0，则信号灯控制电路的真值表为表8.1所示。
表8.1信号灯控制电路的真值表控制电路东西（DX ）方向南北（NB ）方向状态Q B Q A R DX G DX Y DX R NB G NB Y NB D 000010100D 101001100D 210100010D 311100001由信号灯控制电路的真值表可求出信号灯的逻辑式并化简，则有：R DX = Q B G DX = Y DX = · Q AR NB = G NB = Q 1· Y NB = Q B · Q A将上述的逻辑表达式转换为逻辑电路为图8.7 所示3.计数器计数器的根据东西车道和南北车道道车辆运行时间进行90s 、85s 、5s 的计数，在此我们选择具有加/减同步计数功能的74LS191，其功能如表8.2所示。
其管脚图如图8.8所示。
表8.2 74LS191功能表图8.7 信号灯的控制电路 图 8.8 74LS191管脚图根据交通信号灯在实际中的使用情况，我们将显示部分采用减法计数（即将设置成高电平即可）。