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《数字逻辑基础》课件

《数字逻辑基础》课件
公式化简法
使用逻辑代数公式对逻辑函数进行化简,通过消去多余的项和简化 表达式来得到最简结果。
卡诺图化简法
使用卡诺图对逻辑函数进行化简,通过填1、圈1、划圈和填0的方 法来得到最简结果。
03
组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的输入和输出
分析组合逻辑电路的输入和输出信号,了解它们之间的关系。
交通信号灯控制系统的设计与实现
交通信号灯简介
交通信号灯是一种用于控制交通流量的电子设备,通常设置在路口或 交叉口处。
设计原理
交通信号灯控制系统的设计基于数字逻辑电路和计算机技术,通过检 测交通流量和车流方向来实现信号灯的自动控制。
实现步骤
首先确定系统架构和功能需求,然后选择合适的元件和芯片,接着进 行电路设计和搭建,最后进行测试和调整。
真值表
通过列出输入和输出信号的所有可能组合,构建组合逻辑电路的真值表,以确定输出信 号与输入信号的逻辑关系。
逻辑表达式
根据真值表,推导出组合逻辑电路的逻辑表达式,表示输入和输出信号之间的逻辑关系 。
组合逻辑电路的设计
确定逻辑功能
根据实际需求,确定所需的逻辑功能,如与、或、非等。
设计逻辑表达式
根据确定的逻辑功能,设计相应的逻辑表达式,用于描述输入和 输出信号之间的逻辑关系。
实现电路
根据逻辑表达式,选择合适的门电路实现组合逻辑电路,并完成 电路的物理设计。
常用组合逻辑电路
01
02
03
04
编码器
将输入信号转换为二进制码的 电路,用于信息处理和控制系
统。
译码器
将二进制码转换为输出信号的 电路,用于数据分配和显示系
统。
多路选择器

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-
p 2 (2 6) 24(W ) (吸收)
2 电路定理
❖2.1 叠加定理
❖2.2 戴维南定理 ❖ 2.3 诺顿定理 ❖ 2.4 最大功率传递定理
2.1 叠加定理
由线性电阻元件、线性受控源及独立源 构成旳电路为线性电阻电路。
若某线性电阻电路有唯一解,则该电路 中任一支路电流和电压均可表达为电路 中全部独立源旳线性组合。
即:一系列振幅不同,频率成整数倍旳正弦波, 叠加后来可构成一种非正弦周期波。
分析中旳u1、u3、u5等等,这些振幅不同、频率 分别是非正弦周期波频率k次倍旳正弦波统称为非正 弦周期波旳谐波,并按照k是非正弦周期波频率旳倍 数分别称为1次谐波(基波)、3次谐波……。
k为奇数旳谐波一般称为非正弦周期函数旳奇次 谐波;k为偶数时则称为非正弦周期波旳偶次谐波。 而把2次以上旳谐波均称为高次谐波。
1. 4受控源
实际电路中旳受控现象:
Ic
Ib
三极管
Ic Ib
他励直流发电机
If
+
U rIf
U
-
电压控制电压源(VCVS):
特征方程
+
u2 u1
u1
-
-转移电压比
电流控制电压源(CCVS):
特征方程
u2 r i1
i1
r-转移电阻
+
μu1 u2
-
+
ri1 u- 2
电压控制电流源(VCCS):
iS
定义:端电流与电压无关且保持为某一给定函数 旳二端元件。
伏安特征:
iS
i(t) iS (t)
(u为任意值)
i
➢ 电流源旳两种工作状态:
1. 吸收电功率,

数字逻辑基础教学课件PPT

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4. 各种表示方法间的相互转换
(1)逻辑函数式→真值表 举例:例1-6(P9) (2)逻辑函数式→逻辑图 举例:例1-7(P10) (3)逻辑图→逻辑函数式 方法:从输入到输出逐级求取。
举例:例1-8(P10)
(4)真值表→函数式
方法:将真值表中Y为 1 的输入变量相与,取 值为 1 用原变量表示,0 用反变量表示, 将这 些与项相加,就得到逻辑表达式。这样得到的 逻辑函数表达式是标准与-或逻辑式。
断开为0;灯为Y,灯亮为1,灭为0。
真值表
AB Y 00 0 01 1 10 1 11 1
由“或”运算的真值表可知
“或”运算法则为:
有1出
0+0 = 0 1+0 = 1
1
0+1 = 1 1+1 = 1
全0为
0
⒊ 表达式
逻辑代数中“或”逻辑关系用“或”运算 描述。“或”运算又称逻辑加,其运算符为 “+”或“ ”。两变量的“或”运算可表示
0
卡诺图是一 种用图形描 述逻辑函数
的方法。
00 0 01 0 11 0
10 1
例:函数 F=AB + AC
ABC F
000 0
1 001 1 010 0
1 011 1
1 100 1
0
101 1 110 0
1 111 0
1.逻辑函数式
特点:
例:函数 F=AB + AC
(1)便于运算; (2)便于用逻辑图实现; (3)缺乏直观。
真值表
K
Y
0
1
1
0
由“非”运算的真值表可知 “非”运算法则为:
0 =1 1 =0
⒊ 表达式
“非”逻辑用“非”运算描述。“非”运 算又称求反运算,运算符为“-”或“¬”, “非”运算可表示为:

数字逻辑基础ppt课件

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数字电子技术基础
数字电路研究的对象是输入与输出的逻辑关系, 即电路的逻辑功能。
(2) 数字电路研究方法 数字电路研究的主要方法是逻辑分析和逻辑
设计的方法。
计算机软件:硬件描述语言,例如ABEL 语言、VHD语言。
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数字电子技术基础
(3) 数字电路的测试技术 数字电路在正确设计和安装后,必须经过
( N ) R a n 1 a n 2 .a . 2 a 1 . a 0 .a 1 a 2 .a . m .
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数字电子技术基础
(2) 数位的权值 某个数位上数码为1时所表征的数值,称为该
数位的权值,简称“权”。
各个数位的权值均可表示成Ri的形式。
其中R是进位基数,i 表示相对小数点的位置。 i的确定方法: 以小数点为起点,自右向左依次为0,1, 2,…,n-1,自左向右依次为-1,-2, …,-m。n是整 数部分的位数,m是小数部分的位数。
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数字电子技术基础
在一个数位上,规定使用的数码符号的总数, 叫该进位计数制的进位基数,简称为“基” 。
进位基数又称为进位模数,记作R。 例如十进制,每个数位规定使用的数码符号为0, 1, 2, …, 9,共10个, 故其进位基数R=10。
若某个数位上的数码为ai,n为整数位,m为小
数位,则进位计数制表示的式子为
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数字电子技术基础
(4) 保密性好,对于数字信号可以采用各种算法进行 加密处理,故对信息资源的保密性好。 (5) 有可能通过编程改变芯片的逻辑功能。 (6) 可完成数字运算和逻辑运算。 (7) 容易采用计算机辅助设计。 3. 数字电路研究的对象、方法与测试技术 (1) 研究的对象

数字逻辑电路大全PPT课件(2024版)

数字逻辑电路大全PPT课件(2024版)

第6页/共48页
Rb1 4kΩ
Rc 2 1.6kΩ
Vc 2
1
+VCC( +5V) Rc4 130Ω
3
T2 4
1
3
A
31
2T2
D Vo
B
T1
C
Ve 2
1
3
2T 3
Re2
1kΩ
输入级
中间级
输出级
第7页/共48页
2.TTL与非门的逻辑关系
(1)输入全为高电平3.6V时。
T2、T3导通,VB1=0.7×3=2.1(V ),
列。 6 . 74AS 系 列 —— 为 先 进 肖 特 基 系
列, 它是74S系列的后继产品。 7.74ALS系列——为先进低 功耗肖特基系列, 是74LS系列的后继产品。
第30页/共48页
2.3
一、 NMOS门电路 1.NMOS非门
MOS逻辑门电路
VDD (+12V)
VDD (+12V)
VDD (+12V)
0.4V
高 电 平 噪 声 容 限 第1V5页NH/共=48V页OH ( min ) - VON = 2.4V-2.0V =
四、TTL与非门的带负载能力
1.输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH (1)输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入端
接低电平时,从门电路输入端流出的电流。
& Vo G0
呈 现 高 阻 , 称 为 高 阻 态 , 或 禁 止 态+V。CC
Rc2
Rc4
Rb1
Vc2 1
3
T2 4
A
&
B
L
EN

数字逻辑电路复习ppt

数字逻辑电路复习ppt

实际逻 辑问题
真值表
逻辑表达式
最简(或最 合理)表达式
逻辑图
例4-3 有一火灾报警系统,设有烟感、温感与紫外光感三 种不同类型得火灾探测器。为了防止误报警,只有当其中有两种 或两种类型以上得探测器发出火灾探测信号时,报警系统才产生 报警控制信号,试设计产生报警控制信号得电路。
思路:逻辑抽象:探测器得火灾探测信号应为电路得输入,令A、 B、C分别代表烟感、温感与紫外光感三种探测器得探测信 号,“1”表示有火灾探测信号, “0”表示没有火灾探测信号;
数字逻辑电路复习
第一章 数制与编码
数字系统中得信息有两类:数码信息与代码信息
➢数码:用来表示数量得大小。如90分,101元等
➢数制:用数字来表示数量大小方法及运算规则体制。
➢ 编码:用数字代表不同得状态、事物或信息称为编码,它不
含有数量得意义。如身份证号码,银行帐号等
➢码制:为了便于记忆与处理,在编制代码时总要遵循一定得
Y AAA m
6
21 0
6
Y7 A2 A1 A0 m7
每个输出对应一个最小项
Y i mi Mi
2、 8选1数据选择器CT54S151/CT74S151
表4-3-12 8选1数据选择器真值表
S
A2
A1
A0
Y
W
1
×
×
×
0
1
0
0
0
0
D0
D0
0
0
0
1
D1
D1
0
0
1
0
D2
D2
0
0
1
1
D3
D3
0
1
0

《数字逻辑基础》课件

《数字逻辑基础》课件
《数字逻Hale Waihona Puke 基础》课件CONTENTS
• 数字逻辑概述 • 数字逻辑基础概念 • 组合逻辑电路 • 时序逻辑电路 • 数字逻辑电路的实现
01
数字逻辑概述
数字逻辑的定义
01
数字逻辑是研究数字电路和数字 系统设计的理论基础,它涉及到 逻辑代数、逻辑门电路、组合逻 辑和时序逻辑等方面的知识。
02
数字逻辑是计算机科学和电子工 程学科的重要分支,为数字系统 的设计和分析提供了基本的理论 和方法。
详细描述
布尔代数是逻辑代数的一个分支,它研究的是逻辑变量和逻辑运算的规律。布尔代数包括基本的逻辑 运算,如与、或、非等,以及一些复合运算,如异或、同或等。布尔代数在数字电路设计中有广泛应 用。
逻辑函数的表示方法
总结词
逻辑函数是指一种特定的函数,它将输 入的逻辑值映射到输出的逻辑值。
VS
详细描述
逻辑函数是指一种特定的函数,它将输入 的逻辑值映射到输出的逻辑值。在数字电 路中,逻辑函数通常用真值表、逻辑表达 式、波形图等形式来表示。理解逻辑函数 的表示方法对于数字电路设计和分析非常 重要。
数字逻辑电路的测试与验证
测试目的
确保电路功能正确、性能稳定。
测试方法
采用仿真测试和实际测试两种方法。
验证手段
逻辑仿真、时序仿真和布局布线仿真等。
谢谢您的聆听
THANKS
逻辑门电路
总结词
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路,它是数字电路的基本单 元。
详细描述
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路,它是数字电路的基本单 元。常见的逻辑门电路有与门、或门、非门等。这些门电路 可以实现基本的逻辑运算,并能够组合起来实现更复杂的逻 辑功能。

《数字逻辑概论》课件

《数字逻辑概论》课件

01
02
03
分析方法
通过逻辑表达式、真值表 和波形图等工具,对组合 逻辑电路的输入和输出关 系进行解析。
功能描述
明确组合逻辑电路的功能 ,包括输入信号的逻辑关 系、输出信号的逻辑关系 以及电路的逻辑功能。
性能评估
根据电路的响应速度、功 耗和可靠性等指标,对组 合逻辑电路的性能进行评 估。
组合逻辑电路的设计
数字系统的实现技术
集成电路技术
利用集成电路实现数字系统的功能模块。
可编程逻辑器件技术
利用可编程逻辑器件实现数字系统的灵活配置和重构。
嵌入式系统技术
将微处理器、存储器、外设接口等集成在一个芯片上,实现特定功 能的数字系统。
THANKS
感谢观看
基本门电路
包括与门、或门、非门等 ,是构成复杂组合逻辑电 路的基本单元。
常用组合电路
如编码器、译码器、多路 选择器等,广泛应用于数 据传输、信号处理和控制 系统等领域。
应用实例
如计算机中的算术运算器 、比较器等,都是组合逻 辑电路的应用实例。
04
时序逻辑电路
时序逻辑电路的基本概念
总结词
基本组成和特点
逻辑电路的设计
组合逻辑电路设计
01
根据给定的逻辑函数,设计实现该函数的组合逻辑电路。
时序逻辑电路设计
02
了解时序逻辑电路的基本概念,如触发器、寄存器等,并掌握
其设计方法。
可编程逻辑器件(PLD)设计
03
了解可编程逻辑器件的基本概念和设计方法,如FPGA、CPLD
等。
03
组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析
《数字逻辑概论》 ppt课件
目录
• 数字逻辑概述 • 数字逻辑基础 • 组合逻辑电路 • 时序逻辑电路 • 数字系统设计
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4选1

YD0123 出
数据选择器 数

A1 A0 选择01 控制01信号
3. 函数式
Y D0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3 A1 A0
第三章 组合逻辑电路
一、4 选 1 数据选择器 3. 函数式
Y D0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3 A1 A0
1
(4) 画连线图
C
A1 A0 ST AB
第三章 组合逻辑电路
方法二:图形法 按 A、B 顺序写出函数的标准与或式
F ABC ABC ABC ABC
含变量 C 的 F 的卡诺图
含变量 Di 的 Y 的卡诺图
AB 0 1 0 0C 1 C1
A1 A0 0 1 0 D0 D1 1 D2 D3
四路 8 位 四片8选1 四路 1 位 一片4选1 一路 1 位
并行数据
串行数据
串行数据
第三章 组合逻辑电路
3. 4. 2 数据分配器 ( Data Demultiplexer )
将 1 路输入数据,根据需要分别传送到 m 个输出端 一、1 路-4 路数据分配器
数据输出
数据
输入 D
1 路-4 路 数据分配器
第三章 组合逻辑电路
3. 4. 1 数据选择器 ( Data Selector )
能够从多路数据输入中选择一路作为输出的电路
一、4 选 1 数据选择器
1. 工作原理 2. 真值表
D A1 A0 Y D0 0 0 D0 D1 0 1 D1 D2 1 0 D2 D3 1 1 D3
输 D0 入 D1 数 D2 据 D3
选择控制
A1 A0

A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3
0 0 D0 0 0
值 0 1 0 D0 0
表 1 0 0 0D 0
1 1 0 0 0D
Y0 D A1 A0 函
Y1 D A1A0

Y2 D A1 A0 Y3 D A1A0

Y0 Y1 Y2 Y3
&&&&
D
1
1
逻辑图
则 D1=D D2=D3 =D4 =1 D5 D6 D7 D D0= 0
1
1
D
ABC D
第三章 组合逻辑电路
方法二:图形法 Z m 3,4,5,6,7,8,9,10,12,14
令 A2 = A A1= B A0= C
m0 0
m1 D
CD
AB 00 01 11 10
m2 1 00 0 0 1 0 01 1 1 1 1
S1 — 数据输入(D)
Y 0 ~ Y 7 — 数据输出(D) S2 、S3 — 使能控制端
S2 S3 0时, 实 现 数 据 分 配 器 的 功 能。
S3 — 数据输入(D)
Y 0 ~ Y 7 — 数据输出(D) S1 、S2 — 使能控制端
S1 1 , S 2 0时 , 实 现 数 据 分 配 器 的 功 能。
(3) 确定输入变量和地址码的对应关系
方法一:公式法 令 A1 = A, A0 = B Y D0 AB D1 AB D2 AB D3 AB
F Y
1/2 74LS153
F AB C AB C AB1 AB 0 D3 D2 D1 D0
则 D0 = 0 D1 =D2 = C D3 = 1
而任何组合逻辑函数都可以表示成为最小项之和 的形式,故可用数据选择器实现。
第三章 组合逻辑电路
2. 步骤 (1) 根据 n = k - 1 确定数据选择器的规模和型号
(n —选择器地址码,k —函数的变量个数) (2) 写出函数的标准与或式和选择器输出信号表达式 (3) 对照比较确定选择器各个输入变量的表达式 (4) 根据采用的数据选择器和求出的表达式画出连 线图
n 个 输 入
m0
A0
A1 译
m1
码 mi



An-1
m2n-1
与门阵列
2n个与门构成 n 位 二进制译码器 , 输 出2n 个最小项。
…… 或门
Z0 (D0)
……Leabharlann ………或门 或门阵列 或门
Z1 (D1)

Zb-(1Db-1)
b 个输出函数
Z0 m1 mi m2n-1 D0
Z... 1
(2) 函数 Z 的标准与或式
Z A BCD ABC D ABCD ABC D ABCD
AB C D AB CD ABC D ABC D ABC D
8 选 1 Y D0 A2 A1 A0 D1 A2 A1 A0 D7 A2 A1 A0
D31 …D24
S4 D23 …D16
S3 D15 …D8
S2 D7 …D0
S1
10
10
10
10
1/2 74LS139
S A4 A3 10 011 101
A2 A1 A0 07
第三章 组合逻辑电路
四片 8 选 1(74151) 32 选 1 数据选择器 方法 1:真值表(使用 74LS139 双 2 线 - 4 线译码器)
m0 Zb-1

m1 m0

mi m1

D1 mi

m2n -1

Db-1
(3) 确定输入变量和地址码的对应关系 (4) 画连线图
方法一:公式法
Z
若令 A2 = A, A1= B, A0= C
Y
Z m1 D m2 1 m3 1 m4 1
74LS151
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 A2 A1 A0 S
m5 D m6 D m7 D m0 0
第三章 组合逻辑电路
3. 4 数据选择器和分配器
发送
并行传送
接收
0
0

1
1

1
1
传 输
0
0
方 式
0
在发送端串和行接传收送端不需要 0
1 数据 并-串 或 串-并 转换装置, 1
1 但每位数据各占一条传输线,当 1 0 传且送很数难据实位现数。增多时,成本较高,0
并-串转换:数据选择器
串-并转换:数据分配器
第三章 组合逻辑电路
3.6 只读存储器(ROM)
存储器
RAM:在工作时既能从中读出(取出)信息,又能 随时写入(存入)信息,但断电后所存信息消失。
分类 ROM:在工作时只能从中读出信息,不能写入信息,
且断电后其所存信息在仍能保持。
掩模 ROM
ROM分类 可编程 ROM(PROM — Programmable ROM)
第三章 组合逻辑电路
3.6.1 ROM 的结构和工作原理
一、ROM 的结构示意图
1. 基本结构
An-1 ~ A0 — n 位地址 Db-1 ~ D0 — b 位数据
数据输出
D0 D1
Db-1
……
D0 D1 …… Db-1
2n×b ROM
最高位 最低位
A0 A1 A0 A1
…… ……
An-1 An-1

脚 16 15 14 13 12 11 10 9




74LS151

图 12345678

Y D0 01234567 Y D1 01234567
MUX 使禁能止
……
D3 D2 D1 D0 Y Y S 地
D7
D0 A2 A1 A0 S
╳01 ╳01 ╳01 01
S — 选通控制端
当AS21A时0 —,地选址择端器被禁止 Y 0 Y 1
A1
A0
第三章 组合逻辑电路
二、集成数据分配器 用 3 线-8 线译码器可实现 1 路-8 路数据分配器
数据输出
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
74LS138
A0 A1 A2 STB STC STA
A0 A1 A2
地址码
S3 S2 S1
数据输入 (任选一路)
当 SD70D时0 —,数选据择输器入被端选中(使能)
YY、DY 0—A2数A1据A0输出D端1 A2 A1 A0 D7 A2 A1 A0
第三章 组合逻辑电路
2. 集成数据选择器的扩展 两片 8 选 1(74151)
DD80 DD175
Y
≥1
16 选 1数据选择器
Y2 0D8 D15 Y
ABCD
与门 A B
&
Y
Y AB D D
或门 A ≥1
B
Y
Y ABC C
连上且为硬连接,不能通过编程改变
编程连接,可以通过编程将其断开
断开
缓冲器
A
Y=A A
第三章 组合逻辑电路
Y=A Y=A A
Z=A
1
A
Y
同相输出
Y
1
1
A
YA
Z
反相输出
互补输出
第三章 组合逻辑电路
(2) 逻辑结构示意图
地址输入
第三章 组合逻辑电路
2. 内部结构示意图
地址译码器
A0

A1


W0 W1
字 Wi 线

An-1
W2n-1
存储单元
0单元 1单元
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