數(shù)字電路復(fù)習(xí)總結(jié)

數(shù)字電路復(fù)習(xí)課,邏輯符號(hào)對(duì)照,第一章 小 結(jié),一、數(shù)制和碼制,1. 數(shù)制：計(jì)數(shù)方法或計(jì)數(shù)體制,各種數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換，特別是十進(jìn)制二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，要求熟練掌握。,2. 碼制：常用的 BCD 碼有 8421 碼、2421 碼、5421 碼、余 3 碼等，其中以 8421 碼使用最廣泛。,第二章 小結(jié) 一、常用邏輯關(guān)系及運(yùn)算,1. 三種基本邏輯運(yùn)算：,與 、或、非,2. 復(fù)合邏輯運(yùn)算：,與非 、或非、與或非、異或、同或,二、邏輯代數(shù)的公式和定理 、規(guī)則,真值表 函數(shù)式 邏輯符號(hào),1. 代入規(guī)則,2. 反演規(guī)則,3. 對(duì)偶規(guī)則,三、邏輯函數(shù)常用的表示方法：,真值表、卡諾圖、函數(shù)式、邏輯圖和波形圖。,它們各有特點(diǎn)，但本質(zhì)相同，可以相互轉(zhuǎn)換。尤其是由真值表 邏輯圖 和 邏輯圖 真值表， 在邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到，必須熟練掌握。,四、邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法,化簡(jiǎn)的方法主要有公式化簡(jiǎn)法和圖形化簡(jiǎn)法兩種。,1. 公式化簡(jiǎn)法：,可化簡(jiǎn)任何復(fù)雜的邏輯函數(shù)，但要求能熟 練和靈活運(yùn)用邏輯代數(shù)的各種公式和定理，并要求具有一定的運(yùn)算技巧和經(jīng)驗(yàn)。,2. 圖形化簡(jiǎn)法：,簡(jiǎn)單、直觀，不易出錯(cuò)，有一定的步驟和 方法可循。但是，當(dāng)函數(shù)的變量個(gè)數(shù)多于 六個(gè)時(shí)，就失去了優(yōu)點(diǎn)，沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。,約束項(xiàng)： （無(wú)關(guān)項(xiàng)）,可以取 0，也可以取 1，它的取值對(duì)邏輯函 數(shù)值沒(méi)有影響，應(yīng)充分利用這一特點(diǎn)化簡(jiǎn) 邏輯函數(shù)，以得到更為滿意的化簡(jiǎn)結(jié)果。,第四章 小結(jié),一、組合邏輯電路的特點(diǎn),組合邏輯電路是由各種門電路組成的沒(méi)有記憶功 能的電路。它的特點(diǎn)是任一時(shí)刻的輸出信號(hào)只取決于 該時(shí)刻的輸入信號(hào)，而與電路原來(lái)所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)。,邏輯圖,邏輯表達(dá)式,化簡(jiǎn),真值表,說(shuō)明功能,二、組合邏輯電路的分析方法,三、組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法,邏輯抽象,列真值表,寫表達(dá)式 化簡(jiǎn)或變換,畫邏輯圖,四、常用中規(guī)模集成組合邏輯電路,1. 加法器：,實(shí)現(xiàn)兩組多位二進(jìn)制數(shù)相加的電路。 根據(jù)進(jìn)位方式不同，可分為串行進(jìn)位加法 器和超前進(jìn)位加法器。,2. 編碼器：,將輸入的電平信號(hào)編成二進(jìn)制代碼的電路。 主要包括二進(jìn)制編碼器、二 十進(jìn)制編碼 器和優(yōu)先編碼器等。,3. 譯碼器：,將輸入的二進(jìn)制代碼譯成相應(yīng)的電平信號(hào)。 主要包括二進(jìn)制譯碼器、二 十進(jìn)制譯碼 器和顯示譯碼器等。,集成芯片：,74LS148、 8 線 3 線優(yōu)先編碼器,集成芯片：,74LS138（TTL） 3線 8線譯碼器（二進(jìn)制譯碼器）,4. 數(shù)據(jù)選擇器：,在地址碼的控制下，在同一時(shí)間內(nèi)從 多路輸入信號(hào)中選擇相應(yīng)的一路信號(hào) 輸出的電路。常用于數(shù)據(jù)傳輸中的并- 串轉(zhuǎn)換。,集成芯片：,74LS151 74153,5. 數(shù)據(jù)分配器：,在地址碼的控制下，將一路輸入信號(hào) 傳送到多個(gè)輸出端的任何一個(gè)輸出端 的電路。常用于數(shù)據(jù)傳輸中的串-并轉(zhuǎn) 換。,集成芯片：,無(wú)專用芯片，可用二進(jìn)制集成譯碼器實(shí)現(xiàn)。,（TTL） 8 選 1 數(shù)據(jù)選擇器,（TTL） 4 選 1 數(shù)據(jù)選擇器,6. 數(shù)值比較器：,數(shù)據(jù)選擇器：,譯碼器:,7.用中規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù),第四章 小 結(jié),一、觸發(fā)器和門電路一樣，也是組成數(shù)字電路的基本邏輯單元。它有兩個(gè)基本特性：,1. 有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)（0 狀態(tài)和 1 狀態(tài)）。,2. 在外信號(hào)作用下，兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換；沒(méi)有外信號(hào)作用時(shí)，保持原狀態(tài)不變。,因此，觸發(fā)器具有記憶功能，常用來(lái)保存二進(jìn)制信息。,二、觸發(fā)器的邏輯功能,指觸發(fā)器輸出的次態(tài) Qn+1 與輸出的現(xiàn)態(tài) Qn 及輸入 信號(hào)之間的邏輯關(guān)系。觸發(fā)器邏輯功能的描述方法主要 有特性表、卡諾圖、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波形圖 （時(shí)序圖）。,根據(jù)邏輯功能不同，時(shí)鐘觸發(fā)器可分為,（1）RS 觸發(fā)器,（約束條件）,（3）D 觸發(fā)器,（4）T 觸發(fā)器,（5）T 觸發(fā)器,利用特性方程可實(shí)現(xiàn)不同功能觸發(fā)器間邏輯功能的相互轉(zhuǎn)換。,（2）JK 觸發(fā)器,第五章 小 結(jié),一、時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn),數(shù)字 電路,邏輯 功能,組合邏輯電路,時(shí)序邏輯電路,（基本構(gòu)成單元 門電路）,（基本構(gòu)成單元 觸發(fā)器）,任何時(shí)刻電路的輸出，不僅和該時(shí)刻的輸入 信號(hào)有關(guān)，而且還取決于電路原來(lái)的狀態(tài)。,1. 邏輯功能：,2. 電路組成：,與時(shí)間因素( CP )有關(guān)；,含有記憶性的元件( 觸發(fā)器 )。,二、時(shí)序電路邏輯功能的表示方法,邏輯圖、邏輯表達(dá)式、狀態(tài)表、卡諾圖、 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（簡(jiǎn)稱狀態(tài)圖）和時(shí)序圖,三、時(shí)序電路的基本分析方法,實(shí)質(zhì)：,邏輯圖,狀態(tài)圖,關(guān)鍵：,求出狀態(tài)方程，列出狀態(tài)表，根據(jù)狀態(tài)表畫 出狀態(tài)圖和時(shí)序圖，由此可分析出時(shí)序邏輯 電路的功能。,四、時(shí)序電路的基本設(shè)計(jì)方法,實(shí)質(zhì)：,狀態(tài)圖,邏輯圖,關(guān)鍵：,根據(jù)設(shè)計(jì)要求求出最簡(jiǎn)狀態(tài)表（圖），再通過(guò)卡諾圖求出狀態(tài)方程和驅(qū)動(dòng)方程，由此畫出邏輯圖。,五、寄存器和移位寄存器,寄存器 存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)或者代碼。,移位寄存器 不但可存放數(shù)碼，還能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行移 位操作。,移位寄存器有單向移位寄存器和雙向移位寄存器。,集成移位寄存器使用方便、功能全、輸入輸出方式 靈活。,六、計(jì)數(shù)器,1. 按計(jì)數(shù)進(jìn)制分：,二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器,2. 按計(jì)數(shù)增減分：,加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆（加/減）計(jì)數(shù)器,3. 按觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否同步分：,同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器,記錄輸入脈沖 CP 個(gè)數(shù)的電路，是極具典型性和代表性的時(shí)序邏輯電路。,七、中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器,功能完善、使用方便靈活，能很方便地構(gòu)成 N 進(jìn)制（任意）計(jì)數(shù)器。主要方法有兩種：,1. 用同步置 0 端或置數(shù)端清零獲得 N 進(jìn)制計(jì)數(shù)器,根據(jù) N - 1 對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼寫反饋清零函數(shù)。,2. 用異步置 0 端或置數(shù)端清零獲得 N 進(jìn)制計(jì)數(shù)器,根據(jù) N 對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼寫反饋清零函數(shù)。,當(dāng)需要擴(kuò)大計(jì)數(shù)器的容量時(shí)，可將多片集成計(jì)數(shù)器進(jìn)行級(jí)聯(lián)。如,兩片16 進(jìn)制集成計(jì)數(shù)器,16 16 進(jìn)制計(jì)數(shù)器,兩片10 進(jìn)制集成計(jì)數(shù)器,10 10 進(jìn)制計(jì)數(shù)器,555定時(shí)器的工作,第8章 脈沖電路(重點(diǎn)),555定時(shí)器的引腳,一、多諧振蕩器,是一種自激振蕩電路，不需要外加輸入信號(hào)，就可以自動(dòng)地產(chǎn)生矩形脈沖。,多諧振蕩器沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)， 只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)間的相 互轉(zhuǎn)換完全靠電路本身電容的充 電和放電自動(dòng)完成。,改變 R、C 定時(shí)元件數(shù)值的 大小，可調(diào)節(jié)振蕩頻率。,在振蕩頻率穩(wěn)定度要求很高的情況下，可采用石英晶體振蕩器。,構(gòu)成：,由555構(gòu)成的多諧振蕩器,二、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,可將輸入的觸發(fā)脈沖變換為寬度和幅度都符合要求的矩形脈沖，還常用于脈沖的定時(shí)、整形、展寬（延時(shí)）等。,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個(gè)穩(wěn)定 狀態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。其輸出脈 沖的寬度只取決于電路本身 R、 C 定時(shí)元件的數(shù)值，與輸入信 號(hào)無(wú)關(guān)。輸入信號(hào)只起到觸發(fā) 電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)的作用。,改變 R、C 定時(shí)元件的數(shù) 值可調(diào)節(jié)輸出脈沖的寬度。,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可由 555 定時(shí)器構(gòu)成，也可用集成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。,第11章 小 結(jié),一、D/A 轉(zhuǎn)換器,1. 功能：,將輸入的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成與之成正比的模擬電量。,2. 種類：,權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、R - 2R 倒 T 形電阻網(wǎng)絡(luò) D/A 轉(zhuǎn)換器。,實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換有多種方式，常用的是電阻網(wǎng)絡(luò) D/A 轉(zhuǎn)換器，包括,其中以 R - 2R 倒 T 形電阻網(wǎng)絡(luò) D/A 轉(zhuǎn)換器為重點(diǎn)作了詳 細(xì)介紹，它的特點(diǎn)是速度快、性能好，適合于集成工藝制造， 因而被廣泛采用。,3. 分辨率和轉(zhuǎn)換精度：,與 D/A 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)有關(guān)，位數(shù)越多，分辨率和精度越高。,二、A/D 轉(zhuǎn)換器,1. 功 能：,將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成與之成正比的二進(jìn)制數(shù)。,2. 轉(zhuǎn)換過(guò)程：,采樣、保持、量化、編碼。,采樣 保持電路,A / D 轉(zhuǎn)換器,采樣 - 保持電路：,對(duì)輸入模擬信號(hào)抽取樣值，并展寬（保持）。,采樣時(shí)必須滿足采樣定理，即 fs 2 fImax 。,量化 對(duì)樣值脈沖進(jìn)行分級(jí)。,編碼 將分級(jí)后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼。,A / D 轉(zhuǎn)換器：,二、A/D 轉(zhuǎn)換器,3. 種類：,直接轉(zhuǎn)換型和間接轉(zhuǎn)換型。,直接轉(zhuǎn)換型 并聯(lián)比較型（速度快、精度低） 逐次漸近型（速度較快、精度較高）,間接