數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)點(diǎn)

1、數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)點(diǎn)第1章數(shù)字邏輯基礎(chǔ)1 .數(shù)字信號、模擬信號的定義2 .數(shù)字電路的分類3 .數(shù)制、編碼其及轉(zhuǎn)換要求：能熟練在10進(jìn)制、2進(jìn)制、8進(jìn)制、16進(jìn)制、8421BCD之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。舉例 1： 0 10= （ ）2= （ ）16=（）8421BCD解： （）10= 2= （ 16= 8421BCD4.基本邏輯運(yùn)算的特點(diǎn)與運(yùn)算：見零為零，全1為1;或運(yùn)算：見1為1,全零為零；與非運(yùn)算：見零為1,全1為零；或非運(yùn)算：見1為零，全零為1;異或運(yùn)算：相異為1,相同為零；同或運(yùn)算：相同為1,相異為零；非運(yùn)算：零變1 , 1變零；要求：熟練應(yīng)用上述邏輯運(yùn)算。5 .數(shù)字電路邏輯功能的幾種表示方法及

2、相互轉(zhuǎn)換。真值表（組合邏輯電路）或狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表（時(shí)序邏輯電路）：是由變量的所有可能取值組合及其對應(yīng)的函數(shù)值所構(gòu)成的表格。邏輯表達(dá)式：是由邏輯變量和與、或、非3種運(yùn)算符連接起來所構(gòu)成的式子?？ㄖZ圖：是由表示變量的所有可能取值組合的小方格所構(gòu)成的圖形。邏輯圖： 示邏輯運(yùn)算 符號所構(gòu)成 波形圖或 是由輸入變 有可能取值0111000口口11X10100X01100XX:u11XX是由表 的邏輯 的圖形。 時(shí)序圖： 量的所 組合的高、低電平及其對應(yīng)的輸出函數(shù)值的高、低電平所構(gòu)成的圖形。狀態(tài)圖（只有時(shí)序電路才有）：描述時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系及轉(zhuǎn)換條件的圖形稱為狀態(tài)圖。要求：掌握這五種（對組合邏輯電

3、路）或六種（對時(shí)序邏輯電路）方法之間的相互轉(zhuǎn)換6 .邏輯代數(shù)運(yùn)算的基本規(guī)則反演規(guī)則：對于任何一個(gè)邏輯表達(dá)式 Y,如果將表達(dá)式中的所有換成“ + ”，“ + " 換成",“0”換成“ 1”，“1”換成“ 0”，原變量換成反變量，反變量換成原變量,那么所得到的表達(dá)式就是函數(shù)Y的反函數(shù)Y (或稱補(bǔ)函數(shù))。這個(gè)規(guī)則稱為反演規(guī)則。對偶規(guī)則：對于任何一個(gè)邏輯表達(dá)式 Y,如果將表達(dá)式中的所有換成“ + ”，“ + " 換成",“0”換成“ 1”，“1”換成“ 0”，而變量保持不變，則可得到的一個(gè)新的函數(shù)表達(dá)式Y(jié) 丫/稱為函Y的對偶函數(shù)。這個(gè)規(guī)則稱為 對偶規(guī)則。要求：熟

4、練應(yīng)用反演規(guī)則和對偶規(guī)則求邏輯函數(shù)的反函數(shù)和對偶函數(shù)。舉例3:求下列邏輯函數(shù)的反函數(shù)和對偶函數(shù):Y ABCDE解：反函數(shù)：Y (A B)(C D E) 對偶函數(shù)：YD (A B)(C D E)7 .邏輯函數(shù)化簡(1)最小項(xiàng)的定義及應(yīng)用;(2)二、三、四變量的卡諾圖。要求：熟練掌握邏輯函數(shù)的兩種化簡方法。公式法化簡：邏輯函數(shù)的公式化簡法就是運(yùn)用邏輯代數(shù)的基本公式、定理和規(guī)則來化簡邏輯函數(shù)舉例解:4：用公式化簡邏輯函數(shù)：Y1 ABC ABCY1 ABC ABC BC (A A)BC BCBCBCBC B舉例5:用公式法化簡邏輯函數(shù)為最簡與或式:AC B AC B BC解:F ACB AC B BC

5、 ACB AC BBC AC(B B) BCAC BC A C BC A C舉例6:用公式法化簡邏輯函數(shù)為最簡與或式:解:F AB ABC A(B A) (ABABC)AB ABC A(B A)A(bA)= (AB ABC) (A B A) =(ABABC) (A AB)= (AB ABC) A=0圖形化簡：邏輯函數(shù)的圖形化簡法是將邏輯函數(shù)用卡諾圖來表示，利用卡諾圖來化簡邏輯函數(shù)。(主要適合于3個(gè)或4個(gè)變量的化簡舉例7:用卡諾圖化簡邏輯函數(shù):Y(A,B,C)m(0,2,3,7)d(4,6)解：畫出卡諾圖為舉例8：已知邏輯函數(shù)ZABABC ABC ,約束條件為BC0。用卡諾圖化簡。最簡邏輯表達(dá)式

6、為Z AB AB CBC 0第2章邏輯門電路（1）基本概念1）數(shù)字電路中晶體管作為 開關(guān)使用時(shí)，是指它的工作狀態(tài)處于 飽和狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)。2） TTL門電路典型高電平為 V 典型低電平為 V。3） OCH和OD'1具有線與功能。4）三態(tài)門電路的特點(diǎn)、邏輯功能和應(yīng)用。高阻態(tài)、高電平、低電平 。5）門電路參數(shù)： 噪聲容限Xh或VNl、扇出系數(shù)N、平均傳輸時(shí)間tpd。6） OCH （集電極開路門）的主要應(yīng)用。7）三態(tài)門的主要應(yīng)用。8）門電路多余輸入端的處理。要求：掌握八種邏輯門電路的邏輯功能；掌握OC門和OD門，三態(tài)門電路的邏輯功能；能根據(jù)輸入信號畫出各種邏輯門電路的輸出波形。舉例9:畫出下

7、列電路的輸出波形。解：由邏輯圖寫出表達(dá)式為：Y A BC A B C ,則輸出Y見上。舉例10： P91,作業(yè)、.第3章組合邏輯電路1 .常用組合邏輯部件的作用和特點(diǎn)2 .會(huì)用組合邏輯部件設(shè)計(jì)邏輯函數(shù)要求：掌握編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)值比較器、半加器、全加器的定義，功能和特點(diǎn)，以及 應(yīng)用。舉例11:能對兩個(gè)1位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行相加而求得和及進(jìn)位的邏輯電路稱為半加器。第4章觸發(fā)器1）觸發(fā)器的的概念和特點(diǎn)：觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本邏輯單元。其具有如下特點(diǎn)：它有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)：0狀態(tài)和1狀態(tài)；在不同的輸入情況下，它可以被 置成0狀態(tài)或1狀態(tài)，即兩個(gè)穩(wěn)態(tài)可以相互轉(zhuǎn)換當(dāng)輸入信號消失后，所置成的狀

8、態(tài)能夠保持不變。具有 記憶功能2）不同邏輯功能的觸發(fā)器的特性方程為：n 1nRS觸發(fā)器：Q S RQ ,約束條件為：RS= 0,具有置0、置1、保持功能。JK觸發(fā)器：Qn 1 JQ n KQn ,具有置0、置1、保持、翻轉(zhuǎn) 功能。D觸發(fā)器：Qn 1 D ,具有置0、置1功能。n 1-.-nnt觸發(fā)器：Q TQ TQ ，具有保持、翻轉(zhuǎn)功能。觸發(fā)器：Qn 1 Qn（計(jì)數(shù)工作狀態(tài)）,具有翻轉(zhuǎn)功能。要求：能根據(jù)觸發(fā)器（重點(diǎn)是JK-FF和D-FF）的特性方程熟練地畫出輸出波形。舉例12:已知J, K-FF電路和其輸入波形，試畫出X即cp nJLTLTLrL HaIIHu _J ! ¥iipi1

9、-iM_t1X ：!；：第5章時(shí)序邏輯電路1 .常用時(shí)序邏輯部件的作用和特點(diǎn)時(shí)序邏輯部件：計(jì)數(shù)器、寄存器。2 .同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法3 .用中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路要求：掌握編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)值比較器、半加器、全加器的定義，功能和特點(diǎn)，以及 應(yīng)用。第6章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器與可編程邏輯器件1 .半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類、基本結(jié)構(gòu)、工作原理；PAL、GALGAL勺分:會(huì)根據(jù)2 .半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的使用方法，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器擴(kuò)展存儲(chǔ)容量的方法，可編程邏輯器件PLD的分類、基本結(jié)構(gòu)、基本功能和使用方法，可編程邏輯器件的編程方法和在系統(tǒng)可編程技術(shù)。要求：掌握半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類、基本結(jié)構(gòu)、工作原理，掌

10、握可編程邏輯器件PLD PAL類、基本結(jié)構(gòu)、基本功能；掌握半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件的編程方法。第7章脈沖波形的產(chǎn)生與整形1）施密特觸發(fā)器 是一種能夠把 輸入波形整形成為適合于數(shù)字電路需要的矩形脈沖的電路。要求輸入波形畫輸出波形。特點(diǎn)：具有滯回特性，有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)，輸出僅由輸入決定，即在輸入信號達(dá)到對應(yīng)門限電壓時(shí)觸發(fā)翻 轉(zhuǎn)，沒有記憶功能。2）多諧振蕩器 是一種不需要輸入信號控制，就能自動(dòng)產(chǎn)生矩形脈沖的自激振蕩電路。特點(diǎn)：沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，且兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)能自動(dòng)轉(zhuǎn)換。3）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 在輸入負(fù)脈沖作用下，產(chǎn)生 定時(shí)、延時(shí)脈沖信號，或?qū)斎氩ㄐ?整形。特點(diǎn)：電路有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在外來觸發(fā)

11、脈沖作用下，電路由 穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)是一個(gè)不能長久保持的狀態(tài) ，經(jīng)過一段時(shí)間后，電路會(huì) 自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài) 要求：熟練掌握555定時(shí)器構(gòu)成的上述電路，并會(huì)求有關(guān)參數(shù)(脈寬、周期、頻率)和畫輸出波形。 舉例7:已知施密特電路具有逆時(shí)針的滯回特性，試畫出輸出波形。解：偎 E+=5Y,醺=2V)第8章A/D和D/A轉(zhuǎn)換器1) A/D和D/A轉(zhuǎn)換器概念：模數(shù)轉(zhuǎn)換器：能將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號 的電路稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADG由采樣、保持、量化、編碼四部分構(gòu)成。數(shù)模轉(zhuǎn)換器：能將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號 的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，簡稱D/A轉(zhuǎn)換器或DAC由基準(zhǔn)電 壓、變換網(wǎng)絡(luò)、電子開關(guān)、反向求

12、和構(gòu)成。ADC DAC是溝通模擬電路和數(shù)字電路的橋梁，也可稱之為兩者之間的接口。2) D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率分辨率用輸入二進(jìn)制數(shù)的有效位數(shù)表示。在分辨率為n位的D/A轉(zhuǎn)換器中，輸出電壓能區(qū)分2n個(gè)不同的輸入二進(jìn)制代碼狀態(tài)，能給出2n個(gè)不同等級的輸出模擬電壓。分辨率也可以用D/A轉(zhuǎn)換器的最小輸出電壓與最大輸出電壓的比值來表示。舉例8: 10位D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率為：1 110 0.0012101 10233) A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率 A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率 用輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)表示，位數(shù)越多，誤差越小，轉(zhuǎn)換 精度越高。舉例9:輸入模擬電壓的變化范圍為05V,輸出8位二進(jìn)制數(shù)可以分辨的最小模擬電壓為5V

13、x 28=20mV;而車出12位二進(jìn)制數(shù)可以分辨的最小模擬電壓為5Vx 212。典型題型總結(jié)及要求（一）分析題型1 .組合邏輯電路分析：分析思路：由邏輯圖寫出輸出邏輯表達(dá)式；將邏輯表達(dá)式化簡為最簡與或表達(dá)式；由最簡與或表達(dá)式列出真值表；分析真值表，說明電路邏輯功能。要求：熟練掌握由門電路和組合邏輯器件74LS138、74LS153、74LS151構(gòu)成的各種組合邏輯電路的分析。舉例11:分析如圖邏輯電路的邏輯功能。當(dāng)輸入A、B C中有2個(gè)或3個(gè)為1時(shí)，輸出Y為1,否則輸出Y為0。所以這個(gè)電路實(shí)際上是一種人表決用的組合邏輯電路 ：只要有2票或3票同意，表決就通過。2 .時(shí)序邏輯電路分析：分析思路：

14、由電路圖寫出時(shí)鐘方程、驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程； 將驅(qū)動(dòng)方程代入觸發(fā)器的特征方程，確定電路狀態(tài)方程；分析計(jì)算狀態(tài)方程，列出電路狀態(tài)表；由電路狀態(tài)表畫出狀態(tài)圖或時(shí)序圖；分析狀態(tài)圖或時(shí)序圖，說明電路邏輯功能。要求：熟練掌握同步時(shí)序電路，比如同步加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器、環(huán)形計(jì)數(shù)器、扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的分析。舉例12:如圖所示時(shí)序邏輯電路，試分析它的邏輯功能，驗(yàn)證是否能自啟動(dòng)，并畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí) 序圖。Ql時(shí)鐘方程為：CP0=CP1=CP激勵(lì)方程為：K01 K11將激勵(lì)方程代入 J-K-FF的特性方程可得狀態(tài)方程為Qn 1J0QonKq0QonQonQin1 J1Q1n KQin Q01Qin由狀態(tài)方程做出狀態(tài)

15、轉(zhuǎn)換表為：Q； QoQ;q； 10 0010 1101 0001 100則狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖為:可見電路具 有自啟動(dòng)特性，這是一個(gè) 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器（二）設(shè)計(jì)題型1 .組合邏輯電路設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)思路： 由電路功能描述列出真值表；由真值表寫出邏輯表達(dá)式或卡若圖；將表達(dá)式化簡為最簡與或表達(dá)式；實(shí)現(xiàn)邏輯變換，畫出邏輯電路圖。要求：熟練掌握用常用門電路和組合邏輯器件74LS138、74LS153、74LS151設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各種組合邏輯電路。舉例13:某汽車駕駛員培訓(xùn)班進(jìn)行結(jié)業(yè)考試，有三名評判員，其中A為主評判員，B和C為副評判員,在評判時(shí)按照服從多數(shù)原則通過，但主評判員認(rèn)為合格也通過，試用與非門實(shí)現(xiàn)該邏輯電路。（

16、或用74138、74151、74153 實(shí)現(xiàn)）解：由題意可作出真值表為：用卡諾圖化簡為A B CY0 0 000 0 100 1 000 1 111 0 011 0 111 1 011 1 11則輸出邏輯表達(dá)式為Y A BCABC用與非門實(shí)現(xiàn)邏輯電路圖為:2 .時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)思路：由設(shè)計(jì)要求畫出原始狀態(tài)圖或時(shí)序圖；簡化狀態(tài)圖，并分配狀態(tài)；選擇觸發(fā)器類型，求時(shí)鐘方程、輸出方程、驅(qū)動(dòng)方程；畫出邏輯電路圖；檢查電路能否自啟動(dòng)。要求：熟練掌握同步時(shí)序電路，比如同步加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。舉例14:設(shè)計(jì)一個(gè)按自然態(tài)序變化的 7進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器， 計(jì)數(shù)規(guī)則為逢七進(jìn)1,產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位輸出。

17、 解：建立原始狀態(tài)圖：/r /o /o 2OOO-OO1-O1O-O11A，用110-101-100/() /()3位二進(jìn)制代碼，選用 3個(gè)CP下降沿簡化狀態(tài)圖，并分配狀態(tài)：已經(jīng)是最簡，已是二進(jìn)制狀態(tài)；選擇觸發(fā)器類型，求時(shí)鐘方程、輸出方程、驅(qū)動(dòng)方程：因需用 觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用 FF0、FF1、FF2表示。由于要求采用同步方案，故時(shí)鐘方程為: 輸出方程：CP0 CR CP2 CP00 01 li 10丫 = 0201Y的卡諾圖110100X0(a)?！钡目ㄖZ圖狀態(tài)方程:-0工0-1 0=00 + 1。：6“ =。；0. + mrl一JL -U - 1 /，= Q您h_Qn+ =JQn KQ

18、n比較,一驅(qū)動(dòng)方程;J。= Q；Q； ' & o = 1，=修、& =醞/ =q;q1 號=4檢查電路能否自啟動(dòng)：將無效狀態(tài)iii代入狀態(tài)方程計(jì)算：可見iii的次態(tài)為有效狀態(tài)000,電路能夠自啟動(dòng)。Q0 1Q；QinQ0n彳Q；0Qin 1Q0nQin QnQnQ1n0Qn 1QinQnQ2n QinQ203 .集成計(jì)數(shù)器和寄存器的應(yīng)用：構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器，構(gòu)成環(huán)形計(jì)數(shù)器和扭環(huán)形計(jì)數(shù)器。要求：熟練掌握74LS160、74LS161、74LS162、74LS163四種集成計(jì)數(shù)器應(yīng)用，比如分析或設(shè)計(jì)N進(jìn)制計(jì)數(shù)器；熟練掌握 74LS194應(yīng)用，比如分析或設(shè)計(jì)環(huán)形計(jì)數(shù)器和扭環(huán)形計(jì)

19、數(shù)器。1 .用同步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成N進(jìn)置計(jì)數(shù)器(1)寫出狀態(tài)Sn-1的二進(jìn)制代碼。(2)求歸零邏輯，即求同步清零端或置數(shù)控制端信號的邏輯表達(dá)式。(3)畫連線圖。2 .用異步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成N進(jìn)置計(jì)數(shù)器(1)寫出狀態(tài)Sn的二進(jìn)制代碼。(2)求歸零邏輯，即求異步清零端或置數(shù)控制端信號的邏輯表達(dá)式。(3)畫連線圖。舉例15:用74LS161來構(gòu)成一個(gè)十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：(i)用異步清零端CR歸零：SNF S12= 1100則電路為:CR Q3Q2注：這里DoD3可隨意處理。(a)用異步清零端C樂歸零(2)用同步置數(shù)端LD歸零:S|N= S11 = 1011LDQ3Q'QO則電路為

20、：注：這里D05必須都接0。Qo Q Q。3Z)o D1)之(b)用同步管數(shù)端歷歸零舉例16:用74LS160來構(gòu)成一個(gè)48進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器。解：因74LS160為同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，要構(gòu)成48進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器須用二片74LS160來實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)采用異步清零實(shí)現(xiàn)：S 48=01001000,取高位片的 Q和低位片的 Q作歸零反饋信號。即清零端 CR歸零信號為：CR Qc高Qd低，則電路連線圖為:Net（三）計(jì)算和畫圖題型：要求：會(huì)分析電路工作原理，說明電路功能；會(huì)根據(jù)題意計(jì)算電路參數(shù)，或正確畫出電路波形。舉例17:如圖電路，完成下列問題：1）說明這是什么電路2）求電路的輸出信號頻率 f3）畫出V

21、c及Vo的波形。vcc ROT蛤 QB at皿 ENTLOW戶DN NE R K F E L L N N ccdzBCDEGAvccRCO帖 QB555+ Va20 k Ohm 20 k OhmVoGND VCCTRI DISRiR2VcOUT THHRES CON20 uF解：1）這是一個(gè)由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。2）其振蕩周期為T 0.7(R 2R2)C 0.7(20 40) 103 20 10 6 0.84 s .11，則其頻率為f - 1.2HzT 0.843) Vc及VO的波形的波形為： 三、基本概念練習(xí) 一、判斷題1 . CMOS1電路為雙極型電路，而 TTL門電路則為單極型電路。()2 .能夠?qū)崿F(xiàn)“線與”功能的門電路是OC門或OD門。()3 .施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)是只有一個(gè)穩(wěn)態(tài)，需在外加信號作用下才能由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。()4 .在時(shí)鐘脈沖的控制下， 根據(jù)輸入信號T不同情況，凡是具有保持和翻轉(zhuǎn)功能的電