數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(四版)課件

1、教材閻石：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版） 第一章：邏輯代數(shù)基礎(chǔ)第一章：邏輯代數(shù)基礎(chǔ)1.1概述1.2邏輯代數(shù)中的三種基本 運(yùn)算1.3邏輯代數(shù)的基本公式和 常用公式1.4邏輯代數(shù)的基本定理1.5邏輯函數(shù)及其表示方式1.6邏輯函數(shù)的公式化簡法1.7邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡 法1.8具有無關(guān)項邏函及其化簡1.1 概概 述述1.1.1 1.1.1 數(shù)字量和模擬量數(shù)字量和模擬量模擬量：模擬量：隨時間是連續(xù)變化的物理量。隨時間是連續(xù)變化的物理量。特點(diǎn)：具有連續(xù)性。特點(diǎn)：具有連續(xù)性。表示模擬量的信號叫做模擬信號。表示模擬量的信號叫做模擬信號。工作在模擬信號下的電子電路稱為模擬電路。工作在模擬信號下的電子電路稱為模擬電

2、路。數(shù)字量：數(shù)字量：時間、幅值上不連續(xù)的物理量。時間、幅值上不連續(xù)的物理量。特點(diǎn)：具有離散。特點(diǎn)：具有離散。表示數(shù)字量的信號叫做數(shù)字信號。表示數(shù)字量的信號叫做數(shù)字信號。工作在數(shù)字信號下的電子電路稱為數(shù)字電路。工作在數(shù)字信號下的電子電路稱為數(shù)字電路。1.1.2 數(shù)制和碼制數(shù)制和碼制noiiimmnnnnDaaaaaaD101010101010110011一、數(shù)制一、數(shù)制通式：通式：1、十進(jìn)制、十進(jìn)制(Decimal)有十個數(shù)碼：有十個數(shù)碼：0 0、1 1、99；逢十進(jìn)一（基數(shù)為十）；逢十進(jìn)一（基數(shù)為十）；可展開為以可展開為以1010為底的多項式。為底的多項式。如：（如：（48.63）210110

3、31061081042、二進(jìn)制（、二進(jìn)制（Binary)有兩個數(shù)碼：有兩個數(shù)碼：0 0、1 1；逢二一（基數(shù)為逢二一（基數(shù)為2 2）；）；可展為以可展為以2 2為底的多項式。為底的多項式。如：如：DDB)375. 5()2120212021 ()01.101(21012式中：式中：同理：用同樣方法可分析十六進(jìn)制數(shù)，此處不再說明。同理：用同樣方法可分析十六進(jìn)制數(shù)，此處不再說明。i2稱為位權(quán)。稱為位權(quán)。十進(jìn)制二進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制00000810001000191001200101010103001111101140100121100501011311016011014111070111151111下

4、面說明十進(jìn)制與二進(jìn)制間的對應(yīng)關(guān)系：二、數(shù)制轉(zhuǎn)換二、數(shù)制轉(zhuǎn)換1、二十、二十方法：按位權(quán)展開再求和即可。方法：按位權(quán)展開再求和即可。2、十二、十二整數(shù)部分：除整數(shù)部分：除2取余法取余法199 18 14 8 11 2 02 4 010011演算演算示例示例（19）D（）B小數(shù)部分：乘小數(shù)部分：乘2取整法取整法例：（例：（0.625）D（）（）B0.625 21.2500.501.00.1013、二十六、二十六方法：從小數(shù)點(diǎn)開始左右四位一組，然后按二、十進(jìn)制的對應(yīng)方法：從小數(shù)點(diǎn)開始左右四位一組，然后按二、十進(jìn)制的對應(yīng)關(guān)系直接寫出即可。關(guān)系直接寫出即可。如：（如：（110110010.11011）B=

5、（1B2.D8）H二、碼制二、碼制內(nèi)容見下表例如，一位十進(jìn)制數(shù)例如，一位十進(jìn)制數(shù)09十個數(shù)十個數(shù) 碼，用四位二進(jìn)制數(shù)表碼，用四位二進(jìn)制數(shù)表示時，其代碼稱為二示時，其代碼稱為二 十進(jìn)制代碼，簡稱十進(jìn)制代碼，簡稱 BCD代碼。代碼。用不同的數(shù)碼表示不同事物的方法，就稱為編碼。用不同的數(shù)碼表示不同事物的方法，就稱為編碼。為便于記憶和處理，在編碼時必須遵循一定的規(guī)則，為便于記憶和處理，在編碼時必須遵循一定的規(guī)則，這些規(guī)則就稱為碼制。這些規(guī)則就稱為碼制。BCD代碼有多種不同的碼制：代碼有多種不同的碼制：8421BCD 碼、碼、2421BCD碼、碼、 余余3碼等，碼等，十進(jìn)制編碼編碼種類種類0123456

6、789權(quán)權(quán)8421碼碼0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 18 4 2 1余余3碼碼0 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 02421碼碼（A）0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 1 1 01 1 1 12 4 2 1余余 3 循環(huán)碼循環(huán)碼0 0 1 00 1 1 00 1 1 10 1 0 10 1 0 01 1 0

7、 01 1 0 11 1 1 11 1 1 01 0 1 02421碼碼（B）0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 12 4 2 15211碼碼0 0 0 00 0 0 10 1 0 00 1 0 10 1 1 11 0 0 01 0 0 11 1 0 01 1 0 11 1 1 15 2 1 11.2 邏輯代數(shù)中的三種基本運(yùn)算邏輯代數(shù)中的三種基本運(yùn)算邏輯代數(shù)邏輯代數(shù)(布爾代數(shù)布爾代數(shù))用來解決數(shù)字邏輯電路的分析與設(shè)計問題。用來解決數(shù)字邏輯電路的分析與設(shè)計問題。參與邏輯運(yùn)算的變量叫邏輯變量，用字

8、母參與邏輯運(yùn)算的變量叫邏輯變量，用字母A，B表示。表示。每個變量的取值非每個變量的取值非0 即即1。邏輯變量的運(yùn)算結(jié)果用邏輯函數(shù)。邏輯變量的運(yùn)算結(jié)果用邏輯函數(shù)來表示，其取值也為來表示，其取值也為0和和1。0 、1的含義的含義在邏輯代數(shù)及邏輯電路中，在邏輯代數(shù)及邏輯電路中，0和和1已不再具有值的概念。僅已不再具有值的概念。僅是借來表示事物的兩種狀態(tài)或電路的兩種邏輯狀態(tài)而已。是借來表示事物的兩種狀態(tài)或電路的兩種邏輯狀態(tài)而已。如：如：真真1合合1高高1取值；開關(guān)；電平。取值；開關(guān)；電平。假假0分分0低低02、與邏輯真值表、與邏輯真值表3、與邏輯函數(shù)式、與邏輯函數(shù)式4、與邏輯符號、與邏輯符號5、與邏輯

9、運(yùn)算、與邏輯運(yùn)算&ABY0 0 = 0 0 1 = 0 1 0 = 0 1 1 = 1Y = A BA BY0 00 11 01 10001一、與邏輯運(yùn)算一、與邏輯運(yùn)算1、與邏輯定義、與邏輯定義某一事件能否發(fā)生，有若干個條件。當(dāng)所有條件都滿足時，某一事件能否發(fā)生，有若干個條件。當(dāng)所有條件都滿足時，事件才能發(fā)生。只要一個或一個以上的條件不滿足，事件就不事件才能發(fā)生。只要一個或一個以上的條件不滿足，事件就不發(fā)生，這種決定事件的因果關(guān)系發(fā)生，這種決定事件的因果關(guān)系“與邏輯關(guān)系與邏輯關(guān)系”。二、二、 或邏輯運(yùn)算或邏輯運(yùn)算A B0 11 01 1 Y0 1 112、或邏輯真值表、或邏輯真值表3

10、、 或邏輯函數(shù)式或邏輯函數(shù)式4 、 或邏輯符號或邏輯符號Y=A+B0+0=0； 0+1=1； 1+0=1； 1+1=15、或邏輯運(yùn)算、或邏輯運(yùn)算11ABY1 1、或邏輯或邏輯定義定義0 0某一事件能否發(fā)生，有若干個條件。某一事件能否發(fā)生，有若干個條件。只要一個或一個以上只要一個或一個以上的條件滿足，事件就能發(fā)生的條件滿足，事件就能發(fā)生；只有當(dāng)所有條件都不滿足時，事；只有當(dāng)所有條件都不滿足時，事件就不發(fā)生，這種決定事件的因果關(guān)系件就不發(fā)生，這種決定事件的因果關(guān)系“或邏輯關(guān)系或邏輯關(guān)系”。三、三、 非運(yùn)算非運(yùn)算 條件具備時，事件不能發(fā)生；條件不具備時事件一定條件具備時，事件不能發(fā)生；條件不具備時事

11、件一定發(fā)生。這種決定事件的因果關(guān)系稱為發(fā)生。這種決定事件的因果關(guān)系稱為“非邏輯關(guān)系非邏輯關(guān)系”。 5 、 非邏輯運(yùn)算非邏輯運(yùn)算4、 非邏輯符號非邏輯符號3 、非邏輯函數(shù)式、非邏輯函數(shù)式2、非邏輯真值表、非邏輯真值表AY0110Y = A1AY0 = 11 1 、非、非邏輯邏輯定義定義 1 = 0四、四、 幾種最常見的復(fù)合邏輯運(yùn)算幾種最常見的復(fù)合邏輯運(yùn)算1 、 與非與非Y = A B&ABYAB0 0 0 11 01 1 Y1 1102 、 或非或非11ABYAB0 0 0 11 01 1 Y1 000Y = A + B3 、 同或同或AB0 0 0 11 01 1 Y1 001Y= A

12、B+A B =ABABY4 、 異或異或AB0 0 0 11 01 1 Y0 110ABY1Y= AB+AB =A B1.3 邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式序號序號公式公式序號序號公式公式910A=021A=AA=A3AA=AA=A45AB=BB=BA A6A(B(BC)=(AC)=(AB)B)C C7A(B+C)=A(B+C)=AB+AB+AC C8AA=0A=0AB=A+BB=A+BA=A100 = 1111213141516171819A+AB=A+BB=A+B1= 01+A=10+A=AA+A=AA+B=B+AA+(B+C)=(A+B)+CA+BC=(A+B)

13、C=(A+B)(A+C)(A+C)A+A=1A+B = A+B = AB B1112131415161718試證明： A+AB=A1) 列真值表證明列真值表證明2) 利用基本公式證明利用基本公式證明 1、A+AB = A+B的推廣A+ABC = A+BCAB+ABC = AB+CA+AB = A+ BAB+ABC = AB+C2、AB = A+B的推廣ABC = A+B+C同理：A+B+C = A B C二、推廣舉例二、推廣舉例A BA+AB0+00=00+01=0 1+10=11+11=1A0011 A+AB=A(1+B)=A1=A 常用公式的證明與推廣常用公式的證明與推廣一、證明舉例一、證

14、明舉例0 00 11 01 13、冗余律ABACBCABAC1.4、邏輯代數(shù)的基本定理、邏輯代數(shù)的基本定理1.4.1代入定理代入定理在邏輯代數(shù)中，如將等式兩邊相同變量都代之以另在邏輯代數(shù)中，如將等式兩邊相同變量都代之以另一邏函，則等式依然成立。一邏函，則等式依然成立。如：如：AABAB故：故：AC+D+AC+DBAC+D+B1.4.2反演定理反演定理將邏函中的將邏函中的“+”變變“”，“”變變“+”；“0”變變“1”，“1”變變“0”；原變量變反變量，反變量變原變量，所得新式即；原變量變反變量，反變量變原變量，所得新式即為原函數(shù)的反函數(shù)。為原函數(shù)的反函數(shù)。將邏函中的將邏函中的“+”變變“”，“

15、”變變“+”；“0”變變“1”，“1”變變“0”；變量不變，所得新式即為原函數(shù)的對偶式。；變量不變，所得新式即為原函數(shù)的對偶式。如：如：Y（A+BCD）E，則，則YA（B+C+D）+EA（B+CD）+E1.4.3對偶定理對偶定理如：如：YA（B+C），則），則YA+BC如：如：Y（A+BCD）E，則，則YA（B+C+D）+EA（B+CD）+E1.5 邏輯功能的描述方法邏輯功能的描述方法1.5.21.5.2真值表真值表1.5.11.5.1 邏輯函數(shù)表達(dá)式邏輯函數(shù)表達(dá)式Y(jié)ABC+ABC+ABCABCY00000101001110010111011100000111上述邏函的真值表如右表所示。上述邏

16、函的真值表如右表所示。邏函是以表達(dá)式的形式反應(yīng)邏邏函是以表達(dá)式的形式反應(yīng)邏輯功能。輯功能。真值表是以表格的形式反應(yīng)真值表是以表格的形式反應(yīng)邏輯功能。邏輯功能。1.5.3邏輯圖邏輯圖以邏輯符號的形式反應(yīng)邏輯功能。與上述邏函對應(yīng)的以邏輯符號的形式反應(yīng)邏輯功能。與上述邏函對應(yīng)的邏輯電路如下邏輯電路如下邏輯功能還有其邏輯功能還有其它描述方法。它描述方法。&1111ABCY1.5.4各種邏輯功能描述方法間的轉(zhuǎn)換關(guān)系各種邏輯功能描述方法間的轉(zhuǎn)換關(guān)系邏函邏函真值真值表表邏輯邏輯圖圖例：例：已知邏輯圖，求其真值表。已知邏輯圖，求其真值表。解：解：先由邏輯圖寫出邏函表達(dá)式，再將邏函表達(dá)式化先由邏輯圖寫出

17、邏函表達(dá)式，再將邏函表達(dá)式化為與或式并以此列出真值表。為與或式并以此列出真值表。YAABBAB AAB+BABA（A+B）+B（A+B）AB+ABABY0001101100111.6邏函的公式化簡法邏函的公式化簡法1.6.1化簡的意義化簡的意義先看一例：先看一例：&ABY11&11BACY與或表達(dá)式與或表達(dá)式與或非表達(dá)式與或非表達(dá)式與非與非表達(dá)式與非與非表達(dá)式或非或非表達(dá)式或非或非表達(dá)式或與表達(dá)式或與表達(dá)式=ABAC=(A+B)(A+C)=AB+ACY=AB+AC=AB+AC=A+B+A+C可見，同一邏函可可見，同一邏函可以有多種表達(dá)方式，以有多種表達(dá)方式，對應(yīng)有不同的實現(xiàn)電對

18、應(yīng)有不同的實現(xiàn)電路。路。那么哪種實現(xiàn)電那么哪種實現(xiàn)電路的方案最簡單呢？路的方案最簡單呢？因此，化簡就成為最因此，化簡就成為最重要、最有實際意義重要、最有實際意義的問題了。的問題了。1.6.2 化簡的原則化簡的原則1、表達(dá)式中乘積項最少（所用的門最少）；、表達(dá)式中乘積項最少（所用的門最少）；2、乘積項中的因子最少（門的輸入端數(shù)最少）；、乘積項中的因子最少（門的輸入端數(shù)最少）；3、化為要求的表達(dá)形式（便于用不同的門來實現(xiàn)）。、化為要求的表達(dá)形式（便于用不同的門來實現(xiàn)）。1.7邏函的卡諾圖化簡法邏函的卡諾圖化簡法0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1A B

19、CA B CA B CA B CA B CA B CA B CA B C編號m0m1m2m3m4m5m6m7A B C最小項0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1A B CA B CA B CA B CA B CA B CA B CA B C編號m0m1m2m3m4m5m6m7A B C最小項) 7 , 6 , 5 , 3 ()()()(6735mmmmmCABABCBCACBACCABBCACBAABCBABAABCBAABABCBAABYABCY000001010011100101110111CBACBACBADCBADCBADACDABCDCBA

20、CBCABCBADCABDCABDCBADCBAmmmm131254DBmmmm10820Dmmmmmmmm141210864201.8約束邏函的化簡法約束邏函的化簡法0)15,14,13,12,11,10(mDCBADBCADCBADCBADCBAYDCDCYDCBDCADCAY第二章：門電路第二章：門電路2.1概述概述2.2二、三極管的開關(guān)特性二、三極管的開關(guān)特性2.3最簡單的與、或、非門電路最簡單的與、或、非門電路2.4TTL門電路門電路2.5CMOS門電路門電路2.2二、三極管的開關(guān)特性二、三極管的開關(guān)特性2.1概述概述 用以實現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路統(tǒng)稱用以實現(xiàn)基本邏輯

21、運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路統(tǒng)稱 為為 門電路門電路一、門電路一、門電路二、正、負(fù)邏輯二、正、負(fù)邏輯2.3最簡單的與、或、非門電路最簡單的與、或、非門電路A BY0V 0V0V 3V3V 0V3V 3V0.7V0.7V0.7V3.7VA BY0 00 11 01 100015VRABYD2D10V3V0.7V3.7VA BY0 00 11 01 10111AY01102.4TTL門電路門電路1111111111&1111&1&IHOHOHCCLnImIVVR(max)ILLMOLCCLImIVVR(min)11&2.5 其它類型的雙極型其它類型的雙極型數(shù)字?jǐn)?shù)字集

22、成電路集成電路2.4.5 改進(jìn)型改進(jìn)型TTL電路電路2.6CMOS門電路門電路2.6.1CMOS反相器反相器2.6.2CMOS反相器的輸入、輸出特性反相器的輸入、輸出特性A 0101B 0011Y 11102.6.3CMOS與非門與非門2.6.4CMOS傳輸門和雙向開關(guān)傳輸門和雙向開關(guān)第三章：組合邏輯電路第三章：組合邏輯電路3.1概述概述3.2組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計方法組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計方法3.3若干常用的組合邏輯電路若干常用的組合邏輯電路3.4組合邏輯電路中的競爭冒險現(xiàn)象組合邏輯電路中的競爭冒險現(xiàn)象3.1概述概述 電路特點(diǎn)：電路特點(diǎn)： 功能特點(diǎn)功能特點(diǎn): 任意時刻的輸出信號只

23、與此時刻的輸入信任意時刻的輸出信號只與此時刻的輸入信號有關(guān)，而與信號作用前電路的輸出狀態(tài)無關(guān)。號有關(guān)，而與信號作用前電路的輸出狀態(tài)無關(guān)。 不包含有記憶功能的單元電路，也沒有不包含有記憶功能的單元電路，也沒有反饋電路。反饋電路。 組合邏輯電路的特點(diǎn)組合邏輯電路的特點(diǎn):數(shù)字電路數(shù)字電路組合邏輯電路組合邏輯電路時序邏輯電路時序邏輯電路3.2組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計方法組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計方法3.2.1組合邏輯電路的分析方法組合邏輯電路的分析方法&11&ABCCBAABCCBAABCCABCBABCAY)(3.2.2組合邏輯電路的設(shè)計方法組合邏輯電路的設(shè)計方法ABCCABC

24、BABCAYABACBCABACBC&3.3幾種常用的組合邏輯電路幾種常用的組合邏輯電路3.3.1編碼器編碼器753107632176542IIIIYIIIIYIIIIY111111SIIIIIIIIIIYSIIIIIIIIYSIIIIY)()()(7656436421076543542176542SIIIIIIIIYS76543210SYYSEX&3.3.2譯碼器譯碼器1111000S2+S30111S1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0

25、0 0 1 1 1 1Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7A2 A1 A0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 00 0 0 11 0 0 1Ya Yb Yc Yd Ye Yf YgA3 A2 A1 A03.3.3數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器A1 A0Y0 00 11 01 1&1&1111正常工作Y=0(不工作)輸出高阻態(tài)0 00 1 1 功 能 DIS INH3.3.4加法器加法器先看一例：先看一例：1 1 0 1+ 1 0 11 1 11 0 0 1 0此例說明：只有最低位為兩個數(shù)碼相此例說明：只有最低位為兩個

26、數(shù)碼相加，其余各位都有可能是三個數(shù)碼加，其余各位都有可能是三個數(shù)碼 。加得的結(jié)果必須用二位數(shù)來表示，一加得的結(jié)果必須用二位數(shù)來表示，一位反應(yīng)本位和，一位反應(yīng)進(jìn)位。位反應(yīng)本位和，一位反應(yīng)進(jìn)位。 半加器半加器A BSCO0 0 0 11 01 1 01100001S=AB+ABCO=AB=1ABSCOASB CO 全加器全加器A B CI S CO0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 01 01 00 11 00 1 0 11 1IIIIABCCBACBACBASIIIIOABCABCCBABCACS COA B CI二、多位加法器二、多位加法器串行進(jìn)

27、位：串行進(jìn)位：COSA B CICOSA B CICOSA B CIS1S0C0S2A1A0A2B1B0B23.3.5數(shù)值比較器數(shù)值比較器A B Y(AB)0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0一、一、1 1位數(shù)值比較器位數(shù)值比較器BAABBAYBAYBAYBABABA)()()(11&1&1Y(AB)Y(A=B)AB二、多位數(shù)值比較器二、多位數(shù)值比較器A=A3A2A1A0B= B3 B2 B1 B0)()()(00112233)(00112233112233223333)(BABABABABAYYYBABABABAYBABABABABA

28、BABABABABAYA3B3A3B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3B3A2B2A2B2A2=B2A2=B2A2=B2A2=B2A2=B2A2 B2A1B1A1B1A1=B1A1=B1A1=B1A1 B1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 A0B0A0B0 A0=B0Y(AB)A0 B 0 3.3.6用集成器件設(shè)計組合邏輯電路用集成器件設(shè)計組合邏輯電路一、用譯碼器設(shè)計一、用譯碼器設(shè)計例例1：用：用74LS138實現(xiàn)下列一組邏函實現(xiàn)下列一組邏函CBABAZCBABCACAZ31C

29、BABCZ2解：解：先將邏函表達(dá)為最小項形式：先將邏函表達(dá)為最小項形式：Z14+6+3+5Z32+3+5Z23+7+1若令：若令：A=A2，B=A1，C=A0，則有：，則有：Z14+6+3+5 4635Y4Y6Y3Y5Z23+7+1371Y3Y7Y1Z32+3+5 235 Y2Y3Y5由由74LS138知，在譯碼狀態(tài)下有：知，在譯碼狀態(tài)下有：Y0=m0，Y1=m1，YY7 7= =7 7。&Z2Z1Z3A B C1 0 二、用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計二、用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計 一般說來，一般說來，4選選1數(shù)選器可實現(xiàn)數(shù)選器可實現(xiàn)3變變量以下的邏函，量以下的邏函，8選選1數(shù)選器可實現(xiàn)數(shù)選器可實現(xiàn)4變量以

30、下邏函，在允許添加門電路時，變量以下邏函，在允許添加門電路時，可實現(xiàn)任一邏函?？蓪崿F(xiàn)任一邏函。例例2：用：用4選選1實現(xiàn)實現(xiàn)Z=AC+ABC+ABC解：解：ABZZ=ABC+ABC+ABC+ABC=ABC+AB+ABC若令若令A(yù)1=A，A0=B，Y=Z，則通過比，則通過比較對應(yīng)項可得：較對應(yīng)項可得：D0=C，D1=1，D2=C，D3=0。A1 YA0 D0D1D2D3 SCC100例例3：用：用8選選1實現(xiàn)邏函實現(xiàn)邏函Z=ABC+BD+ABCDE解：解：若令若令A(yù)2=A，A1=B ，A0=C ，Y=Z，則：，則：Z=ABC+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCDEABC00ZD&am

31、p;0 1E潤3.4組合邏輯電路中的競爭組合邏輯電路中的競爭_冒險現(xiàn)象冒險現(xiàn)象Y=ABAC=AB+AC1&BACYG1G2G3G4Y1Y2原因分析：當(dāng)原因分析：當(dāng)BC1時，時，YA+A應(yīng)恒等應(yīng)恒等于于1但由于存在延遲時間但由于存在延遲時間tpd，使得，使得G2、G3的的輸入信號不同時改變，導(dǎo)致輸入信號不同時改變，導(dǎo)致G4輸入信號也輸入信號也不同時改變，遭成不同時改變，遭成G4的輸出產(chǎn)生不應(yīng)出現(xiàn)的輸出產(chǎn)生不應(yīng)出現(xiàn)的負(fù)脈沖，該負(fù)脈沖對后續(xù)電路將產(chǎn)生造成的負(fù)脈沖，該負(fù)脈沖對后續(xù)電路將產(chǎn)生造成干擾。干擾。稱：稱：A+A0型冒險。型冒險。B、C1AAY1Y2tpd2tpd1Y1BACYG1G2G

32、3G4Y1Y2111111Y=A+B+A+C=AA+AC+AB+BCB、C0AAY1Y2tpd2tpd1Y稱：稱：AA1型冒險。型冒險。當(dāng)當(dāng)BC0時，時，YAA應(yīng)恒等于應(yīng)恒等于0，但，但考慮考慮tpd后，輸出端出現(xiàn)了正的干擾脈沖。后，輸出端出現(xiàn)了正的干擾脈沖。 判判斷斷方法：方法：當(dāng)當(dāng)其其它變它變量取常量取常值時值時，若，若邏邏函能化函能化為為A+AA+A、AAAA形式，形式，則則存在存在競爭競爭冒冒險險現(xiàn)現(xiàn)象。象。 消除方法：消除方法：在在電電路路輸輸出端接入出端接入濾濾波波電電容。容。 在在電電路路輸輸入端加入端加選選通脈沖。通脈沖。 在在邏邏函中增加冗余函中增加冗余項項。第四章：觸發(fā)器第

33、四章：觸發(fā)器4.1概述概述4.2觸發(fā)器觸發(fā)器4.3觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能間的觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能間的 關(guān)系關(guān)系鍥鍥 而而 不不 舍舍 金金 石石 可可 鏤鏤4.1概述概述具有記憶功能的邏輯單元稱為觸發(fā)器。觸發(fā)器是構(gòu)成具有記憶功能的邏輯單元稱為觸發(fā)器。觸發(fā)器是構(gòu)成時序電路的基本單元。時序電路的基本單元。特點(diǎn)：特點(diǎn)：具有具有兩個穩(wěn)兩個穩(wěn)定的定的狀態(tài)狀態(tài)“0”0”和和“1”1”；根據(jù)需要可以置根據(jù)需要可以置“0”0”、置、置“1”1”。分類：分類：功功能能RSJKD；TT結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)基本RS同步RS主從型。邊沿型4.2觸發(fā)器觸發(fā)器4.2.1基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器&RDSDQQ一、電路

34、結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu) 兩與兩與非非門門交叉耦合而成。交叉耦合而成。 兩輸兩輸入端入端R RD D、S SD D，兩兩互互補(bǔ)輸補(bǔ)輸出端出端Q Q、Q Q。 用用Q Q端的端的狀態(tài)狀態(tài)表示表示觸發(fā)觸發(fā)器的器的狀態(tài)狀態(tài)。二、工作原理二、工作原理維持置00置11約束1*1 10 11 0Q0 0功能Q+1RDSD真值表RD直接復(fù)位端。直接復(fù)位端。SD直接置位端。直接置位端。01111000111110001001100100110011111111QQSDRD或非門時時序序圖圖QQSDRD狀態(tài)不定動動作特點(diǎn)作特點(diǎn)輸入信號時刻決定著輸出狀態(tài)。輸入信號時刻決定著輸出狀態(tài)。邏輯邏輯符符號號QQRDSDQQRDS

35、D與非門與非門或非門或非門 結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單。 輸輸入信入信號號存在存在約約束。束。 電電路每路每時時每刻都接收每刻都接收輸輸入信入信號號。三、優(yōu)缺點(diǎn)三、優(yōu)缺點(diǎn)4.2.2同步同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器&RSQQ&CP一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)由基本由基本RS觸發(fā)器和導(dǎo)引門組成。觸發(fā)器和導(dǎo)引門組成。二、工作原理二、工作原理1110 0 100Qn+1=00約束1Qn+1=11Qn+1=QnQnR S功能功能Qn+1CP01111100000111100001001011動動作特點(diǎn)作特點(diǎn)在在CP0時，不接收時，不接收輸入信號，在輸入信號，在CP1時才時才接收。接收。輸入信號決定觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)

36、方向（狀態(tài)），時鐘脈沖決定觸發(fā)器的輸入信號決定觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)方向（狀態(tài)），時鐘脈沖決定觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時刻，這是所有具有翻轉(zhuǎn)時刻，這是所有具有CP的觸發(fā)器的共同特點(diǎn)。的觸發(fā)器的共同特點(diǎn)。RDSD時時序序圖圖RCPSQ干擾錯誤邏輯符號三、缺點(diǎn)三、缺點(diǎn) 輸輸入仍有入仍有約約束束 抗干擾能力差抗干擾能力差四、觸發(fā)器邏輯功能的描述方法四、觸發(fā)器邏輯功能的描述方法 真值真值表表 時時序序圖圖 特性方程特性方程Qn+100 01 11 10 01RSQn111 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖01R=S=0R=0,S=1R=1,S=0R=0S=Qn+1=S+RQnSR=0QQR Scp4.2.3主從型觸發(fā)器主從型觸發(fā)器1、

37、電路結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu)2、工作原理、工作原理1CP&RS&QQ由兩個同步由兩個同步RS觸發(fā)器串接觸發(fā)器串接和一個電子開關(guān)組成。和一個電子開關(guān)組成。從從觸觸發(fā)發(fā)器器從從觸觸發(fā)發(fā)器器cpR SQnQn+10 00000111 001100110 1010011111 000110011 101*1一、主從一、主從RS觸發(fā)器觸發(fā)器動動作特點(diǎn)作特點(diǎn)輸入信號分兩步走，在輸入信號分兩步走，在CP1時將時將輸入信號接收到主觸發(fā)器中，在輸入信號接收到主觸發(fā)器中，在CP0時再將輸入信號存入到從觸發(fā)器內(nèi)。時再將輸入信號存入到從觸發(fā)器內(nèi)。時時序序圖圖CPRSQQ干擾，波形會怎樣？邏輯邏輯符符號號3、優(yōu)缺

38、點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn) 輸輸入信入信號號無無約約束。束。 易受干易受干擾擾。二、主從二、主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器1、電路結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu)在主從在主從RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上增加兩根反饋線就構(gòu)成了主從觸發(fā)器的基礎(chǔ)上增加兩根反饋線就構(gòu)成了主從JK觸發(fā)器。觸發(fā)器。1R 1SC1QQRSCP2、工作原理、工作原理1CP&KJ&QQcpJ KQnQn+10 00 11 01 101010101010110功功 能能Qn+1=0Qn+1=QnQn+1=1Qn+1=Qn 因為與主從因為與主從RS基本相同，所以僅分基本相同，所以僅分析析J=K=1，Q=0這一種情況。這一種情況。0000111111規(guī)規(guī)律律JK K J

39、=KJ=K=0J=K=1Qn+1=J維持維持計數(shù)計數(shù)特性方程特性方程Qn+1=J K Qn+J K Qn+J K Qn+JKQn =J Qn+KQn時時序序圖圖QKCPJ對輸出狀態(tài)有無影響？動動作特點(diǎn)作特點(diǎn) 在在CP=1期間，要求輸入信號應(yīng)穩(wěn)定不變，否則有可能導(dǎo)致觸發(fā)期間，要求輸入信號應(yīng)穩(wěn)定不變，否則有可能導(dǎo)致觸發(fā)器誤動作。器誤動作。邏輯邏輯符符號號多輸入：多輸入：3、優(yōu)缺點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn) 功能最強(qiáng)。功能最強(qiáng)。 易受干易受干擾擾。QQRdK1K2K3CP1JC11KJ1J2J3Sd1J 1KC1QQJKCPRdSd4.2.4邊沿型觸發(fā)器邊沿型觸發(fā)器一、一、COMS傳輸門邊沿型觸發(fā)器傳輸門邊沿型觸發(fā)器

40、工作原理工作原理動動作特點(diǎn)作特點(diǎn)優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn) 抗干抗干擾擾能力強(qiáng)，可靠性高。能力強(qiáng)，可靠性高。 功能功能簡單簡單。二、維持阻塞觸發(fā)器二、維持阻塞觸發(fā)器1、電路結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu)2、工作原理、工作原理&特性方程特性方程DDQQDQnnn1動動作特點(diǎn)作特點(diǎn)QCPD時時序序圖圖邏輯邏輯符符號號QQ D cp4.3觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能間的關(guān)系觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能間的關(guān)系4.2.5T及及T觸發(fā)器觸發(fā)器5.1 概述概述5.2 時序邏輯電路的分析方法時序邏輯電路的分析方法5.3 若干常用的時序邏輯電路若干常用的時序邏輯電路5.4 時序邏輯電路的設(shè)計方法時序邏輯電路的設(shè)計方法5.1 5.1 概

41、述概述反饋電路將存儲電路的輸出狀態(tài)反饋到組合邏輯電路反饋電路將存儲電路的輸出狀態(tài)反饋到組合邏輯電路的輸入端，與輸入信號一起共同決定電路的輸出。的輸入端，與輸入信號一起共同決定電路的輸出。時序邏輯電路的特點(diǎn)時序邏輯電路的特點(diǎn)1、功能特點(diǎn)、功能特點(diǎn)而且取決于上一個時刻的輸出狀態(tài)。而且取決于上一個時刻的輸出狀態(tài)。包含組合邏輯電路、存儲電路及反饋電路。包含組合邏輯電路、存儲電路及反饋電路。任一時刻的輸出信號不僅取決于此時刻的任一時刻的輸出信號不僅取決于此時刻的輸入信號輸入信號，2、電路特點(diǎn)、電路特點(diǎn)5.2 時序邏輯電路的分析方法時序邏輯電路的分析方法nnQQJ120nnnnnnQKQQJQQKQJ1201202101&nnnQKQJQ1nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ