數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)點(diǎn)匯總

1、數(shù)字電子技術(shù)重要知識(shí)點(diǎn)匯總一、主要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)和要求1 .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格雷碼之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。舉例1:(37.25)10=()2=()16=()8421BCD解：(37.25)10=(100101.01)2=(25.4)16=(00110111.00100101)8421bcd2 .邏輯門(mén)電路：(1)基本概念1)數(shù)字電路中晶體管作為開(kāi)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(mén)電路典型高電平為3.6V,典型低電平為0.3V。3) OC門(mén)和OD門(mén)具有線與功能。4)三態(tài)門(mén)電路的特點(diǎn)、邏輯功能和應(yīng)用。高阻態(tài)、高電

2、平、低電平。5)門(mén)電路參數(shù)：噪聲容限VNh或Vnl、扇出系數(shù)凡、平均傳輸時(shí)間tpd。要求：掌握八種邏輯門(mén)電路的邏輯功能；掌握OC門(mén)和OD門(mén)，三態(tài)門(mén)電路的邏輯功能；能根據(jù)輸入信號(hào)畫(huà)出各種邏輯門(mén)電路的輸出波形。舉例2:畫(huà)出下列電路的輸出波形FiFV-III己三三SjLij-c_n_ilpn_mrrr解：由邏輯圖寫(xiě)出表達(dá)式為：YABCABC,則輸出Y見(jiàn)上3 .基本邏輯運(yùn)算的特點(diǎn)：與運(yùn)算：見(jiàn)零為零，全1為1;或運(yùn)算：見(jiàn)1為1,全零為零；與非運(yùn)算：見(jiàn)零為1,全1為零；或非運(yùn)算：見(jiàn)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)

3、算。4 .數(shù)字電路邏輯功能的幾種表示方法及相互轉(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(duì)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(lái)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。0011X10100X01100XX1口11XX邏輯圖：是由表示邏輯運(yùn)算的邏輯符號(hào)所構(gòu)成的圖形。波形圖或時(shí)序圖：是由輸入變量的所有可能取值組合的高、低電平及其對(duì)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(chēng)為狀態(tài)圖。要求：掌握這五種（對(duì)組

4、合邏輯電路）或六種（對(duì)時(shí)序邏輯電路）方法之間的相互轉(zhuǎn)換。5 .邏輯代數(shù)運(yùn)算的基本規(guī)則反演規(guī)則：對(duì)于任何一個(gè)邏輯表達(dá)式Y(jié),如果將表達(dá)式中的所有?！睋Q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(chēng)補(bǔ)函數(shù)）。這個(gè)規(guī)則稱(chēng)為反演規(guī)則。對(duì)偶規(guī)則：對(duì)于任何一個(gè)邏輯表達(dá)式Y(jié),如果將表達(dá)式中的所有?！睋Q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)'V稱(chēng)為函Y的對(duì)偶函數(shù)。這個(gè)規(guī)則稱(chēng)為對(duì)偶規(guī)則。要求：熟練應(yīng)用反演規(guī)則和對(duì)偶規(guī)則求邏輯函數(shù)的反函數(shù)和對(duì)偶函數(shù)。舉例3:求下列邏輯函數(shù)

5、的反函數(shù)和對(duì)偶函數(shù)YAB-CE解：反函數(shù)：Y（AB）（CD對(duì)E/數(shù)：Y（AB）（CDE）6 .邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)要求：熟練掌握邏輯函數(shù)的兩種化簡(jiǎn)方法。公式法化簡(jiǎn)：邏輯函數(shù)的公式化簡(jiǎn)法就是運(yùn)用邏輯代數(shù)的基本公式、定理和規(guī)則來(lái)化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)舉例4：用公式化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)：丫ABCABCBC解：匕=/EC+XEC+BC(A+A)BC+BC=bc+rO=bc*6=bY(A,B,C)m(0,2,3,7)d(4,6)圖形化簡(jiǎn)：邏輯函數(shù)的圖形化簡(jiǎn)法是將邏輯函數(shù)用卡諾圖來(lái)表示，利用卡諾圖來(lái)化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)。（主要適合于3個(gè)或4個(gè)變量的化簡(jiǎn)）舉例5:用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù):解：畫(huà)出卡諾圖為則YCB7 .觸發(fā)器及其特性方程1）觸發(fā)

6、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(hào)消失后，所置成的狀態(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：RS觸發(fā)器：Qn1SRQn,約束條件為：R除0,具有置0、置1、保持功能JK觸發(fā)器：Qn1JQnKQn,具有置0、置1、保持、翻轉(zhuǎn)功能。D觸發(fā)器：Qn1D,具有置0、置1功能。T觸發(fā)器：Qn1TQnTQn,具有保持、翻轉(zhuǎn)功能。Qn1Qn（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

7、熟練地畫(huà)出輸出波形舉例6:已知J,K-FF電路和其輸入波形，試畫(huà)出8 .脈沖產(chǎn)生和整形電路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：會(huì)根據(jù)輸入波形畫(huà)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(hào)達(dá)到對(duì)應(yīng)門(mén)限電壓時(shí)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，沒(méi)有記憶功能。2）多諧振蕩器是一種不需要輸入信號(hào)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(méi)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(hào)，或?qū)斎氩ㄐ握?。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(lái)觸發(fā)脈沖作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)

8、態(tài)是一個(gè)不能長(zhǎng)久保持的狀態(tài)，經(jīng)過(guò)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(huà)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(huà)出輸出波形。解：9 .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(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的電路稱(chēng)為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱(chēng)A/D轉(zhuǎn)換器或ADC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(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路稱(chēng)為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱(chēng)D/A轉(zhuǎn)換器或DAC由基準(zhǔn)電壓、變換網(wǎng)絡(luò)、電子開(kāi)關(guān)、反向求和構(gòu)成。ADCf口DACg溝通模擬電路和數(shù)字電路的橋梁，也可稱(chēng)之為兩者之間的接口

9、。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(jí)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(lái)表示舉例8:10位D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率為:12101110230.0013) 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5Vx28=20mV而卒U出12位二進(jìn)制數(shù)可以分辨的最小模擬電壓為5Vx2-12/1.22mV10.常用

10、組合和時(shí)序邏輯部件的作用和特點(diǎn)組合邏輯部件：編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器、半加器、全加器。時(shí)序邏輯部件：計(jì)數(shù)器、寄存器。要求：掌握編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器、半加器、全加器、計(jì)數(shù)器、寄存器的定義，功能和特點(diǎn)。舉例10:能對(duì)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(chēng)為半加器。二、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(xiě)出輸出邏輯表達(dá)式；將邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)與或表達(dá)式；由最簡(jiǎn)與或表達(dá)式列出真值表；分析真值表，說(shuō)明電路邏輯功能。要求：熟練掌握由門(mén)電路和組合邏輯器件74LS13&74LS15374LS151構(gòu)成的各種組合邏輯電

11、路的分析舉例11:分析如圖邏輯電路的邏輯功能YABBCCAABCP00DD0010010D01110001D111101111否則輸出Y為00所以這個(gè)電路實(shí)際解:由邏輯圖寫(xiě)出輸出邏輯表達(dá)式Y(jié)Y1Y2Y3ABBCAC將邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)與或表達(dá)式由最簡(jiǎn)與或表達(dá)式列出真值表分析真值表，說(shuō)明電路邏輯功能當(dāng)輸入ARC中有2個(gè)或3個(gè)為1時(shí)，輸出Y為1,上是一種3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(guò)。2 .時(shí)序邏輯電路分析：分析思路： 由電路圖寫(xiě)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(huà)出狀態(tài)圖

12、或時(shí)序圖；分析狀態(tài)圖或時(shí)序圖，說(shuō)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(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖。解：時(shí)鐘方程為：CP0=CP1=CP激勵(lì)方程為：JoQlnJiQ0nKo1Ki1將激勵(lì)方程代入J-K-FF的特性方程可得狀態(tài)方程為則狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖為:Q011J0Q0nKQSQonQ0nQ1n1J1Q1nKq1nq；Q1n由狀態(tài)方程做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表為:Q1nQ；Q1n1Qo10001011010001100（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

13、路功能描述列出真值表； 由真值表寫(xiě)出邏輯表達(dá)式或卡若圖；將表達(dá)式化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)與或表達(dá)式；實(shí)現(xiàn)邏輯變換，畫(huà)出邏輯電路圖。要求：熟練掌握用常用門(mén)電路和組合邏輯器件74LS13874LS15374LS151設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各種組合邏輯電路。舉例13:某汽車(chē)駕駛員培訓(xùn)班進(jìn)行結(jié)業(yè)考試，有三名評(píng)判員，其中A為主評(píng)判員，B和C為副評(píng)判員，在評(píng)判時(shí)按照服從多數(shù)原則通過(guò)，但主評(píng)判員認(rèn)為合格也通過(guò)，試用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)該邏輯電路。（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(jiǎn)為ABCY00000010010001111001101111011111則輸出邏輯表達(dá)式為YABCABC用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)

14、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(huà)出原始狀態(tài)圖或時(shí)序圖；簡(jiǎn)化狀態(tài)圖，并分配狀態(tài)；選擇觸發(fā)器類(lèi)型，求時(shí)鐘方程、輸出方程、驅(qū)動(dòng)方程；畫(huà)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。解：建立原始狀態(tài)圖：/0/O/0000-001-010-011MI用110-101-100；0川簡(jiǎn)化狀態(tài)圖，并分配狀態(tài)：已經(jīng)是最簡(jiǎn)，已是二進(jìn)制狀態(tài)；選擇觸發(fā)器類(lèi)型，求時(shí)鐘方程、輸出方程、驅(qū)動(dòng)方程：因需用3位二進(jìn)制代碼，選用3個(gè)CP下降沿觸發(fā)的JK觸

15、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:00011110,a，1_00X/0Y的卜麗匐yousuioo_!9L10_0_X0(a)的卡諾圖。()。111io001011|0|X|1田科(b)0產(chǎn)的卜諾圖狀態(tài)萬(wàn)程：。片=©或+i0L夕=隔十綾監(jiān)；,小蠻|=?；?&玄"=h-Qn=JQn+KQn1八二7T0：0001111000001101x(aor1的I：茁佟-Bc+a訝=5。既+M6向=(歸+°”=o;og?+mrt14fc-J.-*.1-V-al-/匕較，得驅(qū)動(dòng)方程：二兩、%=1;金、區(qū)他曾=&&、k2

16、=er畫(huà)出電路圖SoFFIJIK-&1Jc>CIIKFF2檢查電路能否自啟動(dòng)：將無(wú)效狀態(tài)iii代入狀態(tài)方程計(jì)算：可見(jiàn)iii的次態(tài)為有效狀態(tài)000,電路能夠自啟動(dòng)Q01Q；Q；Q0niQ；0Q1niQ；Q1nQ2nQ0nQ：0Q2niQinQ；Q2nQinQ；03.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74LSi6R74LSi6t74LSi62、74LSi63四種集成計(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74LSi94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)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(D寫(xiě)出狀態(tài)S

17、n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(hào)的邏輯表達(dá)式。(3)畫(huà)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(D寫(xiě)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(hào)的邏輯表達(dá)式。(3)畫(huà)連線圖。舉例i5:用74LSi6i來(lái)構(gòu)成一個(gè)十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：(i)用異步清零端而歸零：Sn=Si2=ii00則電路為：注：這里DoD3可隨意處理S)用異步清零端CR歸零(2)用同步置數(shù)端LD歸零:SN=S11=1011LDQ；Q1nQ；則電路為：注：這里D0D3必須都接0由)用同步詈數(shù)端力歸零舉例16:用74LS160來(lái)構(gòu)成一個(gè)48進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器解：

18、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(lái)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)采用異步清零實(shí)現(xiàn)：S48=01001000,取高位片的Q和低位片的Q作歸零反饋信號(hào)。即清零端CR歸零信號(hào)為：CRQc高QD低，則電路連線圖為:RKpCICL%ECDENGN74160NTECLRJVCC>CLKRCO蛤EQBCQ匚D屆口ENPENTENDLOW（三）計(jì)算和畫(huà)圖題型：要求：會(huì)分析電路工作原理，說(shuō)明電路功能；會(huì)根據(jù)題意計(jì)算電路參數(shù)，或正確畫(huà)出電路波形。舉例17:如圖電路，完成下列問(wèn)題:1）說(shuō)明這是什么電路？2）求電路的輸出信號(hào)頻率f+Vcc20kOhm20kOhmVo555GNDV

19、CCTRIDISOLTTHHRESCONRiVcRit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(mén)0.7(Ri2R2)C_30.7(2040)10320100.84s,11則其頻率為f-1.2HzT0.843) VC及Vo的波形的波形為：三、基本概念練習(xí)一、判斷題1 .CMOS電路為雙極型電路，而TTL門(mén)電路則為單極型電路。（）2 .能夠?qū)崿F(xiàn)“線與”功能的門(mén)電路是OC門(mén)或OD門(mén)。（）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(hào)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(hào)T不同情況，凡是具有保持和翻轉(zhuǎn)功能的電路，稱(chēng)為T(mén)觸發(fā)器。（）5 .某電路任意時(shí)刻的輸出不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而且與電路的原狀態(tài)有關(guān)，該