數(shù)字系統(tǒng)與邏輯設(shè)計(jì)期末復(fù)習(xí)2007

1、注意1. 17、10和11章中沒(méi)有帶*號(hào)，且課堂上講過(guò)的內(nèi)容都有可能考到；2. 復(fù)習(xí)課所講的題目不等于考試內(nèi)容；3. 作業(yè)和平時(shí)成績(jī)占10%30%；4. 12.26日前補(bǔ)齊作業(yè)；5. 遵守考場(chǎng)紀(jì)律，杜絕舞弊；6. 考試日期：12.31日，下午2：304：307. 考試地點(diǎn)：待定8. 考試時(shí)間：120分鐘考試題型1. 填空題，10題1分/題，共10分；2. 單項(xiàng)選擇題，8題2分/題，共16分；3. 化簡(jiǎn)與計(jì)算，4題，共19分；4. 分析，5題6分/題，共30分；5. 分析與計(jì)算，1題10分/題，共10分；6. 設(shè)計(jì)， 1題15分/題，共15分。章節(jié)提綱章節(jié)提綱1. 數(shù)制和碼制數(shù)制和碼制2. 邏輯

2、代數(shù)基礎(chǔ)邏輯代數(shù)基礎(chǔ)3. 門(mén)電路門(mén)電路4. 組合邏輯電路組合邏輯電路5. 觸發(fā)器觸發(fā)器6. 時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路7. 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器10. 脈沖波形的產(chǎn)生和整形脈沖波形的產(chǎn)生和整形11. 數(shù)數(shù)-模和模模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)轉(zhuǎn)換p 幾種常用的數(shù)制幾種常用的數(shù)制p 不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換p 二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算p 特點(diǎn)特點(diǎn)p 反碼、補(bǔ)碼和補(bǔ)碼運(yùn)算反碼、補(bǔ)碼和補(bǔ)碼運(yùn)算p 幾種常用的編碼幾種常用的編碼p 習(xí)題類(lèi)型與解題方法習(xí)題類(lèi)型與解題方法第一章第一章 數(shù)制和碼制數(shù)制和碼制 數(shù)制數(shù)制多位數(shù)碼中每一位的構(gòu)成；從低位到高位多位數(shù)碼中每一位的構(gòu)成；從低位到高位的進(jìn)位規(guī)則的進(jìn)位規(guī)則1

3、.2 幾種常用的數(shù)制幾種常用的數(shù)制10110110. (. .): :i0-1:innmnnmniinnmNimiiDk NkNk NNk NkNk Nk kkkNkNDN計(jì)數(shù)基數(shù)第 位的系數(shù)，為 的整數(shù)第進(jìn)制數(shù) ：位的權(quán) 常用的數(shù)制常用的數(shù)制 十進(jìn)制，二進(jìn)制，八進(jìn)制，十六進(jìn)十進(jìn)制，二進(jìn)制，八進(jìn)制，十六進(jìn)制制逢逢N進(jìn)一進(jìn)一 二進(jìn)制，八進(jìn)制，十進(jìn)制，十六進(jìn)制二進(jìn)制，八進(jìn)制，十進(jìn)制，十六進(jìn)制逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一逢八進(jìn)一逢八進(jìn)一逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一十進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制十六進(jìn)制000000000010001011020010022030011033040100044

4、05010105506011006607011107708100010809100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F不同進(jìn)制數(shù)的對(duì)照表不同進(jìn)制數(shù)的對(duì)照表1.3 1.3 不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 二二-十轉(zhuǎn)換十轉(zhuǎn)換例：例：321012210(1011.01)1 2021 21 2021 211.25) （2(0,1)iiDkk 十十-二轉(zhuǎn)換二轉(zhuǎn)換整數(shù)部分整數(shù)部分:例：例：1231212110121100112211102222222222222kkkkkkkkkkkkkkkkSnnnnnnnnnnnnnnn

5、nnn)()()(同理01102215201021212143208621173276543210kkkkkkkk余數(shù)余數(shù)余數(shù)余數(shù)余數(shù)余數(shù)余數(shù)余數(shù)21010101101173)()(故 十十-二轉(zhuǎn)換二轉(zhuǎn)換小數(shù)部分小數(shù)部分:例：例：12101212110231211223312( )2222( )(222)2(222)(22)mmmmmmmmSkkkSkkkkkkkkkk2101101081250).().(故432110001250000050000225000125001262500162501281250kkkk整數(shù)部分整數(shù)部分整數(shù)部分整數(shù)部分. 二二-十六轉(zhuǎn)換十六轉(zhuǎn)換例：將例：將(010

6、11110.10110010)2化為十六進(jìn)制化為十六進(jìn)制216 (0101 1110 1011 0010) 5 E. B 2 十六十六-二轉(zhuǎn)換二轉(zhuǎn)換162 8 F A. C 6 1000 1111 1010. 11 00 0 10 1 八進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換八進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換例：將例：將(011110.010111)2化為八進(jìn)制化為八進(jìn)制2111010110011).(87263).(83425).(2011100010101).( 十六進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換),(151016KKDiip 十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制p 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制：十進(jìn)

7、制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制：p p 十進(jìn)制十進(jìn)制 二進(jìn)制二進(jìn)制 十六進(jìn)制十六進(jìn)制p 1.4 1.4 二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算p 和十進(jìn)制算數(shù)運(yùn)算的規(guī)則相同，逢二進(jìn)一和十進(jìn)制算數(shù)運(yùn)算的規(guī)則相同，逢二進(jìn)一p 乘法運(yùn)算：通過(guò)若干次的乘法運(yùn)算：通過(guò)若干次的“被乘數(shù)（或零）左移被乘數(shù)（或零）左移1位位”和和“被乘數(shù)（或零）與部分積相加被乘數(shù)（或零）與部分積相加”這兩種操作完成這兩種操作完成p 除法運(yùn)算：通過(guò)若干次的除法運(yùn)算：通過(guò)若干次的“除數(shù)右移除數(shù)右移1位位”和和“從被除數(shù)或從被除數(shù)或余數(shù)中減去除數(shù)余數(shù)中減去除數(shù)”這兩種操作完成這兩種操作完成p 加、減、乘、除加、減、乘、除 全部可以用全部可以用“移位移位”

8、和和“相加相加”兩種操作兩種操作實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。p 簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu) 1001+ 0101 1110 1001- 0101 0100 1001 0101 1001 0000 1001 0000 01011011.11010110010101 1000 0101 0110 0101 0010 特點(diǎn)特點(diǎn)數(shù)字電路中普遍采用二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算數(shù)字電路中普遍采用二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算COMP()()2()nNNNNN當(dāng) 為正數(shù)當(dāng) 為負(fù)數(shù) 反碼、補(bǔ)碼和補(bǔ)碼運(yùn)算反碼、補(bǔ)碼和補(bǔ)碼運(yùn)算p 補(bǔ)碼：對(duì)于有效數(shù)字為補(bǔ)碼：對(duì)于有效數(shù)字為n位的二進(jìn)制數(shù)位的二進(jìn)制數(shù)N，其補(bǔ)碼為，其補(bǔ)碼為需要做減需要做減法運(yùn)算法運(yùn)算p 反碼：反

9、碼：INV()()21()nNNNNN當(dāng) 為正數(shù)當(dāng) 為負(fù)數(shù)p 當(dāng)當(dāng)N為負(fù)數(shù)時(shí)：將為負(fù)數(shù)時(shí)：將N的數(shù)值位逐位求反得到反碼的數(shù)值位逐位求反得到反碼COMPINV()()1NNINV()N補(bǔ)碼運(yùn)算：補(bǔ)碼運(yùn)算： +5 = (0 0101) -5 = (1 1011) 3位二進(jìn)制數(shù)原碼、反碼和補(bǔ)碼的對(duì)照表位二進(jìn)制數(shù)原碼、反碼和補(bǔ)碼的對(duì)照表+7011101110111+6011001100110+5010101010101+4010001000100+3001100110011+2001000100010+1000100010001+0000000000000-1100111101111-21010110

10、11110-3101111001101-4110010111100-5110110101011-6111010011010-7111110001001-8100011111000 補(bǔ)碼表示的二進(jìn)制數(shù)相加時(shí)的符號(hào)位補(bǔ)碼表示的二進(jìn)制數(shù)相加時(shí)的符號(hào)位例：用二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算求出例：用二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算求出 13 1310 10 、131310 10 、131310 10 01101130 01101100 0101010 1 10110230 1011130001113 1 1001113 1 10011100 0101010 1 1011031 11101230101001結(jié)論：

11、將兩個(gè)加數(shù)的符號(hào)位和來(lái)自最高有效數(shù)字結(jié)論：將兩個(gè)加數(shù)的符號(hào)位和來(lái)自最高有效數(shù)字位的進(jìn)位相加，結(jié)果就是和的符號(hào)位的進(jìn)位相加，結(jié)果就是和的符號(hào) 解：1.5 1.5 幾種常用的編碼幾種常用的編碼表 幾種常見(jiàn)的十進(jìn)制代碼00000001100000000001010001010000010001011020010010100100100011130011011000110101010140100011101000111010050101100010111000110060110100111001001110170111101011011100111181000101111101101111091001

12、1100111111111010一、十進(jìn)制代碼一、十進(jìn)制代碼p 8421碼：每一位二值代碼的碼：每一位二值代碼的1都代表一個(gè)固定數(shù)值。都代表一個(gè)固定數(shù)值。p 恒權(quán)代碼。恒權(quán)代碼。00000100012001030011401005010160110701118100091001p 余余3碼：將其看作二進(jìn)制數(shù)，則它的數(shù)值比它所表示的十進(jìn)制碼：將其看作二進(jìn)制數(shù)，則它的數(shù)值比它所表示的十進(jìn)制p 數(shù)碼多數(shù)碼多3。進(jìn)位。進(jìn)位。0和和9、1和和8、2和和7、3和和6、4和和5p 的余的余3碼互為反碼。非恒權(quán)代碼。碼互為反碼。非恒權(quán)代碼。 0001110100201013011040111510006100

13、1710108101191100p 2421碼：恒權(quán)代碼，碼：恒權(quán)代碼， 0和和9、1和和8、2和和7、3和和6、4和和5p 互為反碼?；榉创a。 00000100012001030011401005101161100711018111091111 5211碼：恒權(quán)代碼，每一位的權(quán)正好與碼：恒權(quán)代碼，每一位的權(quán)正好與8421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器4 個(gè)觸發(fā)器輸出脈沖的分頻比相對(duì)應(yīng)。個(gè)觸發(fā)器輸出脈沖的分頻比相對(duì)應(yīng)。 00000100012010030101401115100061001711008110191111p余余3循環(huán)碼：變權(quán)碼，相鄰的兩個(gè)代碼之間僅有循環(huán)碼：變權(quán)碼，相鄰的兩個(gè)代碼

14、之間僅有1位的狀態(tài)不同。位的狀態(tài)不同。p 00010101102011130101401005110061101711118111091010特點(diǎn)：特點(diǎn)： 每一位的狀態(tài)變化都按一定的順序循環(huán)。每一位的狀態(tài)變化都按一定的順序循環(huán)。 按照上表的編碼順序依次變化時(shí)，相鄰代碼只有一按照上表的編碼順序依次變化時(shí)，相鄰代碼只有一 位發(fā)生變化。位發(fā)生變化。 0000000008100011001000100019100111012001000111010101111300110010111011111040100011012110010105010101111311011011601100101141110

15、10017011101001511111000二、格雷碼二、格雷碼應(yīng)用：應(yīng)用： 減少過(guò)渡噪聲減少過(guò)渡噪聲三、美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼三、美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼 (ASCII)p 由由ISO認(rèn)定為國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)代碼認(rèn)定為國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)代碼p 7位二進(jìn)制代碼位二進(jìn)制代碼 ，共，共128個(gè)。個(gè)。7 6 5 4 3 2 1b b b b b b bb4b3b2b1b7b6b50000010100111001011101110000NULDLESP0P、p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EU

16、eu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;Kk1100FFFSNn1111SIUS/?O-oDEL一、不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換，例如：題1.4、題1.5、題1.9二、原碼、反碼、補(bǔ)碼之間的轉(zhuǎn)換，例如：題1.10三、二進(jìn)制數(shù)的補(bǔ)碼運(yùn)算，例如：題1.15習(xí)題類(lèi)型與解題方法p 介紹分析數(shù)字電路邏輯功能的數(shù)學(xué)方法介紹分析數(shù)字電路邏輯功能的數(shù)學(xué)方法p 內(nèi)容提要內(nèi)容提要p 邏輯代數(shù)的三種基本運(yùn)算邏輯代數(shù)的三種基本運(yùn)算p 基本公式和常用公式基本公式和常用公式p 邏輯代數(shù)的基本

17、定理；邏輯代數(shù)的基本定理；p 邏輯函數(shù)及其表示方法；邏輯函數(shù)及其表示方法；p 化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)（公式化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)（公式/ /卡諾圖卡諾圖/ /無(wú)關(guān)項(xiàng)）。無(wú)關(guān)項(xiàng)）。p 習(xí)題類(lèi)型與解題方法習(xí)題類(lèi)型與解題方法2.2 2.2 邏輯代數(shù)的三種基本運(yùn)算：與、或、非邏輯代數(shù)的三種基本運(yùn)算：與、或、非1.1.與運(yùn)算與運(yùn)算Y=AB =AB =A and B = A&B2.2.或運(yùn)算或運(yùn)算Y = A+B = A or B3.3.非運(yùn)算非運(yùn)算notY = A=A4.4.一些常用的復(fù)合邏輯運(yùn)算一些常用的復(fù)合邏輯運(yùn)算p 復(fù)合邏輯運(yùn)算：用兩個(gè)以上基本運(yùn)算構(gòu)成的邏輯運(yùn)算，復(fù)合邏輯運(yùn)算：用兩個(gè)以上基本運(yùn)算構(gòu)成的邏輯運(yùn)算，

18、 p 包括與非、或非、與或非、異或和同或運(yùn)包括與非、或非、與或非、異或和同或運(yùn)算。算。p 與非與非p 或非或非()Y = AB+CDp 與或非與或非Y = AB = AB +A BA B0 0010 1101 0101 101AB Y = AB = A B + AB AB p 異或異或p 同或同或AB = AB2.3 2.3 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2.3.1 2.3.1 基本公式基本公式序號(hào)序號(hào)公公 式式序號(hào)序號(hào)公公 式式求反求反10 1= 0; 0= 1變量與變量與常量常量10A = 0111 + A= 121A = A120 + A = A重疊律重疊律3A

19、A = A13A + A = A互補(bǔ)律互補(bǔ)律4AA= 014A + A= 1交換律交換律5AB = BA15A +B = B + A結(jié)合律結(jié)合律6A (BC) = (AB) C16A + (B +C) = (A + B) + C分配律分配律7A (B +C) = A B + A C17A + B C = (A +B) (A +C)反演律反演律8(A B)= A+ B18(A+ B)= AB還原律還原律9(A)= A2.3.2 2.3.2 若干常用公式若干常用公式序序 號(hào)號(hào)公公 式式21A + A B = A22A +AB = A + B23A B + A B = A24A ( A + B) =

20、 A25A B+AC + BC = AB + ACA B+AC + BCD = AB + AC26A (AB) = A B; A(AB) = A p 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例p 式式(17)： A+BC = (A+B)(A+C) pA+B(CD) = (A+B)(A+CD)=(A+B)(A+C)(A+D)p 德德.摩根定理：摩根定理：2.4 2.4 邏輯代數(shù)的基本定理邏輯代數(shù)的基本定理2.4.1 代入定理代入定理定理：在任何一個(gè)包含變量定理：在任何一個(gè)包含變量A的邏輯等式中，若以另外一個(gè)的邏輯等式中，若以另外一個(gè)邏輯式代入式中所有邏輯式代入式中所有A的位置，則等式仍然成立。的位置，則等式仍然成立。()

21、()() A BABA B CABCABCB CB以代入2.4.2 反演定理反演定理Y=A(B+C)+CDY=(A+BC)(C+D) =AC+AD +BCC +BCD = AC+AD + BCD 01 10YY，原變量反變量反變量原變量 p 優(yōu)先次序：先括號(hào)、然后乘、最后加優(yōu)先次序：先括號(hào)、然后乘、最后加p 不屬于單個(gè)變量上的反號(hào)應(yīng)保留不變不屬于單個(gè)變量上的反號(hào)應(yīng)保留不變u 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例2.4.3 2.4.3 對(duì)偶定理對(duì)偶定理例如：例如： 證明式（證明式（1717） A+BC=(A+B)(A+C) A+BC=(A+B)(A+C) A+BC A+BC 的對(duì)偶式：的對(duì)偶式：A(B+C)A(B+

22、C) (A+B)(A+C) (A+B)(A+C) 的對(duì)偶式：的對(duì)偶式： AB+ACAB+AC 因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?A(B+C)= A(B+C)= AB+ACAB+AC 所以：式（所以：式（1717）得證。得證。 對(duì)偶式對(duì)偶式: :將邏輯式將邏輯式Y(jié) Y中的中的”+”+”換成換成”，”換成換成”+”+”，0 0換成換成1 1，1 1換成換成0 0，得到，得到Y(jié) Y的對(duì)偶式，記做的對(duì)偶式，記做YDYD對(duì)偶定理：若兩邏輯式相等，則它們的對(duì)偶式也相等。對(duì)偶定理：若兩邏輯式相等，則它們的對(duì)偶式也相等。2.5 2.5 邏輯函數(shù)及其表示方法邏輯函數(shù)及其表示方法2.5.1 2.5.1 邏輯函數(shù)邏輯函數(shù)2.5.2 2

23、.5.2 邏輯函數(shù)的表示方法邏輯函數(shù)的表示方法p 常用的有五種：常用的有五種：p 真值表；邏輯函數(shù)式；邏輯圖；波形圖；卡諾圖；真值表；邏輯函數(shù)式；邏輯圖；波形圖；卡諾圖；“最小項(xiàng)之和 ”及“最大項(xiàng)之積”最小項(xiàng)取值對(duì)應(yīng)編號(hào)A B C 十進(jìn)制數(shù)0 0 0 0m00 0 1 1m10 1 0 2m20 1 1 3m31 0 0 4m41 0 1 5m51 1 0 6m61 1 1 7m72.5.3 2.5.3 邏輯函數(shù)的兩種標(biāo)準(zhǔn)形式邏輯函數(shù)的兩種標(biāo)準(zhǔn)形式ABCCABCBACBABCACBACBACBA邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)之和形式： 例：( , ,)Y A B CABCBC1 AA1. 將給定的邏輯函數(shù)式

24、化為若干乘積項(xiàng)之和的形式；2. 再利用基本公式 將每個(gè)乘積項(xiàng)中缺少的因子補(bǔ)全。()ABCBC AA(3,6,7)ABCABCA BCm最大項(xiàng)的編號(hào)：CBACBACBACBACBACBACBACBA(5,6,7)(0,1,2,3,4)(0,1,2,3,4)()()()()()YmYmYMABCABCABCABCABC三、邏輯函數(shù)的最大項(xiàng)之積形式三、邏輯函數(shù)的最大項(xiàng)之積形式()ikk ikk ikk ikk iYmYmYmYmM根據(jù)反演定理根據(jù)反演定理,得得A B C Y0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 12.6 2.6

25、邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法2.6.1 2.6.1 公式化簡(jiǎn)法公式化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)式有多種形式，如與或式，或與式，與非與非式等等。邏輯函數(shù)式有多種形式，如與或式，或與式，與非與非式等等。 AB+AC 與或式與或式=(AB) (AC) 與非與非式與非與非式=(A+B)(A+C) 或與式或與式=(A+B) + (A+C) 或非或非式或非或非式=(AB +AC) 與或非式與或非式先與門(mén)后或門(mén)先與門(mén)后或門(mén)用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)電路用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)電路先或門(mén)后與門(mén)先或門(mén)后與門(mén)用或非門(mén)實(shí)現(xiàn)電路用或非門(mén)實(shí)現(xiàn)電路用與或非門(mén)實(shí)現(xiàn)電路用與或非門(mén)實(shí)現(xiàn)電路p 公式化簡(jiǎn)法的原理：反復(fù)使用邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式消去函數(shù)式中

26、多余的乘積項(xiàng)和多余的因子 p 常用方法： 并項(xiàng)法：ABABA 吸收法：AABA 消項(xiàng)法：ABA CBCABA CABA CBCDABA C 消因子法：AA BAB 配項(xiàng)法：AAA1AA()A BYACB CBDCDA BCDAB DECp 化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)：根據(jù) A+AB=A，消去ABCD根據(jù) A+AB=A+B，消去A(BC)中的(BC)因子根據(jù) A+AB=A，消去AC和ABDE根據(jù) AB+AC+BC=AB+AC，消去CD()ACBDCDAAB DB CB CEACAAB DB CBDDECB CBDDACAB CBD 原理：具有相鄰性的最小項(xiàng)可合并，消去不同因原理：具有相鄰性的最小項(xiàng)可合并，消去

27、不同因子。子。 在卡諾圖中，最小項(xiàng)的相鄰性可以從圖形中直觀在卡諾圖中，最小項(xiàng)的相鄰性可以從圖形中直觀地反映出來(lái)。地反映出來(lái)。二、用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)（卡諾圖化簡(jiǎn)法或圖形化簡(jiǎn)法） 合并最小項(xiàng)的原則：合并最小項(xiàng)的原則： 兩個(gè)相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去一對(duì)因子兩個(gè)相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去一對(duì)因子 四個(gè)排成矩形的相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去四個(gè)排成矩形的相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去兩對(duì)因子兩對(duì)因子 八個(gè)相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去三對(duì)因子八個(gè)相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去三對(duì)因子例：CBCBCACACBAY),( 00 01 1 1 1 00011111101ABCl 卡諾圖化簡(jiǎn)法的步驟卡諾圖化簡(jiǎn)

28、法的步驟1. 用卡諾圖表示邏輯函數(shù)用卡諾圖表示邏輯函數(shù) 00 01 1 1 1 00011111101ABCCBCBCACACBAY),(l 卡諾圖化簡(jiǎn)法的步驟（續(xù)）卡諾圖化簡(jiǎn)法的步驟（續(xù)）2. 找出可以合并的最小項(xiàng)找出可以合并的最小項(xiàng)例： 00 01 1 1 1 00011111101ABC 00 01 1 1 1 00011111101CBCABACBBACAABCCBCBCACACBAY),(l 卡諾圖化簡(jiǎn)法的步驟（續(xù)）卡諾圖化簡(jiǎn)法的步驟（續(xù)）3. 選取化簡(jiǎn)后的乘積項(xiàng)選取化簡(jiǎn)后的乘積項(xiàng)例： 00 01 1 1 1 00011111101ABC2.7 2.7 具有無(wú)關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)及其化簡(jiǎn)具

29、有無(wú)關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)及其化簡(jiǎn)2.7.1 2.7.1 無(wú)關(guān)項(xiàng)無(wú)關(guān)項(xiàng)無(wú)關(guān)項(xiàng)：約束項(xiàng)和任意項(xiàng)的總稱(chēng)。無(wú)關(guān)項(xiàng)：約束項(xiàng)和任意項(xiàng)的總稱(chēng)。1.1.約束項(xiàng)約束項(xiàng): :恒等于恒等于0 0的最小項(xiàng)的最小項(xiàng)例如，用例如，用A,B,CA,B,C分別表示一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的分別表示一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止的命令，正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止的命令，A=1A=1表示正表示正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)，B=1B=1表示反轉(zhuǎn)，表示反轉(zhuǎn)，C=1C=1表示停止。則，表示停止。則，表示正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止工作狀態(tài)的邏表示正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止工作狀態(tài)的邏輯函數(shù)可寫(xiě)成：輯函數(shù)可寫(xiě)成：000,011,101,110,111000,011,101,110,111五個(gè)值不可能出現(xiàn)，五個(gè)

30、值不可能出現(xiàn)，則稱(chēng)則稱(chēng)ABC,ABC,ABC,ABC,ABCABC,ABC,ABC,ABC,ABC為約束項(xiàng)；在真值表和卡諾圖中都用為約束項(xiàng)；在真值表和卡諾圖中都用X X表表示。示。Y1=ABC (Y1=ABC (正正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) )Y2=ABC (Y2=ABC (反反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) )Y3=ABC (Y3=ABC (停停止止) )0A B CA BCAB CABCABC p 約束條件：ABCY1Y2Y3000XXX001001010010011XXX100100101XXX110XXX111XXX2.2.任意項(xiàng)任意項(xiàng): :是最小項(xiàng)是最小項(xiàng), ,若使其值為若使其值為1 1時(shí)時(shí), ,函數(shù)值可為函數(shù)值可為0 0也

31、可為也可為1,1,并并不影響電路的功能不影響電路的功能, ,則稱(chēng)該為任意項(xiàng)。則稱(chēng)該為任意項(xiàng)。令令Y4Y4表示電路自動(dòng)切斷供電，表示電路自動(dòng)切斷供電，那么這時(shí)那么這時(shí)Y1,Y2Y1,Y2和和Y3Y3等于等于1 1還是還是0 0已無(wú)關(guān)緊要。已無(wú)關(guān)緊要。000,011,101,110,111000,011,101,110,111五個(gè)值出五個(gè)值出現(xiàn)與否對(duì)現(xiàn)與否對(duì)Y1,Y2Y1,Y2和和Y3Y3沒(méi)有影響，沒(méi)有影響，則稱(chēng)則稱(chēng)ABC,ABC,ABC,ABC,ABC,ABC,ABC,ABC,ABCABC為為Y1,Y2Y1,Y2和和Y3Y3的任意項(xiàng)；在的任意項(xiàng)；在真值表和卡諾圖中都用真值表和卡諾圖中都用X X表

32、示。表示。一、邏輯等式的證明，例如：題2.2習(xí)題類(lèi)型與解題方法方法一，分別列出等式兩邊邏輯式的真值表，若真值表完全相同，則等式成立。方法二，利用邏輯代數(shù)的基本公式和定理，將等式兩邊化為完全相同的形式。方法三，分別畫(huà)出等式兩邊邏輯式的卡諾圖，若卡諾圖相等，則等式成立。二、邏輯函數(shù)不同表示方法之間的轉(zhuǎn)換，例如：題2.3，題2.7 真值表邏輯式 邏輯式邏輯圖 邏輯式卡諾圖 波形圖真值表 邏輯式真值表 邏輯圖邏輯式三、邏輯函數(shù)式的變換，例如：題2.11，題2.12，題2.13 與或形式與非-與非形式 與或形式與或非形式四、邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)，例如：題2.14，題2.15，題2.18，題2.19， 題2.2

33、2，題2.23公式化簡(jiǎn)法卡諾圖化簡(jiǎn)法p 熟練掌握邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式熟練掌握邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式p 掌握無(wú)關(guān)項(xiàng)掌握無(wú)關(guān)項(xiàng)p 題題2.11 2.11 將下列各式化為最大項(xiàng)之積的形式將下列各式化為最大項(xiàng)之積的形式12503467034670346703467Y( , ,)11YA BCB CAB CY A B CmmmYYYmmmmmYYmmmmmm m m m mM M M M M 首先將 展開(kāi)為最小項(xiàng)之和形式，得到根據(jù)以及全部最小項(xiàng)之和為 可知p 題題2.12 2.12 畫(huà)出全部由與非邏輯單元組成的邏輯電畫(huà)出全部由與非邏輯單元組成的邏輯電路圖路圖YA BCp 介紹數(shù)字電路的基本

34、邏輯單元電路介紹數(shù)字電路的基本邏輯單元電路門(mén)電路門(mén)電路p 內(nèi)容提要內(nèi)容提要p 二極管門(mén)電路二極管門(mén)電路p CMOS CMOS門(mén)電路門(mén)電路p TTL TTL門(mén)電路門(mén)電路p 習(xí)題類(lèi)型與解題方法習(xí)題類(lèi)型與解題方法p 各種門(mén)電路的工作原理，只要求一般掌握；外部各種門(mén)電路的工作原理，只要求一般掌握；外部特性和應(yīng)用是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)特性和應(yīng)用是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)3.1 3.1 概述概述p門(mén)電路：實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路，如門(mén)電路：實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路，如 與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、與非門(mén)、或非門(mén)、與或非門(mén)、異或門(mén)。與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、與非門(mén)、或非門(mén)、與或非門(mén)、異或門(mén)。正邏輯：高電平代表正邏輯：

35、高電平代表1 1；低電平代表；低電平代表0 0。負(fù)邏輯：高電平代表負(fù)邏輯：高電平代表0 0；低電平代表；低電平代表1 1。5V0 V高電平高電平低電平低電平2V0.8V3.2.1 3.2.1 二極管的開(kāi)關(guān)特性二極管的開(kāi)關(guān)特性p 二極管二極管D為理想開(kāi)關(guān)元件為理想開(kāi)關(guān)元件正向?qū)▋?nèi)阻為正向?qū)▋?nèi)阻為0 0；反向內(nèi)阻為無(wú)窮大反向內(nèi)阻為無(wú)窮大3.2.2 3.2.2 二極管與門(mén)二極管與門(mén)規(guī)定規(guī)定3V以上為以上為10.7V以下為以下為0電路的邏輯電平電路的邏輯電平電路的真值表電路的真值表設(shè)設(shè)VCC = 5 V加到加到A,B的的 VIH=3 V VIL=0 VVDF=0.7 V缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1.1.電平偏移

36、大；電平偏移大； 2. 2.負(fù)載能力差。負(fù)載能力差。一般用作集成電路內(nèi)部的邏一般用作集成電路內(nèi)部的邏輯單元輯單元3.2.3 3.2.3 二極管或門(mén)二極管或門(mén)規(guī)定規(guī)定2.3V以上為以上為10V以下為以下為0加到加到A,B的的 VIH=3 V VIL=0 VVDF=0.7 V電路的邏輯電平電路的邏輯電平電路的真值表電路的真值表缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1.1.電平偏移大；電平偏移大； 2. 2.負(fù)載能力差。負(fù)載能力差。3.3 CMOS門(mén)電路門(mén)電路一、一、 MOS管的結(jié)構(gòu)和工作原理管的結(jié)構(gòu)和工作原理3.3.1 MOS管開(kāi)關(guān)特性管開(kāi)關(guān)特性S (Source):源極源極G (Gate):柵極柵極D (Drain):漏

37、極漏極B (Substrate):襯底襯底二、輸入特性和二、輸入特性和輸出特性輸出特性漏極特性曲線漏極特性曲線p 漏極特性曲線（分三個(gè)區(qū)域）漏極特性曲線（分三個(gè)區(qū)域） 截止區(qū)截止區(qū) VGS 109 恒流區(qū)恒流區(qū) vGS 一定時(shí)，一定時(shí)， iD與與vDS之比近似之比近似地等于一個(gè)常數(shù)。等效電阻的大小和地等于一個(gè)常數(shù)。等效電阻的大小和vGS 有關(guān)有關(guān) 可變電阻區(qū)可變電阻區(qū) iD 基本上由基本上由vGS決定，與決定，與vDS 關(guān)系不大關(guān)系不大截止區(qū)截止區(qū)恒流區(qū)恒流區(qū)可變電可變電阻區(qū)阻區(qū)三、三、MOSMOS管的基本管的基本開(kāi)關(guān)電路開(kāi)關(guān)電路IMOSDSV所以管間相當(dāng)于一個(gè)受控制的開(kāi)關(guān)。910,1OFFO

38、NRRK因?yàn)?ONDOFFRRR只要?jiǎng)t：()IILGS thOOHDDVVVTVVV 當(dāng)截止()0IIHGS thOOLVVVTVV 當(dāng)導(dǎo)通開(kāi)關(guān)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)閉合開(kāi)關(guān)閉合3.3.2 CMOS反相器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)PthGSNthGSVV)()()()DDGS th NGS th PVVV1()112()2 ()T0=0TIIGSDDGS th PGSGSGS th NOODLHDvVVvvVvvVVV為負(fù) ， 導(dǎo)通，截止時(shí)：1()12(1)220T=T0GSGS th PGSDDGS thIIHDDNOOLvvVvVVVVVvTT時(shí)：輸出和輸入之間為邏輯， 截止，

39、非的關(guān)系和工導(dǎo)通作在互補(bǔ)狀態(tài)CMOS反向器的靜態(tài)功耗極小反向器的靜態(tài)功耗極小二、電壓、電流二、電壓、電流傳輸特性傳輸特性()()()12211212()0,11,22OOHDDOOLIGS TH NIDDGIDDOS TH PGS TH NIDDGPDHDS TTTVVVTTVABVVCDVVVBCVVVT TT TVVVVVV導(dǎo)通，截止導(dǎo)通， 截止同時(shí)導(dǎo)通若參數(shù)完全對(duì)稱(chēng)，時(shí)段：，段：段：電壓傳輸特性電壓傳輸特性()()DDGS th NGS th PVVVPthGSNthGSVV)()(二、電壓、電流傳輸二、電壓、電流傳輸特性特性(續(xù)續(xù))電流傳輸特性電流傳輸特性漏極電漏極電流為流為0 0T1

40、T1和和T2T2同時(shí)導(dǎo)同時(shí)導(dǎo)通通3.3.5 3.3.5 其他類(lèi)型的其他類(lèi)型的CMOSCMOS門(mén)電路門(mén)電路一、其他邏輯功能的一、其他邏輯功能的CMOSCMOS門(mén)電路門(mén)電路()YA B ()YA B ()YAB 二、漏極開(kāi)路輸出門(mén)電路二、漏極開(kāi)路輸出門(mén)電路（OD門(mén)）門(mén)）OFFLONRRR2OOHDDvVV0OOLvV12() ()()YY YABCDABCD()DDOHIHLOHVnImIRV(max)DDOHLLOHIHVVRnIIRm(max)()DDOLLILOLVVRm II(min)(max)DDOLLLOLILVVRRIm I(min)(max)LLLRRR三、CMOS傳輸門(mén)及雙向模擬

41、開(kāi)關(guān)電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)(1) 0,(2) 1,CC截止 當(dāng)傳輸門(mén)傳 當(dāng)輸門(mén)導(dǎo)通四、三態(tài)輸出的四、三態(tài)輸出的CMOS門(mén)電路門(mén)電路)(高阻時(shí)，時(shí)，ZYNEAYNE10電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)雙向傳輸數(shù)據(jù)雙向傳輸不用的輸入端不應(yīng)懸空。不用的輸入端不應(yīng)懸空。3.3.6 CMOS3.3.6 CMOS電路的正確使用電路的正確使用NPNNPN型型PNPPNP型型二、雙極型三極管的輸入特性和二、雙極型三極管的輸入特性和輸出特性輸出特性bBEBBBRVVi()CCEif v三、雙極型三極管的基本開(kāi)關(guān)電三、雙極型三極管的基本開(kāi)關(guān)電路路開(kāi)關(guān)電路開(kāi)關(guān)電路3.5.2 TTL反相

42、器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理反相器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè) VVPNVVVVVVONILIHCC7020435.結(jié)導(dǎo)通壓降)()(.1020YVVAVVVOHOILI)()(.0143YVVAVVVOLOIHI二、電壓傳輸特性二、電壓傳輸特性112542422540.6 ,1.3,3.40.71.3,IBOHCCRBEDIIOVVVVTT TTVVABBCVVVVVVVTTTVV截止區(qū)導(dǎo)通，截止，導(dǎo)通線性區(qū)導(dǎo)通且工作在放大區(qū)截段，導(dǎo)通，：止段：二、電壓傳輸特性（續(xù)）二、電壓傳輸特性（續(xù)）12541.4 ,2.1,0ITHBOOLIOOOLCDDVVVVVT TTVVVVVVE

43、轉(zhuǎn)折區(qū)所以同時(shí)導(dǎo)通，截止，所以迅速飽和區(qū)繼續(xù)，而不變：，段：段例例3.5.2：扇出系數(shù)（：扇出系數(shù)（Fan-out），），試計(jì)算門(mén)試計(jì)算門(mén)G1能驅(qū)動(dòng)多少個(gè)同樣的門(mén)電路負(fù)載。能驅(qū)動(dòng)多少個(gè)同樣的門(mén)電路負(fù)載。）（查得時(shí)，）（查得時(shí)，要求保證mAiVVVVmAiVVVVOLOLIHIOHOHILI16204023.;.ILIHII：并聯(lián)后與僅一個(gè)接地時(shí)相同：每個(gè)值相同輸入電，并流計(jì)算：聯(lián)后加倍3.5.5 其他類(lèi)型的其他類(lèi)型的TTL門(mén)電路門(mén)電路一、其他邏輯功能的門(mén)電路一、其他邏輯功能的門(mén)電路1. 與非門(mén)與非門(mén)15414250.9 ,12.1 ,00.2BOOHBOOLABABVABVVTTVVVVTTT

44、VV 由多發(fā)射極三極管實(shí)現(xiàn)當(dāng) 和 有一個(gè)為時(shí)，當(dāng) 和 同截止，導(dǎo)通，截止，和導(dǎo)通為高，電平時(shí)，2.2.或非或非門(mén)門(mén)均加倍和輸入電流計(jì)算時(shí)，導(dǎo)通截止，才有同為、只有截止導(dǎo)通，均使任何一個(gè)為、所以的輸出并聯(lián)和因?yàn)槁穬蓚€(gè)完全一樣的輸入電ILIHOHOOLOIIVVTTBAVVTTBATT454522013.3.與或非門(mén)與或非門(mén)二、集電極開(kāi)路輸出的門(mén)電路二、集電極開(kāi)路輸出的門(mén)電路（OC門(mén)）門(mén)） 輸出電阻低輸出電阻低 不能將輸出端接成線與結(jié)構(gòu)不能將輸出端接成線與結(jié)構(gòu) 輸出電平不可調(diào)輸出電平不可調(diào) 不能驅(qū)動(dòng)較大電流及較高電不能驅(qū)動(dòng)較大電流及較高電壓負(fù)載壓負(fù)載推拉式輸出級(jí)并聯(lián)推拉式輸出級(jí)并聯(lián))()()( C

45、DABCDABYYYYYYY2121所以才為高，即為低，只有兩者同高有一個(gè)低，、因?yàn)?1OHCCCCVVV與非門(mén)與非門(mén)或非門(mén)或非門(mén)例例 3.5.5 IOH=200uA, IOL(max)=16mA, IIL=1mA, IIH=40uA, VCC=5V, VOH3V（意味著（意味著VOH（min）=3V）, VOL0.4V。(max) OLCCOHL(max)OHIHCCOLL(min)ILV-V5-3R=nI+mI2 0.2+9 0.04= 2.63 kV-V5-0.4R= 0.35kI-mI16-3 1三、三態(tài)輸出門(mén)三、三態(tài)輸出門(mén))(,ZVVOHOL，高阻輸出有三個(gè)狀態(tài)：ZYDPENABYD

46、PEN導(dǎo)通，為“高阻狀態(tài)”截止，為“工作狀態(tài)”,)()(,)(012101一、雙極型三極管工作狀態(tài)的計(jì)算，例如：題3.11和例3.5.1習(xí)題類(lèi)型與解題方法p計(jì)算輸入為高計(jì)算輸入為高/低電平下三極管的工作狀態(tài)，判斷電路低電平下三極管的工作狀態(tài)，判斷電路參數(shù)的選擇是否合理。參數(shù)的選擇是否合理。1. 利用戴維寧定理將輸入電路簡(jiǎn)化為等效的VE與RE串聯(lián)電路。2. 計(jì)算vI為低電平時(shí)的VE值。若VE VON ，則三極管導(dǎo)通，參數(shù)設(shè)計(jì)不合理。3. 計(jì)算vI為高電平時(shí)的VE值和iB，并和IBS比較。若iB IBS ，則三極管飽和導(dǎo)通，參數(shù)設(shè)計(jì)合理；若iB IBS ，則三極管不飽和導(dǎo)通，參數(shù)設(shè)計(jì)不合理。p解題

47、方法和步驟解題方法和步驟二、集成門(mén)電路邏輯功能的分析 COMS電路，題電路，題3.15p給出門(mén)電路輸入的電壓波形或邏輯狀態(tài)，求輸出的電壓波形或邏輯給出門(mén)電路輸入的電壓波形或邏輯狀態(tài)，求輸出的電壓波形或邏輯狀態(tài)。狀態(tài)。p給出集成門(mén)電路的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖，求邏輯功能，題給出集成門(mén)電路的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖，求邏輯功能，題3.7，3.131. 不允許輸入端懸空2. 輸入端經(jīng)電阻接地=接低電平3. 輸入端經(jīng)電阻接高電平=接高電平 TTL電路，題電路，題3.141. 輸入端懸空=接高電平2. 經(jīng)幾十歐姆電阻接地=接低電平3. 經(jīng)幾千歐電阻接地=接高電平三、輸入特性和輸出特性的應(yīng)用 扇出系數(shù)扇出系數(shù)p TTL電路

48、扇出系數(shù)的計(jì)算，題電路扇出系數(shù)的計(jì)算，題3.16，例，例3.5.2l 一個(gè)門(mén)電路可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)某一種門(mén)電路的最大數(shù)目 解題方法和步驟解題方法和步驟1. 查IOL(max) /IOH(max) /IIL(max) /IIH(max)2. IOL =N1|k IIL(max) | =IOL(max) 負(fù)載為或/或非門(mén)：k等于每個(gè)門(mén)的并聯(lián)輸入端數(shù) 負(fù)載為與/與非門(mén)：k=13. IOH =pN2IIH(max) M原理：計(jì)數(shù)循環(huán)過(guò)程中設(shè)法跳過(guò)原理：計(jì)數(shù)循環(huán)過(guò)程中設(shè)法跳過(guò)NM個(gè)狀態(tài)。個(gè)狀態(tài)。具體方法：置零法具體方法：置零法 置數(shù)法置數(shù)法同步置零法異步置零法同步預(yù)置數(shù)法異步預(yù)置數(shù)法異步置異步置0 0信號(hào)信號(hào)

49、同步置同步置0 0信號(hào)信號(hào)同步置同步置數(shù)信號(hào)數(shù)信號(hào)異步置異步置數(shù)信號(hào)數(shù)信號(hào)例：將十進(jìn)制的例：將十進(jìn)制的74160接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器CLKDRLDEP ET例：將十進(jìn)制的例：將十進(jìn)制的74160接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器1. 置零信號(hào)持續(xù)時(shí)間短；置零信號(hào)持續(xù)時(shí)間短；2. 觸發(fā)器的復(fù)位速度有快有慢；觸發(fā)器的復(fù)位速度有快有慢；3. 電路可靠性不高；電路可靠性不高；2. N M原理：計(jì)數(shù)循環(huán)過(guò)程中設(shè)法跳過(guò)原理：計(jì)數(shù)循環(huán)過(guò)程中設(shè)法跳過(guò)NM個(gè)狀態(tài)。個(gè)狀態(tài)。具體方法：置零法具體方法：置零法 置數(shù)法置數(shù)法同步置零法異步置零法同步預(yù)置數(shù)法異步預(yù)置數(shù)法2. N VT+VT+變換結(jié)果：同頻率的矩

50、形脈沖信號(hào)變換結(jié)果：同頻率的矩形脈沖信號(hào)二、用于脈沖整形二、用于脈沖整形三、用于脈沖鑒幅三、用于脈沖鑒幅10.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(Monostable Multivibrator)特點(diǎn)：特點(diǎn)： 有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)工作狀態(tài)。有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)工作狀態(tài)。 在外界觸發(fā)脈沖作用下，能從穩(wěn)態(tài)在外界觸發(fā)脈沖作用下，能從穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)暫穩(wěn)態(tài)，維持一段時(shí)間后自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)。態(tài)，維持一段時(shí)間后自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)。 暫穩(wěn)態(tài)維持的時(shí)間長(zhǎng)短取決于電路內(nèi)部參暫穩(wěn)態(tài)維持的時(shí)間長(zhǎng)短取決于電路內(nèi)部參數(shù)，與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無(wú)關(guān)數(shù)，與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無(wú)關(guān)應(yīng)用：應(yīng)用： 脈沖整形；脈沖整形； 延時(shí)（產(chǎn)生滯后于觸發(fā)脈沖的輸出脈沖）

51、；延時(shí)（產(chǎn)生滯后于觸發(fā)脈沖的輸出脈沖）； 定時(shí)（產(chǎn)生固定時(shí)間寬度的脈沖信號(hào)）。定時(shí)（產(chǎn)生固定時(shí)間寬度的脈沖信號(hào)）。10.3.1 用門(mén)電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用門(mén)電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器暫穩(wěn)態(tài)：靠暫穩(wěn)態(tài)：靠RC電路的充、放電過(guò)程維持電路的充、放電過(guò)程維持一、微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器G1和和G2為為CMOS門(mén)門(mén)DDTHOLDDOHVVVVV210,2、性能參數(shù)計(jì)算、性能參數(shù)計(jì)算()(0)()0lnln0.69DDwTHDDTHVVVtRCRCRCVVVV電容電容C C充電的等效電路充電的等效電路2、性能參數(shù)計(jì)算（續(xù)）、性能參數(shù)計(jì)算（續(xù)）1(3 5)(/ /)(3 5)reDONONtR

52、rRCRCmOHOLDDVVVV電容電容C C放電的等效電路放電的等效電路dwrettt G1G1和和G2G2為為T(mén)TLTTL門(mén)門(mén) 1 1、原理分析、原理分析正脈沖正脈沖觸發(fā)觸發(fā)0()lnOLOHwOLTHVVtRR CVV10.4 多諧振蕩器多諧振蕩器(Astable Multivibrator)特點(diǎn)：特點(diǎn)： 沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)；沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)； 一種自激振蕩器；一種自激振蕩器； 接通電源后，無(wú)需觸發(fā)信號(hào)，自動(dòng)產(chǎn)生矩接通電源后，無(wú)需觸發(fā)信號(hào)，自動(dòng)產(chǎn)生矩形脈沖。形脈沖。矩形波含有豐富的高次諧波分量：矩形波含有豐富的高次諧波分量：將矩形波振蕩器稱(chēng)為多諧振蕩器；將矩形波振蕩器稱(chēng)為多諧振蕩器；根據(jù)電路結(jié)構(gòu)分

53、類(lèi)：根據(jù)電路結(jié)構(gòu)分類(lèi)： 對(duì)稱(chēng)式多諧振蕩器；對(duì)稱(chēng)式多諧振蕩器； 非對(duì)稱(chēng)式多諧振蕩器；非對(duì)稱(chēng)式多諧振蕩器；10.4.1 對(duì)稱(chēng)式多諧振蕩器對(duì)稱(chēng)式多諧振蕩器 工作原理（工作原理（TTL）(1) 靜態(tài)（未振蕩）靜態(tài)（未振蕩） 不穩(wěn)定不穩(wěn)定對(duì)稱(chēng)式多諧振蕩器電路對(duì)稱(chēng)式多諧振蕩器電路TTLTTL反相器的電壓傳輸特性反相器的電壓傳輸特性轉(zhuǎn)折區(qū)轉(zhuǎn)折區(qū)10.4.2 非對(duì)稱(chēng)式多諧振蕩器非對(duì)稱(chēng)式多諧振蕩器 靜態(tài)工作點(diǎn)（靜態(tài)工作點(diǎn)（CMOS）保護(hù)保護(hù)電阻電阻10.4.3 環(huán)形振蕩器環(huán)形振蕩器一、最簡(jiǎn)單的環(huán)形振蕩器一、最簡(jiǎn)單的環(huán)形振蕩器2pdTnt二、實(shí)用的環(huán)形振蕩器二、實(shí)用的環(huán)形振蕩器2 pdRCt第一步：增加積分環(huán)節(jié)，

54、加大。輸輸出出。的的接接地地端端改改至至遲遲，將將第第二二步步：為為獲獲取取更更大大延延1GCtpd2小小，不實(shí)用不實(shí)用保護(hù)電保護(hù)電阻阻10.4.4 10.4.4 用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器滯回區(qū)滯回區(qū)RCRC積分積分電路電路充電充電放電放電12 lnlnDDTDDTDDTDDTTTTVVVVRCRCVVVVTDDTDDTDDTDDVVVVCRVVVVCRTTTlnln1221充電充電放電放電10.4.5 石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器石英晶體的電抗頻石英晶體的電抗頻率特性和符號(hào)率特性和符號(hào)石英晶體多諧振蕩器石英晶體多諧振蕩器10.5 55510.5 5

55、55定時(shí)器及其應(yīng)用定時(shí)器及其應(yīng)用10.5.1 55510.5.1 555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與功能定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與功能一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)控制電壓輸入端控制電壓輸入端置零輸入端置零輸入端引腳引腳編號(hào)編號(hào)閾值端閾值端觸發(fā)端觸發(fā)端電壓電壓比較比較器器SRSR鎖鎖存器存器 0 0 導(dǎo)通導(dǎo)通1 2/3VCC 1/3VCC 0 1 0 導(dǎo)通導(dǎo)通1 1/3VCC 1 1 保持保持 不變不變 1 2/3VCC 2/3VCC 1/3VCC 0 0 1 截止截止VC1 VC2 QVC1 = R VC2 = S VO = Q10.5.2 用用555定時(shí)器接成施密特觸發(fā)器定時(shí)器接成施密特觸發(fā)器濾波濾波電容電容VI

56、 = VI1=VI21 1/3VCCVI2/3VCC 0 1 0 導(dǎo)通導(dǎo)通 1 VI V , 0dV導(dǎo)數(shù)大于零，單調(diào)遞增，所以導(dǎo)數(shù)大于零，單調(diào)遞增，所以VI增加，周期增加，周期T也隨之增大，頻率則減小。也隨之增大，頻率則減小。10.24 PNP三極管共集電極組態(tài)三極管共集電極組態(tài),即射極跟隨器即射極跟隨器, VE - VB=0.3 V（鍺管導(dǎo)通電壓低（鍺管導(dǎo)通電壓低, 硅管為硅管為0.7V）。）。1. 當(dāng)所有按鍵斷開(kāi)時(shí)當(dāng)所有按鍵斷開(kāi)時(shí),VE0 V,多諧振蕩器不振多諧振蕩器不振, 即不發(fā)聲即不發(fā)聲2. 當(dāng)按鍵按下時(shí)當(dāng)按鍵按下時(shí),VB數(shù)值改變數(shù)值改變,VE隨之改變隨之改變,振蕩器振蕩振蕩器振蕩,V

57、COVE如如S1按下時(shí)，基極電流很小，可忽略按下時(shí)，基極電流很小，可忽略, 有有: BBCC1BEBCOR20V =V=12 = 8VR +R10+20V = V +0.3 = 8.3V = V最后求出振蕩頻率為最后求出振蕩頻率為457 Hz457 Hz( (如用硅管，振蕩頻率為如用硅管，振蕩頻率為416 Hz)416 Hz)電子琴原型電路電子琴原型電路音符對(duì)應(yīng)頻率(Hz)：262、294、330、349、392、440、494 (乘2高音，除2低音)10.25 直接計(jì)算，延遲直接計(jì)算，延遲11s，發(fā)聲頻率，發(fā)聲頻率9.66 kHzCCDCC6-6CCCCCC3-612v ( )-v (0)T

58、 = RClnv ( )-V (t)V-012= RCln=10 10 10 F ln11S212-8V-V311f =9.66kHz(R +2R )Cln215 100.01 100.6910.26 哎呦電路哎呦電路計(jì)算計(jì)算VO1高電平持續(xù)時(shí)間高電平持續(xù)時(shí)間TH=1.11s，低電平，低電平TL=1.04 s；VOH=11 V，據(jù)等效電路圖可以算出，據(jù)等效電路圖可以算出VCO=8.75 VVOL=0.2 V，據(jù)等效電路圖可以算出，據(jù)等效電路圖可以算出VCO=6 V 計(jì)算得到低音計(jì)算得到低音611 Hz和高音和高音877.8 Hz，分別持續(xù)，分別持續(xù)1.1 s和和1.04 s可以按照電路學(xué)中的節(jié)

59、點(diǎn)法、網(wǎng)孔電流法、回路法和等效電路求可以按照電路學(xué)中的節(jié)點(diǎn)法、網(wǎng)孔電流法、回路法和等效電路求VCO，如節(jié)點(diǎn)法有：如節(jié)點(diǎn)法有：CCCOO1COCO1313CC1O1CO31V-VV-VV+=RR2R2R V+2R VV=3R +2R10.26等效電路圖等效電路圖R3數(shù)值中應(yīng)該包括數(shù)值中應(yīng)該包括VO1的輸出電阻，由于比較小，所以忽略了的輸出電阻，由于比較小，所以忽略了D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器倒倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)樹(shù)型開(kāi)關(guān)樹(shù)型D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器具有雙極性輸出的具有雙極性輸出的D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器權(quán)電流型、權(quán)電容網(wǎng)絡(luò)權(quán)電流型、權(quán)電容網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換

60、器轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器直接轉(zhuǎn)換型直接轉(zhuǎn)換型并聯(lián)比較型并聯(lián)比較型反饋比較型反饋比較型間接轉(zhuǎn)換型間接轉(zhuǎn)換型雙積分型雙積分型(VT變換型變換型)VF變換型變換型計(jì)數(shù)型計(jì)數(shù)型逐次漸進(jìn)型逐次漸進(jìn)型性能參數(shù)：性能參數(shù)：轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度和和轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度和和轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換速度本章重點(diǎn)：數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理，以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用本章重點(diǎn)：數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理，以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用第十一章第十一章 數(shù)數(shù)- -模和模模和模- -數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)轉(zhuǎn)換p 習(xí)題類(lèi)型與解題方法習(xí)題類(lèi)型與解題方法11.2.1 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 121012102,2,2 ,2nnnnnnDddd d位二進(jìn)制數(shù)：每一位的權(quán)