數(shù)字電路與系統(tǒng)全概述2課件

1、數(shù)字電路與系統(tǒng)演講人2021-08-1101.02.03.04.05.目錄第六章-時(shí)序邏輯電路第七章-脈沖電路第八章-系統(tǒng)第九章-ADDA轉(zhuǎn)換第十章-存儲(chǔ)器01第六章-時(shí)序邏輯電路第六章-時(shí)序邏輯電路遺忘點(diǎn)01同步時(shí)序電路分析02同步時(shí)序電路設(shè)計(jì)（最初設(shè)計(jì)就考慮自啟動(dòng) 狀態(tài)表）03計(jì)數(shù)器04寄存器05集成寄存器7419406第六章-時(shí)序邏輯電路序列信號(hào)發(fā)生器第六章-時(shí)序邏輯電路遺忘點(diǎn)概述01自啟動(dòng)02用74161做減法計(jì)數(shù)器04計(jì)算模值03序列信號(hào)發(fā)生器05概述在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容自啟動(dòng)在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容計(jì)算模值在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容第六章-時(shí)序邏輯電路同步時(shí)序電路分析輸入 輸出 控制輸入 狀

2、態(tài)01輸出方程Z 驅(qū)動(dòng)方程 JK等 特征方程Q等02狀態(tài)表和狀態(tài)圖 已知輸入X Qn 求輸出Z Qn+103狀態(tài)表和狀態(tài)圖 已知輸入X Qn 求輸出Z Qn+1在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容第六章-時(shí)序邏輯電路同步時(shí)序電路設(shè)計(jì)（最初設(shè)計(jì)就考慮自啟動(dòng) 狀態(tài)表）01確定狀態(tài)及狀態(tài)圖02電路第六章-時(shí)序邏輯電路計(jì)數(shù)器集成計(jì)數(shù)器74161 二進(jìn)制同步模16加法計(jì)數(shù)器 異步清0IC計(jì)數(shù)器74163 同步清0 其他與74161相同IC計(jì)數(shù)器74160 8421BCD碼同步加法計(jì)數(shù)器 模10 其他與74161相同IC計(jì)數(shù)器74290 模2-5-10異步計(jì)數(shù)器 功能表狀態(tài)圖用虛線(xiàn)連接不穩(wěn)定狀態(tài)集成計(jì)數(shù)器74161 二進(jìn)

3、制同步模16加法計(jì)數(shù)器 異步清0設(shè)計(jì)小的 以模11為例 反饋歸0法 CLR非 最大態(tài)1011預(yù)置歸0法 LD非 最大態(tài)1010預(yù)置補(bǔ)數(shù)法 0101-1111設(shè)計(jì)大的 大的 十進(jìn)制的設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器 logoIC計(jì)數(shù)器74160 8421BCD碼同步加法計(jì)數(shù)器 模10 其他與74161相同即使清0也要等下一個(gè)clk到來(lái) 模11最大態(tài)1010 CLR非在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容IC計(jì)數(shù)器74163 同步清0 其他與74161相同IC計(jì)數(shù)器74290 模2-5-10異步計(jì)數(shù)器 符號(hào)功能異步置數(shù)有毛刺設(shè)計(jì)大的 級(jí)聯(lián)在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容兩個(gè)獨(dú)立的下降沿FF

4、 M-2計(jì)數(shù)器輸出Q0 M-5計(jì)數(shù)器輸出Q3Q2Q1 第六章-時(shí)序邏輯電路寄存器左移串入/并出寄存器.03并入/并出型寄存器01左移扭環(huán)寄存器05左移環(huán)形寄存器04左移串入/串出型寄存器.02并入/并出型寄存器在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容左移串入/串出型寄存器.在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容左移串入/并出寄存器.在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容左移環(huán)形寄存器在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容左移扭環(huán)寄存器在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容第六章-時(shí)序邏輯電路集成寄存器74194功能左移環(huán)形左移扭環(huán)功能在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容左移環(huán)形在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容左移扭環(huán)在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容02第七章-脈沖電路第七章-脈沖電路遺忘點(diǎn)01脈沖信號(hào)參數(shù).02555定時(shí)器

5、.03施密特觸發(fā)器04由555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器05集成施密特觸發(fā)器 74LS132 4個(gè)獨(dú)立兩輸入與非門(mén)構(gòu)成06第七章-脈沖電路Schmitt觸發(fā)器應(yīng)用.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器多諧振蕩器 兩個(gè)不穩(wěn)定狀態(tài)第七章-脈沖電路遺忘點(diǎn)比較器施密特與非門(mén)電路 施密特觸發(fā)器？74122施密特觸發(fā)器回差電壓集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121總結(jié)：555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 1.1RC 74121為0.7RC 74122為0.7RC010305020406第七章-脈沖電路遺忘點(diǎn)01周期計(jì)算式02為什么振蕩周期會(huì)變比較器在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容施密特與非門(mén)電路 施密特觸發(fā)器？在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121在

6、右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容74122在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容周期計(jì)算式在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容為什么振蕩周期會(huì)變?cè)谟覀?cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容脈沖信號(hào)參數(shù).TW脈寬 Vm幅度 T周期 f頻率 q占空比第七章-脈沖電路第七章-脈沖電路555定時(shí)器.IC模塊電路01管腳圖02導(dǎo)通情況03IC模塊電路在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容管腳圖在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容導(dǎo)通情況在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容施密特觸發(fā)器在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容第七章-脈沖電路第七章-脈沖電路由555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器電路01結(jié)論 變矩形波 有滯后 分壓電阻為產(chǎn)生原因02電路在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容結(jié)論 變矩形波 有滯后 分壓電阻為產(chǎn)生原因在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容第七章-脈沖電路集成

7、施密特觸發(fā)器 74LS132 4個(gè)獨(dú)立兩輸入與非門(mén)構(gòu)成管腳圖符號(hào)管腳圖在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容符號(hào)在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容第七章-脈沖電路Schmitt觸發(fā)器應(yīng)用.1波形轉(zhuǎn)換 VT+變0 VT-變12幅度鑒別第七章-脈沖電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器01符號(hào)02555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 穩(wěn)態(tài)為003集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121 非重復(fù)觸發(fā)（進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)后不再接受新觸發(fā)信號(hào)）04集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74122 可重復(fù)觸發(fā)05應(yīng)用符號(hào)在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 穩(wěn)態(tài)為0管腳圖在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容充電路徑 Vcc-R-C-地 時(shí)間常數(shù)tao1=RC 放電常數(shù)tao2=RonC (Ron為T(mén)導(dǎo)通電阻）

8、 放電路徑 C-T-地 TW暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器恢復(fù)時(shí)間在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容應(yīng)用波形轉(zhuǎn)換定時(shí)延時(shí)第七章-脈沖電路多諧振蕩器 兩個(gè)不穩(wěn)定狀態(tài)1符號(hào)2555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器3占空比可調(diào)的多諧振蕩器4石英晶體振蕩器 工作頻率一定為f05Schmitt-FF構(gòu)成的多諧振蕩器6應(yīng)用符號(hào)在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器管腳時(shí)間占空比可調(diào)的多諧振蕩器在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容占空比不可調(diào)電路工作原理電路在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容占空比可調(diào)應(yīng)用01在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容兩個(gè)振蕩器02在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容門(mén)鈴03 救護(hù)車(chē)等揚(yáng)聲器04在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容兩相時(shí)鐘產(chǎn)生電路及工作波形

9、03第八章-系統(tǒng)第八章-系統(tǒng)遺忘點(diǎn)ASM圖表圖表的建立數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)第八章-系統(tǒng)遺忘點(diǎn)設(shè)計(jì)列表02ASM狀態(tài)圖的關(guān)系01ASM狀態(tài)圖的關(guān)系設(shè)計(jì)列表遺忘點(diǎn)ASM圖表符號(hào)第八章-系統(tǒng)3條件框在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容1狀態(tài)框在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容2判斷框在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容符號(hào)第八章-系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)控制器03建立ASM圖02分析 包括輸入:啟動(dòng) 計(jì)時(shí) 判斷 輸出:信號(hào)為101數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析 包括輸入:啟動(dòng) 計(jì)時(shí) 判斷 輸出:信號(hào)為1建立ASM圖設(shè)計(jì)控制器04第九章-ADDA轉(zhuǎn)換第九章-ADDA轉(zhuǎn)換遺忘點(diǎn)01D/A轉(zhuǎn)換關(guān)系 DAC特點(diǎn)：一一對(duì)應(yīng) 歸一化FSR02權(quán)電阻DAC03梯型數(shù)模轉(zhuǎn)換電路04倒梯

10、型數(shù)模轉(zhuǎn)換電路 工作原理、模擬輸出電壓公式、分辨率與梯型相同05權(quán)電流數(shù)模轉(zhuǎn)換電路06第九章-ADDA轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)化的主要技術(shù)指標(biāo) 并行比較ADC集成DAC10位CMOS集成DAC-AD7533量化模數(shù)轉(zhuǎn)換 ADC 特點(diǎn)：不一一對(duì)應(yīng) 轉(zhuǎn)換誤差020304050601第九章-ADDA轉(zhuǎn)換并/串型ADC逐漸逼近型ADC（逐位比較型ADC）只舍不入雙積分ADC 只入不舍集成ADC第九章-ADDA轉(zhuǎn)換遺忘點(diǎn)001對(duì)應(yīng)的成為最低有效位LSB01梯型.02權(quán)電阻(靠近功放)和梯型(遠(yuǎn)離功放) X的位置相反 但是X1是最大的03分辨率s=| Vomin |=1/2n FSR04梯型優(yōu)缺點(diǎn)05偏移碼：補(bǔ)碼符號(hào)位

11、取反06第九章-ADDA轉(zhuǎn)換遺忘點(diǎn)用雙極性碼時(shí)滿(mǎn)刻度值為單極性輸出時(shí)的1/20110位CMOS集成DAC-AD753302兩量化階梯中間為比較電平03四舍五入和有舍有入并行比較的 s 都是2n-1 只舍不入是2n04并/串型ADC（注意低四位Vref=Vin）05逐漸逼近型只舍不入06第九章-ADDA轉(zhuǎn)換遺忘點(diǎn)逐漸逼近型的轉(zhuǎn)換時(shí)間雙積分ADC數(shù)字電壓表電路遺忘點(diǎn)https:/01001對(duì)應(yīng)的成為最低有效位LSB02梯型.03權(quán)電阻(靠近功放)和梯型(遠(yuǎn)離功放) X的位置相反 但是X1是最大的04分辨率s=| Vomin |=1/2n FSR05梯型優(yōu)缺點(diǎn)06偏移碼：補(bǔ)碼符號(hào)位取反遺忘點(diǎn)用雙極性

12、碼時(shí)滿(mǎn)刻度值為單極性輸出時(shí)的1/20110位CMOS集成DAC-AD753302兩量化階梯中間為比較電平03四舍五入和有舍有入并行比較的 s 都是2n-1 只舍不入是2n04并/串型ADC（注意低四位Vref=Vin）05逐漸逼近型只舍不入06遺忘點(diǎn)逐漸逼近型的轉(zhuǎn)換時(shí)間雙積分ADC數(shù)字電壓表電路遺忘點(diǎn)梯型.在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容梯型優(yōu)缺點(diǎn)在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容遺忘點(diǎn)偏移碼：補(bǔ)碼符號(hào)位取反在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容遺忘點(diǎn)并/串型ADC（注意低四位Vref=Vin）在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容遺忘點(diǎn)遺忘點(diǎn)雙積分ADC在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容數(shù)字電壓表電路在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容遺忘點(diǎn)

13、權(quán)電阻DAC在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容第九章-ADDA轉(zhuǎn)換權(quán)電阻DAC在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容梯型數(shù)模轉(zhuǎn)換電路在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容第九章-ADDA轉(zhuǎn)換梯型數(shù)模轉(zhuǎn)換電路在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容倒梯型數(shù)模轉(zhuǎn)換電路 工作原理、模擬輸出電壓公式、分辨率與梯型相同在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容第九章-ADDA轉(zhuǎn)換倒梯型數(shù)模轉(zhuǎn)換電路 工作原理、模擬輸出電壓公式、分辨率與梯型相同在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容權(quán)電流數(shù)模轉(zhuǎn)換電路在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容第九章-ADDA轉(zhuǎn)換權(quán)電流數(shù)模轉(zhuǎn)換電路在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容第九章-ADDA轉(zhuǎn)換10位CMOS集成DAC-AD7533電路圖01接收自然加權(quán)二進(jìn)制碼02接收補(bǔ)碼 將偏移碼電路的符號(hào)位取反就可以接收補(bǔ)碼

14、04接收偏移碼電路03在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容 電路圖接收自然加權(quán)二進(jìn)制碼接收偏移碼電路接收補(bǔ)碼 將偏移碼電路的符號(hào)位取反就可以接收補(bǔ)碼10位CMOS集成DAC-AD7533第九章-ADDA轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)化的主要技術(shù)指標(biāo) 轉(zhuǎn)換精度01轉(zhuǎn)換速度023線(xiàn)性誤差LSB的倍數(shù)FSR的百分?jǐn)?shù)1分辨率LSBVomin和Vomax之比DAC位數(shù)2轉(zhuǎn)換誤差絕對(duì)誤差相對(duì)誤差轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換速度在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容數(shù)模轉(zhuǎn)化的主要技術(shù)指標(biāo) 第九章-ADDA轉(zhuǎn)換量化量化階梯 s = 1/2n 只舍不入01量化階梯 s = 1/(2n-1) 四舍五入(為使Vref與最大數(shù)字輸出對(duì)應(yīng) 取分母2n-102量化量化階

15、梯 s = 1/2n 只舍不入量化階梯 s = 1/(2n-1) 四舍五入(為使Vref與最大數(shù)字輸出對(duì)應(yīng) 取分母2n-1第九章-ADDA轉(zhuǎn)換并行比較ADC1有舍有入并行比較ADC2只舍不入并行比較ADC并行比較ADC有舍有入并行比較ADC 只舍不入并行比較ADC 其他與有舍有入相同第九章-ADDA轉(zhuǎn)換并/串型ADC1原理2在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容并/串型ADC原理第九章-ADDA轉(zhuǎn)換逐漸逼近型ADC（逐位比較型ADC）只舍不入電路原理01轉(zhuǎn)換時(shí)間02逐漸逼近型ADC（逐位比較型ADC）只舍不入電路原理轉(zhuǎn)換時(shí)間第九章-ADDA轉(zhuǎn)換雙積分ADC 只入不舍0201在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)

16、容雙積分ADC 只入不舍在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容第九章-ADDA轉(zhuǎn)換集成ADCADC0816是一種16路模擬開(kāi)關(guān)8位A/D轉(zhuǎn)換器 逐漸逼近型CC7106/7107 雙積分型A/DADC0816是一種16路模擬開(kāi)關(guān)8位A/D轉(zhuǎn)換器 逐漸逼近型CC7106/7107 雙積分型A/D集成ADC05第十章-存儲(chǔ)器第十章-存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器屬于大規(guī)模集成電路01每個(gè)存儲(chǔ)單元能存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息，可以由觸發(fā)器或電容構(gòu)成02按存取方式03按基本單元電路04存儲(chǔ)器技術(shù)參數(shù)05bit(位)是二進(jìn)制最小單元06第十章-存儲(chǔ)器Byte(字節(jié))Word(存儲(chǔ)字） 一組存儲(chǔ)單元容量：存儲(chǔ)單元總數(shù)=字?jǐn)?shù)*位數(shù)RAM(屬于時(shí)序電路）第十章-存儲(chǔ)器按存取方式SAM 順序存儲(chǔ)器RAM 隨機(jī)存儲(chǔ)器ROM 只讀存儲(chǔ)器按存取方式SAM 順序存儲(chǔ)器RAM 隨機(jī)存儲(chǔ)器ROM 只讀存儲(chǔ)器第十章-存儲(chǔ)器按基本單元電路0201MOS 集成度高、功耗小、工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低Bopolar兩級(jí) 速度快、功耗大、價(jià)格較高按基本單元電路Bopolar兩級(jí) 速度快、功耗大、價(jià)格較高M(jìn)OS 集成度高、功耗小、工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低第十章-存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器技術(shù)參數(shù)0201存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)周期 連續(xù)兩次讀(寫(xiě))操作間隔的最短時(shí)間存儲(chǔ)周期 連