2022年《數(shù)字電子技術(shù)》歸納總結(jié)復(fù)習(xí)

1、數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)復(fù)習(xí) 一,主要學(xué)問點總結(jié)與要求1.數(shù)制,編碼其及轉(zhuǎn)換: 要求: 能嫻熟在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: 37,2510= 2 = 16= 8421BCD 解:37,2510= 100101,01 2= 25,4 16= 00110111,00100101 8421BCD 2.規(guī)律門電路: 1基本概念 1數(shù)字電路中晶體管作為開關(guān)使用時,就是指它的工作狀態(tài)處于 飽與狀態(tài)與截止?fàn)顟B(tài)；2TTL 門電路典型高電平為3,6 V,典型低電平為0,3 V；3OC 門與OD 門具有線與功能；4三態(tài)門電路的特點,規(guī)律功能

2、與應(yīng)用；高阻態(tài),高電平,低電平；5門電路參數(shù):噪聲容限VNH 或VNL ,扇出系數(shù)N o,平均傳輸時間t pd；要求: 把握八種規(guī)律門電路的規(guī)律功能; 把握OC 門與OD 門,三態(tài)門電路的規(guī)律功能; 能依據(jù)輸入信號畫出各種規(guī)律門電路的輸出波形；舉例2:畫出以下電路的輸出波形；解:由規(guī)律圖寫出表達(dá)式為: Y A BC A B C ,就輸出Y 見上；3. 基本規(guī)律運(yùn)算的特點: 第 1 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)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

3、異為零; 非運(yùn)算:零變1, 1 變零; 要求: 嫻熟應(yīng)用上述規(guī)律運(yùn)算；4,數(shù)字電路規(guī)律功能的幾種表示方法及相互轉(zhuǎn)換；真值表 組合規(guī)律電路 或狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表 時序規(guī)律電路 : 就是由變量的所 有可能取值組合及其對應(yīng)的函數(shù)值所構(gòu)成的表格；規(guī)律表達(dá)式: 就是由規(guī)律變量與與,或,非3種運(yùn)算符連接起來所構(gòu)成的式子；卡諾圖: 就是由表示變量的全部可能取值組合的小方格所構(gòu)成的圖形；規(guī)律圖: 就是由表示規(guī)律運(yùn)算的規(guī)律符號所構(gòu)成的圖形；波形圖或時序圖:就是由輸入變量的全部可能取值組合的高,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)圖只有時序電路才有: 描述時序規(guī)律電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系及轉(zhuǎn)換條件的 圖

4、形稱為狀態(tài)圖；要求: 把握這五種 對組合規(guī)律電路 或六種 對時序規(guī)律電路 方法之間的相互 轉(zhuǎn)換；5. 規(guī)律代數(shù)運(yùn)算的基本規(guī)章第 2 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)反演規(guī)章: 對于任何一個規(guī)律表達(dá)式Y(jié), 假如將表達(dá)式中的全部 “”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)式就就是函數(shù) Y 的反函數(shù)Y或稱補(bǔ)函數(shù) ；這個規(guī)章稱為反演規(guī)章；對偶規(guī)章: 對于任何一個規(guī)律表達(dá)式Y(jié),假如將表達(dá)式中的全部 “”換成“”, “”換成“ ”,“0”換成“ 1”,“1”換成“ 0”,而變量保持不變,就可得到的 一個新的

5、函數(shù)表達(dá)式Y(jié) ,Y稱為函Y 的對偶函數(shù)；這個規(guī)章稱為對偶規(guī)章；要求: 嫻熟應(yīng)用反演規(guī)章與對偶規(guī)章求規(guī)律函數(shù)的反函數(shù)與對偶函數(shù)；舉例3:求以下規(guī)律函數(shù)的反函數(shù)與對偶函數(shù)Y A B CD E A ; B C DE 對偶函數(shù): Y A B C DE 解: 反函數(shù): Y 6. 規(guī)律函數(shù)化簡 要求: 嫻熟把握規(guī)律函數(shù)的兩種化簡方法；公式法化簡:規(guī)律函數(shù)的公式化簡法就就是運(yùn)用規(guī)律代數(shù)的 基本公式,定理與規(guī)章來化簡規(guī)律函數(shù)；舉例4:用公式化簡規(guī)律函數(shù): Y1ABC A BC BC 解: 圖形化簡: 規(guī)律函數(shù)的圖形化簡法就是將規(guī)律函數(shù)用 卡諾圖來表示,利用卡諾 圖來化簡規(guī)律函數(shù)；主要適合于3 個或4 個變量的

6、化簡 舉例5:用卡諾圖化簡規(guī)律函數(shù): Y A, B, C m0,2,3,7 d 4,6 第 3 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)解:畫出卡諾圖為就Y CB 7.觸發(fā)器及其特性方程 1觸發(fā)器的的概念與特點: 觸發(fā)器就是構(gòu)成時序規(guī)律電路的基本規(guī)律單元；其具有如下 特點: 它有兩個穩(wěn)固的狀態(tài):0 狀態(tài)與1 狀態(tài); 在不同的輸入情形下,它可以被置成0 狀態(tài)或1 狀態(tài),即兩個穩(wěn)態(tài)可以相互轉(zhuǎn) 換; 當(dāng)輸入信號消逝后,所置成的狀態(tài)能夠保持不變；具有 記憶功能2 不同規(guī)律功能的觸發(fā)器的特性方程為: RS 觸發(fā) 器: JK 觸發(fā)器: n 1 Q S n RQ , 約束條件為:RS0, 具有置0,置1,保持功

7、能；n 1 Q n JQ n KQ , 具有置0,置1,保持,翻轉(zhuǎn)功能；D 觸發(fā) 器: Q n 1 D, 具有置0,置1 功能；n 1 Q TQ nn TQ , 具有保持,翻轉(zhuǎn)功能；T 觸發(fā)器: Q n 1 T觸發(fā)器: n Q 計數(shù)工作狀態(tài), 具有翻轉(zhuǎn)功能；要求: 能依據(jù)觸發(fā)器 重點就是JK-FF 與D-FF 的特性方程嫻熟地畫出輸出波形；舉例6:已知J,K-FF 電路與其輸入波形,試畫出8. 脈沖產(chǎn)生與整形電路第 4 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)1 施密特觸發(fā)器就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: 會依據(jù)輸入波形畫輸出波形；特點: 具有滯回特性

8、, 有兩個穩(wěn)態(tài), 輸出僅由輸入準(zhǔn)備, 即在輸入信號達(dá)到對 應(yīng)門限電壓時觸發(fā)翻轉(zhuǎn), 沒有記憶功能；2 多諧振蕩器就是一種不需要輸入信號把握, 就能自動產(chǎn)生矩形脈沖的自激振 蕩電路；特點: 沒有穩(wěn)態(tài), 只有兩個暫穩(wěn)態(tài), 且兩個暫穩(wěn)態(tài)能自動轉(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,延時脈沖信號, 或?qū)斎氩ㄐ?整形；特點: 電路有一個穩(wěn)態(tài)與一個暫穩(wěn)態(tài)；在外來觸發(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)態(tài)就是一個不能長期保持的狀態(tài) 返回到穩(wěn)態(tài)；,經(jīng)過一段時間后,電路會自動要求: 嫻熟把握555 定時器構(gòu)成的上述電路, 并會求有關(guān)參數(shù) 脈寬,周期,頻 率 與畫輸出波形；舉例7:已知施密特電路

9、具有逆時針的滯回特性 解: ,試畫出輸出波形；數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)9.A/D 與D/A 轉(zhuǎn)換器 1A/D 與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),反向求與構(gòu)成；ADC與DAC 就是溝通模擬電路與數(shù)字電路的橋 梁2D/A 轉(zhuǎn)換器的辨論率, 也可稱之為兩者之間的接口；辨論率用輸入二進(jìn)制數(shù)的有效位數(shù)表示；在辨論率為n 位的D/A 轉(zhuǎn)換器中, 輸出電壓能區(qū)分2n 個

10、不同的輸入二進(jìn)制代碼狀態(tài), 能給出2n個不同等級的輸出模擬電壓；辨論率也可以用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)換器的辨論率為: 1112 10 1023 3A/D 轉(zhuǎn)換器的辨論率A/D 轉(zhuǎn)換器的辨論率用輸出二進(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疇為05V, 輸出8 位二進(jìn)制數(shù)可以辨論的最小模擬電壓為5V 2820mV; 而輸出12位二進(jìn)制數(shù)可以辨論的最小模擬電壓為 5V 2121,22mV；10. 常用組合與時序規(guī)律部件的作用與特點組合規(guī)律部件: 編碼器,譯碼器,數(shù)據(jù)選擇器,數(shù)據(jù)支配器,半加

11、器,全加器；時序規(guī)律部件: 計數(shù)器,寄存器；第 6 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)要求: 把握編碼器,譯碼器,數(shù)據(jù)選擇器,數(shù)據(jù)支配器,半加器,全加器,計 數(shù)器,寄存器的定義, 功能與特點；舉例10: 能對兩個1 位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行相加而求得與及進(jìn)位的規(guī)律電路稱為 半加器；二,典型題型總結(jié)及要求 一 分析題型 1. 組合規(guī)律電路分析: 分析思路: 由規(guī)律圖寫出輸出規(guī)律表達(dá)式; 將規(guī)律表達(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, 說明電路規(guī)律功能；要求: 嫻熟把握由門電路與組合規(guī)律器件 各種組合規(guī)律電路的分析；74LS138,74LS153,74LS151 構(gòu)成的舉

12、例11: 分析如圖規(guī)律電路的規(guī)律功能；解: 由規(guī)律圖寫出輸出規(guī)律表達(dá)式第 7 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)Y Y1Y2Y3 AB BC AC 將規(guī)律表達(dá)式化簡為最簡與或表達(dá)式Y(jié) AB BC CA 由最簡與或表達(dá)式列出真值表分析真值表, 說明電路規(guī)律功能當(dāng)輸入A,B,C 中有2 個或3 個為1 時, 輸出Y 為1, 否就輸出Y 為0；所以這個電路實際上就是一種3 人表決用的組合規(guī)律電路: 只要有2 票或3 票同意, 表決就通過；2. 時序規(guī)律電路分析: 分析思路: 由電路圖寫出時鐘方程,驅(qū)動方程與輸出方程 ; 將驅(qū)動方程代入觸發(fā)器的特點方程, 確定電路狀態(tài)方程; 分析運(yùn)算狀態(tài)方程, 列出

13、電路狀態(tài)表; 由電路狀態(tài)表畫出狀態(tài)圖或時序圖 ; 分析狀態(tài)圖或時序圖, 說明電路規(guī)律功能；要求: 嫻熟把握同步時序電路, 比如同步加法計數(shù)器,減法計數(shù)器,環(huán)形計數(shù)器,扭環(huán)形計數(shù)器的分析；舉例12: 如以下圖時序規(guī)律電路, 試分析它的規(guī)律功能 , 驗證就是否能自啟動, 并畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖與時序圖；解: 時鐘方程為:CP0=CP1=CP 勉勵方程為: 第 8 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)J0 n Q1 J1 n Q0 K 0 1K 1 1將勉勵方程代入J-K-FF 的特性方程可得狀態(tài)方程為n 1 Q J 0Q 0 nn KQ n nQ Q n 1 Q J1Q nn KQ n nQ Q 由狀態(tài)

14、方程做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表為: n Q1 n Q0 n1 Q1 Q 0 n 1 0001011010001100就狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖與時序圖為: 可見電路具有自啟動特性,這就是一個三進(jìn)制計數(shù)器； 二 設(shè)計題型 1. 組合規(guī)律電路設(shè)計: 設(shè)計思路: 由電路功能描述列出真值表; 由真值表寫出規(guī)律表達(dá)式或卡如圖 ; 將表達(dá)式化簡為最簡與或表達(dá)式 ; 實現(xiàn)規(guī)律變換, 畫出規(guī)律電路圖；第 9 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)要求: 嫻熟把握用常用門電路與組合規(guī)律器件 計實現(xiàn)各種組合規(guī)律電路；舉例13: 某汽車駕駛員培訓(xùn)班進(jìn)行結(jié)業(yè)考試74LS138,74LS153,74LS151 設(shè), 有三名評判員, 其中A 為主評

15、判員,B 與C 為副評判員, 在評判時依據(jù)聽從多數(shù)原就通 過, 但主評判員認(rèn)為合格也通過, 試用與非門實現(xiàn)該規(guī)律電路； 或用74138,74151,74153 實現(xiàn) 解:由題意可作出真值表為:用卡諾圖化簡為A B CY Y A BC A BC 00000010010001111001101111011111就輸出規(guī)律表達(dá)式為用與非門實現(xiàn)規(guī)律電路圖為: 2. 時序規(guī)律電路設(shè)計: 設(shè)計思路: 由設(shè)計要求畫出原始狀態(tài)圖或時序圖 ; 簡化狀態(tài)圖, 并支配狀態(tài); 選擇觸發(fā)器類型, 求時鐘方程,輸出方程,驅(qū)動方程 ; 第 10 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)畫出規(guī)律電路圖; 檢查電路能否自啟動；要求

16、: 嫻熟把握同步時序電路, 比如同步加法計數(shù)器,減法計數(shù)器的設(shè)計實現(xiàn)；舉例14: 設(shè)計一個按自然態(tài)序變化的 1, 產(chǎn)生一個進(jìn)位輸出；解:建立原始狀態(tài)圖: 7 進(jìn)制同步加法計數(shù)器, 計數(shù)規(guī)章為逢七進(jìn)簡化狀態(tài)圖, 并支配狀態(tài): 已經(jīng)就是最簡,已就是二進(jìn)制狀態(tài); 選擇觸發(fā)器類型, 求時鐘方程,輸出方程,驅(qū)動方程: 因需用3 位二進(jìn)制代碼, 選用3 個CP 下降沿觸發(fā) 的JK 觸發(fā)器, 分別 用FF0,FF1,FF2 表示；由于要求接受同步方案, 故時鐘方程為: CP0 CP1 CP2 CP 輸出方程: 第 11 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)狀態(tài)方程: 畫出電路圖檢查電路能否自啟動: 第 12

17、 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)將無效狀態(tài)111 代入狀態(tài)方程運(yùn)算: 可見111 的次態(tài)為有效狀態(tài)000, 電路能夠n1 Q0 n n nQ2 Q1 Q0 n 1Q0 00n1 Q1 n nQ0 Q1 n n nQ2 Q0 Q1 n1 Q2 n n nQ1 Q0 Q2 n nQ1 Q2 0自啟動；3. 集成計數(shù)器與寄存器的應(yīng)用 環(huán)形計數(shù)器；: 構(gòu)成N 進(jìn)制計數(shù)器, 構(gòu)成環(huán)形計數(shù)器與扭要求: 嫻熟把握74LS160,74LS161,74LS162,74LS163 四種集成計數(shù)器應(yīng)用, 比如分析或設(shè)計N 進(jìn)制計數(shù)器; 嫻熟把握74LS194 應(yīng)用, 比如分析或設(shè)計環(huán)形計數(shù)器與扭環(huán)形計數(shù)器；1

18、,用同步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成 1寫出狀態(tài)SN-1的二進(jìn)制代碼；N 進(jìn)置計數(shù) 器2 求歸零規(guī)律, 即求同步清零端或置數(shù)把握端信號的規(guī)律表達(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)置計數(shù) 器1寫出狀態(tài)SN 的二進(jìn)制代 碼；2 求歸零規(guī)律, 即求異步清零端或置數(shù)把握端信號的規(guī)律表達(dá)式；3 畫連線圖；舉例15: 用74LS161 來構(gòu)成一個十二進(jìn)制計數(shù)器；解: 1用異步清零端CR 歸零:SNS121100 就電路為: n nCR Q Q 第 13 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)注: 這里D0D3 可任憑處理；2用同步置數(shù)端LD 歸零: SNS111011 就電路為:注: 這里D

19、0D3 必需都接0；LD Q Q Q 3 n1 n0 n舉例16: 用74LS160 來構(gòu)成一 個48 進(jìn)制同步加法計數(shù)器；解:因74LS160 為同步十進(jìn)制計數(shù)器, 要構(gòu)成48 進(jìn)制同步加法計數(shù)器須用二片74LS160 來實現(xiàn), 現(xiàn)接受異步清零實 : S48=01001000,取高位片的 QC 與低位片的現(xiàn)QD 作歸零反饋信號；即清零端 CR 歸零信號為: CR QC 高Q D ,就電路連線圖為: 低第 14 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí) 三 運(yùn)算與畫圖題型: 要求: 會分析電路工作原理 , 說明電路功能; 會依據(jù)題意運(yùn)算電路參數(shù), 或正確畫出電路波形；舉例17: 如圖電路, 完成以

20、下問題: 1 說明這就是什么電路？2 求電路的輸出信號頻率f 3畫出VC及VO 的波形；第 15 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)解: 1 這就是一個由 555 定時器構(gòu)成的多諧振蕩器；2 其振蕩周期為T 0.7 R1 2 R2 C 20 10 60.7 20 3 40 10 s 就其頻率為f 11T 3 VC 及VO的波形的波形為: 三,基本概念練習(xí)一,判定題門電路為雙極型電路 , 而TTL 門電路就為單極型電 路；2,能夠?qū)崿F(xiàn)“線與”功能的門電路就是 OC 門或OD 門； 3. 施密特觸發(fā)器的特點就是只有一個穩(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. 在時鐘脈沖的把握下, 依據(jù)輸入信號T 不同情形, 凡就是具有保持與翻轉(zhuǎn)功能的電路, 稱為T 觸發(fā)器； 第 16 頁,共 18 頁數(shù)字電子技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)5,某電路任意時刻的輸出不僅取決于當(dāng)時的輸入信號 , 而且與電路的原狀態(tài)有關(guān), 該電路為時序規(guī)律電路； 6,如集成555 定時器的第4 腳接