數(shù)字電子技術(shù)期末復(fù)習(xí)

數(shù)電課程總結(jié)及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)2011.11.301、課程特點(diǎn)：數(shù)字電路是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是學(xué)習(xí)微機(jī)原理、接口技術(shù)等計(jì)算機(jī)課程的基礎(chǔ)課程。它既有豐富的理論體系，又有極強(qiáng)的實(shí)踐性。2、學(xué)習(xí)重點(diǎn)：在具體電路和分析設(shè)計(jì)方法之間，以分析和設(shè)計(jì)方法為主。在具體設(shè)計(jì)步驟和所涉及的概念原理之間，以概念原理為主。在集成電路的內(nèi)部工作原理與外部特性之間，以外部特性為主。課程總結(jié)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)知識：數(shù)制和碼制、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)門電路：二極管門電路、CMOS門電路、TTL門電路組合邏輯：分析與設(shè)計(jì)、組合邏輯器件、競爭-冒險(xiǎn)時(shí)序邏輯：觸發(fā)器、分析與設(shè)計(jì)、時(shí)序邏輯器件波形產(chǎn)生與整形：施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器、555定時(shí)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器：ROM、RAM可編程邏輯器件：PAL、GAL、EPLD、CPLD、FPGAD/A、A/D轉(zhuǎn)換課程總結(jié)重點(diǎn)：二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制、余3碼、格雷碼、十進(jìn)制代碼及8421BCD的相互轉(zhuǎn)換。難點(diǎn)：補(bǔ)碼運(yùn)算習(xí)題類型：不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換；原碼、反碼、補(bǔ)碼間的轉(zhuǎn)換；二進(jìn)制數(shù)的補(bǔ)碼運(yùn)算課程總結(jié)第一章數(shù)制和碼制1.5幾種常用的編碼1.常用十進(jìn)代碼的二進(jìn)制編碼十進(jìn)制數(shù)8421碼2421碼余3碼00000000000111000100010100200100010010130011001101104010001000111501011011100060110110010017011111011010810001110101191001111111001.5幾種常用的編碼2.格雷碼（GrayCode）十進(jìn)制數(shù)格雷碼十進(jìn)制數(shù)格雷碼00000811001000191101200111011113001011111040110121010501111310116010114100170100151000四位格雷碼的編碼表相鄰格雷碼僅一位數(shù)不同前四位和后四位互為鏡像1.4二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算由補(bǔ)碼實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制的減法運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算可以通過加上減數(shù)的補(bǔ)碼實(shí)現(xiàn)。所以，二進(jìn)制數(shù)的加、減運(yùn)算：[X1+X2]COMP=[X1]COMP+[X2]COMP十進(jìn)制數(shù)（+36）

+（－38）－2

原碼

0100100+1100110

？補(bǔ)碼

0100100+1011010

1111110[1100110

]COMP=

[1100110

]INV+1=

1011001+1

=1011010[1111110]COMP=[1111110]INV+1=1000001+1=1000010計(jì)算完成？完成？第二章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)重點(diǎn)：邏輯代數(shù)中的三種基本運(yùn)算；基本公式、若干常用公式；邏輯函數(shù)及其表示方法；邏輯函數(shù)的化簡方法：重點(diǎn)是卡諾圖化簡法、具有無關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)及其化簡。難點(diǎn)：公式的靈活應(yīng)用?？ㄖZ圖化簡法，具有無關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)卡諾圖化簡法。習(xí)題類型：邏輯函數(shù)化簡課程總結(jié)在卡諾圖中，凡是幾何位置相鄰的最小項(xiàng)均可以合并。①任何一個(gè)合并圈(即卡諾圈)所含的方格數(shù)為2n個(gè)。②必須按照相鄰規(guī)則畫卡諾圈，幾何位置相鄰包括三種情況：一是相接，即緊挨著的方格相鄰；二是相對，即一行(或一列)的兩頭、兩邊、四角相鄰；三是相重，即以對稱軸為中心對折起來重合的位置相鄰。③2n個(gè)方格合并，消去n個(gè)變量。一、卡諾圖中最小項(xiàng)合并規(guī)律C01111AB10001111011BCABACABC+ABC=BCABC+ABC=ACABC+ABC=AB2.6邏輯代數(shù)的化簡方法3、用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)第三章門電路

隨著技術(shù)的發(fā)展，CMOS器件已經(jīng)走上數(shù)字電路的舞臺，擔(dān)任起主角。因此，門電路將以前的以TTL門電路為重點(diǎn)發(fā)展成以CMOS器件為重點(diǎn)。1.重點(diǎn)掌握CMOS門和TTL門電路的外部特性；2.外部特性包括兩個(gè)方面：難點(diǎn)：CMOS和TTL電路的內(nèi)電路工作原理，兩種器件外特性的比較

邏輯功能和外部電氣特性電壓傳輸特性輸入特性輸出特性動(dòng)態(tài)特性課程總結(jié)第三章門電路習(xí)題類型：TTL三極管工作狀態(tài)的計(jì)算(判斷電路參數(shù)是否合理)；如：，題3.11集成門電路邏輯功能分析；如：題3.13OD門和OC門外接上拉電阻計(jì)算如：題3.10課程總結(jié)第四章組合邏輯電路

重點(diǎn)：方法的培養(yǎng)。組合邏輯電路的分析方法。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。常用的組合邏輯電路：編碼器，譯碼器，數(shù)據(jù)選擇器，加法器。組合邏輯電路中的競爭－冒險(xiǎn)現(xiàn)象：由于在時(shí)序邏輯電路的應(yīng)用中（例如計(jì)數(shù)器）競爭冒險(xiǎn)常常造成錯(cuò)誤的結(jié)果，因此，競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象要知道如何判斷及克服。難點(diǎn)：組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟：變量定義、變量賦值、根據(jù)實(shí)際問題畫出真值表。中規(guī)模集成電路的應(yīng)用：擴(kuò)展應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)。課程總結(jié)1.組合電路的分析步驟

（1）由已知的邏輯圖，寫出相應(yīng)的邏輯函數(shù)式；（2）對函數(shù)式進(jìn)行化簡；（3）根據(jù)化簡后的函數(shù)式列真值表，（4）描述邏輯功能。所謂組合邏輯電路的分析，就是根據(jù)給定的邏輯電路圖，求出電路的邏輯功能。課程總結(jié)

設(shè)計(jì)步驟：

(1)進(jìn)行邏輯抽象：分析設(shè)計(jì)要求，設(shè)置輸入輸出變量并邏輯賦值,列真值表；

(2)寫出邏輯表達(dá)式，并化簡；

(3)選定器件的類型：①門電路②組合邏輯電路

(4)根據(jù)所選定的器件將邏輯函數(shù)變成適當(dāng)?shù)男问健?/p>

(5)根據(jù)化簡或變換后的邏輯函數(shù)式，畫出邏輯電路圖2.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法

與分析過程相反，組合邏輯電路的設(shè)計(jì)是根據(jù)給定的實(shí)際邏輯問題，求出實(shí)現(xiàn)其邏輯功能的最簡單的邏輯電路。課程總結(jié)1、組合邏輯電路的分析方法及步驟

2、組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法及步驟

3、什么是半加器？什么是全加器？

4、什么是競爭？什么是冒險(xiǎn)？消除競爭冒

險(xiǎn)有哪些方法？

5、用74HC138，75HC151,74HC154實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)第四章考點(diǎn)：課程總結(jié)第五章觸發(fā)器課程總結(jié)重點(diǎn)：JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器、D觸發(fā)器、SR觸發(fā)器

1、學(xué)會(huì)用特性表（功能表）、特性方程式、和狀態(tài)翻轉(zhuǎn)圖來描述上述觸發(fā)器的邏輯功能；2、理解電平觸發(fā)、脈沖觸發(fā)和邊緣觸發(fā)的不同動(dòng)作特點(diǎn),能夠根據(jù)觸發(fā)器類型畫出輸入輸出波形圖；3、了解觸發(fā)器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)；

習(xí)題類型：給定觸發(fā)器輸入信號波形，要求畫輸出波形；利用觸發(fā)器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)某一功能的邏輯電路；特性方程課程總結(jié)Qn+1JK功能Qn0101置000011010置11101111101100000保持0101Qn+1=Qn特性表(JK)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(JK)⑴邏輯符號

“∧”表示邊沿觸發(fā)方式,

“┐”表示主從觸發(fā)方式,

非號“－”：表示低電平有效,

加小圓圈“ο”：表示低電平有效觸發(fā)或下降沿有效觸發(fā),

不加小圓圈“ο”：表示高電平有效觸發(fā)或上升沿有效觸發(fā)。總結(jié)：觸發(fā)器的兩要素1．邏輯功能描述方法：邏輯符號、特性表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、特性方程

課程總結(jié)(1)基本RS觸發(fā)器直接電平觸發(fā)（低電平有效/高電平有效），無CP2.觸發(fā)方式(2)脈沖觸發(fā)

CP的（高/低）電平期間觸發(fā)，在整個(gè)電平期間接收信號RS/JK/D/T，在整個(gè)電平期間狀態(tài)相應(yīng)更新，所以存在空翻。(3)邊沿觸發(fā)只在CP的↑或↓邊沿觸發(fā)，只在CP的↑或↓邊沿接收信號RS/JK/D/T，只在CP的↑或↓邊沿狀態(tài)更新，克服了空翻。課程總結(jié)第六章時(shí)序邏輯電路重點(diǎn)：方法的培養(yǎng)。同步時(shí)序邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法：特性方程(狀態(tài)方程)驅(qū)動(dòng)方程，輸出方程，狀態(tài)表，狀態(tài)圖，時(shí)序圖，次態(tài)卡諾圖。若干常用的時(shí)序邏輯電路：寄存器和移位寄存器。難點(diǎn)：同步時(shí)序電路的分析：由邏輯圖產(chǎn)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)：由實(shí)際問題設(shè)計(jì)出邏輯電路的步驟。課程總結(jié)1．要求一般了解、理解與掌握的內(nèi)容：

(1)了解時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)及和組合邏輯電路的區(qū)別。

(2)了解寄存器和計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)和分類。

(3)中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器和移位寄存器的應(yīng)用。2．要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容：

(1)理解常用時(shí)序電路，尤其是計(jì)數(shù)器、移位寄存器組成及工作原理。

(2)重點(diǎn)掌握同步時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法。

(3)中規(guī)模集成電路74160和74161的應(yīng)用。

3．難點(diǎn)：時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法及異步邏輯電路的分析方法。課程總結(jié)1.時(shí)序邏輯電路的分析方法

同步時(shí)序邏輯電路的分析是已知同步時(shí)序邏輯電路的邏輯圖，找出其邏輯功能。分析步驟：

1.寫驅(qū)動(dòng)方程；

2.寫狀態(tài)方程；

3.寫輸出方程；

4.建立狀態(tài)/輸出表；

5.畫狀態(tài)圖；

6.據(jù)狀態(tài)表或狀態(tài)圖說明時(shí)序邏輯電路的功能。課程總結(jié)2、同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的一般步驟一、邏輯抽象，求出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換表1.確定輸入/輸出變量、電路狀態(tài)數(shù)。2.定義輸入/輸出邏輯狀態(tài)以及每個(gè)電路狀態(tài)的含意，并對電路狀態(tài)進(jìn)行編號。3.按設(shè)計(jì)要求列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，或畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。二、狀態(tài)化簡若兩個(gè)狀態(tài)在相同的輸入下有相同的輸出，并轉(zhuǎn)換到同一個(gè)次態(tài)，則稱為等價(jià)狀態(tài)；等價(jià)狀態(tài)可以合并。課程總結(jié)三、狀態(tài)分配（編碼）1.確定觸發(fā)器數(shù)目。2.給每個(gè)狀態(tài)規(guī)定一個(gè)代碼。（通常編碼的取法、排列順序都依照一定的規(guī)律）四、選定觸發(fā)器類型求出狀態(tài)方程，驅(qū)動(dòng)方程，輸出方程。五、畫出邏輯圖六、檢查自啟動(dòng)課程總結(jié)本章要點(diǎn)：1.只讀存儲(chǔ)器(ROM)電路結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。2.隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)的電路結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。3.多片RAM的字和位同時(shí)擴(kuò)展。4.存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量、地址線、數(shù)據(jù)線的算法。習(xí)題類型：存儲(chǔ)器容量擴(kuò)展(字?jǐn)U展和位擴(kuò)展)；用存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)組合邏輯電路；第七章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器課程總結(jié)小結(jié)：位擴(kuò)展方式N=目標(biāo)存儲(chǔ)器容量已有存儲(chǔ)器容量需要片數(shù)N=8例：用1024字×1位RAM構(gòu)成1024字×8位RAM.

方法：所有輸入信號都并聯(lián)（地址信號、片選信號和讀寫信號）。I/O并列。7.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展

方法：片內(nèi)地址信號并聯(lián)；多余地址端通過譯碼器接至各片的片選端；I/O同名端并聯(lián)。7.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展小結(jié)、字?jǐn)U展方式例：用256字×8位RAM組成1024字×8位存儲(chǔ)器。二、舉例7.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)存儲(chǔ)矩陣點(diǎn)陣圖第十章脈沖波形的產(chǎn)生和整形重點(diǎn)：簡單介紹介紹數(shù)字電路中使用的脈沖整形電路：施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的作用和特性，多諧振蕩器的作用。

重點(diǎn)介紹555定時(shí)器及其應(yīng)用：555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與功能，用555定時(shí)器接成的施密特觸發(fā)器，用555定時(shí)器接成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用555定時(shí)器接成的多諧振蕩器。時(shí)間常數(shù)計(jì)算。難點(diǎn)：555定時(shí)器的應(yīng)用脈沖發(fā)生電路的分析方法課程總結(jié)習(xí)題類型：施密特觸發(fā)器的VT+、VT-計(jì)算；方法：分別找出輸入電壓上升或下降時(shí)，輸出電壓狀態(tài)發(fā)生改變的點(diǎn)，分別計(jì)算，如題10.4。單穩(wěn)態(tài)電路的分析計(jì)算(tW,VOm,tre)；方法：畫出充放電等效電路，代入公式。多諧振蕩器的分析計(jì)算；方法：電路狀態(tài)分析555定時(shí)器的應(yīng)用；方法：首先分析555工作在施、單穩(wěn)還多諧振蕩狀態(tài)，再按前面的方法計(jì)算。課程總結(jié)第十一章數(shù)－模和模－數(shù)轉(zhuǎn)換重點(diǎn)：D∕A轉(zhuǎn)換器和A∕D轉(zhuǎn)換器的工作原理和電路結(jié)構(gòu)。D∕A轉(zhuǎn)換器和A∕D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速度難點(diǎn)：各種轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速度。習(xí)題類型：D/A、A/D轉(zhuǎn)換的基本概念(電壓定量計(jì)算)；D/A轉(zhuǎn)換器應(yīng)用題D/A和A/D轉(zhuǎn)換器中參考電壓的計(jì)算。課程總結(jié)數(shù)字電子技術(shù)

DigitalElectronicsTechnology課程實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一（2學(xué)時(shí)）基本邏輯門邏輯實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二（2學(xué)時(shí)）TTL、HC和HCT器件的參數(shù)測試實(shí)驗(yàn)三（2學(xué)時(shí)三態(tài)門實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四（2學(xué)時(shí)）全加器構(gòu)成及測試實(shí)驗(yàn)五（2學(xué)時(shí)）觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六（2學(xué)時(shí)）簡單時(shí)序電路實(shí)驗(yàn)七（2學(xué)時(shí)）計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)八（2學(xué)時(shí)）555時(shí)基電路及其應(yīng)用時(shí)間安排：12月2日至12月30日(數(shù)電上課時(shí)間或晚上)實(shí)驗(yàn)場所：金工坊202室（原模電實(shí)驗(yàn)室）每3個(gè)同學(xué)一組，請自行分組后，報(bào)給學(xué)習(xí)委員，未報(bào)組的人，統(tǒng)一安排分組一請同學(xué)們注意如下問題：1．請大家先在門口處簽到（不簽到視為缺席）2．檢查座位抽屜內(nèi)是否有萬用表一塊，及導(dǎo)線若干，如有缺少，請及時(shí)向老師反映；實(shí)驗(yàn)時(shí)，不要和其他同學(xué)抽屜里的東西混在一起。3．保持室內(nèi)衛(wèi)生，不要亂扔紙屑和廢棄物；4．做實(shí)驗(yàn)時(shí)，要做到“聽、看、摸、聞”。所謂“聽”，即聽是否有異常的聲音；“看”，即看是否有冒煙、起火的