數(shù)字電路-數(shù)字電路復(fù)習(xí)大綱

PAGEPAGE5?數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)?復(fù)習(xí)大綱一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)：

本課程是計(jì)算機(jī)、電子工程、通信工程、光電子工程、自動(dòng)化、測控技術(shù)及儀器、電器工程等專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課。

課程教學(xué)所要達(dá)到的目的是：1、能正確理解本課程的基本概念、基本理論；2、掌握數(shù)字電路的工作原理、性能和特點(diǎn)；3、掌握數(shù)字電路的基本分析方法和設(shè)計(jì)方法；4、能獨(dú)立應(yīng)用所學(xué)的知識去分析和求解從工程中抽象出的邏輯問題以及與專業(yè)有關(guān)的某些數(shù)字電路的實(shí)際問題，并具有工程計(jì)算和分析能力。

二、課程的教學(xué)要求：

1、概述

數(shù)字量與模擬量的特點(diǎn)、差別。

熟悉常用數(shù)制。掌握各種數(shù)制（二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制）及之間的轉(zhuǎn)換方法。

二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算的本質(zhì)差別。

2、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)

邏輯代數(shù)的三種基本運(yùn)算（與、或、非），基本定律，常用公式和三項(xiàng)基本定理。

邏輯函數(shù)的四種表示方法(真值表法、公式法、卡諾圖法及邏輯電路)及其相互之間的轉(zhuǎn)換。

邏輯函數(shù)的公式化簡方法和圖形化簡方法及最小項(xiàng)與最大項(xiàng)的概念。任意項(xiàng)在邏輯函數(shù)化簡中的應(yīng)用方法。

3、門電路

門電路的定義及分類方法。

二極管、三極管的開關(guān)特性，以及最簡單的與、或、非門的組成和工作原理。

TTL與非門的工作原理，靜態(tài)輸入、輸出特性，輸入端負(fù)載特性，動(dòng)態(tài)特性。

其它TTL門（與非門、或非門、異或門、三態(tài)門，OC門）的工作原理、應(yīng)用特點(diǎn)及TTL與非門的改進(jìn)系列。

CMOS反相器的工作原理，靜態(tài)輸入、輸出特性。CMOS傳輸門的工作原理。

4、組合邏輯電路

1)組合邏輯電路的定義及描述方法。

2)普通編碼器、優(yōu)先編碼器的概念、工作原理及多位集成編碼器的級聯(lián)方法。

3)譯碼器的概念，二四譯碼器、三八譯碼器、二-十進(jìn)制譯碼器及級聯(lián)方法。

4)數(shù)據(jù)選擇器的概念，四選一、八選一數(shù)據(jù)選擇器的工作原理及級聯(lián)方法。

5)全加器、加法器的工作原理。

6)一位、四位數(shù)值比較器的組成原理，多位集成比較器的級聯(lián)方法。

7)組合電路的兩類設(shè)計(jì)方法：SSI和MSI設(shè)計(jì)。

5、觸發(fā)器

觸發(fā)器的定義。

各種觸發(fā)器：基本RS觸發(fā)器、同步RS觸發(fā)器、主從觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器的功能；描述方法及動(dòng)作特點(diǎn)。

6、時(shí)序邏輯電路1）時(shí)序邏輯電路的定義、分類方法、描述方法。

2）時(shí)序電路的方程組（時(shí)鐘方程、輸出方程、驅(qū)動(dòng)方程、狀態(tài)方程），狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、時(shí)序圖的建立方法及在時(shí)序電路分析中的作用。

3)計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)及分類方法，同步計(jì)數(shù)器的分析方法，同步計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方法，反饋法構(gòu)造N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法。

4)、寄存器及移位寄存器的寄存、移位的概念及寄存器的工作原理，由它們組成的環(huán)形、扭環(huán)移位寄存器型計(jì)數(shù)器的構(gòu)成及特點(diǎn)。

5)、同步時(shí)序電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法。

<<數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)>>總復(fù)習(xí)第一、二章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)一、基本概念1．正負(fù)邏輯高電平用1表示，低電平用0表示一一一正邏輯：高電平用0表示，低電平用1表示一一一負(fù)邏輯。2．?dāng)?shù)制與碼制常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換(二、八、十、十六進(jìn)制)；常用碥碼(8421BCD、2421BCD、5421BCD、余3碼等)。二．基本運(yùn)算及公式法化簡1．與、或、非、與非、或非、異或、同或運(yùn)算及邏輯符號；2．基本公式及常用公式；3．反演及對偶規(guī)則(注意：①反演時(shí)只對變量取反；②運(yùn)算順序不變；③反演式或?qū)ε际讲恍枰?；4．公式法化簡——最簡與或式(注意：解題步驟完整)；5．定向化簡——與非與非式、或非或非式及與或非式。三．卡諾圖化簡1．最小項(xiàng)、最小項(xiàng)表達(dá)式、最小項(xiàng)卡諾圖；2．用最小項(xiàng)卡諾圖化簡邏輯函數(shù)(注意：①認(rèn)真填圖、圈圖，正確寫出函數(shù)；②充分利用任意項(xiàng))第三章門電路一．二極管與門、或門、三極管反相器二．TTL門電路1.TTL與非門基本工作原理；2．TTL與非門外特性（傳輸特性、輸入特性、扇出系數(shù)）；三．MOS門電路1．增強(qiáng)型NMOS反相器、CMOS反相器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)；2.其它NMOS、CMOS門電路的功能分析；3.CMOS傳輸門的工作原理。第四章組合邏輯電路一．組合邏輯電路分析1、小規(guī)模組合電路分析：步驟：邏輯圖——寫表達(dá)式——列真值表——分析邏輯功能注意：分析步驟完整，每一步都要仔細(xì)。2、中規(guī)模組合電路分析步驟：①寫出中規(guī)模器件輸出表達(dá)式；②代入輸入變量，求出函數(shù)的輸出表達(dá)式；③列真值表；④分析邏輯功能。二．小規(guī)模組合電路設(shè)計(jì)步驟：邏輯功能——設(shè)變量——列真值表——化簡及定向變換——畫邏輯圖。三．中規(guī)模組合邏輯器件及其應(yīng)用1．全加器：熟悉邏輯符號及真值表2．譯碼器：（1）基本功能：將輸入變量的每種組合對應(yīng)一個(gè)輸出端有效。（2）掌握譯碼器的邏輯符號、功能表及輸出端表達(dá)式：輸出低有效表達(dá)式：每個(gè)輸出端對應(yīng)一個(gè)輸入變量的最小項(xiàng)的非；輸出高有效表達(dá)式：每個(gè)輸出端對應(yīng)一個(gè)輸入變量的最小項(xiàng)。（3）用譯碼器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)：輸出低有效譯碼器實(shí)現(xiàn)函數(shù)：用譯碼器+與非門輸出高有效譯碼器實(shí)現(xiàn)函數(shù)：用譯碼器+或門（4）譯碼器擴(kuò)展連接（注意使能端的使用方法）3．?dāng)?shù)據(jù)選擇器：（1）基本功能：在控制信號作用下，選擇一路輸入送輸出端輸出。（2）掌握邏輯符號、功能表及輸出端表達(dá)式；（3）數(shù)據(jù)選擇器擴(kuò)展連接（注意輸出端處理方法，注意高低位排列）；（4）用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)：①設(shè)變量；②列真值表或畫卡諾圖，并與數(shù)據(jù)選擇器真值表或卡諾圖相比較；③降維處理；④確定輸入變量與數(shù)選器控制端、數(shù)據(jù)輸入端的對應(yīng)關(guān)系；⑤畫邏輯圖(注意高低位及使能端)。4．其它中規(guī)模器件：編碼器、比較器等。①基本功能；②邏輯符號及功能表；③擴(kuò)展連接方法；④其它應(yīng)用。第五章觸發(fā)器一、各種觸發(fā)器的功能及特點(diǎn)：基本RSFF、鐘控RSFF、主從JKFF、維阻DFF及其它邊沿型FF的特征方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、激勵(lì)表、波形圖等。注意各種觸發(fā)器接收信號的有效時(shí)刻及約束條件。二．觸發(fā)器應(yīng)用畫觸發(fā)器輸出波形：（注意）①先寫出輸入端、控制端表達(dá)式，再畫波形；②直接置0、置l端優(yōu)先級最高；③注意觸發(fā)器的有效觸發(fā)電平；④注意主從JK觸發(fā)器的一次空翻現(xiàn)象；⑤作圖一定細(xì)心。第六章時(shí)序邏輯電路一．小規(guī)模時(shí)序電路分析與設(shè)計(jì)1、小規(guī)模時(shí)序電路分析。分析步驟：邏輯圖——驅(qū)動(dòng)方程——狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程、輸出方程——狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、輸出真值表——狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、波形圖——分析邏輯功能<強(qiáng)調(diào)按步驟細(xì)心做>2、小規(guī)模時(shí)序電路設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)步驟：①根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定設(shè)計(jì)時(shí)序；②根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)序列狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表及輸出真值表；③根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表求觸發(fā)器激勵(lì)表；④化簡求激勵(lì)函數(shù)(注意利用多余狀態(tài)化簡)⑤畫完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，檢查電路自啟動(dòng)特性；⑥畫邏輯圖。<強(qiáng)調(diào)按步驟細(xì)心做>二．中規(guī)模時(shí)序邏輯部件(一)移位寄存器：1．掌握邏輯符號、功能表；2．弄清時(shí)序關(guān)系，分清左移、右移；3．移存器電路分析：①寫出各輸入端、控制端、輸出端表達(dá)式；②列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表；③畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；④分析邏輯功能。4．移存型計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)。(二)同步計(jì)數(shù)器74LSl61(160)——同步四位二進(jìn)制(十進(jìn)制)計(jì)數(shù)器①熟悉功能表及各使能端作用，掌握計(jì)數(shù)規(guī)律；②擴(kuò)展連接方法；③接成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器：1、異步清0法：利用異步清0端CR設(shè)計(jì)，161、160清0低有效。步驟：1)確定有效狀態(tài)：由全0狀態(tài)連續(xù)遞增到N-l狀態(tài)，作為有效狀態(tài)(共N個(gè))：2)確定反饋狀態(tài)：狀態(tài)N為反饋狀態(tài)；3)用反饋狀態(tài)產(chǎn)生清0信號：將反饋狀態(tài)N中為l的各位相與非后作為清0信號；4)畫邏輯圖。2、同步置數(shù)法：利用同步置數(shù)端LD設(shè)計(jì)，方法如下：1)確定并入數(shù)據(jù)(D3～D0)；2)確定有效狀態(tài)：由并入狀態(tài)開始，連續(xù)遞增N個(gè)狀態(tài)，確定為有效狀態(tài)；3)確定同步置數(shù)命令：連續(xù)遞增的最后一個(gè)有效狀態(tài)為產(chǎn)生同步置數(shù)命令的狀態(tài)；4)畫邏輯圖。(三)異步計(jì)數(shù)器：1．異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器：①異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)規(guī)律及觸發(fā)特點(diǎn)②異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路特點(diǎn)：1)各觸發(fā)器均為計(jì)數(shù)狀態(tài)；2)根據(jù)計(jì)數(shù)規(guī)律及觸發(fā)器有效沿來確定觸發(fā)器的CP信號。③波形圖2．異步二—五—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(74LS290)：熟悉功能表及計(jì)數(shù)規(guī)律：二進(jìn)制、五進(jìn)制、8421碼十進(jìn)制、5421碼十進(jìn)制的連接方法，輸入輸出端及高低位排列。第七章大規(guī)模集成電路一．動(dòng)態(tài)MOS移位寄存器及隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器1)動(dòng)態(tài)MOS移位寄存器基本工作原理。2)隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器RAM的基本工作原理。二．只讀存儲(chǔ)器ROM1．ROM的組成原理；2．ROM的基本功能：1)存儲(chǔ)信息(并行輸出)；2)實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)(串行輸出)。3．用ROM實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的方法：1)設(shè)變量：2)真值表；3)寫出函數(shù)的最小項(xiàng)表達(dá)式；，4)畫出ROM陣列邏輯圖。注意：(1)ROM管腳的高低位排列：