数字电子技术基础(第五版)复习PPT

数字电子技术基础唐进自动化学院[e-mail]总复习北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础第一章数制和码制考点：数制码制（二进制、十进制和十六进制相互转换、8421码、余3码编码）。十—二进制转换分整数和小数两部分：整数部分除以2取余，小数部分乘以2取整。！注意：由高位指向低位整数部分箭头向上,小数部分箭头向下。012110011221110)22(222222)(kkkkkkkkkSnnnnnnnnnn++++=++++=−−−−−−−LL北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础小数部分的转换：乘2取整法。mmkkkS−−−−−−+++=222)(221110L)222()(212312110+−−−−−−−+++=mmkkkkSL＋左右同乘2：)22()222(2213212312+−−−−−+−−−−−−++=+++mmmmkkkkkkLL＋同理同理，若将十进制数转换成任意R进制数(N)R，则整数部分转换采用除R取余法；小数部分转换采用乘R取整法。北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础二—十六进制转换四位二进制数对应一位十六进制数。2-16进制：从小数点开始分别向左、向右将二进制数按每四位一组分组(不足四位补0)，然后写出每一组等值的十六进制数。16-2进制:采用与二—十六进制转换相反的步骤，即只要按原来顺序将每一位十六进制数用相应的四位二进制数代替即可。北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础八进制与二进制转换八进制转换为二进制时将每位八进制数展开成三位二进制数，排列顺序不变即可。八进制的基数8=23，可将三位二进制数表示一位八进制数，即000～111表示0～7。二进制转换为八进制时，由小数点开始，整数部分自右向左，小数部分自左向右，三位一组，不够三位的添零补齐，则每三位二进制数表示一位八进制数。例：(10110.011)B=例：(752.1)O=(26.3)O(111101010.001)B北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础1、原码在数字电路和计算机系统中，二进制数的正、负用0、1表示，称为原码或机器码。2、补码正数的原码、反码、补码一样！！北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础BCD代码：用4位二进制数码表示1位十进制数时所采用的代码。所谓的8421码，就是指各位的权重是8,4,2,1，其中1010~1111等六种状态是不用的，称为禁用码。（1985）10=（0001100110000101）8421BCD不能省略！格雷码：任意两个相邻的数所对应的代码之间只有一位不同，其余位都相同。北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础第二章逻辑代数基础考点：1.逻辑运算（与、或、非、同或、异或运算及符号），会看运算符号是后面的基础。必须掌握2.逻辑函数表示及化简（基本定理、表示方法、公式化简法、卡诺图化简）必须掌握分清对偶定理与反演定理记住常用公式卡诺图化简尤其注意无关项的化简。北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础01定律：0•A=0,1•A=A0+A=A,1+A=1重叠律：A•A=A,A+A=A互补律：A•A=0,A+A=1交换律：A+B=B+A，A•B=B•A结合律：A+(B+C)=(A+B)+C，A•(B•C)=(A•B)•C分配律：A(B+C)=A•B+A•C，A+B•C=(A+B)•(A+C)反演律：A•B=A+B，A+B=A•B还原律：A=ADeMorganDeMorgan’’ssTheoremTheoremBABABA+=⊕BAABBA+=⋅⎩⎨⎧=⊕⋅⋅⋅⊕⊕⊕AAAAA0(A的个数为偶数)(A的个数为奇数)北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础ABAABABAAABAACAABBCCAABABAABBABAAAABA=••=••=++=++=++=+=+,)()()()()()()(654321吸收法消因子法并项法消项法北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础反演定理与对偶定理相同：00←11，11←00，••←++，++←••,反演定理与对偶定理区别：AA←←A,AA,A←←AA反演定理还需将得到的结果是原函数的非若两逻辑式相等,则它们的对偶式也相等。北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础逻辑函数的卡诺图化简法构成卡诺图的原则是：①N变量的卡诺图有2N个小方块（最小项）；②最小项排列规则：几何相邻的必须逻辑相邻。ABC0001111001013245760132457612131514891110ABCD0001111000011110ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCABCABCABCABCABCABCABC三变量卡诺图四变量卡诺图北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础圈组技巧圈组技巧((防止多圈组的方法防止多圈组的方法))①先圈孤立的1；②再圈只有一种圈法的1；③最后圈大圈；④检查：每个圈中至少有一个1未被其它圈圈过。北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础例用卡诺图化简逻辑函数Y(A、B、C、D)=∑m(0,1,2,3,4,5,6,7,8,10,11)解：BCABDDBCBAY++=北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础无关项在化简中的应用采用卡诺图化简函数时，可以利用无关项×来扩大卡诺圈：如果加×后矩形框增大，则视×为1；否则为0。北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础ABCD0001101100011110111××××1×1×ABCD0001101100011110111××××1×1×解：依题意列真值表。ABCDF000000001000100001100100001011011010111110001100111010X1011X1100X1101X1110X1111X由真值表写出F表达式：()()∑∑+=dmF151095~~BCABDACBAF++=例：用8421BCD码表示一位十进制数X,当x≥5时，输出F=1，否则输出F=0，求F的最简与或式。不考虑无关项的化简CBABDABCA考虑无关项的化简ABDBCFABDBC=++北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础第三章门电路考点：1.三极管的开关特性、截止工作状态和饱和状态（状态判定、开启电压0.7、深度饱和时集电极和发射极间电压0.1～0.3）2.TTL门电路（工作原理、根据电路图分析逻辑函数及功能、OC门与TS门原理及应用）3.COMS门电路（同TTL）北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础第四章组合逻辑电路考点：1.组合逻辑电路设计方法（判断输入（输出）、真值表、函数式（化简）、电路图）解题的时候一步一步求解，还不明白解题步骤的同学请参考课件。2．中规模集成电路（编码器、译码器、数据选择器、加法器、比较器）－明确上述集成电路的功能（输入、输出、实现的功能、常用片子的管脚功能）给出一个片子会进行连线设计3．竞争－冒险现象（检查方法）关于前四章，考题的难度不会大于期中考试的难度北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础设计电路分析电路数字电路→逻辑图→逻辑函数式→真值表→分析逻辑功能。实际问题→真值表→逻辑函数式→逻辑图→设计完成数字电路。注意：需要对求得的逻辑函数式进行化简北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础普通编码器：任何时刻只允许输入一个编码信号编码器n位二进制代码可以表示2n个对象或信号。优先编码器：允许多个输入信号同时有效，但它只按其中优先级别最高的有效输入信号编码3-8译码器：表达式Y0=A2A1A0Y1=A2A1A0……Y7=A2A1A0Y0~Y7是A、B、C全部最小项的译码输出，亦称最小项译码器。最小项译码器。北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础12345678A0A1A2S3S2S1Y7地VCCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y674HC13816151413121110912345678A2∼A0是译码器输入端，Y0∼Y7是译码器输出端。且低电平有效。S2S3S1为三个片选输入端，只有当它们分别为0、0、1，译码器才正常译码；否则不论A2∼A0为何值，Y0∼Y7都输出高电平。低电平有效输出三位二进制代码使能端北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础实现方法：实现方法：（1）把函数式化为最小项之和的形式。（2）设定函数变量与译码器输入端的对应关系。（3）把函数式变换为与译码器输出相吻合的形式。（3）附加必要的门（或门或与非门),画出逻辑图。依据：依据：当控制端为有效电平时，若译码器输入端接逻辑变量，在译码器的输出端则可得到输入变量的全部最小项。n位二进制译码器的输出给出了n变量的全部最小项。通过附加必要的门，可获得任意形式数量不大于n的组合逻辑函数。用译码器设计组合逻辑电路北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础例1试用3—8译码器实现函数：∑∑==)3,2,1,0(mY)7,4,0(mY217401mmm)7,4,0(mY++==∑740mmm++=740mmm••=740YYY••=∑=)3,2,1,0(mY23210YYYY•••=原理:(1)任何一个逻辑函数可以写成表达式Y=Σmi；(2)二进制译码器可产生n个变量的所有2n个mi。所以，译码器加或门（译码器输出低电平时用与非门）可实现。北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础1ABC7401YYYY••=74LS138S1S2S3A1A2A0Y0Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1&Y1&Y232102YYYYY•••=北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础1.1.数据选择器工作原理数据选择器工作原理输入D0四选一D1D2D3YA0A1输出选择控制（地址控制）有2n个数据输入端，一个输出端，用Ai控制，把其中的某个输入信号送到输出端。D1D2D3Y选择控制（多路开关）D0Ai从一组数据中选择出某一数据从一组数据中选择出某一数据数据选择器数据选择器北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础4选1数据选择器表达式：Y=(D0A1A0+D1A1A0+D2A1A0+D3A1A0)S8选1数据选择器表达式：Y=D0(A2A1A0）+D1(A2A1A0）+…+D7(A2A1A0）北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础组合逻辑函数：Y＝∑mi若S＝1，Ai作为输入变量，Y＝∑miDi，所以可以方便的实现n个变量的组合电路。AD1D0D2D3SYYA0A1B1例：用四选一数据选择器实现逻辑函数Y=A⊕B=AB+AB。若A＝A1，B＝A0，则D0＝D3＝0，D1＝D2＝1Y=A1A0D0+A1A0D1+A1A0D2+A1A0D3用数据选择器设计组合逻辑电路北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础用具有n位地址的选择器，可以产生输入变量数不大于n+1的组合逻辑函数。实现方法实现方法：（1）把函数式变换为与选择器表达式完全对应的形式。（2）两式相对照，找出变量对应关系。（3）画逻辑图。北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础若用八选一数据选择器CC4512实现上述三变量逻辑函数Y=D0A2A1A0+D1A2A1A0+D2A2A1A0+D3A2A1A0+D4A2A1A0+D5A2A1A0+D6A2A1A0+D7A2A1A010CC4512输出Y的逻辑函数式为BZA0A1D0D1D2D3D4D5D6D7A2ACDISINHY控制端CC4512高电平Z=ABC+AC+ABCD0=D3=D5=D7=1D1=D2=D4=D6=0北京邮电大学自动化学院数字电子技术基础数字电子技术基础检查竞争—冒险现象的方法在输入变量每次只有一个改变状态