数字电子技术复习提纲

1数字电子技术复习提纲第一章数字逻辑基础1.进制之间相互转化○1十进制转换成二进制方法：整数除基取余法：•用目标数制的基数（R=2）去除十进制数；•第一次相除所得余数为目的数的最低位K0；•将所得商再除以基数，反复执行上述过程；•直到商为“0”，所得余数为目的数的最高位Kn-1。小数乘基取整法：•小数乘以目标数制的基数（R=2）；•第一次相乘结果的整数部分为目的数的最高位K-1；•将其小数部分再乘基数依次记下整数部分；•反复进行下去，直到小数部分为“0”。或满足要求的精度为止（即根据设备字长限制，取有限位的近似值）。例：（81）10=（？）2例：（0.65）10=(?)2要求精度为小数五位。○2非十进制进制转换成十进制方法：将相应进制的数按权展成多项式，按十进制求和例：(F8C.B)16=F×162+8×161+C×160+B×16-1=3840+128+12+0.6875=3980.6875得：（81）10=（1010001）2402010520222222221K00K10K20K31K40K51K61810.652K-110.32K-200.62K-310.22K-400.42K-500.8由此得：(0.65)10=(0.10100)2综合得：(81.65)10=(1010001.10100)22(57.41)8=581+780+48-1+18-2=40+7+0.5+0.0625=47.5625○3二进制与八进制间的转换：方法：•以小数点为界，将二进制数的整数和小数部分每三位分为一组；•不足三位的分别在整数的最高位前、小数的最低位后加“0”补位；•然后每组用等值的八进制码替代，即得目的数。例(11010111.0100111)2=(327.234)8011010111.010011100327.234○4二进制与十六进制间的转换方法：•以小数点为界，将二进制数的整数和小数部分每四位分为一组；•不足四位的分别在整数的最高位前和小数的最低位后加“0”补足；•每组用等值的十六进制码替代，即得目的数。例：111011.10101)2=(3B.A8)1600111011.101010003B.A8习题：（101011.011）2=（）8=（）10=（）16（465.43）2=（）8=（）10=（）16（101011.011）2=（）8=（）10=（）162.原码、反码、补码定义及求相应码的方法3.自然二进制码、格雷码、余三码的定义4.基本逻辑关系与、或、非以及复合逻辑运算同或、异或、与非、或非、与或非的表达式和逻辑符号与F=AB=AB或F=A+B非FA5.公理、定律与常用公式常量之间的关系变量和常量之间的关系与普通代数相似的定理结合律、分配律、交换律同一律·?AAAAAA，摩根定理·?       ABABABAB还原率AA6.关于等式的三个运算规则代入规则：任何一个含有某变量的等式，如果等式中所有出现此变量的位置均代3之以一个逻辑函数式，则此等式依然成立反演规则：对于任意一个逻辑函数式Y，做如下处理：如果将式中的运算符“.”换成“+”,“+”换成“.”;常量“0”换成“1”，“1”换成“0”；原变量换成反变量，反变量换成原变量。那么得到的新函数式称为原函数式Y的反函数式。例如：ABCD0Y，，(AB)(CD)1Y对偶规则：如果两个函数式相等，则它们对应的对偶式也相等。即若Y1=Y2则Y1′=Y2′。使公式的数目增加一倍。7.若干常用公式··? ABABA，·AABA，·AABABABACBCC ABA ，··??         ABABABAB··?? ABACABAC8.最小项：n个变量的逻辑函数中，包括全部n个变量的乘积项（每个变量必须而且只能以原变量或反变量的形式出现一次）最小项的性质：任意一组变量取值，只有一个最小项的值为1，其它最小项的值均为0。同一组变量取值任意两个不同最小项的乘积为0。即：mimj=0(i≠j)全部最小项之和为1，即21ii0m1n9.最大项：n个变量的逻辑函数中，包括全部n个变量的和项（每个变量必须而且只能以原变量或反变量的形式出现一次）最大项的性质：任意一组变量取值，只有一个最大项的值为0，其它最大项的值均为1同一组变量取值任意两个不同最大项的和为1。即Mi+Mj=1(i≠j)全部最大项之积为0，即21ii0M0n410.卡诺图（K图）步骤：先将函数填入相应的卡诺图中，存在的最小项对应的方格填1，其它填0。合并（原则）：1）按作圈原则将图上填1的方格圈起来；2）要求圈的数量少、范围大；3）圈可重复包围但每个圈内必须有新的最小项每个圈写出一个乘积项。按取同去异原则最后将全部积项逻辑加即得最简与或表达式作业：自我检测1.1习题1.1,1.9，1.175第二章逻辑门电路1.TTL与非门电路原理输入端至少有一个接低电平：T1管:A端发射结导通，Vb1=VA+Vbe1=1V，其它发射结均因反偏而截止。Vb1=1V,所以T2、T5截止,VC2≈Vcc=5V。T3：微饱和状态。T4：放大状态。电路输出高电平为：OHC2be3be4VVVV5-0.7-0.7=3.6V输入端全为高电平：T1:Vb1=Vbc1+Vbe2+Vbe5=0.7V×3=2.1V发射结反偏而集电极正偏，处于倒置放大状态。T2：饱和状态T3：Vc2=Vces2+Vbe5≈1V，使T3T4截止。T5处于深饱和状态，因此输出为逻辑低电平VOL=0.3V故：FABC2.集电极开路TTL“与非”门（OC门）当输入端全为高电平时，T2、T5导通，输出F为低电平；输入端有一个为低电平时，T2、T5截止，输出F高电平接近电源电压VCCOC门完成“与非”逻辑功能。3.三态门工作原理当 E0时，T4输出高电平VC=1，D2截止，此时后面电路执行正常与非功能F=AB。1?E输出F端处于高阻状态记为Z。LC6逻辑符号4.MOS反相器原理5.NMOS与非门原理6.CMOS反相器原理1）.输入为低电平VIL=0V时，VGS1＜VT1，T1管截止|VGS2|＞VT2，T2导通电路中电流近似为零（忽略T1的截止漏电流）,VDD主要降落在T1上，输出为高电平VOH≈VDD。2）.输入为高电平VIH=VDD时，T1通T2止，VDD主要降在T2上，输出为低电平VOL≈0V。实现逻辑“非”功能FA7.CMOS传输门（TG）当C=VDD，C=0V时VI由0～（VDD-VT）范围变化时TN导通，VI在VT～VDD范围变化时TP导通，即VI在0～VDD范围变化时，TN、TP中至少有一只管子导通，使VO=VI，这相当于开关接通，这种状态称为传输门传输信息。当C为低电平时，TN、TP截止传输门相当于开关断开，传输门保存信息。8.CMOS与非门（见课件）9.CMOS异或门（见课件）作业：习题2.3,2.12，2.20，2.22FABE7第三章组合逻辑电路1.组合电路的分析步骤：已知组合电路输出函数表达式真值表简化函数描述电路功能例1：试分析图3-3所示逻辑电路的功能（1）逻辑表达式FABBCACABBCAC（2）真值表、（3）判断逻辑功能：多数输入变量为1，输出F为1；多数输入变量为0，输出F为0•因此，该电路为少数服从多数电路，——称表决电路。例2：试分析图3-4所示逻辑电路的功能。①表达式33232121010GBGBBGBBGBB②真值表③分析功能自然二进制码至格雷码的转换电路。82.组合电路的设计步骤：确定输入、输出列出真值表写出表达式并简化画逻辑电路图例3：设计一个三人表决电路，要求输出信号的电平与三个输入信号中的多数电平一致。（1）逻辑抽象：设定变量；状态赋值；列真值表；（2）输出函数（写表达式）FABCABCABCABC化简（3）逻辑图：（要求用与非门来实现）FABBCACABBCACFABBCAC93.组合电路中的竞争与冒险竞争：在组合电路中，信号经由不同的途径达到某一会合点的时间有先有后。冒险：由于竞争而引起电路输出发生瞬间错误现象。表现为输出端出现了原设计中没有的窄脉冲，常称其为毛刺。竞争与冒险的判断代数法：与或的形式时，A变量的变化可能引起险象。卡诺图法：如函数卡诺图上为简化作的圈相切，且相切处又无其他圈包含，则可能有险象。冒险现象的消除如图所示卡诺图，只要在两圈相切处增加一个圈（冗余），就能消除冒险。由此得函数表达式为10吸收法取样法4.编码器功能：输入m位代码；输出n位二进制代码（m≤2n）。将输入信号编成二进制代码的电路逻辑功能：任何一个输入端接低电平时，三个输出端有一组对应的二进制代码输出。115.译码器例：用译码器和门电路实现逻辑函数FABBCAC3567FABCABCABCABCmmmm126.数据选择器在多个通道中选择其中的某一路，或多个信息中选择其中的某一个信息传送或加以处理。作业：习题3.7,3.14,3.1813第四章时序逻辑电路1.触发器基本RS触发器、同步RS触发器、JK触发器、D触发器、T‘触发器、T触发器等原理及特征方程，详情见教材及课件！2.时序逻辑电路分类及标准，详情见教材及课件！3.同步时序电路的分析：就是根据给定的同步时序电路，通过列写方程，分析计算在时钟信号和输入信号的作用下，电路状态的转换规律以及输出信号的变化规律，最后说明该电路完成的逻辑功能。步骤：列写各触发器的驱动方程列写时序电路的输出方程求触发器的状态方程作状态转换表或状态转换图作时序图描述时序电路的逻辑功能例：已知同步时序电路的逻辑图，试分析电路的逻辑功能。3.作出电路的状态转换表及状态转换图14例：分析同步时序电路的逻辑功能。154.同步时序电路的设计步骤：给定逻辑功能建立原始状态图原始状态表状态简化求最小化状态表状态编码选触发器类型，求驱动方程、输出方程画逻辑电路图画全状态图，检查设计如不符合要求，重新设计例：设计一个序列检测器，每当输入011码时，对应最后一个1，电路输出为1，否则输出为0。161718例：设计一个模可变带进位输出端的同步加法计数器。当控制信号X＝0时为三进制加法计数器；X＝1时为四进制加法计数器。1920第五章常用时序集成电路及其应用1.计数器741617416374161与74163的区别：74161是异步清零而74163是同步清零74161/74163功能扩展21可逆计数器74193异步计数器7429022在外部将QD和CPA连接构成5421BCD码计数。f从CPB入，输出从QAQDQCQB出。在外部将QA和CPB连接构成8421BCD码计数。f从CPA入，输出从QDQA出。2.寄存器74175R=0时，表示此信号为低电平时，四个触发器的输出为零，是异步清除。CP信号是时钟，且上升沿有效。2374195四位双向移位寄存器74194寄存器的应用24分频器3.序列码发生器在时钟脉冲作用下，Q3输出…110011110011…。计数器型序列码发生器设计过程1）根据序列码的长度S设计模S计数器，状态可以自定。2）按要求设计组合输出电路。25作业：5.3,5.9,5.2926第七章D/A转换器和A/D转换器1.D/A和A/D转换的基本原理2.D/A转换器权电阻型D/A转换器R-2R网络型D/A转换器3.A/D转换器作业：7.227第八章脉冲产生与整形1.波形变换电路2.施密特触发器施密特触发器应用举例作业：8.10