数字电路复习+练习题

1、两个基础2、两类器件：3、两条主干：4、两种转换D/A转换器A/D转换器包含ROM、PLA（？）2＝（？）16＝（？）8421BCD=(?)余三码（？）2＝（？）8＝（？）16基数为2K进位制之间的转换任何一个含变量A的等式中，将出现A的地方都代之一个函数F,等式仍然成立。函数F中，所有都变,得出/F是F的反函数。函数F中，变量不变，其余都变，得出F'是F的对偶式。例1：CBADCACBCDBF要求化简为最简与或式、或与式。ABCD00011110000111100111111110000000CBCBADBAFCBABCDBAFCBABCDBAFF)()()(CBACBDBA最简或与式：填1格圈0格，得出/F的与或式。两边求反，得出最简或与式。最简与或式：填1格圈1格，得出F的与或式。例题3：使用图解法将函数F化简为最简与或式。约束条件:0ACAB0,2,6,8F解：本例给出的逻辑函数是非完全描述函数。其约束条件AB+AC=0要求AB、AC不能同时为1。ABCD00011110000111101111AB+AC=0表示m10~m15六个最小项恒为0，是无关最小项，记做X,但决不能记为0。DCDBF例题4：CACBBAF化简函数要求输入只有原变量没有反变量并用与非门实现。ABC000111100111111100ABCBABCAABCCABCCABCBABCAFABCCABCBABCAABCCABCBABCA&&&&&ABCFABCD0001111000011110mF13129765431，，，，，，，，1011111111000000ACACDACBACDACBFACDACBACDACB扩大禁止应用范围最后画出用与非门实现的逻辑电路图。门电路：是数字电路的基本逻辑单元什么是门电路？用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的电子电路统称为门电路。常用的门电路有：与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等几种。门电路分为；分立元件逻辑门电路集成逻辑门电路TTL逻辑门电路MOS逻辑门电路ECL逻辑门电路I2L逻辑门电路全悬空相当于输入接高电平“1”。0111F防干扰，将空脚通过电阻接电源ABBAF1将空脚和其它输入脚接在一起ABF&FR&FABVCC&FABRI≤ROff10BAFRI≥RonABBAF1RI≤ROff0BAFRI≥Ron01BAF或非门输入端有一个“1”，或非门封锁。与非门输入端有一个“0”，与非门封锁。或非门输入端有一个“0”，或非门开放。与非门输入端有一个“1”，与非门开放。&100ΩABF&10KΩABF≥1560ΩABF≥15KΩABFF1F2VOHVOLTTL与非门采用推拉输出级。两管轮流导通，而且不论处于开态，还是关态，都呈现低阻抗。例如：两个TTL与非门输出端并联，其中F1=VOH,F2=VOL。F1电路T4管截止，处于关态，输出阻抗为100Ω。F2电路，T4管饱和，处于开态，输出阻抗为10~20Ω。此时有很大负载电流通过两个门电路输出端。负载电流经VCC→R4→T3→D4→T4′→地。这个电流有3~40mA,结果会使T3,T4′三极管损坏。因此输出端不能并联。在接口电路中，经常要用到输出端可以并联的逻辑电路实现线与逻辑。那么如何实现门电路输出并联？OC门可以实现输出端并联。TTL门电路输出端不能并联VCCT4T3D4T4VCCT3D4OC门是在TTL与非门的基础上去掉R4,T3,D4把T4管集电极开路。使用时外接电源及上拉电阻。ABVO只要R和电源V选择合适，就能保证对输出高、低电平的要求。同时使T4管的负载电流又不过大。OC门逻辑符号。OC门输出端可以并联，实现线与功能。CDABCDABFOC门R2R3R1T1ABVCCT2R4T3D4T4VRABF&◊VCCRFAB&◊CD&◊T1T2T3T4D4VCC(5V)F11ABENDPTTL门输出有两种状态：逻辑0逻辑1这两种状态都是低阻输出。三态门输出有三种状态：逻辑0逻辑1高阻状态相当于输出悬空三态门结构：三态门是在普通门的基础上增加控制电路和控制端组成。当EN=0时：P=0,T1深饱和，T2、T4止D导通。VVVVDPC17.03.02截止43DT、即：当EN=0时，T3、D4、T2、T4均截止，输出悬空呈高阻状态。当EN=1时：P=1,D截止,电路正常实现与非逻辑功能。ABF3、三态TTL门0011&&ABENABENABAB&&FFFF第四节MOS逻辑门VI/VOVI/VOCVI/VOVI/VOTGCCC导通条件：01CC双向开关：（模拟开关）&AC&BF1F1=B(C=1)AB(C=0)TG11ACFF=/A(C=0)高阻态（C=1)例题16.改正图示电路中的错误。1FAB2FAB3FAB4FABAB&ABABAB1&1F2F3F4F200Ω5KΩ11VCCVCC5KΩ200Ω101ABFABABF12103ABF104ABFBBAF105AAF06&ABF1&ABF2&ABF3100100K51TTLTTLCOMS&ABF4100KCOMS&ABF5100KTTLAF6100KCOMS&11&ABF2&ABF1&ABF3&ABF4ENEN&ABF5&CDF6&AB&CD&ABF7EN&CDEN&EFEN写出如图示各电路输出逻辑函数表达式。设电路中各元件的参数满足使晶体管处于饱和及截止的条件。ABccVRCRbF当B＝0时，电路为一级反相器，当B＝1时，无论A为0或1，晶体管都截止，输出ABFVcc两个晶体管并联，只要A或B有一个为高电平，就有一个晶体管导通，输出为低电平，因此，F＝AB1F111001110100FBAABBABAFABABAABVccF两个晶体管串联，只有A和B都为高电平时，两晶体管都导通，输出才为低电平因此，F＝ABFVccABT3T4T1T2T5用真值表法分析。0110导通截止截止导通截止导通截止导通截止截止导通导通截止导通截止截止截止截止导通截止00011011FT5T4T3T2T1AB由真值表可知，F＝AB试写出图示电路中输出逻辑函数表达式。BACVDDT2T1T3T4T5T6T7T8T9T11T10T12T13T14F图中T1和T2、T3和T4、T5和T6组成CMOS反相器，输入信号分别为A、B、C，三个反相器的输出又分别送入T8、T10、T12的栅极；T8、T10、T12构成串连驱动方式，与PMOS管T7、T9、T11一起组成与非逻辑；T13和T14组成CMOS反相器所以，电路的输出F＝ABCCBACBA图中各电路均为TTL门，各电路在实现给定的逻辑关系时是否有错误，若有试指出并加以改正。ccVF=AB&ABRcRb错。集电极开路门应用中必须在电源与其输出端之间加一外接电阻。&ABccVF=ABRcR正确的电路错尽管晶体管有基极偏置电阻，但在门电路与晶体管之间没有限流电阻。电路应改为:&ABccVF=ABRcR&ABccVRCF=ABRb&ABccVF=ABRcR错。集电极开路门可以线与工作，但必须在电源与其输出端之间加一外接电阻，错。由于TTL门电路采用推拉式输出方式，因此不能线与工作，应采用如图所示电路。&&ABCDCDABF&&ABCRLccVDCDABF&&ABCRLccVDCDABF&&ABCDCDABF&&ABFABBA0错。三态门可以线与工作，但按输出逻辑函数，三态门的使能端应接高电平1。&&ABFABBA1&BA=15VFAB错。按照图示电路，不能实现与非逻辑，应将图中三态门使能端设置为高电平，异或门接高电平一端改接低电平0。&BA=10FAB10AB00ABABABABFAB悬空≥1错。TTL或非门多余不用的输入端可以接低电平或与其他输入连接，不能接高电平或悬空，ABFAB≥1=1FABCBAC错。异或门只有两个输入端，三个变量的异或运算，需两个异或门才能实现。=1FABCBAC=1输出高电平：VOH=3.6V1、输出电平:输出低电平：VOL=0.3V由于器件制造的非一致性，输出的高、低电平略有不同，因此，规定输出额定逻辑电平为：即当输入为低电平时（VI0.6V)电路的输出电平即当输入为高电平时（VI1.4V)电路的输出电平逻辑高电平为：3V逻辑低电平为：0.35VVI/VVO/V3210VOFFVthVONVIHabcde2、开门电平Von、关门电平Voff、阈值电平Vth:在保证输出为额定低电平（0.35V)条件下，即输入高电平的下限值。称为开门电平Von。一般Von＝1.8V。关门电平Voff:阈值电平Vth:转折区中点所对应的输入电压。Vth＝1.4V是作为T3D4、T2T4导通和截止的分界线。在保证输出为额定高电平（3V)的90%（2.7V)条件下，允许输入低电平的上限值。称为关门电平Voff。一般Voff＝0.8V。即当VI1.4V输出为VOH,当VI1.4V输出为VOL.开门电平Von:即：输入电压≥1.8V,保证其输出为额定低电平即：输入电压≤0.8V,保证其输出为额定高电平试写出图所示电路中各输出逻辑函数表达式。图中门电路除非注明均为TTL门电路。&A10kΩ20kΩF5V2053.31020由于AVVon，因此，F＝&A100kΩFCMOS由于COMS门电路的栅极为绝缘栅，栅极电流为0。若在输入端接一电阻到地，则相当于栅极接地。所以，F＝1。。&&AB&CD≥110kΩCMOS10VFTTL集电极开路门输出线与，CMOS或非门的一个输入端通过10k电阻接地，相当于该输入端输入低电平0F＝ABCDABCD1ABTG1FB当A＝0时，TG截止，F＝B；A＝1时，TG开启，F＝AB所以，F＝ABF000011101110&AC&BF1F1=B(C=1)AB(C=0)TG11ACFF=/A(C=0)高阻态（C=1)组合逻辑电路的特点：电路在任何时刻产生的稳定输出信号，仅取决于该时刻的输入信号，而与输入信号作用前电路原来的状态无关。本章重点：◆掌握常用的组合逻辑电路的逻辑功能、电路结构及其应用。◆掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。本章的内容：组合逻辑电路的分析与设计常用组合逻辑电路组合逻辑电路的竞争和冒险1、组合逻辑的分析◆由逻辑图写出对应输入逻辑变量的逻辑函数表达式◆由逻辑表达式列出真值表◆从逻辑表达式或真值表写出给定组合电路的逻辑功能2、组合逻辑的设计◇将文字描述的逻辑命题变换为真值表◇由真值表写出逻辑表达式并进行化简，根据题意要求选定门电路◇最后画出逻辑电路图六、奇偶校验/产生器01230123C0123CPQio重点掌握74283集成超前进位全加器★加法电路★减法法电路★码制变换电路例1写出图示电路的逻辑函数表达式，其中以S3、S2、S1、S0作为控制信号，A、B作为数据输入，列表说明输出Y在S3~S0作用下与A、B的关系。Y&&≥1&&≥1&=11S0S3S2S1AB解由图写出输出逻辑函数Y的表达式为：3210YSABSABSBSBA图中S3、S2、S1、S0作为控制信号，用以选通待传送数据A、B，两类信号作用不同，分析中应区别开来，否则得不出正确结果。由于S3、S2、S1、S0共有16种取值组合，因此输出Y与A、B之间应有16种函数关系。ABABABBABABABABAS3S2S1S0Y逻辑功能S3S2S1S0Y逻辑功能0000A等A函数1000禁止A函数0001A+B或函数1001异或函数0010比较函数1010否B函数00111常1函数1011与非函数0100A·B与函数11000常0函数0101B等B函数1101禁止B函数0110A