数字电路课程学习指导书

郑州大学现代远程教育《数字电路》课程学习指导书许金梅编第2页共34页课程内容与基本要求课程采用教材为《数字逻辑与数字系统》，主要学习六个章节：数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形。内容包括：半导体二极管、三极管的开关特性，逻辑代数的公式、定理、逻辑函数的的公式、图形化简法，CMOS和TTL集成门电路，组合逻辑电路的分析与设计，常用中规模集成电路的功能与应用，触发器的逻辑功能及触发器逻辑功能的描述方法，时序电路的分析和设计方法。计数器、寄存器的功能、分类、常用中规模集成计数器的功能、应用，多谐振荡器，施密特触发器，单稳态触发器的功能与应用。数字电路是计算机科学技术专业的重要的专业基础课，是电子数字计算机基础理论的一个重要组成部分，它为“计算机组成原理”，“计算机组织”，“计算机体系结构”及“微型计算机原理及接口”等的后续课程提供必要的逻辑设计基础。通过课程学习，掌握数字电路的工作原理和分析方法；掌握常见的中、小规模集成电路的功能、外部特性、主要参数及典型应用，为研究通用或专用数字系统、超大规模集成系统打下必要基础。课程学习进度与指导（用*号注明重点章节）章节课程内容学时分配学习指导第一章数字逻辑基础4学时以课件学习为主重点理解逻辑代数的公式、定理、逻辑函数的的公式、图形化简法。公式、定理、规则的正确应用，逻辑函数化简的准确性。第二章逻辑门电路2学时以课件学习为主重点理解CMOS和TTL集成门电路，外部特性，即逻辑功能和第3页共34页电气特性。第三章*组合逻辑电路10学时以课件学习为主重点理解组合逻辑电路的分析与设计，常用中规模集成电路的功能与应用。第四章触发器2学时以课件学习为主重点理解触发器的逻辑功能及触发器逻辑功能的描述方法。触发器的触发方式第五章*时序逻辑电路12学时以课件学习为主重点理解时序电路的分析和设计方法。计数器、寄存器的功能、分类、常用中规模集成计数器的功能、应用。第八章脉冲波形的产生与整形2学时以课件学习为主重点理解555定时器的电路结构及其功能。多谐振荡器，施密特触发器，单稳态触发器的功能与应用第一章数字逻辑基础本章共分四节。第一节计数体制，第二节常用编码，第三节二极管和三极管的开关特性，第四节逻辑代数基础一、章节学习目标与要求1、理解十进制、二进制、十六进制分别是以基数R为10、2、16的计数体制。理解码制概念，了解循环码，ASCII码的表现形式。理解半导体二极管、三极管的开关运用特性。理解逻辑函数的建立过程，同一个逻辑函数可由真值表、逻辑函数表达式、卡诺图、逻辑电路图四种不同形式来表示。第4页共34页2、掌握几种不同数制之间的转换方法。掌握8421BCD码、5421BCD码、余3BCD码的表现形式。掌握逻辑函数的代数化简法。掌握逻辑函数的卡诺图化简法。掌握“与”、“或”、“非”的基本运算。掌握运用逻辑代数基本公式和常用公式得到的吸收法、消去法、合并项法和配项法，将逻辑函数化简成最简与或表达式二、本章重点、难点逻辑代数的公式、定理、逻辑函数的公式、图形化简法。三、章节练习（一）习题1、将下列十六进制数转换为二进制数[98EBC]十六2、将下列十进制数转换为十六进制数[100]十[10]十[110]十[88]十3、用逻辑代数的基本公式和常用公式，化简下列逻辑函数:ABABAF1BACABCBAABCCBAF2ABCDDCBAF3CABCCAABF44、用卡诺图化简下列函数（1）F（A，B，C）=（0，1，2，4，5，7）（2）F（A,B,C,D）=（2,3,6,7,8,10,12,14）（3）F（A,B,C,D）=（0,1,2,3,4,6,8,9,10,11,12,14）5、用卡诺图化简下列函数DCBABCDADCBADCBADCBA无关项：DCBAABCDDCABDBCADCBAF1.ABCDDCBACDBA无关项：CDBABCDADCBADCBAF2.（二）单选题1.67所对应的二进制数和十六进制数分别为____。()A.(1100001)B，(61)HB.(1000011)B，(43)H第5页共34页C.(1100001)B，(C2)HD.(1000011)B，(86)H2.8421BCD码011001010010．00010110所对应的十进制数为____。()A.(652．16)DB.(1618．13)DC.(652．13)DD.(1618．06)D3.在二——十进制编码中相邻两组代码间只有一位取值不同，而其他位均相同称____码。()A.BCDB.余3C.ASCIID.Gray（循环）4.n个变量的最小项是__。()A.n个变量的积项，它包含全部n个变量，每个变量可用原变量或非变量B．n个变量的和项，它包含全部n个变量，每个变量可用原变量或非变量C．n个变量的积项，它包含全部n个变量，每个变量仅为原变量D.n个变量的和项，它包含全部n个变量，每个变量仅为非变量5.最小项DCBA的逻辑相邻项是____。()A.ABCDB.DCBAC.BCDAD.DCBA（三）多选题1.下面数制转换正确的是：____。（）A．(10)D=(1010)B=(A)H=(00010000)BCDB．(110)D=(01101110)B=(6E)H=(000100010000)BCDC．(100)D=(01100100)B=(64)H=(000100000000)BCDD.(88)D=(01011000)B=(58)H=(10001000)BCD2.使用布尔代数定律时，利用_____规则可得到更多的公式。（）A.代入B.反演C.对偶D.合并项法3.利用布尔代数的基本定律和恒等式化简逻辑函数时，常用__。（）A．合并项法B．吸收法C.消去法D.配项法4.下面逻辑式中，正确的是：_______。（）A.BAA⊙BB.A+A=1C.A·A=0D.1AA5.下面逻辑式中，正确的是：________。（）A．A+A=AB．A+A=0C．A+A=1D．A·A=A（四）判断题（正确写A，错误写B）1.将（110）D转换成二进制代码为(01101110)B;第6页共34页转换成十六进制代码为(6E)H;而8421BCD码为(000100010000)BCD。（）2.美国信息交换标准码的简称为ASCII。（）3若对32个信号进行编码至少需用4位二进制代码。（）4.用四位二进制数码来表示一位十进制数称二——十进制编码，也叫做BCD码。（）5.在二——十进制编码中相邻两组代码间只有一位取值不同，而其他位均相同称余3码。（）第二章逻辑门电路本章共分五节。第一节分立元件门电路，第二节TTL集成逻辑门电路，第三节其它类型的TTL门电路，第四节MOS逻辑门，第五节数字集成电路使用中应注意的问题一、章节学习目标与要求1、理解TTL与非门工作原理、传输特性及参数。理解CMOS反相器及其逻辑门电路的电路组成及工作原理。2、掌握“与”、“或”、“非”三种基本逻辑关系及其门电路。学会其他功能的TTL集成门电路（OC门、三态门）。根据数字集成电路使用中应注意的问题，能实际运用。二、本章重点、难点CMOS和TTL集成门电路的外部特性，即逻辑功能和电气特性。三、章节练习(一)习题1、为什么说TTL与非门输入端在以下3种接法时，在逻辑上属于输入为0?（1）输入端接地（2）输入端接低于0.8V的电源（3）输入端接同类与非门输出低电平0.4V2、为什么说TTL与非门输入端在以下3种接法时，在逻辑上属于输入为1?第7页共34页（1）输入端接同类与非门输出高电平3．6V（2）输入端接高于2V的电源（3）输入端悬空3、在用或非门时，对多余输入端的处理方法同与非门的处理方法有什么区别？（二）单选题1.写出下图所示电路的逻辑功能为：____。()A.三态输出门B.BAFC.三态输出与非门D.CBAF2.若输入变量A、B全为1时，输出F=0，则其输入与输出的关系是：()A．非B．与C.与非D．或3.若输入变量A、B全为1时，输出F=1，则其输入与输出的关系是：()A．非B．与C.与非D．或非4.TTL门电路输入端悬空时，应视为。()A.高电平B.低电平C.不定D.高阻5.集电极开路门（OC门）在使用时须在之间接一电阻。()A.输出与地B.输出与输入C.输出与电源D.不接电阻（三）多选题1.若输入变量A、B全为1时，输出F=1，则其输入与输出的关系是：（）A．异或B．同或C．或非D.与2.若输入变量A、B全为1时，输出F=0，则其输入与输出关系是：（）A.异或B.同或C.与非D.或非3.TTL与非门输入端在以下哪些接法时，逻辑上属于输入为l?()+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC3603k750100第8页共34页A.输入端接+5VB.输入端接高于2V的电源C.输入端悬空D.输入端接0．3VE.输入端接同类与非门输出高电平3．6V4.TTL与非门输入端在以下哪些接法时，逻辑上属于输入为0?()A.输入端接低于0.8V的电源B.输入端接地C.输入端悬空D.输入端接+5VE.输入端接同类与非门输出低电平0.4V5.实现逻辑函数BABAF的电路有：________。（）A.1F≥1&&1BAABB.F=1ABC.F⊙&&F≥1E.BABAD.F≥1&BABA（四）判断题（正确写A，错误写B）1.由于二极管具有单向导电特性，即外加正向电压时导通，外加反向电压时截止，因此可作开关元件使用。（）2.数字电路中的三极管一般工作于饱和区和截止区，而放大区只是一种过渡状态。（）3.如果把门电路的输入、输出电压的高电平赋值为逻辑“0”，低电平赋值为逻辑“1”，这种关系称为正逻辑关系。（）4.SSI是指小规模集成电路；MSI是指中规模集成电路；LSI是指大规模集成电路；VLSI是指超大规模集成电路。（）5.CMOS“与非”门不用的多余输入端的处理方法有：接高电平或与其他输入端相连。（）第三章组合逻辑电路本章共分十节。第一节组合逻辑电路特点，第二节小规模集成电路构成的组合电路的分析与设计，第三节编码器，第四节译码器，第五节数据分配器与数据选择器，第六节数值比较电路，第七节算术运算电路，第八节奇偶校验电路，第第9页共34页九节用中规模集成电路构成的组合电路的设计，第十节组合逻辑电路的竞争-冒险。一、章节学习目标与要求1、理解组合逻辑电路特点，中规模集成数字电路的特点。2、掌握组合逻辑电路分析方法和设计方法。掌握使用中规模集成电路设计组合逻辑电路的步骤和方法。掌握运用中规模集成电路的功能设计组合逻辑电路。如译码器，数据选择器。二、本章重点、难点：组合逻辑电路的分析与设计，常用中规模集成电路的功能与应用。主要内容：本章介绍了组合逻辑电路的分析方法和设计方法及组合逻辑电路中的竞争冒险。三、章节练习(一)习题1、四门功课分别A、B、C、D，通过A=1分、B=2分、C=4分、D=5分，总分≥8分为合格。不通过A、B、C、D分别0分。2、试用输出低电平有效的3线—8线译码器和逻辑门设计一组合电路。该电路输入X，输出F均为三位二进制数。二者之间的关系如下：（1）2≤X≤5时，F=X+2（2）X＜2时，F=1（3）X＞5时，F=0（二）单选题1.组合逻辑电路通常由______组合而成。()A．门电路B．触发器C．计数器D．寄存器2．要使3：8线译码器(74LSl38)能正常工作，使能控制端的电平信号应是：（）A.100B．111C．011D．0003.3：8线译码器(74LSl38)的惟一输出有效电平是____电平。（）A．高B．低C.三态D．任意4.一位8421BCD码译码器的数据输入线与译码输出线组合是：（）A.4：16B．1：10C.4：10D．2：4第10页共34页5.采用四位比较器(74LS85)对两个四位数比较时，先比较：（）A．最低位B．次高位C．次低位D．最高位（三）多选题1.组合逻辑电路的特点有：________。（