数字电路基础

数字电路基础知识

1、逻辑门电路（何为门）

2、真值表

3、卡诺图

4、3线-8线译码器的应用

5、555集成芯片的应用

一.逻辑门电路（何为门）

在逻辑代数中，最基本的逻辑运算有与、或、非三种。每种逻辑运算代表一种函数关系，

这种函数关系可用逻辑符号写成逻辑表达式来描述，也可用文字来描述，还可用表格或图形

的方式来描述。

最基本的逻辑关系有三种：与逻辑关系、或逻辑关系、非逻辑关系。

实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运算的单元电路称为逻辑门电路。例如：实现“与”

运算的电路称为与逻辑门，简称与门；实现“与非”运算的电路称为与非门。逻辑门电路是

设计数字系统的最小单元。

1.1.1与门

“与”运算是一种二元运算，它定义了两个变量A和B的一种函数关系。用语句来描

述它，这就是：当且仅当变量A和B都为1时，函数F为1；或者可用另一种方式来描述

它，这就是：只要变量A或B中有一个为0，则函数F为0。“与”运算又称为逻辑乘运算，

也叫逻辑积运算。

“与”运算的逻辑表达式为：

FAB=⋅

式中，乘号“．”表示与运算，在不至于引起混淆的前提下，乘号“．”经常被省略。该式可

读作：F等于A乘B，也可读作：F等于A与B。

由“与”运算关系的真值表可知“与”逻辑的运算规律为：

000

01100

111⋅=

⋅=⋅=

⋅=表2-1b“与”运算真值表ABFAB=⋅

000

010

100

111简单地记为：有0出0，全1出1。

由此可推出其一般形式为：

00

1A

AA

AAA⋅=

⋅=

⋅=

实现“与”逻辑运算功能的的电路称为“与门”。每个与门有两个或两个以上的输入端和一

个输出端，图2-2是两输入端与门的逻辑符号。在实际应用中，制造工艺限制了与门电路的

输入变量数目，所以实际与门电路的输入个数是有限的。其它门电路中同样如此。

1.1.2或门

“或”运算是另一种二元运算，它定义了变量A、B与函数F的另一种关系。用语句来

描述它，这就是：只要变量A和B中任何一个为1，则函数F为1；或者说：当且仅当变量

A和B均为0时，函数F才为0。“或”运算又称为逻辑加，也叫逻辑和。其运算符号为“＋”。

- 1 - 数字电路基础知识

数字电路是电子技术的重要组成部分，它是根据数字逻辑原理和数字系统的特点来设计的电路，可以处理计算机数据，在许多数字电子系统中被广泛使用。本文将介绍数字电路的基本概念、基本元件和应用。

首先，我们来讨论数字电路的基本概念。数字电路是一种纯逻辑模块，可以完成简单的逻辑功能，针对特定输入和输出执行特定任务，它们基于布尔代数推理，也就是AND，OR和NOT逻辑代数运算。数字电路由一系列的门元件组成，用来处理信号的开关电路，它们从输入端接收输入数据，由门元件的逻辑组合判断，然后将处理后的信号输出到输出端。

其次，我们来谈论数字电路的基本元件。数字电路的基本元件主要有按键、开关、缓冲器、延时器、多路复用器、数据选择器、数据记忆器、可编程逻辑器件、数据逻辑器件等。按键用来作为数据输入，开关用来改变输入数据，缓冲器用来对输入数据进行延时处理，延时器用来控制系统节奏，多路复用器用来将多路信号转换成单路信号，数据选择器用来提取需要的信号，数据记忆器用来存储和检索数据，可编程逻辑器件用来实现特殊功能，数据逻辑器件用来处理逻辑功能。

最后，我们来看看数字电路的应用。数字电路可以应用于电子计算机、控制系统、数据传输系统、模拟信号处理系统等。电子计算机是由由CPU、存储器、外设和传输器组成的大型微处理器系统，数字电路用于控制CPU的运行、处理指令、存储数据和处理外设信号。控 - 2 - 制系统是一种可控制设备运行的系统，数字电路可以应用在控制系统中，实现设备的控制和监测操作。数据传输系统是将数据从一个位置传输到另一个位置的系统，数字电路在这个系统中处理数据并实现数据传输。模拟信号处理系统是用来处理模拟信号的系统，数字电路可以也可以用来实现模拟信号的处理和控制，从而实现信号处理系统的功能。

综上所述，数字电路是电子技术中重要的组成部分，它们基于布尔代数推理完成逻辑功能，由按键、开关、缓冲器、延时器、多路复用器、数据选择器、数据记忆器、可编程逻辑器件和数据逻辑器件等元件组成。数字电路应用于电子计算机、控制系统、数据传输系统和模拟信号处理系统等，发挥着重要作用。

1 第7章 数字电路基础

【课题】

7.1 概述

【教学目的】

1.让学生了解数字电子技术对于认知数码世界的重要现实意义，培养学生学习该科目的浓厚兴趣。

2.明确该科目的学习重点和学习方法。

【教学重点】

1.电信号的种类和各自的特点。

2.数字信号的表示方法。

3.脉冲波形主要参数的含义及常见脉冲波形。

4.数字电路的特点和优越性。

【教学难点】

数字信号在日常生活中的应用。

【教学方法】

讲授法，讨论法

【参考教学课时】

1课时

【教学过程】

一、新授内容

7.1.1 数字信号与模拟信号

1. 模拟信号：在时间和数值上是连续变化的信号称为模拟信号。

2. 数字信号：在时间和数值上是离散的信号称为数字信号。

讨论： 请同学们列举几种常见的数字信号和模拟信号。

7.1.2 脉冲信号及其参数

1. 脉冲信号的定义：在瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流信号。

2．脉冲的主要参数：脉冲幅值Vm 、脉冲上升时间tr 、脉冲下降时间tf 、脉冲宽度tW 、脉冲周期T及占空比D。

7.1.3 数字电路的特点及应用

特点：1.电路结构简单，便于实现数字电路集成化。 2 2.抗干扰能力强，可靠性高。（例如手机）

3.数字电路实际上是一种逻辑运算电路，电路分析与设计方法简单、方便。

4.数字电路可以方便地保存、传输、处理数字信号。（例如计算机）

5.精度高、功能完备、智能化。（例如数字电视和数码照相机）

应用：数字电路在家电产品、测量仪器、通信设备、控制装置等领域得到广泛的应用，数字化的发展前景非常宽阔。

讨论：1.你用过哪些数字电路产品，请列出1~2个较为典型的例子，并就其中一个产品说明它的功能及优点和缺点。

二、课堂小结

1. 数字信号与模拟信号的概念

2. 脉冲信号及其参数

3. 数字电路的特点及应用

三、课堂思考

讨论：谈谈如何才能学好数字电路课程？

四、课后练习

P143思考与练习题：1、 2、3。

明德厚学 爱国荣校 核工程与核技术10202101班 数字电子技术基础 考点复习资料 进

- 1 - 第二章 逻辑代数基础

1、逻辑函数的表示方法

逻辑真值表、逻辑函数表达式、逻辑图、波形图、卡诺图和硬件描述语言等。其中真值表、卡诺图具有唯一性

2、真值表写出逻辑函数式

1、找出真值表中使 Y=1 的输入变量取值组合。

2、每组输入变量取值对应一个乘积项，其中取值为1的写原变量，取值为0的写反变量。

3、将这些变量相加即得 Y。

3、最小项m定义

• m是乘积项

• 包含n个因子

• n个变量均以原变量和反变量的形式在m中出现一次

4、最小项的性质

• 在输入变量任一取值下，有且仅有一个最小项的值为1。

• 全体最小项之和为1 。

• 任何两个最小项之积为0 。

• 两个相邻的最小项之和可以合并，消去一对因子，只留下公共因子。

------相邻：仅一个变量不同的最小项

如

5、最大项的定义

• M是相加项；

• 包含n个因子。

• n个变量均以原变量和反变量的形式在M中出现一次

6、最大项的性质

• 在输入变量任一取值下，有且仅有一个最大项的值为0；

• 全体最大项之积为0；

• 任何两个最大项之和为1；

• 只有一个变量不同的最大项的乘积等于各相同变量之和。如：(A+B+C)(A+B+C′)=A+B

7、例题：逻辑函数最小项之和的形式

8、逻辑函数的卡诺图表示法

• 实质：将逻辑函数的最小项之和的以图形的方式表示出来

• 以2n个小方块分别代表 n 变量的所有最小项，并将它们排列成矩阵，而且使几何位置相邻的两个最小项在逻辑上也是相邻的（只有一个变量不同），就得到表示n变量全部最小项的卡诺图。

9、用卡诺图合并最小项的原则： BACCBABCACBABCACBA)(与DCBAACDBAADCBCDBDDCBDBCAADCBACBDBCDCBADCBAY)()(..........................................................................)()(),,,(明德厚学 爱国荣校 核工程与核技术10202101班 数字电子技术基础 考点复习资料 进