数电复习
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《数字电子技术》复习一、主要知识点总结和要求1.数制、编码其及转换:要求:能熟练在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD、格雷码之间进行相互转换。
举例1:(37.25)10= ( )2= ( )16=( )8421BCD解:(37.25)10= ( 100101.01)2= ( 25.4)16= ( 00110111.00100101 )8421BCD2.逻辑门电路:(1)基本概念1)数字电路中晶体管作为开关使用时,是指它的工作状态处于饱和状态和截止状态。
2)TTL门电路典型高电平为3.6 V,典型低电平为0.3 V。
3)OC门和OD门具有线与功能。
4)三态门电路的特点、逻辑功能和应用。
高阻态、高电平、低电平。
5)门电路参数:噪声容限VNH或VNL、扇出系数No、平均传输时间tpd。
要求:掌握八种逻辑门电路的逻辑功能;掌握OC门和OD门,三态门电路的逻辑功能;能根据输入信号画出各种逻辑门电路的输出波形。
举例2:画出下列电路的输出波形。
解:由逻辑图写出表达式为:,则输出Y见上。
3.基本逻辑运算的特点:与运算:见零为零,全1为1;或运算:见1为1,全零为零;与非运算:见零为1,全1为零;或非运算:见1为零,全零为1;异或运算:相异为1,相同为零;同或运算:相同为1,相异为零;非运算:零变 1, 1 变零;要求:熟练应用上述逻辑运算。
4. 数字电路逻辑功能的几种表示方法及相互转换。
①真值表(组合逻辑电路)或状态转换真值表(时序逻辑电路):是由变量的所有可能取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式:是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。
③卡诺图:是由表示变量的所有可能取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图:是由表示逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。
⑤波形图或时序图:是由输入变量的所有可能取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。
⑥状态图(只有时序电路才有):描述时序逻辑电路的状态转换关系及转换条件的图形称为状态图。
数电复习知识点引言数字电子技术(Digital Electronics)是电子技术中的一个重要分支,主要涉及逻辑电路的设计、数字信号处理和数字系统的运行等方面。
对于学习数电的同学来说,了解关键的复习知识点是非常重要的。
本文将为大家整理数电的复习知识点,帮助大家更好地掌握这门学科。
一、数电基础知识1. 集成电路集成电路(Integrated Circuit,IC)是指在单个芯片上集成了大量的电子元件或器件。
它分为模拟集成电路和数字集成电路两种类型,其中数电主要涉及数字集成电路。
数电中常使用的数字集成电路包括门电路、触发器、计数器等。
2. 二进制二进制是数电中最常用的数字表示方式,以0和1两个数字表示。
在数字电子系统中,所有的数据和信号都以二进制形式存在。
掌握二进制的转换和计算方法是数电学习的基础。
3. 逻辑门电路逻辑门电路是由晶体管等电子元件组成的电子电路,用于实现逻辑运算。
常见的逻辑门有与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT)等。
了解逻辑门的基本原理和实现方式是数电学习的重点。
二、数字系统设计1. 组合逻辑电路组合逻辑电路是由多个逻辑门组成的电路,其输出只依赖于当前的输入值。
通过逻辑门的组合和连接,可以实现不同的逻辑功能。
理解组合逻辑电路的设计与实现是数电学习的核心内容。
2. 时序逻辑电路时序逻辑电路是由组合逻辑电路和触发器(Flip-flop)组成的电路,其输出不仅依赖当前的输入值,还和过去的状态有关。
时序逻辑电路具有记忆功能,可以实现存储和状态转换等功能。
3. 计数器与寄存器计数器是时序逻辑电路中的一种常见电路,用于计算和记录输入脉冲的数量。
计数器的类型包括二进制计数器、BCD码计数器、环形计数器等。
寄存器是一种能够存储多个数据位的时序逻辑电路,常用于数据存储与传输。
三、数字信号处理1. 时域与频域时域是指信号随时间变化的特性,频域是指信号在频率上的特性。
了解时域与频域的概念和分析方法对于数字信号处理非常重要。
第1章数字逻辑概论一、进位计数制1.十进制与二进制数的转换2.二进制数与十进制数的转换3.二进制数与16进制数的转换二、基本逻辑门电路第2章逻辑代数表示逻辑函数的方法,归纳起来有:真值表,函数表达式,卡诺图,逻辑图及波形图等几种。
一、逻辑代数的基本公式和常用公式1)常量与变量的关系A+0=A与A=⋅1AA+1=1与0⋅A0=A⋅=0A+=1与AA2)与普通代数相运算规律a.交换律:A+B=B+A⋅A⋅=BABb.结合律:(A+B)+C=A+(B+C)A⋅B⋅C⋅=⋅)A()B(Cc.分配律:)⋅=+A⋅(CBA⋅A C⋅BA+++)B⋅=A)())(CABC3)逻辑函数的特殊规律a.同一律:A+A+Ab.摩根定律:BA+B⋅A=ABA⋅=+,Bb.关于否定的性质A=A 二、逻辑函数的基本规则 代入规则在任何一个逻辑等式中,如果将等式两边同时出现某一变量A的地方,都用一个函数L表示,则等式仍然成立,这个规则称为代入规则 例如:C B A C B A ⊕⋅+⊕⋅ 可令L=C B ⊕则上式变成L A L A ⋅+⋅=C B A L A ⊕⊕=⊕ 三、逻辑函数的:——公式化简法公式化简法就是利用逻辑函数的基本公式和常用公式化简逻辑函数,通常,我们将逻辑函数化简为最简的与—或表达式 1)合并项法:利用A+1=+A A 或A B A B A =⋅=⋅, 将二项合并为一项,合并时可消去一个变量 例如:L=B A C C B A C B A C B A =+=+)( 2)吸收法利用公式A B A A =⋅+,消去多余的积项,根据代入规则B A ⋅可以是任何一个复杂的逻辑式例如 化简函数L=E B D A AB ++解:先用摩根定理展开:AB =B A + 再用吸收法 L=E B D A AB ++ =E B D A B A +++ =)()(E B B D A A +++ =)1()1(E B B D A A +++=BA+3)消去法利用B+消去多余的因子=A+BAA例如,化简函数L=ABCBA++A+BEAB解:L=ABCAA+++BBBEA=)BA+AB++)((ABCBAE=)BEA+++BA)(B(BC=)BCBA+++B++))()(A(C(BBB=)BA++C+(C(A)B=AC++BA+AABC=CA+B+AB4)配项法利用公式C=⋅++⋅将某一项乘以(A+⋅BAABCCBAA⋅A+),即乘以1,然后将其折成几项,再与其它项合并。
数电知识点汇总一、数制与编码。
1. 数制。
- 二进制:由0和1组成,逢2进1。
在数字电路中,因为晶体管的导通和截止、电平的高和低等都可以很方便地用0和1表示,所以二进制是数字电路的基础数制。
例如,(1011)₂ = 1×2³+0×2² + 1×2¹+1×2⁰ = 8 + 0+2 + 1=(11)₁₀。
- 十进制:人们日常生活中最常用的数制,由0 - 9组成,逢10进1。
- 十六进制:由0 - 9、A - F组成,逢16进1。
十六进制常用于表示二进制数的简化形式,因为4位二进制数可以用1位十六进制数表示。
例如,(1101 1010)₂=(DA)₁₆。
- 数制转换。
- 二进制转十进制:按位权展开相加。
- 十进制转二进制:整数部分采用除2取余法,小数部分采用乘2取整法。
- 二进制与十六进制转换:4位二进制数对应1位十六进制数。
将二进制数从右向左每4位一组,不足4位的在左边补0,然后将每组二进制数转换为对应的十六进制数;反之,将十六进制数的每一位转换为4位二进制数。
2. 编码。
- BCD码(Binary - Coded Decimal):用4位二进制数来表示1位十进制数。
常见的有8421 BCD码,例如十进制数9的8421 BCD码为(1001)。
- 格雷码(Gray Code):相邻的两个代码之间只有一位不同。
在数字系统中,当数据按照格雷码的顺序变化时,可以减少电路中的瞬态干扰。
例如,3位格雷码的顺序为000、001、011、010、110、111、101、100。
二、逻辑代数基础。
1. 基本逻辑运算。
- 与运算(AND):逻辑表达式为Y = A·B(也可写成Y = AB),当A和B都为1时,Y才为1,否则Y为0。
在电路中可以用串联开关来类比与运算。
- 或运算(OR):逻辑表达式为Y = A + B,当A和B中至少有一个为1时,Y为1,只有A和B都为0时,Y为0。
数字电路复习资料.数字电路复习资料第⼀部分:基本要求和基本概念第⼀章半导体器件的基本知识⼀,基本要求1,了解半导体PN结的形成及特性,了解半导体⼆极管的开关特性及钳位作⽤。
2,了解半导体三极管的输⼊特性和输出特性,熟悉半导体三极管共发射极电路的三个⼯作区的条件及特点,掌握三极管开关电路分析的基本⽅法。
3,了解绝缘栅场效应管(MOS)的结构、符号、⼯作原理及特性。
⼆,基本概念1,按导电率可以把材料分为导体、绝缘体和半导体。
2,半导体中有空⽳和⾃由电⼦两种载流⼦。
3,纯净半导体称为本征半导体。
4,P型半导体中的多数载流⼦是空⽳;少数载流⼦是⾃由电⼦。
5,N型半导体中的多数载流⼦是⾃由电⼦;少数载流⼦是空⽳。
6,PN结是⼀个⼆极管,它具有单项导电性。
7,⼆极管电容由结电容和扩散电容构成。
8,⼆极管的截⽌条件是V D<0.5V,导通条件是V D≥0.7V。
9,三极管的截⽌条件是V BE<0.5V,截⽌的特点是I b=I c≈0;饱和条件是I b≥(E C-Vces)/(β·R C),饱和的特点是V BE≈0.7V,V CE=V CES≤0.3V。
第⼆章门电路⼀,基本要求1,熟悉分⽴元件“与”“或”“⾮”“与⾮”“或⾮”门电路的⼯作原理、逻辑符号和功能。
2,熟悉TTL集成与⾮门的结构、⼯作原理及外部特性,熟悉OC门三态门和异或门的功能及主要⽤途,掌握各种门电路输出波形的画法。
2,熟悉PMOS门NMOS门和CMOS门的结构和⼯作原理,熟悉CMOS门的外部特性及主要特点,掌握MOS门电路的逻辑功能的分析⽅法。
⼆,基本概念1,门是实现⼀些基本逻辑关系的电路。
2,三种基本逻辑是与、或、⾮。
3,与门是实现与逻辑关系的电路;或门是实现或逻辑关系的电路;⾮门是实现⾮逻辑关系的电路。
4,按集成度可以把集成电路分为⼩规模(SSI)中规模(MSI)⼤规模(LSI)和超⼤规模(VLSI)集成电路。
5,仅有⼀种载流⼦参与导电的器件叫单极型器件;有两种载流⼦参与导电的器件叫双极型器件。
数电知识点总结(整理版)第一篇:数电知识点总结(整理版)数电复习知识点第一章1、了解任意进制数的一般表达式、2-8-10-16进制数之间的相互转换;2、了解码制相关的基本概念和常用二进制编码(8421BCD、格雷码等);第三章1、掌握与、或、非逻辑运算和常用组合逻辑运算(与非、或非、与或非、异或、同或)及其逻辑符号;2、掌握逻辑问题的描述、逻辑函数及其表达方式、真值表的建立;3、掌握逻辑代数的基本定律、基本公式、基本规则(对偶、反演等);4、掌握逻辑函数的常用化简法(代数法和卡诺图法);5、掌握最小项的定义以及逻辑函数的最小项表达式;掌握无关项的表示方法和化简原则;6、掌握逻辑表达式的转换方法(与或式、与非-与非式、与或非式的转换);第四章1、了解包括MOS在内的半导体元件的开关特性;2、掌握TTL门电路和MOS门电路的逻辑关系的简单分析;3、了解拉电流负载、灌电流负载的概念、噪声容限的概念;4、掌握OD门、OC门及其逻辑符号、使用方法;5、掌握三态门及其逻辑符号、使用方法;6、掌握CMOS传输门及其逻辑符号、使用方法;7、了解正逻辑与负逻辑的定义及其对应关系;8、掌握TTL与CMOS门电路的输入特性(输入端接高阻、接低阻、悬空等);1、掌握组合逻辑电路的分析与设计方法;2、掌握产生竞争与冒险的原因、检查方法及常用消除方法;3、掌握常用的组合逻辑集成器件(编码器、译码器、数据选择器);4、掌握用集成译码器实现逻辑函数的方法;5、掌握用2n选一数据选择器实现n或者n+1个变量的逻辑函数的方法;第六章1、掌握各种触发器(RS、D、JK、T、T’)的功能、特性方程及其常用表达方式(状态转换表、状态转换图、波形图等);2、了解各种RS触发器的约束条件;3、掌握异步清零端Rd和异步置位端Sd的用法;2、了解不同功能触发器之间的相互转换;第七章1、了解时序逻辑电路的特点和分类;2、掌握时序逻辑电路的描述方法(状态转移表、状态转移图、波形图、驱动方程、状态方程、输出方程);3、掌握同步时序逻辑电路的分析与设计方法,掌握原始状态转移图的化简;4、了解异步时序逻辑电路的简单分析;5、掌握移位寄存器、计数器的功能、工作原理和实际应用等;6、掌握集成计数器实现任意进制计数器的方法;7、掌握用移位寄存器、计数器以及其他组合逻辑器件构成循环序列发生器的原理;第八章1、掌握门电路和分立元件构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路组成及工作原理,掌握相关参数的计算方法;2、掌握用555电路构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的方法以及工作参数的计算或者改变方法;1、了解ROM和RAM的基本概念;2、了解存储器容量的表示方法和扩展方法,了解存储容量与地址线、数据线的关系。
数电考试知识点总结一、数字电路的基本概念1.1 信号与信号的分类信号是一种描述信息的表现形式,它可以是数学函数、电流、电压或其他物理量。
信号可以分为模拟信号和数字信号两种。
模拟信号是连续的,它的值可以在一定范围内连续变化;数字信号是离散的,它的值只能取有限的几种状态。
1.2 二进制码二进制码是一种用“0”和“1”来表示信息的编码方式,是数字电路中常用的编码方式。
二进制码可以表示数字、文字、图像等各种信息,是数字系统的基础。
1.3 逻辑门逻辑门是用来进行逻辑运算的元器件,它可以实现与、或、非、异或等逻辑运算。
常见的逻辑门有与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等多种类型。
二、组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路的基本结构组合逻辑电路是由逻辑门组成的电路,它的输出只依赖于输入的当前值,而不考虑输入的历史状态。
组合逻辑电路可以用来实现各种逻辑运算和信息处理功能。
2.2 真值表真值表是用来描述逻辑运算结果的一种表格形式,它列出了各种可能的输入组合所对应的输出值。
真值表可以用来验证逻辑电路的正确性,也可以用来设计逻辑电路。
2.3 编码器和解码器编码器是用来将多个输入信号编码成一个二进制输出信号的电路,解码器则是用来将一个二进制输入信号解码成多个输出信号的电路。
编码器和解码器在数字通信和信息处理中有着重要的应用。
2.4 多路选择器和数据选择器多路选择器是一种能够从多个输入中选择一个输出的电路,数据选择器则是一种对输入数据进行选择的电路。
多路选择器和数据选择器在信息处理和信号传输中有着广泛的应用。
2.5 码变换器和位移寄存器码变换器是一种能够将一个编码转换成另一个编码的电路,位移寄存器则是一种能够实现数据位移操作的电路。
码变换器和位移寄存器在数字信号处理和通信中有着重要的作用。
三、时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路是在组合逻辑电路的基础上加入了时钟信号控制的一种电路。
它的输出不仅依赖于输入的当前值,还可能依赖于输入的历史状态。
1. 试分析图1所电路的逻辑功能,写出驱动方程、状态方程和输出方程,画出状态图,检查电路能否自起动。
图1
解:(1)写出驱动方程
02
02
n
n
J Q K Q ==
10
10
n
n
J Q K Q == 21022
n
n
n
J Q Q K Q ==
(2)将驱动方程代入JK 触发器的特性方程,求出电路的状态方程。
1
00000202020
1
1
11111010101
2
2222210
n n n n n n n n n
n n
n
n
n
n
n
n
n
n n
n
n
n
n
Q J Q K Q Q Q Q Q Q Q Q J Q K Q Q Q Q Q Q Q Q J Q K Q Q Q Q +++=+=+==+=+=⊕=+=
(3)根据状态方程和输出方程,求出电路的状态表。
该电路没有输入信号,属于莫尔型时序电路,因此电路任意时刻的次态只取决于电路的初态。
设电路的初态2
10
n n n
Q Q Q =000,可得状态
如下表所示。
习题1的状态表
CP
Q 1
Q 0
Q 2
⊙
(4)根据状态表画出电路的状态图。
根据状态表可以画出习题1的状态图如下图所示。
(5)电路的逻辑功能。
从状态转换图可以看出,该电路是一个五进制计数器。
每经过5个时钟脉冲,电路的状态循环变化一次;且该电路可以自起动。
2.试用两片74160设计一个六十四进制计数器。
解:因为74160是十同步进制计数器,两片74160可以实现十一进制到一百进制之间任意进制计数器。
若将两片74160连接成六十四进制计数器,可采用同步计数,也可采用异步计数器。
若用同步计数模式。
只须将个位接成十进制计数器,以个位的进位输出信号作为十位的计数使能信号,并把时钟脉冲信号同时接到个位和十位的时钟脉冲输入端。
当计数到第63个时钟脉冲时,计数器
000
001
010
011
100
101
110
111
个位输出
32100011
Q Q Q Q=,十位输出32100110
Q Q Q Q=,此时在下一个时钟脉冲作用下,应使两片芯片同时清零。
若采用反馈置数法,则应使个位的Q1、Q0和十位的Q2、Q1四个输出信号进行与非运算,并将与非运算的输出同时送给两片芯片的同步置数端LD,并且令预置数输入端DCBA=0000。
如图2(a)所示,则在下一个时钟脉冲到来时,计数器个位和十位的状态都回到0000,从而完成64进制计数。
若用异步计数模式。
只须将个位接成十进制计数器,以个位的进位输出信号作为十位的计数脉冲,时钟脉冲信号只须接到个位的时钟脉冲输入端。
当计数到第63个时钟脉冲时,计数器个位输出
32100011
Q Q Q Q=,十位输出32100110
Q Q Q Q=,此时在下一个时钟脉冲作用下,应使两片芯片同时清零。
若采用反馈置数法,则应使个位的Q1、Q0和十位的Q2、Q1四个输出信号进行与非运算,并将与非运算的输出同时送给两片芯片的同步置数端LD,并且令预置数输入端DCBA=0000。
如图2(b)所示,则在下一个时钟脉冲到来时,计数器个位和十位的状态都回到0000,从而完成64进制计数。
图(a) 反馈置数法实现的同步六十四进制计数器
图(b) 反馈置数法实现的异步六十四进制计数器
图2
3.试分析图3所示电路的逻辑功能,并画出输出Q A~Q D的波形图。
图3 习题3图
解:根据图3,设启动信号用S表示,
1321032101
n n n n n n n n
S S Q Q Q Q S Q Q Q Q
=⋅=+=,即74194的S1S0=11,根据74194的逻辑功能,此时工作在并行输入状态,即在启动脉冲的作用下,
32100111
n n n n
Q Q Q Q D C BA
==。
当启动脉冲消失后,S1=0,即74194的S1S0=01,根据74194的逻辑功能,此时工作在右移移位状态,其状态图如下:
4. 用74161设计24进制计数器。
清零法
≥1
置数法。