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数字电子技术基本组成电路

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《数字电子技术基础》第五版：第四章 组合逻辑电路

《数字电子技术基础》第五版：第四章 组合逻辑电路


74HC42
二－十进制译码器74LS42的真值表
序号 输入
输出
A3 A2 A2 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9
0 0 000 0 111111111
1 0 001 1 011111111
2 0 010 1 101111111
3 0 011 1 110111111
4 0 100 1 111011111
A6 A4 A2
A0
A15 A13 A11 A9
A7 A5 A3
A1
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I00
S
74LS 148(1)
YS
YEE Y2 Y1
Y0
XX
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0
S
74LS 148(2)
YS
YE Y2 Y1
Y0
X
&
G3
&
G2
&
G3
Z3
Z2
Z1
&
G3
0时1部分电路工作在d0a1a0d7d6d5d4d3d2d1d074ls153d22d20d12d10d23d21s2d13d11s1y2y1a1a0在d4a0a1a2集成电路数据选择器集成电路数据选择器74ls15174ls151路数据输入端个地址输入端输入端2个互补输出端74ls151的逻辑图a2a1a02274ls15174ls151的功能表的功能表a2a1a0a将函数变换成最小项表达式b将使能端s接低电平c地址a2a1a0作为函数的输入变量d数据输入d作为控制信号?实现逻辑函数的一般步骤cpcp000001010011100101110111八选一数据选择器三位二进制计数器33数据选择器数据选择器74ls15174ls151的应用的应用加法器是cpu中算术运算部件的基本单元
数字电子技术第1单元数字电路基础知识

数字电子技术第1单元数字电路基础知识


第二部分 相 关 知 识
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
数字电路概述
计数体制
码制 逻辑代数基础
逻辑函数的化简
数字逻辑门电路
1.1 数字电路概述
1.1.1 什么是数字电路
1．数字电路的特点
• 数字信号目前常取二值信息，它用两个有 一定数值范围的高、低电平来表示，也可 用两个不同状态的逻辑符号如“1”或“H” 和“0”或“L”来表示。
第1单元 数字电路基础知识
第一部分 任 务 导 入
• 数字电路是电子技术的另一大类，广泛应 用于各个领域的各种电子电路之中。
• 图1-1所示为由数字集成块构成的触摸LED 追逐电路。 • 该电路主要是由数字门（如IC1）与数字 计数器（如IC2）共同构成的。
图1-1 数字集成块构成的触摸LED追逐电路
③ 数字电路不仅能完成数值运算，还可以 进行逻辑运算与判断，在控制系统中这是 不可少的，因此又把数字电路称作“数字 逻辑电路”。
1.1.3
数字电路与脉冲电路的异同
• 脉冲信号是短促的断续作用的电压或电流信 号，图1-4所示为常见的脉冲信号波形。 • 除正弦波和它的合成信号外，其他形式的信 号都属于脉冲信号。
3．二进制数运算规则
2．十进制数的计数原则
• 十进制数的计数原则是：逢10进1，借1当10。
• 例如，十进制数3743. 3由5位数字组成，小 数点左边有4位，右边有1位。
• 这个数实际上是由以下多项式缩写而成的， 即
3743.3=3×103+7×102+4×101+3×100+3×10−1
• 依此类推，任何一个n位整数、m位小数 的十进制数(N)10均可记为
数字电子技术基础 第4章

数字电子技术基础 第4章


在将两个多位二进制数相加时，除了最低位以外，每一 位都应该考虑来自低位的进位，即将两个对应位的加数 和来自低位的进位3个数相加。这种运算称为全加，所用 的电路称为全加器。
图4.3.26
全加器的卡诺图
图4.3.27 双全加器74LS183 （a）1/2逻辑图 （b）图形符号
二、多位加法器

1、串行进位加法器（速度慢）
数字电子技术基础 第四章 组合逻辑电路
Pan Hongbing VLSI Design Institute of Nanjing University
4.1 概述


数字电路分两类：一类为组合逻辑电路，另一类 为时序逻辑电路。 一、组合逻辑电路的特点


任何时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原 来的状态无关。 电路中不能包含存储单元。
例4.2.1 P162
图4.2.1
例3.2.1的电路
4.2.2 组合逻辑电路的设计方法

最简单逻辑电路：器件数最少，器件种类最少， 器件之间的连线最少。 步骤：


1、进行逻辑抽象 2、写出逻辑函数式 3、选定器件的类型 4、将逻辑函数化简或变换成适当的形式 5、根据化简或变换后的逻辑函数式，画出逻辑电路 的连接图 6、工艺设计
通常仅在大规模集成电 路内部采用这种结构。 图4.3.7 用二极管与门阵列组成的3线－8线译码器
最小项译码器。
图4.3.8
用与非门组成的3线－8线译码器74LS138
例4.3.2 P177
图4.3.10
用两片74LS138接成的4线－16线译码器
二、二-十进制译码器
拒绝伪码功能。
图4.3.11
4.2.2 组合逻辑电路的设计方法
(数字电子技术基础)第2章. 门电路

(数字电子技术基础)第2章. 门电路

（2-13）
• 小规模集成电路(SSI-Small Scale 小规模集成电路(SSI(SSI Integration)， 每片组件内包含10~100 10~100个元件 Integration)， 每片组件内包含10~100个元件 10~20个等效门 个等效门) (或10~20个等效门)。 • 中规模集成电路(MSI-Medium Scale 中规模集成电路(MSI (MSIIntegration)，每片组件内含100~1000 100~1000个元件 Integration)，每片组件内含100~1000个元件 20~100个等效门 个等效门) (或20~100个等效门)。 • 大规模集成电路(LSI-Large Scale 大规模集成电路(LSI (LSIIntegration)， 每片组件内含1000~100 000个 Integration)， 每片组件内含1000~100 000个 元件( 100~1000个等效门 个等效门) 元件(或100~1000个等效门)。 • 超大规模集成电路(VLSI-Very Large Scale 超大规模集成电路(VLSI (VLSIIntegration)， 每片组件内含100 000个元件 Integration)， 每片组件内含100 000个元件 1000个以上等效门 个以上等效门) (或1000个以上等效门)。
•
+5V
R1
T1
T5 R3
•
（2-30）
前级
后级
灌电流的计算
饱和
I OL
5 − T5压降 − T1的be结压降 = R1
5 − 0.3 − 0.7 ≈ 1.4mA = 3
（2-31）
关于电流的技术参数
名称及符号 输入低电平电流 IiL 输入高电平电流 IiH IOL 及其极限 IOL（max） IOH 及其极限 IOH (max) 含义 输入为低电平时流入输 入端的电流-1 入端的电流 .4mA。 。 输入为高电平时流入输 入端的电流几十 几十μ 。 入端的电流几十μA。 当 IOL> IOL(max)时，输出 不再是低电平。 不再是低电平。 当 IOH >IOH(max)时， 输出 不再是高电平。 不再是高电平。
数字电子技术——第1章数字电子技术基础ppt

数字电子技术——第1章数字电子技术基础ppt

2421码的权值依次为2、4、2、1；余3码由8421码加0011 得到；格雷码是一种循环码，其特点是任何相邻的两个码字， 仅有一位代码不同，其它位相同。
用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符 号等信息称为编码。
用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的 二进制数称为代码。
二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进 制数中的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421 BCD码。
整数部分采用基数连除法， 先得到的余数为低位，后得 到的余数为高位。
小数部分采用基数连乘法， 先得到的整数为高位，后得 到的整数为低位。
2 44
余数
2 22 ……… 0=K0 2 11 ……… 0=K1 2 5 ……… 1=K2 2 2 ……… 1=K3 2 1 ……… 0=K4
0 ……… 1=K5
课程说明
主要内容：
• 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 • 半导体存储器 • 脉冲波形的产生与整形 • 可编程逻辑器件和现场可编程门阵列 • 数/模和模/数转换
课程意义：
数字电路是一门硬件方面的重要基础课。 其任务是使同学们获得数字电路的基本理论、 基本知识、基本技能，掌握数字逻辑的基本 分析方法和设计方法，培养学生分析问题、 解决问题能力以及工程实验能力。
学习本门课程应注意的问题：
• ⑴ 应着重抓好基本理论、基本知识、基 本方法的学习。
• ⑵能熟练运用数字电路的分析方法和设 计方法。
• ⑶重视实验技术。
教材及参考书：
1. 数字电子技术基础简明教程 (第二版) 余孟尝 主编 高等教育出版社 1998
数字电子技术中的数字信号和数字电路概述

数字电子技术中的数字信号和数字电路概述

数字电子技术中的数字信号和数字电路概述
数字电子技术是指将模拟信号转换成离散化的数字信号，然后通过逻辑电路运算来实
现各种模拟信号的处理和控制。

数字信号是指在时间和幅度上都是离散的信号，其在描述
和处理方面具有很多优点，比如可靠性和稳定性高，易于精确测量和控制，因此在现代电
子技术中广泛应用。

数字信号的基本特征是二进制编码，也就是通过一系列的0和1来表示原始模拟信号。

这样可以直接通过数字电路进行处理，如数据编解码、加密解密、数值计算、数字化调制等。

数字信号的处理方法有很多，基本包括采样、量化、编码和解码等步骤。

数字电路是指由数字元件和逻辑元件组成的电路，它能够实现各种数字信号的传输和
处理。

数字元件包括电子逻辑门、触发器、计数器等，逻辑元件包括与门、或门、非门等。

数字电路的设计和实现可以通过仿真软件、硬件描述语言或者直接布线电路实现。

数字电
路的重要特点是精度高、抗干扰性强、工作稳定可靠，并且非常适合大规模集成。

数字信号和数字电路在人们的生产生活中已经无处不在，它们被广泛应用于各种领域，如通讯、计算机、控制系统、数字音频、数字视频、医疗设备等。

数字技术的发展史便是
数字信号和数字电路的发展史，每一次技术进步都带来了巨大的变革和发展，比如数字化
通信、数字化音乐、数字卫星等。

总之，数字信号和数字电路作为数字电子技术的重要组成部分，不仅已经改变了我们
的生产和生活方式，也给技术人员提出了更多的挑战和机会。

随着未来技术的不断创新和
进步，数字电子技术在各领域应用的广泛性和深入程度也将大大提高。

数字电子技术基础第三章逻辑门电路

数字电子技术基础第三章逻辑门电路

ts 的大小是影响三极管速度的最主要因素，要提高三极 管的开关速度就要设法缩短ton与toff ，特别是要缩短ts 。
数字电子技术基础第三章逻辑门电路
第一节 常见元器件的开关特性
3.MOS管的开关特性
A、MOS管静态开关特性
在数字电路中，MOS管也是作为 开关元件使用，一般采用增强型的 MOS管组成开关电路，并由栅源电压 uGS控制MOS管的导通和截止。
时间。
toff = ts +tf 关断时间toff：从输入信号负跃变的瞬间，到iC 下降到 0.1ICmax所经历的时间。
数字电子技术基础第三章逻辑门电路
第一节 常见元器件的开关特性
2.三极管的开关特性
B、晶体三极管动态开关特性
ton和toff一般约在几十纳秒（ns=10-9 s）范围。通常都
有toff > ton，而且ts > tf 。
0 .3V 3 .6V 3 .6V
1V 5V
3 .6V
数字电子技术基础第三章逻辑门电路
第三节 TTL和CMOS集成逻辑门电路
1.TTL集成逻辑门电路
3 .6V 3 .6V 3 .6V
2.1V
0 .3V
数字电子技术基础第三章逻辑门电路
第三节 TTL和CMOS集成逻辑门电路
1.TTL集成逻辑门电路
数字电子技术基础第三章逻辑门电路
❖ 2.教学重点：不同元器件的静态开关特性，分立元件门电路 和组合门电路，TTL和CMOS集成逻辑门电路基本功能和电气特 性。
❖ 3.教学难点：组合逻辑门电路、TTL和CMOS集成逻辑门4.课时 安排： 第一节 常见元器件的开关特性 第二节 基本逻辑门电路 第三节 TTL和CMOS集成逻辑门电路
《数字电子技术基础》复习指导（第四章）

《数字电子技术基础》复习指导（第四章）

《数字电⼦技术基础》复习指导（第四章）第四章组合逻辑电路⼀、本章知识点(⼀)概念1.组合电路：电路在任⼀时刻输出仅取决于该时刻的输⼊，⽽与电路原来的状态⽆关。

电路结构特点：只有门电路，不含存储（记忆）单元。

2.编码器的逻辑功能：把输⼊的每⼀个⾼、低电平信号编成⼀个对应的⼆进制代码。

优先编码器：⼏个输⼊信号同时出现时，只对其中优先权最⾼的⼀个进⾏编码。

3.译码器的逻辑功能：输⼊⼆进制代码，输出⾼、低电平信号。

显⽰译码器：半导体数码管(LED数码管)、液晶显⽰器(LCD)4.数据选择器：从⼀组输⼊数据中选出某⼀个输出的电路，也称为多路开关。

5.加法器半加器：不考虑来⾃低位的进位的两个1位⼆进制数相加的电路。

全加器：带低位进位的两个 1 位⼆进制数相加的电路。

超前进位加法器与串⾏进位加法器相⽐虽然电路⽐较复杂，但其速度快。

6.数值⽐较器：⽐较两个数字⼤⼩的各种逻辑电路。

7.组合逻辑电路中的竞争⼀冒险现象竞争：门电路两个输⼊信号同时向相反跳变(⼀个从1变0，另⼀个从0变1)的现象。

竞争-冒险：由于竞争⽽在电路输出端可能产⽣尖峰脉冲的现象。

消除竞争⼀冒险现象的⽅法：接⼊滤波电容、引⼊选通脉冲、修改逻辑设计(⼆)组合逻辑电路的分析⽅法分析步骤：1.由图写出逻辑函数式，并作适当化简；注意：写逻辑函数式时从输⼊到输出逐级写出。

2.由函数式列出真值表；3.根据真值表说明电路功能。

(三)组合逻辑电路的设计⽅法设计步骤：1.逻辑抽象：设计要求----⽂字描述的具有⼀定因果关系的事件。

逻辑要求---真值表(1) 设定变量--根据因果关系确定输⼊、输出变量；(2)状态赋值：定义逻辑状态的含意输⼊、输出变量的两种不同状态分别⽤0、1代表。

(3)列出真值表2.由真值表写出逻辑函数式真值表→函数式，有时可省略。

3.选定器件的类型可选⽤⼩规模门电路，中规模常⽤组合逻辑器件或可编程逻辑器件。

4.函数化简或变换式(1)⽤门电路进⾏设计：从真值表----卡诺图/公式法化简。

数字电子技术逻辑门电路课件

数字电子技术逻辑门电路课件

F 1 0
数字电子技术-逻辑门电路
二极管与门/或门电路的缺点
（1）在多个门串接使用时，会出现低电平偏离标准数值 的情况。 （2）负载能力差。
+VCC（+5V）
R 3kΩ
D1
0V
D2
5V
D1
p
5V
D2
0.7V
+VCC（+5V） R 3kΩ
L
RL
1.4V
数字电子技术-逻辑门电路
解决办法：
将二极管与门（或门）电路和三极管非门电路组 合起来。
1
3
2T 3
Hale Waihona Puke R e21kΩ输入级
中间级
输出级
数字电子技术-逻辑门电路
TTL与非门的逻辑关系分析
1、输入全为高电平3.6V时。
T2、T3饱和导通， 由于T2饱和导通，VC2=1V。
由于T3饱和导通，输出电压为： VO=VCES3≈0.3V
T4和二极管D都截止。
实现了与非门的逻 辑功能之一： 输入全为高电平时， 输出为低电平。 A
管相当于一个闭合的开关。
D
K
V
F
IF
RL
V
F
IF
RL
数字电子技术-逻辑门电路
半导体二极管的理想开关特性
(2)加反向电压VR时，二极管截止，反向电流IS可忽略。二
极管相当于一个断开的开关。
D
K
V
R
IS
RL
V
R
RL
iD
理想二极管 伏安特性
uD
0V
数字电子技术-逻辑门电路
半导体二极管的实际开关特性
实际的硅二极管正向导通时，存在 一个0.7V的门槛电压（锗二极管为 0.3V),其伏安特性曲线为：
《数字电子技术基础》——集成逻辑门电路

《数字电子技术基础》——集成逻辑门电路


（6）扇入扇出数。
扇入数：
--门电路输入端的个数，用NI表示。 扇出对数于：一个2输入的“或非”门，其扇入数NI＝2。
--门电路在正常工作时，
所能带同类门电路的最大数目， 它表示带负载能力。
&
IOH IIH
拉电流负载：（存在高电平下限值）。
&
N OH
I
（驱动门）
OH
I
（负载门）
IH
IIH &
...
2.2 TTL集成逻辑门电路
2.2.1 TTL与非门电路 2.2.2 TTL集电极开路门和三态门电路 2.2.3 TTL集成电路的系列产品
2.2.1 TTL与非门电路
输入级和输出级均采用晶体三极管，称为晶体三极 管-晶体三极管逻辑电路，简称TTL电路。
1.电路结构
R1
R2
R4 +UCC
A B
D1
T1 D2
T3
T2
D3
F
T4 R3
输入级 中间级 输出级
（1）输入级。
对输入变量实现“与”运算，
输入级相当于一个与门。
A
（2）中间级。
B D1
实现放大和倒相功能。向后级
提供两个相位相反的信号，分
别驱动T3、T4管。
（3）输出级。
R1 T1 D2
输入级
R2 T2
R3 中间级
R4 +UCC T3
D3 F
1.二极管的开关特性
（1）静态特性。
iD /mA
阳极
阴极
0.5 0.7 uD/V
(VT)
（a） 电路符号
（b）特性曲线
二极管当作开关来使用正是利用了二极管的单向导电性。
数字电路最基本的电路单元

数字电路最基本的电路单元

数字电路最基本的电路单元数字电路是由数字信号处理的电路系统，是现代电子设备的重要组成部分。

在数字电路中，最基本的电路单元是逻辑门。

逻辑门是一种用于处理逻辑运算的电路，能够实现逻辑与、逻辑或、逻辑非等操作。

常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。

与门是实现逻辑与运算的基本电路单元。

当输入的所有信号都为高电平时，输出才为高电平；否则输出为低电平。

逻辑与操作符表示为“∧”。

与门的逻辑符号是一个带有两个输入端和一个输出端的符号。

或门是实现逻辑或运算的基本电路单元。

当输入的信号中有一个或多个为高电平时，输出就为高电平；只有当所有输入信号为低电平时，输出才为低电平。

逻辑或操作符表示为“∨”。

或门的逻辑符号是一个带有两个输入端和一个输出端的符号。

非门是实现逻辑非运算的基本电路单元。

非门的作用是将输入信号取反，即高电平变为低电平，低电平变为高电平。

逻辑非操作符表示为“¬”。

非门的逻辑符号是一个带有一个输入端和一个输出端的符号。

异或门是实现异或运算的基本电路单元。

异或运算是指当输入信号相同时输出为低电平，当输入信号不同时输出为高电平。

异或操作符表示为“⊕”。

异或门的逻辑符号是一个带有两个输入端和一个输出端的符号。

除了这些基本的逻辑门外，数字电路中还有许多其他类型的逻辑门，如与非门、或非门、异或非门等。

这些逻辑门可以通过组合和连接来实现各种复杂的逻辑运算，从而构建出功能更加强大的数字电路系统。

数字电路中的逻辑门不仅可以用于实现逻辑运算，还可以用于存储信息和控制信号的传输。

例如，通过连接多个逻辑门可以构建出各种类型的寄存器、计数器、存储器等功能单元，实现数字信号的存储和处理。

逻辑门还可以用于控制数字电路系统的各种操作，如时序控制、数据传输、信号调制等。

总的来说，数字电路中的逻辑门是实现数字信号处理的基本电路单元，是构建数字电路系统的基础。

通过学习和理解各种逻辑门的工作原理和应用方法，可以更好地设计和实现数字电路系统，提高电子设备的性能和功能。

数字电子技术基础组合逻辑电路ppt课件


通常数据分配器有一根输入线，n根地址控制线，2n根数据输出线，因此根据输出线的个数也称为2n路数据分配器
用74LS138译码器实现的数据分配器
译码器的三个输入端A2 、A1 、A0作为选择通道用的地址信号输入，八个输出端作为数据输出通道，三个控制端接法如下：
74HC4511引脚图
74HC4511是常用的CMOS七段显示译码器， A3、A2、 A1、A0为输入端，输入8421BCD码，a～g为七段输出，输出高电平有效，可用来驱动共阴极LED数码管。
为测试输入端，低电平有效，当
时a～g输出全为1，用于检查译码器和LED
数码管是否能正常工作。
数据时，可强制将不需要显示的位消去。如四位数码管，某时刻只需显示最低的两位数据，则可以让最高两位数据的
例2
用74LS138实现逻辑函数
。
解：
将函数表达式写成最小项之和
将输入变量A、B、C分别接入输入端，注意高位和低位的接法，使能端接有效电平，由于74LS138输出为反码输出，需要再将F变换一下：
逻辑电路图
注意：使用中规模集成译码器实现逻辑函数时，译码器的输入端个数要和逻辑函数变量的个数相同，并且需要将逻辑函数化成最小项表达式。
3.2.2 组合逻辑电路的设计方法
根据给定的逻辑功能要求，设计出能实现这 个功能要求的逻辑电路。
实现的电路要最简，即所用器件品种最少、数量最少、连线最少。
要求：
（1）根据设计要求确定输入输出变量并逻辑赋 写出真值表。
（2）由真值表写出逻辑函数表达式并化简或转换。
（3）选用合适的器件画出逻辑图。
2．二-十进制译码器
常用的有8421BCD码集成译码器74HC42，

数字电子技术基础ppt课件


R
vo K合------vo=0, 输出低电平
vi
K
只要能判
可用三极管 代替
断高低电 平即可
在数字电路中，一般用高电平代表1、低 电平代表0，即所谓的正逻辑系统。
2.2.2 二极管与门
VCC
A
D1
FY
B
D2
二极管与门
A
B
【 】 内容 回顾
AB Y 00 0 01 0 100 11 1
&
Y
2.2.2 二极管或门
一般TTL门的扇出系数为10。
三、输入端负载特性
输入端 “1”,“0”？
A
ui
RP
R1 b1
c1
T1
D1
•
R2
•
T2
•
R3
VCC
•
R4
T4 D2
•
Y
T5
•
简化电路
R1
VCC
ui
A ui
T1
be
RP
2
be 0
RP
5
RP较小时
ui
RP RP R1
(Vcc Von )
当RP<<R1时, ui ∝ RP
•
R4
T4 D2
•
Y
T5
•
TTL非门的内部结构
•
R1
R2
A
b1 c1
T1
•
T2
D1
•
R3
VCC
•
R4
T4 D2
•
Y
T5
•
前级输出为 高电平时
•
R2
R4
VCC
T4 D2

《数字电子技术》第3章 组合逻辑电路

Y1 I2 I3 I6 I7
Y3 ≥1 I9 I8
Y3
I2I3I6I7
&
Y0 I1 I3 I5 I7 I9
I1I3I5I7I9
I9 I8
逻辑图
Y2
Y1
Y0
≥1
≥1
≥1
I7I6I5I4
I3I2
(a) 由或门构成
Y2
Y1
I1 I0 Y0
&
&
&
I7I6I5I4
I3I2
(b) 由与非门构成
A
消除竞争冒险
B
C
Y AB BC AC
2
& 1
1
3
&
4
&
5
≥1
Y
3.2 编码器
编码
将具有特定含义的信息编 成相应二进制代码的过程。
编码器(即Encoder)
实现编码功能的电路
被编 信号
编 码 器
编码器
二进制编码器 二-十进制编码器
二进制 代码 一般编码器
优先编码器 一般编码器 优先编码器
（1） 二进制编码器
A B F AB AB B
&
&
00
1
01
0
C
&
F &
10 11
0F AABA BC1 AB &
1
AAB BC AB
（4）分析得出逻辑功A能 A B B C AB
A =1
同或逻辑 AB AB B
F
F AB AB A☉B
3.1.3 组合逻辑电路的设计
组合逻辑电路的设计就是根据给出的实际逻 辑问题求出实现这一关系的逻辑电路。

《数字电子技术基础》第3章 门电路

VDD
导通
TP vI vO
TN
vo=―１” 截止
vI=1
VDD
截止
T1 vI
vO T2
vo=―０” 导通
静态下，无论vI是高电平还是低电平，T1、T2总有 一个截止，因此CMOS反相器的静态功耗极小。
二、电压传输特性和电流传输特性
T1导通T2截止
电 压 传 输 特 性
T1T2同时导通
T2导通T1截止
噪声电压作用时间越短、电源电压越高，交流噪声容 限越大。
三、动态功耗
反相器从一种稳定状态突然变到另一种稳定状态的过
程中，将产生附加的功耗，即为动态功耗。
动态功耗包括：负载电容充放电所消耗的功率PC和 PMOS、NMOS同时导通所消耗的瞬时导通功耗PT。 在工作频率较高的情况下，CMOS反相器的动态功耗 要比静态功耗大得多，静态功耗可忽略不计。
VNL VIL (max) VOL (max)
测试表明：CMOS电路噪声容限 VNH=VNL＝30％VDD，且随VDD的增加而加大。
噪声容限－－衡量门电路的抗干扰能力。 噪声容限越大，表明电路抗干扰能力越强。
§3.3.3 CMOS反相器的静态输入输出特性
一、输入特性 因为MOS管的栅极和衬底之间存在着以SiO2 为介质的输入电容，而绝缘介质非常薄，极易被
S1
输 入v I 信 号 输 vo 出 信 号
S2
图3.1.3 互补开关电路
互补开关电路由于两个开关总有一个是断开的， 流过的电流为零，故电路的功耗非常低，因此在数字 电路中得到广泛的应用
3.1 概述
4. 数字电路的概述 （1）优点： 在数字电路中由于采 用高低电平，并且高低电 平都有一个允许的范围， 如图3.1.1所示，故对元器 件的精度和电源的稳定性 的要求都比模拟电路要低， 抗干扰能力也强。

数字电子技术基础试题及答案

数字电子技术基础试题及答案一、选择题（共10题，每题2分，共20分）1. 以下哪个不是数字电子技术的基本组成部分？A. 逻辑门B. 计数器C. 模拟电路D. 地址译码器答案：C2. 下列哪个不是数字信号的特点？A. 离散B. 可逼近C. 定常D. 自补偿答案：D3. 在输出位备选的半加器中，按照大端法标识，S和C表示（）A. 两个输入并且输出B. 和输入X、Y相关的一个输入和一个输出端C. 两个输入和一个输出端D. 一个输入和一个输出端答案：C4. 如图所示，用所给的逻辑门组合电路，若输入A、B分别为1、0，则输出Y的真值表达式是（）A. A + BB. ABC. A - BD. A/B答案：A5. 下列哪个不属于触发器的类型？A. D触发器B. T触发器C. JK触发器D. MS触发器答案：D6. 在数字系统中，当输入的激励信号是一个脉冲信号时，输出的响应包括（）A. 自动输出B. 行波C. 驻波D. 绝对值答案：B7. X = AB + CD，可以化简为A. X = (A + C)(C + D)B. X = (AC + CD)(CD)C. X = (ACD)(CD)D. X = (ACD)答案：D8. 在字长为8位的字级操作中，运算结果已知，现有A = 10101010，B = 01010101，若用A、B进行按位异或运算，结果为（）A. 10101010B. 11111111C. 00000000D. 01010101答案：B9. 一个加法器的两个输入都为0，则请问输出是否为0？A. 是B. 否答案：A10. 将输出信号复制回输入端，称为（）A. 反馈B. 进位C. 脉冲D. 主导答案：A二、填空题（共5题，每题4分，共20分）1. 在数字电路中，与门的基本逻辑操作是______________。

答案：乘法2. 在加法器中，当加法的结果超出了加法器的位宽时，称为_____________。

《数字电子技术基础》课件


数字信号的特点与优势
总结词
易于存储、传输和处理
详细描述
数字信号可以方便地存储在各种存储介质上，如硬盘、光盘等，并且可以轻松地 进行传输，如通过互联网或数字电视广播。此外，数字信号还可以通过各种数字 信号处理技术进行加工处理，如滤波、压缩、解调等。
数字信号的特点与优势
总结词：灵活性高
详细描述：数字信号可以方便地进行各种形式的变换和处理，如时域变换、频域 变换等，使得信号处理更加灵活和方便。
存储器设计
实现n位静态随机存取存储器（SRAM）。
移位器设计
实现n位左/右移位器。
微处理器设计
实现简单的微处理器架构。
CHAPTER 04
数字信号处理
数字信号的特点与优势
总结词
清晰、稳定、抗干扰能力强
详细描述
数字信号以离散的二进制形式表示，信号状态明确，不易受到噪声和干扰的影 响，具有较高的稳定性和抗干扰能力。
数字系统集成测试
对由多个数字电路组成的数字系统进 行集成测试，确保系统整体功能和性 能达标。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
对数字电路进行全面测试，确保产品质量 ，提高客户满意度。
数字电路的调试方法与技巧
分段调试
将数字电路分成若干段，逐段进行调试，以 确定问题所在的位置。
仿真测试
利用仿真软件对数字电路进行测试，模拟实 际工作情况，以便发现潜在问题。
逻辑分析
使用逻辑分析仪对数字电路的信号进行实时 监测和分析，以便快速定位问题。
编码器和译码器的应用
编码器和译码器在数字电路中有 着广泛的应用，如数据转换、数 据传输和显示驱动等。
CHAPTER 03
数字系统设计
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微型计算机原理及应用_宋廷强
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•触发器的预置和清除
• 在一些电路中，有时需要预先给某个触发器置位(即置1) 或清除(即置0)，而与时标脉冲以及D输入端信号无关，这 就是所谓预置和清除。
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2.2.3 JK触发器
JK触发器是组成计数器的理想记忆元件。 • 在RS触发器前面增加两个与门，并从输出(Q和Q)到输入(
器
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主要内容
– ALU、触发器、寄存器 – 三态电路、总线结构 – 存储器
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2.1 算术逻辑部件ALU
• 主要功能 • 符号
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2.2 触发器
• 触发器(trigger)是计算机的记忆装置的基本单元，也 可说是记忆细胞。触发器可以组成寄存器，寄存器又 可以组成存储器。寄存器和存储器统称为计算机的记 忆装置。
第2章 微型计算机的基本组成电路
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本章教学目的
• 通过回顾计算机基本组成电路，引出微机中最常用 的部件名称，并掌握其工作原理，包括ALU、触发 器、寄存器、存储器和总线结构等，使学生理解数 据的存储与流通的原理。
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图2.3 RS触发器的符号
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• 时标RS触发器——为了使触发器在整个机器中能和其他 部件协调工作，RS触发器经常有外加的时标脉冲。
•CLK为时标脉冲。
无论是置位还是复位，都必须在时标脉冲端为高 电位时才能进行。
• 缓冲最常见的地方就是网络了，你听音乐 ，特别是看在线视频，就需要缓冲。
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2.3.1 缓冲寄存器
• 其基本工作原理为：设有一个二进制数，共有4位 数： X=X3X2X1X0
要存到这个缓冲寄存器(buffer)中去，此寄存器是 由4个D触发器组成的。 将数据X装到寄存器中去的过程
ASCII码及数字和大写字母A~Z的ASCII码表述
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本章 主要外语词汇
• ALU ：Arithmetic Logical Unit，算数逻辑部件 • Register：寄存器 • Memory：存储器 • RAM：Random Access Memory,随机存储器 • ROM：Read Only Memory，只读存储器 • MDR：Memory Data Register，存储器数据寄存器 • MAR：Memory Address Register，存储器地址寄存
• 微型计算机所用触发器一般用晶体管元件而不用磁性 元件。这是因为晶体管元件可以制成大规模的集成电 路，体积可以更小些。
• 下面简要介绍RS触发器、D触发器和JK触发器
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2.2.1 RS触发器
S端一般称为置位端，使Q=1(Q=0) R端一般称为复位端，使Q=0(Q=1)
移位寄存器——能够将其所存的数据一位一位地向左或向右移；
计数器——一个计数脉冲到达时，会按二进制数的规律累计脉冲数；
累加器——用以暂存每次在ALU中计算的中间结果。
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2.3.1 缓冲寄存器
• 普通寄存器是寄存平时处理的数据用的， 可以加快计算机的处理问题的速度；而缓 冲寄存器是用于两个速度不匹配的单位之 间的，作用是对高速度设备进行数据缓冲 ，防止低速度设备来不及处理而丢失数据 。
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2.2.2 D触发器
• RS触发器有两个输入端S和R。为了存储一个高电位 ，就需要一个高电位输入的S端；为了存储一个低电位 ，就需要另一个高电位输入的R端。不方便。
D触发器是在RS触发器的基础上引伸出来的，它只需 一个输入端口。
•置位 •复位
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•可控缓冲寄存器
• 上述缓冲寄存器的数据X输入到Q只是受CLK的节拍管理，即只要一 将X各位加到寄存器各位的D输入端，时标节拍一到，就会立即送到 Q去。有时想让其中的数据多留一些时间，但由于不可控之故，在 CLK正前沿一到就会立即被来到门口的数据X替代掉。
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•时标D触发器
•时标脉冲CLK一般都是方波，在CLK处于正半周 内的任何瞬间，触发器都有翻转的可能，并不能保 证时序电路动作一致性。
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•边缘触发的D触发器
• 为了使计算机的动作整齐划一，总是想由时标 CLK来指挥整个机器的行动，采用时标边缘触发 的方式就可以得到准确划一的动作。
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•JK触发器的符号
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2.3 寄存器
• 寄存器(register)是由触发器组成的。一个触发器就是一 个一位寄存器。由多个触发器可以组成一个多位寄存器 。
常见的寄存器有：
缓冲寄存器——用以暂存数据；
与门的输入端)作交叉反馈，即可得到JK触发器。
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•JK触发器的动作状态
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微型计算机原理及应用_宋当J=0，K=0，触发器保持闭锁状态。 (2) J=0，K=1，触发器仍处于复位状态(Q=0，Q=1)。 (3) J=1，K=0，触发器就仍处于置位状态(Q=1，Q=0)。 (4) J=1，K=1，触发器翻转
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本章 学习要求
1.掌握
算术逻辑单元、触发器、寄存器、存储器、总线结构 存储器的类型及性能指标 随机存储器RAM的结构原理(SRAM,DRAM)，只读存储器
ROM的结构原理（PROM,EPROM,EPROM）。
2.理解
控制字、数据存储、数据流通的原理；
典型芯片的引脚及存储器容量的扩展
3.了解