脉冲与数字电路第三章门电路
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数字电路复习题(选择、填空、判断)第一章数制与码制选择题1.与十进制数(53)10等值的数为(A )A.(100111)2B.(110101)2C.(25 )16D.(33)162.十进制数25用8421BCD码表示为(B )A.10101B.00100101C.11001D.101010003.在下列一组数中,最大数是(C )A.(258)10B.(100000010)2C.(103)16D.(001001011000)8421BCD4.十----二进制转换:(25.7)10=(C )2A.11011.1011B.11001.1001C.11001.1011D.11011.10015.将十进制数35表示为8421BCD码是(C )A.100011B.100011C.110101D.11010006.将二进制数11001.01转换为十进制数是(B )A.20.25B.25.25C.25.2D.25.17.十——二进制转换:(117)10=(A )2A.1110101B.1110110C.1100101D.110101判断题1.数字信号是离散信号,模拟信号是连续信号。
(√)2.格雷码具有任何相邻码只有一位码元不同的特性。
(√)3.8421码又称BCD码,是十进制代码中最常用的一种。
8421码属于恒权码。
(√)4.直接对模拟量进行处理的电子线路称为数字电路。
(X )填空题1.自然界物理量按其变化规律的特点可分为两类,为模拟量和数字量。
2. 数字信号的特点是在时间上和数量上都是离散变化的。
3.(167)10=(10100111)2 =(000101100111)8421BCD。
4.(193)10=(C1 )16 =(000110010011 )8421BCD。
5.二进制数01011001对应的十六进制数(59 )16 ,表示十进制数是89 。
6.BCD余3码100001011001对应的十进制数526 ,表示成BCD8421码是010********* 。
逻辑门电路1.1 晶体管的开关特性及应用在数字电路中,晶体管大多工作在开关状态,所以是一种无触点的电子开关。
通常的电子开关按其用途,可分为模拟开关和数字开关(又称逻辑开关)两大类。
对它们的要求也有所不同:模拟开关应具备断开和接通时,流过的电流或两端的电压为零,两种状态转换的时间为零;而对数字开关则要求器件有两种可以区分的工作状态,同时输出能明确地用逻辑0或1来表示。
1.1.1 晶体二极管的开关特性及应用1. 晶体二极管的开关特性图1-1是硅二极管的符号和伏安特性曲线。
由伏安特性可知:(1) 二极管端电压小于0.5V作为二极管的截止条件。
一旦截止,即可近似认为电流等于0,相当于开关断开,这就是二极管截止时的特点。
(2)二极管正向电压大于0.5V作为二极管的导通条件。
一旦导通,即可将二极管认为是具有0.7V压降的闭合开关,这就是二极管导通时的特点。
2. 二极管开关特性的应用利用二极管开关特性可以构成限幅器和钳位器。
(1) 二极管限幅器。
限幅器是一种波形变换或整形电路。
当输入信号在一定范围内变化时,输出电压跟随输入电压相应变化,完成信号的传输;而当输入电压超过这一范围时,其超过的部分被削去,输出电压保持不变,实现限幅作用,由于限幅器能将一定范围以外的输入波形削去,所以限幅器又称削波器。
(2) 二极管钳位器。
二极管钳位器是利用二极管的开关特性,将输入波形的顶部或底部钳定在某一选定的电平上的电路。
这种错位作用又称为波形钳位,在脉冲技术中经常用到。
1.1.2 晶体三级管的开关特性及应用 1. 晶体三极管的开关特性如图1-6所示为NPN 型三极管的电路和特性曲线。
图中直流负载线和三极管输出特性曲线的交点称为静态工作点,用Q 表示。
工作点的位置由基极电流iB 决定。
由于工作点的位置不同,三极管有3种不同的工作状态,或称为3个工作区域。
(1)0,0≈≈i i C B 的区域称为截止区,如图中的Q1点。
在截止区,三极管的集电极C 和发射极e 之间近似为开路,相当于开关断开一样,故有u u CCCE≈。
实例讲解与门、或门、非门电路门电路是(数字电路)中最基本的逻辑单元。
它可以使输出(信号)与输入信号之间产生一定的逻辑关系。
在数字电路中,信号大都是用电位(电平)高低两种状态表示,利用门电路的逻辑关系可以实现对信号的转换。
最基本的门电路有与门电路,或门电路,非门电路等。
与门电路与门电路是指只有在一件事情的所有条件都具备时,事情才会发生。
与门电路的基本结构和逻辑符号见下图:在与门电路功能示意图中,只有在开关A和B都闭合时,灯才会亮,如果A和B中任意一个处于开路状态,灯就不会亮。
与门电路的真值表见下图:一般情况下,最简单的与门电路可以用(二极管)和(电阻器)组成。
由二极管和电阻器构成的与门电路见下图:图中A,B为两个输入变量,F为输出变量,当A,B均为高电平,F为高电平,A,B只要有一个为低电平,F就为低电平。
或门电路或门电路是指只要有一个或一个以上条件满足时,事情就会发生。
或门电路的基本结构和逻辑符号见下图:上图中,只要开关A,B中有一个闭合,(电流)就能通过开关进入灯,灯点亮,只有两个开关都断开,灯才不会亮。
或门电路真值表见下图:同与门电路一样,最简单的或门电路也是由二极管和电阻器构成的。
见下图:图中A,B为两个输入变量,F为输出变量。
当A,B均为低电平,F才为低电平,A,B只要有一个为高电平,或两个都为高电平,F为高电平。
非门电路非门电路又叫“否”运算,也称求“反”运算,因此非门电路又称为反相器。
非门电路的基本结构和逻辑符号见下图:在非门电路中,当开关A闭合时,电路短路,灯F不亮;如果开关断开,灯亮。
非门电路的真值表见下图。
最基本的非门电路是利用晶体三极管的开关特性构成的。
可以实现非逻辑关系。
由晶体三极管和外围元件组成的非门电路如下:上图中,A为输入变量,Y为输出变量,利用晶体三极管的反相放大特性,当A为低电平,三极管截止,输出端Y为高电平。
当输入高电平,三极管处于饱和区,输出端Y为低电平。
利用非门电路构成的反相器主要有三种,有DTL型、TTL型和C-MOS等,如下图所示。
第3章逻辑门电路3.1 概述逻辑门电路:用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。
简称门电路.用逻辑1和0 分别来表示电子电路中的高、低电平的逻辑赋值方式,称为正逻辑,目前在数字技术中,大都采用正逻辑工作;若用低、高电平来表示,则称为负逻辑。
本课程采用正逻辑。
获得高、低电平的基本方法:利用半导体开关元件的导通、截止(即开、关)两种工作状态.在数字集成电路的发展过程中,同时存在着两种类型器件的发展。
一种是由三极管组成的双极型集成电路,例如晶体管-晶体管逻辑电路(简称TTL电路)及射极耦合逻辑电路(简称ECL电路).另一种是由MOS管组成的单极型集成电路,例如N-MOS逻辑电路和互补MOS(简称COMS)逻辑电路。
3。
2 分立元件门电路3。
3.1二极管的开关特性3.2.2三极管的开关特性NPN型三极管截止、放大、饱和3种工作状态的特点工作状态截止放大饱和条件i B=0 0<i B<I BS i B>I BS工作特点偏置情况发射结反偏集电结反偏u BE〈0,u BC〈0发射结正偏集电结反偏u BE>0,u BC〈0发射结正偏集电结正偏u BE〉0,u BC〉集电极电流i C=0 i C=βi B i C=I CSce间电压u CE=V CC u CE=V CC-i C R cu CE=U CES=0.3Vce间等效电阻很大,相当开关断开可变很小,相当开关闭合3.2。
3二极管门电路1、二极管与门2、二极管或门u A u B u Y D1D20V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V0V4。
3V4。
3V4.3V截止截止截止导通导通截止导通导通3。
2.4三极管非门3。
2。
5组合逻辑门电路1、与非门电路2、或非门电路3.3 集成逻辑门电路一、TTL与非门1、电路结构(1)抗饱和三极管作用:使三极管工作在浅饱和状态。
因为三极管饱和越深,其工作速度越慢,为了提高工作速度,需要采用抗饱和三极管。
构成:在普通三极管的基极B和集电极C之间并接了一个肖特基二极管(简称SBD)。
门电路逻辑功能及测试1.实验目的➢熟悉门电路逻辑功能;➢掌握数字示波器的使用方法。
2.预习要求➢复习门电路工作原理及相应逻辑表达式;➢阅读本实验所用各门电路IC 的数据手册;➢熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途;➢了解数字示波器使用方法。
3.实验器材4.实验内容4.1测试门电路逻辑功能⑴ 选用双四输入与非门74LS20 一只,插入面包板,按图1.1 接线⑵ 将逻辑电平开关按表 1.1 状态转换,测出输出逻辑状态值及电压值填表。
表 1.100.1231 4.021 4.021 4.021 4.024.2 逻辑电路的逻辑关系⑴ 用74LS00 双输入四与非门电路,按图1.2、图1.3 接线,将输入输出逻辑关系分别填入表1.2,表1.3 中。
0 0 01 1 01 1 00 0 1⑵ 写出两个电路的逻辑表达式。
Y=A'B+AB' Z=AB4.3利用与非门控制输出用一片 74LS00 按图 1.4 接线。
S 分别接高、低电平开关,用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用。
在下面画出波形图:4.3.14.3.24.4用与非门组成其他门电路⑴ 组成或非门:1 0 0 0 0 1 1 0用一片二输入端四与非门组成或非门画出电路图,测试并填表1.4。
⑵ 组成异或门:①将异或门表达式转化为与非门表达式:A'B+AB'=[(A'B+AB')']'=[(A'B)'(AB')']'②画出逻辑电路图③测试并填表 1.5。
4.5异或门逻辑功能测试选二输入四异或门电路74LS86,按图1.5 接线,输入端1、2、4、5 接电平开关输出插口,输出端A、B、Y 接电平显示发光二极管。
将电平开关按表1.6 的状态转换,将结果填入表中。
0 0 0 0.000671 0 1 5.020 0 0 0.000670 1 1 5.020 0 0 0.000671 1 0 0.001324.6 逻辑门传输延迟时间的测量用六反相器 74LS04 逻辑电路按图 1.6 接线,输入 1KHz 脉冲,将输入脉冲和输出脉冲分别接入数字示波器两路输入端,观察并记录输入、输出端的延时值,计算出每个门的平均延时值。
《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲第一篇:《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲先修课程:高等数学、普通物理、电路与电子学(一)课程地位、性质和任务《数字电路与逻辑设计》是计算机科学与技术专业的主干课程,是一门专业技术基础课。
它不仅为《计算机组成原理与汇编程序设计》、《微机接口技术》、《计算机系统结构》、《数据通信与计算机网络》等后续课程提供必要的基础知识,而且是一门理论与实践结合密切的硬件基础课程。
(二)课程教学基本要求本课程是计算机科学与技术专业的一门专业基础课程,通过本课程的学习,使学生熟悉数字电路的基础理论知识,理解基本数字逻辑电路的工作原理,掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法,具有应用数字逻辑电路,初步解决数字逻辑问题的能力,为学习计算机硬件打下扎实的基础。
(三)课程主要内容及学时分配第一章逻辑代数基础逻辑代数是分析和设计数字电路的数学工具,本章主要介绍逻辑代数的公式、定理及逻辑函数的化简方法,要求掌握常用进制及其转换,基本和常用逻辑运算,逻辑代数的公式、定理,逻辑函数的公式、图形化简化,逻辑函数的五种表示方法及相互之间的转换。
教学重点:逻辑代数的公式、定理,逻辑函数的公式、图形化简法。
教学难点:公式、定理、规则的正确应用,逻辑函数化简的准确性。
方法提示:通过多举例子,多做练习以提高对公式应用的熟练性。
第二章逻辑门电路集成逻辑门是构成数字电路的基本单元,本章主要介绍MOS和TTL集成逻辑门的逻辑功能的电气特性。
要求掌握高、低电平与正、负逻辑的概念,二极管、三极管、MOS管的开关特性,熟悉二极管与门和或门,三极管非门的电路结构及工作原理,掌握其电气特性和功能。
掌握与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、三态门、OC门、CMOS传输门的逻辑符号、逻辑功能,熟悉各种门电路的特点和使用方法。
教学重点:CMOS和TTL集成门电路重点是外部特性,即逻辑功能和电气特性。
习题答案第一章数制和码制1.数字信号和模拟信号各有什么特点?答:模拟信号——量值的大小随时间变化是连续的。
数字信号——量值的大小随时间变化是离散的、突变的(存在一个最小数量单位△)。
2.在数字系统中为什么要采用二进制?它有何优点?答:简单、状态数少,可以用二极管、三极管的开关状态来对应二进制的两个数。
3.二进制:0、1;四进制:0、1、2、3;八进制:0、1、2、3、4、5、6、7;十六进制:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
4.(30.25)10=( 11110.01)2=( 1E.4)16。
(3AB6)16=( 0011101010110110)2=(35266)8。
(136.27)10=( 10001000.0100)2=( 88.4)16。
5.B E6.ABCD7.(432.B7)16=( 010*********. 10110111)2=(2062. 556)8。
8.二进制数的1和0代表一个事物的两种不同逻辑状态。
9.在二进制数的前面增加一位符号位。
符号位为0表示正数;符号位为1表示负数。
这种表示法称为原码。
10.正数的反码与原码相同,负数的反码即为它的正数原码连同符号位按位取反。
11.正数的补码与原码相同,负数的补码即为它的反码在最低位加1形成。
12.在二进制数的前面增加一位符号位。
符号位为0表示正数;符号位为1表示负数。
正数的反码、补码与原码相同,负数的反码即为它的正数原码连同符号位按位取反。
负数的补码即为它的反码在最低位加1形成。
补码再补是原码。
13.A:(+1011)2的反码、补码与原码均相同:01011;B: (-1101)2的原码为11101,反码为10010,补码为10011.14.A: (111011)2 的符号位为1,该数为负数,反码为100100,补码为100101. B: (001010)2 的符号位为0,该数为正,故反码、补码与原码均相同:001010.15.两个用补码表示的二进制数相加时,和的符号位是将两个加数的符号位和来自最高有效数字位的进位相加,舍弃产生的进位得到的结果就是和的符号。
数字电路知识点汇总第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⋅=0AA+=1与A2)与普通代数相运算规律a.交换律:A+B=B+AA⋅⋅=ABBb.结合律:(A+B)+C=A+(B+C)⋅A⋅B⋅⋅=(C)C()ABc.分配律:)⋅=+A⋅B(CA⋅⋅BA C+A+=+)B⋅)(C)()CABA3)逻辑函数的特殊规律a.同一律:A+A+Ab.摩根定律:BBA+=A⋅A+,BBA⋅=b.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⋅+A⊕⊕⋅BACB可令L=CB⊕则上式变成L⋅=C+AA⋅L⊕⊕=LA⊕BA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+1A=⋅B⋅,将二项合并为一项,合并时可消去=+A=A或ABA一个变量例如:L=B+BA=(C+)=ACACBBCA2)吸收法利用公式AA⋅可以是⋅+,消去多余的积项,根据代入规则BABA=任何一个复杂的逻辑式例如化简函数L=EAB++DAB解:先用摩根定理展开:AB=BA+再用吸收法L=E+AB+ADB=E B D A B A +++ =)()(E B B D A A +++ =)1()1(E B B D A A +++ =B A +3)消去法利用B A B A A +=+ 消去多余的因子 例如,化简函数L=ABC E B A B A B A +++ 解: L=ABC E B A B A B A +++ =)()(ABC B A E B A B A +++=)()(BC B A E B B A +++=))(())((C B B B A B B C B A +++++ =)()(C B A C B A +++ =AC B A C A B A +++ =C B A B A ++4)配项法利用公式C A B A BC C A B A ⋅+⋅=+⋅+⋅将某一项乘以(A A +),即乘以1,然后将其折成几项,再与其它项合并。