《数字电路与数字逻辑》第四章(3)

《中职数字电路教案》PPT课件

第一章：数字电路概述

1.1 数字电路的定义与特点

介绍数字电路的基本概念

解释数字电路与模拟电路的区别

强调数字电路在现代电子技术中的应用

1.2 数字电路的基本元素

介绍逻辑门、逻辑电路和逻辑函数的概念

解释常见的逻辑门类型（与门、或门、非门等）

强调逻辑门在数字电路设计中的重要性

第二章：数字逻辑基础

2.1 数字逻辑与逻辑函数

介绍数字逻辑的基本概念

解释逻辑函数的定义与分类

强调逻辑函数在数字电路设计中的应用

2.2 逻辑函数的化简与优化

介绍逻辑函数化简的方法与步骤

解释逻辑函数的最小项与最大项概念

强调逻辑函数化简在提高数字电路性能中的作用

第三章：组合逻辑电路

3.1 组合逻辑电路的定义与特点

介绍组合逻辑电路的基本概念 解释组合逻辑电路的工作原理

强调组合逻辑电路在数字系统中的应用

3.2 常见组合逻辑电路的设计与分析

介绍编码器、译码器、多路选择器等常见组合逻辑电路

分析组合逻辑电路的功能与特点

强调组合逻辑电路在实际应用中的重要性

第四章：时序逻辑电路

4.1 时序逻辑电路的定义与特点

介绍时序逻辑电路的基本概念

解释时序逻辑电路的工作原理

强调时序逻辑电路在数字系统中的应用

4.2 常见时序逻辑电路的设计与分析

介绍触发器、计数器、寄存器等常见时序逻辑电路

分析时序逻辑电路的功能与特点

强调时序逻辑电路在实际应用中的重要性

第五章：数字电路设计与仿真

5.1 数字电路设计的基本步骤与方法

介绍数字电路设计的基本流程

解释需求分析、电路设计、仿真与测试等环节

强调数字电路设计中的创新与实践能力

5.2 数字电路仿真软件的应用

介绍常用数字电路仿真软件（如Multisim、Proteus等） 演示数字电路仿真实验的操作步骤与技巧

强调数字电路仿真在实验教学与创新实践中的重要性

第六章：数字电路与系统

6.1 数字电路与系统的分类

介绍微处理器、数字信号处理器、存储器等数字电路与系统的类型

第 四 章

1． 分析图1所示的组合逻辑电路，说明电路功能，并画出其简化逻辑电路图。

图1 组合逻辑电路

解答

○1 根据给定逻辑电路图写出输出函数表达式

CABCBABCAABCF

○2 用代数法简化输出函数表达式

CBAABCCBAABCC)B(AABCCABCBABCAABCF

○3 由简化后的输出函数表达式可知，当ABC取值相同时，即为000或111时，输出函数F的值为1，否则F的值为0。故该电路为“一致性电路”。

○4 实现该电路功能的简化电路如图2所示。

图2

4．设计一个组合电路，该电路输入端接收两个2位二进制数A=A2A1,B=B2B1。当A＞B时，输出Z=1，否则Z=0。  解答

○1 根据比较两数大小的法则，可写出输出函数表达式为

11212122112222BAABBABAB)AB ⊙(ABAZ

○2根据所得输出函数表达式，可画出逻辑电路图如图6所示。

图6

6．假定X=AB代表一个2位二进制数，试设计满足如下要求 (2) Y=X3

(Y也用二进制数表示。) 

○1 假定AB表示一个两位二进制数，设计一个两位二进制数立方器。

由题意可知，电路输入、输出均为二进制数，输出二进制数的值是输入二进制数AB的立方。由于两位二进制数能表示的最大十进制数为3，3的立方等于27，表示十进制数27需要5位二进制数，所以该电路应有5个输出。假定用TWXYZ表示输出的5位二进制数，根据电路输入、输出取值关系可列出真值表如表4所示。

表4

集美大学数字电路与逻辑设计课程教学大纲

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课程名称 中文：数字电路与逻辑设计

英文：DIGITAL CIRCUITS AND LOGIC DESIGN

课程编号 学分/学时 3.5/66

所属教研室 通信、电子、自动化

先修课程 《大学物理》、《电路分析》，《线性电子线路》、《计算机基础》

课程类型 专业基础课 考核方式 闭卷笔试

开课专业 通信、电子、自动化专业

教学目的和要求

通过本课程的学习使学生获得数字电路与逻辑设计方面的基本理论、基本知识和基本技能，掌握数字逻辑电路的分析和设计方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，为专业课的学习和今后从事工程技术工作打好基础。

本课程要求学生掌握的主要内容包括：

1.数制与码制

2.逻辑代数与逻辑门

3.组合逻辑电路

4.集成触发器

5.同步异步时序逻辑电路

6.中、大规模集成电路

7.硬件描述语言VHDL

8.可编程逻辑电路的设计

教学重点是组合逻辑电路、时序逻辑电路、硬件描述语言VHDL、可编程逻辑电路等的分析与设计方法，这也是教学难点。

教学内容和基本要求（分章节）

第一章 数字技术基础---------------------------------------------------------------------------------8学时

一、数制和码制：计数制、各进位制之间的转换、编码----------------------------------------2 学时

二、逻辑代数基础：基本的逻辑运算、逻辑代数的基本定律和规则、几种导出逻辑

-----------------------------------------2学时

三、逻辑函数的两种标准表达式：最小项和逻辑函数的最小项表达式最大项和逻辑函数的最大项表达式

第4章 组合逻辑电路

4—1 分析下图所示电路的逻辑功能，写出输出的逻辑表达式，列出真值表，说明其逻辑功能。

CB)⊙(AY

经过真值表分析其逻辑功能为当A、B、C三个输入信号中有且只有两个为1时输出为1，其他为0。

4—2 逻辑电路如下图所示：

1、写出S、C、P、L的函数表达式；

2、当取S和C作为电路的输出时，此电路的逻辑功能是什么？

XZYS YZXZYC)(

ZYP ZYL

当取S和C作为电路的输出时，此电路的逻辑功能是1位全加器，其中X为低位的进位，S为当前位的和，C为进位。（由真值表可C与YZXZY)(完全一致。） ABCY

XYZSCPLABCYABBABACB)⊙(ACB)⊙(ACB⊙A XYZSCPLXZY1234)(ZYXZYX)(ZYXZY1234 1 4—3 下图是由三个全加器构成的电路，试写出其输出1F，2F，3F，4F的表达式。

ZYXF1 ZYXF)(2

ZXYZXYF3 XYZF4

4—4 下图是由3线/8线译码器74LS138和与非门构成的电路，试写出1P和2P的表达式，列出真值表，说明其逻辑功能。

ABCCBAmmmmYYP7070701

6543216543212mmmmmmYYYYYYP

CBCABA

P1的逻辑功能为当三个输入信号完全一致时输出为1。

P2的逻辑功能为当上输入信号不完全一致时输出为1。

4—5使用74LS138 译码器及少量门电路对三台设备状态进行监控，由不同指示灯进行指示。当设备正常工作时，指示灯绿灯亮；当有一台设备出故障时，指示灯红灯亮；当有两台设备出故障时，指示灯黄灯亮；当有三台设备出故障时，指示灯红灯和黄灯都亮。