第1章 数字电子技术基础
N进制与十进制的相互转换
二、八、十、十六进制数的大小比较
逻辑代数的公式与定理、逻辑函数化简（公式法、图形法）
根据逻辑电路图写出输出状态，说明电路的逻辑功能。 按照电路的结构和工作原理的不同：数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。组合逻辑电路没有记忆功能，其输出信号只与当时的输入信号有关，而与电路以前的状态无关。时序逻辑电路具有记忆功能，其输出信号不仅和当时的输入信号有关，而且与电路以前的状态有关。
①一般地，N进制需要用到N个数码，基数是N；运算规律为逢N进一。
②如果一个N进制数M包含 n 位整数和 m 位小数，即 (an-1 an-2 … a1 a0 · a－1 a－2 … a－m)N则该数的权展开式为：
(M)N ＝ an-1×Nn-1 ＋ an-2 ×Nn-2 ＋ … ＋a1×N1＋ a0 ×N0＋a－1 ×N-1＋a－2 ×N-2＋… ＋a－m×N-m
③由权展开式很容易将一个N进制数转换为十进制数。
十进制数二进制数八进制数十六进制数0123456789101112131415000000000100010000110010000101001100011101000010010101001011011000110101110011110123456710111213141516170123456789ABCDEF几种进制数之间的对应关系 门电路国标符号曾用符号美国符号表达式
与门&Y=A · B
+≥1或门Y=A + B
Y = A1非门
Y= A B&与非门
门电路国标符号曾用符号美国符号表达式
Y= A+B≥1+或非门
Y= AB+CD≥1&+与或非门
=1Y=A B异或门
逻辑代数的公式、定理和规则
（1）常量之间的关系
010 000与运算：
111 001
或运算： 110 000
111 101
非运算： 0110 逻辑代数是按一定的逻辑关系进行运算的代数，是分析和设计数字电路的数学工具。在逻辑代数中，只有 0 和1 两种逻辑值，有与、或、非三种基本逻辑运算，还有与或、与非、与或非、异或等几种导出逻辑运算。
1Department of Microelectronics, PKU，Xiaoyan Liu第五章CMOS组合逻辑电路设计II－动态CMOS电路第一节动态逻辑门电路的基本结构、原理、特点第二节多米诺（Domino）CMOS电路第三节改进的Domino CMOS电路第四节时钟CMOS （C2MOS）
2Department of Microelectronics, PKU，Xiaoyan Liu第一节动态逻辑门电路的基本结构、原理、特点一、预充－求值动态CMOS的基本结构和工作原理二、动态CMOS的特点三、动态CMOS的问题四、动态CMOS的级联静态电路：靠管子稳定的导通、截止来保持输出状态除状态反转外，输出始终与VDD和GND保持通路。动态电路：靠电容来保存信息
3Department of Microelectronics, PKU，Xiaoyan Liu一、预充－求值动态CMOS的基本结构和工作原理In1In2PDNIn3MeMpClkClkOutCL预充－求值动态CMOS电路的基本结构工作过程：➢预充阶段：Clk＝0，Out被Mp预充到VDD，Me截止，无论输入何值，均不存在直流通路。此时的输出无效。➢求值阶段：Clk＝1，Mp截止，Me导通，Out和GND之间形成一条有条件的路径。具体由PDN决定。若PDN存在该路径，则Out被放电，Out为低电平，“0”。如果不存在，则预充电位保存在CL上，Out为高电平“1”。➢求值阶段，只能有与GND间的通路，无与VDD间的，一旦放电，不可能再充电，只能等下次。预充FET求值FET
4Department of Microelectronics, PKU，Xiaoyan Liu预充－求值动态CMOS电路的工作原理预充预充求值输出只在此时有效),2,1(XnXXFY当Clk＝1时ClkOutClk＝0时，输出为1，与输入无关
5Department of Microelectronics, PKU，Xiaoyan LiuOutClkClkABCMpMeonoff1offon((AB)+C)例
5.1 时序逻辑电路概述
5.1.1 时序逻辑电路的结构
时序逻辑电路是计算机及其他电子系统中常用的一种电路。它和组合逻辑电路是两种完全不同类型的电路，其特点可以从两个方面区分：
1.功能特点
组合逻辑电路的输出仅取决于电路当时的输入，而与电路过去的输出状态无关。
时序逻辑电路在任一时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，还与电路原来的状态有关。
2.电路结构特点
由于时序逻辑电路的的输出还与电路原来的输出状态有关，因此在时序逻辑电路内部必然有记忆元件，即触发器，用于记忆与过去输入有关的信息或过去的输出状态。因此，时序逻辑电由两部分组成：
组合电路…X1Xn存储电路……Z1Zmys y1Y1 YrCP输入输出存储电路输出存储电路输入
从电路结构上看，时序电路有如下特点：
①包含存储电路和组合电路；
②具有反馈通道，通过反馈通道使电路功能与时序相关。
③存储器状态和输入变量共同决定输出。
5.1.2 时序逻辑电路的分类
1.按电路的工作方式不同分类
根据时序电路中触发器是否在同一个时钟信号控制下工作分为：同步时序电路与异步时序电路。
同步时序电路：电路中所有触发器的时钟端是连在一起的，所有触发器都在统一时钟脉冲下工作，存储电路的状态更新是在同一时刻同步进行的。
同步逻辑电路通常工作速度较快，电路相对复杂。
异步时序电路：电路中各个触发器的时钟端不是相连的，触发器不在统一的时钟脉冲下工作，存储状态的更新是在不同时刻异步进行的。
异步逻辑电路通常工作速度较慢，电路结构简单。
2.按电路的输出/输入关系不同分类
根据时序电路输出信号的特点不同又分为：Mealy（米利）型和Moore（穆尔）型。
Mealy型：输出信号与不仅取决于输入信号，而且还与存储电路的输出状态有关。
即Z=F（X，y），Z与X，y有关。
Moore型：输出信号仅与存储电路的输出状态有关。
即Z =F（y），Z仅与y有关。
第五章 组合逻辑电路
辅导教师：陈遇春 2003/5/9
第一节、 组合逻辑电路的特点
1、逻辑电路的输出只与当时输入的逻辑值有关，与输入的历史情况无关。
2、组合逻辑电路没有记忆功能，在其电路中没有反馈构成的环路。
第二节、 组合逻辑电路的分析
分析组合逻辑电路的步骤：
1、在电路中给每个门输出端标以符号。
2、写出每个门输出的逻辑表达式。
3、迭代各输出逻辑表达式，并化简（仅是电路输入变量的函数）。
4、写出真值表。
例：(P129)5.2.1题逻辑电路
解：1）、给各门输出端表出符号（见上图）。
2）、写出各门输出逻辑表达式。
DCF BAD BAC
3）、迭代各逻辑表达式，并简化。
BABABABABABABABABCF))(()()(
4）、用F的逻辑表达式值，填写真值表（以上值表示电路是异或门功能）。
A B C D F
0 0 1 0 0
0 1 0 0 1
1 0
1 1 0
0 0
1 1
0
第三节 组合逻辑电路的设计
设计电路的过程恰好与分析电路的过程相反。
1、给定逻辑功能的真值表
2、例出逻辑表达式，用代数法或卡诺图法化简。
3、根椐化简的逻辑表达式画出逻辑图。
例：（P130）5.3.1题设计一个多数表决电路。电路输入三个表决者，表决者有二个或三个为1时，输出F为1，其余为0。
解：1）、多数表决真值表
输 入 输出 输 入 输出 输 入 输出
A B C F A B C F A B C F
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1
0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1
0 1 0 0 1 0 1 1 2）、列出逻辑表达式，用代数式或卡诺图化简。
代数化简法：
ABACBC )CBA(CBC CABACBC )BAC(B BABC
