第一章数字逻辑基础一、数制1、二进制、十进制、十六进制之间的相互转换2、十进制和8421BCD码之间相互转换例如:对一年12个月进行编码,需要几位二进制数(公式:)3、数字信号与模拟信号的区别:数字信号在时间上和数值上都是不连续的二、基本逻辑关系与、或、非逻辑关系的表达式、真值表、逻辑符号(见下表)221nnNend表1几种数制之间的关系对照表逻辑代数的基本公式BABABABAAA0AA1AA2.五个常用公式1).2).A+AB=A3).4).5).ABABAAABABABACBCABACABABABAB3.代数法化简4.卡诺图化简(1)最小项的性质对于任意一个最小项,只有一组变量取值使得它的值为1;不同的最小项,使它的值为1的那一组变量取值也不同;对于变量的任一组取值,任意两个最小项的乘积为0;对于变量的任一组取值,全体最小项之和为1。(3)卡诺图化简逻辑函数(P53):2.2.4/2.2.6(P65)习题2.2.3(2)逻辑相邻的概念及判断:逻辑相邻——对于两个最小项,组成它们的变量中,只有一个不同,其余都相同1.1997年“1”做异或运算,结果是什么?4.函数F=A+B与下列哪个表达式相等:()A.A+ABB.AB+BC.D.AABAAB5.用卡诺图化简逻辑函数时,包围圈内最小项的个数是;同一个小方格能否被不同包围圈多次使用?;无关项可否被不同包围圈多次使用?;如果某个包围圈中的所有小方格都被使用过两次,则这个包围圈是否有效?;如果某个包围圈中的所有小方格都是无关项,则这个包围圈是否有效?;2.下列等式不成立的是()A.B.AB+AC+BC=AB+BCC.(A+B)(A+C)=A+BCD.3.A+B+C+=()1ABABABABAABABAAB1.集电极开路与非门2.三态门3.门电路的使用注意事项第三章逻辑门电路第四章组合逻辑电路1数字逻辑按有无记忆功能的分类:组合逻辑电路和时序逻辑电路2组合逻辑电路的分析3组合逻辑电路的设计4常用组合逻辑器件:编码器、译码器/数据分配器、数据选择器、数值比较器、加法器5例:数据选择器有多少地址线?如16选一、32选一等(地址线=)。如:16选一的地址线为:4;32选一的地址线为:5。P148例:4.4.44.4.7习题:4.1.44.2.94.4.64.4.192n2n(1)由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式;(2)化简和变换各逻辑表达式;(3)列出真值表;(4)根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析,最后确定其功能。组合逻辑电路的分析步骤:已知逻辑电路,写出逻辑表达式,列真值表。11&&≥1FAB=1=1LBCAZABC&&&&L组合逻辑电路的设计步骤1.根据实际逻辑问题确定输入、输出变量,并定义逻辑状态的含义;2.根据输入、输出的因果关系,列出真值表;3.由真值表写出逻辑表达式,根据需要简化和变换逻辑表达式;4.画出逻辑图。由两个半加器构成一个全加器用与非门实现下面的逻辑函数FABCACABCF=AB+AC+BCZYXABC74138Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7&F+5VG1G2AG2B74138工作条件:G1=1,G2A=G2B=0例1用一个3线–8线译码器实现函数集成译码器74138的应用举例:XYZZYXZYXZYXFABCY0ABCY2ABCY4CBAY7XYZZYXZYXZYXF74207420YYYYYYYYF例1试用8选1数据选择器74LS151产生逻辑函数将上式写成如下形式:L=m3D3+m5D5+m6D6+m7D7D3=D5=D6=D7=1,D0=D1=D2=D4=0,L=XYZ+XYZ+XY74LS151XYZD0D1D2D3D4D5D6D7EN01解:数据选择器74LS151的应用XYZYXYZXLZXYXYZZYXYZXL将逻辑函数化为最小项表达式:74151的输出即为逻辑函数L。当写出八选一数据选择器的逻辑表达式:70iiiYmD与逻辑函数表达式相比较,可见:第五章触发器nn1QKQJQn除表中内容外,还应掌握以上各触发器的时序图。绘制时序图时,还应注意各触发器是上升沿触发,还是下降沿触发。输入信号CP、D的波形分别如图所示,设触发器的初态为1,试画出输出端L的波形,设Qn=0。CPDQJKQn+100Qn01010111QnJK触发器真值表J(K)J=D,K=D,只有置0和置1两种功能。上升沿触发JK触发器应用D触发器画出下图(a)所示电路在如图(b)所示输入信号CP、A、B作用下Q端的波形。假定触发器初始状态为0。Q第六章时序逻辑电路时序电路的描述方法:特性方程、状态转换表、状态图、时序图、逻辑电路时序电路的分析与设计方法(重点是同步时序电路的分析)例:6.2.26.3.26.5.3习题:6.5.16.5.36.5.116.5.136.5.14常用时序电路器件:74161(74160)、74194时序电路的分类,同步时序电路和异步时序电路的区别计数器、寄存器时序逻辑电路的分析步骤1.了解电路组成,确定电路的输入、输出信号、触发器的类型等5.列出状态转换表或画出状态图和波形图;2.根据时序逻辑电路写出各触发器的驱动方程3.将每个触发器的驱动方程代入其特性方程中,得出其状态方程;4.写出时序电路的输出方程;6.综合分析,用文字描述电路的逻辑功能。例6.2.2试分析如图所示时序电路的逻辑功能。CPX>1JC11K>1JC11K=1Q1“1”Q2Y&Q2Q1FF1FF2>1JC电路是由两个JK触发器组成的莫尔型同步时序电路。解:1.了解电路组成。J2=K2=XQ1J1=K1=1Y=Q2Q12.写出下列各逻辑方程式:输出方程激励方程1n111111QnnnQQQ1212XnnnQQQ1QJQnnnKQJ2=K2=XQ1J1=K1=11QJQnnnKQ将激励方程代入JK触发器的特性方程得状态方程1nn21212XXQnnnQQQQ整理得:对FF2对FF13.列出其状态转换表,画出状态转换图和波形图111nnQQ1212XnnnQQQY=Q2Q1nn12QQYnn/QQ111211100100X=1X=0状态转换表10/100/101/011/000/010/011/001/0状态图X/Y0/00/10/00/000110110Q2Q11/01/01/1001101101/0•X=0时0001101100111001电路功能:可逆计数器•X=1时Y可理解为进位或借位端。电路进行加1计数电路进行减1计数。4.确定电路的逻辑功能.X/Y0/00/11/00/01/00/01/1001101101/0Q2Q1集成计数器74161(4位二进制同步加计数器)表7.1.474161逻辑功能表*表示只有当CET为高电平且计数器状态为HHHH时输出为高电平,其余均为低电平。CRPE集成计数器74161(4位二进制同步加计数器)例:用74161设计7进制计数器、8进制计数器、用74160设计24进制计数器、36进制计数器、64进制计数器P296例6.5.3第八章脉冲波形的产生与变换555定时器的工件原理:P416表8.4.1555定时器的应用:多谐振荡器:认识电路图,能画其工作波形(P422图8.4.8)周期:T=0.7(R1+2R2)C、频率f、占空比q单稳态触发器:认识电路图,能画其工作波形:计算暂稳态持续时间:tW=1.1RC施密特触发器:认识电路图,能画其工作波形:计算VT+和VT-555定时器功能表不变不变1导通01截止11导通00××放电管T输出(VO)复位(RD)触发输入(VI2)阈值输入(VI1)输出输入CC31VCC31VCC31VCC32VCC32VCC32V0tui0tuC0tuot184153uoui+UDDRC555627t223UDDt3tW暂稳态待续时间:tW=1.1RC下一页上一页返回上一节单稳态触器:用555定时器组成施密特触发器VCCVCC18455562vIRvO2vO1VIC0.01F7351tvO1VOH0t13VCC23VCCvI0根据右表所示555定时器的工作原理,输出波形如右下图。uC0t23UDD0tuot1t2t384153uo+UDDR1C555627R213UDDtW2tW1输出方波周期T的计算:T=0.7(R1+2R2)C占空比Q(%)=tW1T多谐振荡器图示多谐振荡器中,如果UDD=9V,R1=10k,R2=2k,C=470pF。试求电路的振荡周期、频率、占空比?16278R1+UDD5553R2C50.01FuO6120.7(2)4.60610STRRC振荡周期611Hz217Hz4.60610fkT振荡频率解:1212100%85.7%2RRqRR占空比:第九章D/A转换器与A/D转换器3.倒T形电阻网络D/A转换器及其输出模拟量的计算:10i)2D(RR2VniifnREFO4.并行比较型A/D转换器输出数字量计算:P449表9.2.1习题:9.1.19.1.29.2.11.A/D转换器是将模拟信号转换为数字信号的电路;2.D/A转换器是将数字信号转换为模拟信号的电路。5.并行比较型A/D转换器采用四舍五入法进行量化时:最小量化单位△:最大量化误差ε:21515REFREFVV