1、数字电路与逻辑设计 -考试复习及学习要求-,复习及考试1,总复习：按各章小结要求，掌握每章的基本概念、电路的基本形式、功能和表示方法，主要的参数计算。成绩：考试成绩、作业、平时 考试题型：选择、填空、 分析、计算、设计期末考试：开卷、笔试,下一页,复习及考试2,选择、填空 各章基本概念、基本知识点 分析：门电路、组合电路、触发器及波形、时序电路（方程、状态转换表/图、功能）、脉冲波形中的典型电路（施密特、单稳态、多谐）、 ROM/RAM,(PLA) 计算数制转换、函数化简、脉冲波形 (5553种电路、主要参数及波形特点)D/A、A/D 设计门电路(构成逻辑函数-用与非门等)、组合（重点：选择器
2、、译码器）、时序电路（置数端、清零端-构成任意进制计数器）,下一页,复习及考试3,第一章: 数制的转换、码制第二章：基本逻辑关系、基本公式、公式化简、卡诺图化简第三章：门电路门电路的逻辑符号、功能、特殊的门电路（三态门、OC门、传输门）的逻辑符号、功能、 简单的分析（写逻辑表达式，判断电阻大小对输入的影响），画波形图第四章：组合电路特点、一般分析与设计方法 * 分析-由图写表达式 设计-由功能要求（或表达式）画电路图 * 加法器、数据比较器、编码器的功能 * 译码器（3线8线）的分析与设计 * 数据选择器（4选1、8选1）的分析,下一页,上一页,复习及考试4,第五章：触发器功能和结构的概念RS
3、/JK/D/T：* 特性方程（次态逻辑表达式）* 画状态波形图第六章：时序电路特点、分类* 分析 写方程（时钟、驱动、状态、输出）状态转换图/表分析功能（N进制、环型、扭环型、移位）* 集成进制（161/160）写状态转换图、功能（N进制）* 分析与设计集成进制（161/160）构成的任意进制（置数端和清零端）,下一页,上一页,复习及考试5,第七章：脉冲电路 * 基本概念（施密特、单稳态、多谐）、特点和功能 * 计算：（555电路构成-施密特、单稳态、多谐） * 画输出波形（555电路构成-施密特、单稳态、多谐/输入与输出对应波形）第八章：D/A和A/D * 功能和分类 * 主要参数计算（分辨
4、率、最小分辨电压、求DAC的输出VO、 求ADC的输出D， 转换速度的比较）,下一页,上一页,复习及考试6,第九、十章：存储器和可编程逻辑器件 * 了解和掌握半导体存储器概念、分类和构成特点分类：ROM：固定ROM、PROM、EPROM、E2PROMRAM：SRAM、DRAM结构：ROM：地址译码器 + 存储阵列 + 输出缓冲器(与阵列) + (或阵列) RAM：地址译码器 + 存储阵列 +读/写控制端* 了解和掌握可编程逻辑器件的分类和结构特点主要分类：PROM、PLA、PAL、GAL 结构特点：(见表10_1)输出结构形式: 固定输出、异步I/O输出、带异或门的输出表示形式: （图10.3
5、) * 用ROM分析和设计逻辑电路 综合练习例题,返回,上一页,第一章 数字电路基础,1 学习要点:* 数制及数制转换 * 码制和常用码制 2 要求：* 掌握数制之间的转换二进制-十进制二进制八进制 二进制-十六进制八进制、十六进制-十进制* 常用码制（8421码、余3码、循环码） 学习与例题：,返回,进行下列数字的转换: （ 82 ）10 = （ ）2 （ 72 ）8 = （ ）2(11010110 ）2 = ( ) 16 （ 11010110 ）2 = （ ）10 （ B4 ）16 = （ ）2,二进制数与十进制数,将二进制数按其位权展开后，用十进制加法求和，即可得到对应的十进制数。 例：
6、,返回,28(10)=16+8+4=11100(2) (28-16=12),173 (10)=128+32+13=10101101(2) (173-128=45 45-32=13),十进制数转换成二进制,第二章 逻辑代数基础,学习要点:* 基本逻辑运算(与、或、非）和八种逻辑运算 * 逻辑函数表示方法* 逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法 要求： * 逻辑描述（真值表、表达式、逻辑符号） * 逻辑函数的表示方法（真值表、逻辑表达式（与或式和或与式）、逻辑图、波形图） * 公式化简法（基本公式、常用公式和基本定理） * 卡诺图化简法（画图、填图、圈图、读图）* 其它:,返回,常用逻辑运算、逻辑符
7、号及逻辑表达式,八种常用逻辑运算、逻辑符号及逻辑表达式,返回,逻辑函数的化简-公式化简法,返回,常用公式例题,返回,若逻辑函数为最小项之和的形式，在卡诺图上与最小项对应的位置填入1，其余的位置填入0例：若逻辑函数为真值表的形式，可直接根据真值表在卡诺图上填写（函数值为1的填1，为0的填0 )例：若给出的是一般的表达式，可将表达式转换成与或式，直接填写例：,逻辑函数的化简-卡诺图法:,卡诺图法: (3/4变量_画图、填图、圈图、读图）* 最小项填图 * 真值表填图 * 与或式填图,最小项填图法,返回,若逻辑函数为最小项之和的形式，在卡诺图上与最小项对应的位置填入1，其余的位置填入0 例：给出最小
8、项表达式如下，画出其对应的卡诺图 （1） 解:（2）解:,真值表填图法,若逻辑函数为真值表的形式，可直接根据真值表在卡诺图上填写（函数值为1的填1，为0的填0 ) 例：给出真值表如下，画对应逻辑函数的卡诺图,返回,与或式填图法,若给出的是一般的表达式，可将表达式转换成与或式，直接填写 例：画出如下逻辑函数的卡诺图 （1）（2）,返回,公式法化简例题2：,例题：将下列函数化简成最简与或式,返回,方法1：由公式,方法2：由公式,下一页,公式法化简-例题,返回,例1:将函数化简为最简与或式 例2:将函数化简为最简与或式 例3:将函数化简为最简与或式,卡诺图化简法：,例题1：用卡诺图法将下列函数化简成
9、最简与或式,例题2：用卡诺图法将下列函数化简成最简与或式,返回,解：最小项填图、圈图最简与或式,解：表达式填图、圈图最简与或式,例题:,第二章 逻辑代数基础-例题,例题1:给出真值表如下,写出其输出的逻辑表达式. 并画出逻辑图。 解:1.由真值表写表达式:2.由表达式化简得:(公式法或卡诺图法化简过程略)3.画逻辑图(略)例题2:给出真值表如下,写出其输出的逻辑表达式. 并画出逻辑图。 解:1.2.画电路图,返回,第三章 逻辑门电路,学习要点:分立元件门电路TTL门电路及其电气特性MOS门电路几种特殊功能的门电路 要求：*二极管与门、二极管或门、三极管反相器的基本电路形式和原理*TTL门电路的
10、特性曲线及主要参数*CMOS反相器、CMOS与非门、 CMOS或非门*特殊功能的门电路（三态门、OC门、传输门）、逻辑符号、功能描述和作用 特殊的门电路 分析1 分析2（波形图） 分析3（波形图）,返回,特殊门电路、逻辑功能及逻辑表达式,返回,特殊的门电路、逻辑符号及功能,三态门： （1）低电平有效,（2）高电平有效,OC门：输出端可并接使用作总线传输、电平转换、,传输门：可传输数字和模拟信号作双向开关和模拟开关,门电路_输出逻辑表达式及输出波形图(1),例:分析电路的输出、写输出逻辑表达式（TTL和CMOS）,返回,解:对TTL电路:,对CMOS电路:,门电路_输出逻辑表达式及输出波形图(2
11、),返回,例:写出如图电路的输出逻辑表达式，画输出波形图,第三章 习题及练习（波形图练习）,例题:写出其输出的逻辑表达式。若给出输入A、B、C波形如下，画输出波形。解：逻辑表达式：,返回,其他例题：,第四章 组合逻辑电路,学习要点:* 组合逻辑电路的概念(特点、各种常用组合电路的特点）* 组合逻辑电路的一般分析和设计方法* 常用的组合逻辑电路（编码器、译码器、加法器、数据选择器、数值比较器）的逻辑功能和表达式* 分析组合电路的功能（由图写表达式）* 用组合器件设计逻辑功能* 分析竞争冒险现象要求：例题：,返回,第四章 组合逻辑电路,要求：* 组合逻辑电路的特点（定义）* 常用的组合逻辑电路（编
12、码器、译码器、加法器、数据选择器、数值比较器）的逻辑功能和表达式* 分析门电路逻辑图，写输出的逻辑表达式* 分析组合逻辑器件，写逻辑表达式（译码器、数据选择器）；* 用组合逻辑器件设计逻辑电路（译码器、数据选择器）* 分析竞争冒险现象 例题：,返回,组合电路的分析-门电路,例题:如图所示电路,写输出的与或逻辑表达式,返回,组合电路的分析-数据选择器,例题_(4.19)分析4选1数据选择器的电路,写输出表达式。解：1.4选1数据选择器的标准输出形式2.将电路图中的各输入信号代入上式中:,返回,组合电路_译码器,译码器： 表达式:,例题:分析如图电路,写输出的逻辑表达式,返回,第四章 习题及练习(
13、1),例题_(4.5)设计一个满足表中所示功能要求的组合逻辑电路。表:解：1.由表写表达式2.方法1_用门电路设计_化简得:3.方法3_用3线_8线译码器设计得:,下一页,(用与非门设计得：,第四章 习题及练习(1_续),例题1_(4.5)设计一个满足表中所示功能要求的组合逻辑电路。 解：2.1 方法1_用门电路设计_化简得:2.2 方法2_用3线_8线译码器设计得:3.画逻辑图图1(门电路-略): 图2(与非门-略): 图3(译码器):,(用与非门设计得：,返回,第四章 习题及练习(2),例题_(4.18)用3线-8线译码器和门电路设计如下多输出函数解：1.整理表达式:2.画电路连接图:,例
14、题：用3线-8线译码器和门电路设计如下输出函数,返回,例题_(4.20)用4选1数据选择器实现逻辑函数 解：1.按4选1数据选择器标准形式整理表达式:,令:A1=A; A0=BD0=1 D1=0 D2= D3=C 2.画电路连接图(略):,组合电路的设计-组合逻辑器件,返回,第四章 组合逻辑电路-例题,例题：图为用译码器74LS138和与非门构成的逻辑电路。请写出输出函数Y的逻辑表达式，并将Y化简为最简与或式。,返回,第五章 触发器,学习要点：* 触发器定义* 触发器分类：功能（RS/JK/D/T）结构（基本/同步/主从/边沿）* 触发器的描述方法：功能表、特性方程、逻辑符号、（驱动表、状态转
15、换图）* 画波形图 要求：*触发器功能（RS/JK/D/T）；写功能表、特性方程*触发器结构及动作特点*画波形图（功能和动作特点综合） 例题：,返回,触发器_复习,功能和结构* 功能(四种)： RS 、 JK 、 D 、T* 结构(四种)：基本、同步 、主从 、边沿 特性方程： （次态函数表达式Qn+1） 动作特点画波形图：1 （画状态波形） 画波形图：2 （画状态波形）,返回,触发器_功能和结构,返回,按功能分类:RS 触发器：置0，置1，保持原状态JK 触发器：置0，置1，保持原状态，翻转原状态D 触发器：置0，置1T 触发器：保持原状态，翻转原状态,真值表描述:,触发器_特性方程,特性方
16、程:RS触发器：JK触发器：D触发器：T触发器：,Qn+1=D,RS=0 约束条件,返回,触发器_波形图例1,已知触发器类型、输入信号，画输出状态波形。设初始状态为0。,返回,触发器_波形图例2,已知触发器类型、输入信号，画输出状态波形。设初始状态为0。,返回,第五章 触发器-例题,例题：如图所示电路是边沿T触发器，要求：（1）写出触发器的次态逻辑表达式；（2）给出CP和输入信号A的波形如下，画出触发器的状态波形。设触发器初始状态为0。,返回,第六章 时序逻辑电路,学习要点：* 时序逻辑电路特点、分类* 时序逻辑电路的描述方法和分析： * 方程组 / * 状态转换表、状态转换图* 时序图 /
17、* 分析功能* 集成逻辑器件功能及应用* 集成计数器（LS160/LS161）功能及应用 / * 集成寄存器 要求： * 时序逻辑电路特点、分类(计数器,寄存器) * 时序逻辑电路的分析（写方程组，列状态转换图,分析电路功能) * 用集成计数器分析与设计任意进制计数器（LD端、CR端） 例题：,返回,*特点：任一时刻的输出不仅取决于该时刻的输入信号，还取决于电路原来的状态。 *描述方法: *方程组：驱动方程、状态方程、输出方程、时钟方程*状态转换表/状态转换图*时序图（波形图） *分类：*按动作特点 （同步时序电路、异步时序电路）*按功能 （计数器、寄存器、寄存型计数器）*计数器 （同步计数器
18、、异步计数器（加法、减法、可逆计数器）（二进制、十进制、N进制计数器）*寄存器 （数码寄存器、移位寄存器）*寄存型计数器（环型、扭环型）,时序逻辑电路的特点、描述方法、分类,返回,第六章 时序逻辑电路-例题分析,例题：三个D触发器构成时序电路如下图所示。要求：写出状态方程，状态转换图，说明该时序电路的逻辑功能。设初态Q1Q2Q3 =110,返回,解：1.电路的驱动方程和状态方程 2.状态转换图3.电路功能：,例1：分析图2所示电路的逻辑功能。,解：1. 画出电路的状态转换图,2. 说明电路的逻辑功能: 十一进制加法计数器,集成计数器74LS161应用（例题1）,返回,例题2：,例2：集成计数器
19、74LS161构成电路如图所示,写出电路 的状态转换图,分析电路的逻辑功能。,集成计数器74LS161（例题2）,0110,过渡状态,设计M进制计数器的方法:,对LD端: (1) 设置数据端Di=0，选择状态SM-1中输出Q为1的信号设置为控制信号.使,对RD端: 选择状态SM中输出Q为1的信号设置为控制信号.使,-置数法 置零法,返回,第六章 时序逻辑电路-例题,例题：同步十六进制计数器74LS161构成电路如下图所示。要求：画出电路的状态转换图，说明该电路的逻辑功能例题：用同步十六进制计数器74LS161的同步置数端LD构成一个九进制计数器。要求：（1）画出电路的状态转换图；（2）画出电路
20、连接图（可直接在给出的74LS161逻辑符号上画电路连接图）。,返回,第7章 脉冲电路,学习要点* 脉冲波形的概念、整形和产生电路* 施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的功能和特点* 施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的主要参数及计算要求：* 施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的功能和特点* 集成定时器555构成的施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器电路、参数计算和波形分析例题：,返回,电路功能与特点,施密特触发器的主要特点:特点：(1) 电路状态转换时所需的输入电平不同。（有两个阈值电压）(2) 能改善输出波形,使输出电压波形边沿变得很陡。应用：波形变换、脉冲整形、脉冲鉴幅 单
21、稳态触发器 特点：(1) 有稳态和暂稳态两个不同的工作状态;(2) 在外界触发脉冲作用下，能从稳态进入到暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，会自动地回到稳态；(3) 暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。 应用：整形、定时多谐振荡器的特点: 特点：(1) 具有两个暂稳态;(2) 由暂稳态1维持一段时间后，会自动地进入暂稳态2；在暂稳态2维持一段时间后，又会自动地回到暂稳态1；在两个暂稳态之间来回变化，形成振荡。(3) 暂稳态维持时间的长短由电路参数决定。 应用：产生矩形波（多次谐波）,返回,脉冲电路-主要参数的计算,* 施密特触发器（ VT+ 、 VT- ；输出波形
22、图） 对555: (1) VT+ =2/3 V CC 、 VT- =1/3 V CC(2) VT+ =VC0 、 VT- = 1/2 VC0 * 单稳态触发器（脉冲宽度TW ） 对555：TW =RCln3 =1.1RC * 多谐振荡器（脉冲周期T、占空比q） 对555: (1) T=（R1+2R2）ln2=0.7(R1+2R2）q= R1+R2 / (R1+2R2） (2) T=（R1+R2）ln2=0.7(R1+R2）q= R1/ (R1+R2） ,返回,第7章 脉冲电路-例题,例题：施密特触发器的主要应用有：波形变换、波形整形和 。 例题：图中所示电路为集成定时器555构成的多谐振荡器，
23、已知VCC = 15V，R1 =10K，R2 =5K，C=0.01uF；请计算电路输出的脉冲周期T和占空比。并定性地画出VC和VO的对应波形。例题：如图所示电路为集成555定时器构成的施密特触发器。请计算（1）该电路的正向阈值电压和负向阈值电压；（2）给出输入波形如下（信号幅度为15V），画出输出VO 的波形。设：VCC = 15V。,返回,第八章 数-模和模-数转换,学习要点* DAC和ADC的功能* DAC和ADC的主要类型* DAC和ADC的工作原理* DAC和ADC的主要技术指标和计算要求* DAC和ADC的功能、主要类型* DAC和ADC的主要技术指标和计算例题,返回,DAC和ADC
24、,功能数-模转换器（Digital to Analog Converter)* 将数字信号转换成模拟信号的过程称：数模转换* 完成数模转换的电路数模转换器（DAC）模-数转换器（Analog to Digital Converter)* 将模拟信号转换成数字信号的过程称：模数转换* 完成模数转换的电路模数转换器（ADC）主要类型ADC和DAC的主要性能指标：转换精度、转换速度,返回,技术指标和相关计算,DAC和ADC的主要技术指标和相关计算DAC的输出电压,分辨率 最小分辨电压,转换速度: 并联比较型计数型逐次渐近型双积分型 转换误差: （由参考电压、电阻、零点漂移等因素构成）,返回,第八章
25、数-模和模-数转换-例题,例1：八位T型电阻网络D/A转换器，若取VR =- 10V,最大满刻度输出模拟电压UOM=10V，试计算: (1) D/A转换器的分辩率和最小分辨电压；(2) 若输入数字量为10011100时，输出电压VO的数值。 解：例2：8位ADC输入满量程为10V，当输入电压为3.5V时，求输出D？ 例3：将数字信号转换成模拟信号的过程称为 为： ，完成转换的电路简称： 。,返回,第9、10章半导体存储器与可编程逻辑器件,学习要点* 半导体存储器的基本概念* 只读存储器的功能、主要类型* 随机存储器的功能、主要类型* 存储器的存储容量* 用ROM分析和设计组合逻辑电路* 可编程
26、逻辑器件的组成原理和常用PLD内部结构的特点要求* 只读存储器、随机存储器的功能、分类及主要类型* 存储器的存储容量* 用ROM分析和设计组合逻辑电路例题1 例题2,返回,存储器基本概念,存储器：能够存储大量(二值)信息(或称为数据)的器件主要技术指标：存储容量 、存取时间 、可靠性、价格存储器的分类按存储介质：半导体存储器、磁表面存储器、光盘按存取方式：只读存储器（ROM）、* 随机存储器（RAM）顺序存储器（SAM）、* 直接存储器（DAM）按制造工艺：双极性、CMOS 按所处位置及逻辑功能：内存、外存 按信息的保护性：掉电后信息保存（非易失性ROM）/消失（易失性RAM）存储器。,返回,
27、可编程逻辑器件的组成和特点,基本结构：分类和结构特点：其中：PLA 可编程逻辑阵列 PROM可编程ROMPAL 可编程阵列逻辑 GAL 通用阵列逻辑 可编程逻辑器件的一般表示,返回,可编程逻辑器件的一般表示,节点连接画法:门电路的简化表示：,返回,第9、10章 半导体存储器和可编程逻辑器件,半导体存储器概念、分类和构成特点分类：ROM：固定ROM、PROM、EPROM、E2PROMRAM：SRAM、DRAM结构：ROM：地址译码器 + 存储矩阵 + 输出缓冲器（与阵列 + 或阵列 - 与或式 ）RAM：地址译码器 + 存储矩阵 + 读/写控制端 可编程逻辑器件的主要分类和结构特点主要分类：PR
28、OM、PLA、PAL、GAL结构特点： （见表10_1)输出结构形式: 固定输出、异步I/O输出、带异或门的输出表示形式: （图10.3),返回,存储器的存储容量,存储容量: 字线 X 位线例1:如图所示ROM的存储容量为:4 X 4例2: 已知某个ROM的存储容量为:16 X 2则其地址线为: 字线为: 数据线为: 例3: ROM的存储容量为: 1024 X 8则其地址线为: 字线为: 数据线为:,返回,半导体存储器-ROM的分析与设计（1）,例题：如图所示ROM，（1）ROM的存储容量为： （2）ROM的地址线为： 位；位线为： 位（3）分析如图逻辑电路，写出其逻辑表达式。,返回,解：写逻辑表达式：,半导体存储器-ROM的分析与设计（2）,例题1:用ROM设计逻辑函数:,返回,解：* 将函数整理成最小项表达式：* 画ROM的连接图,返回,下一页,综合练习（1）,返回,综合练习（2）,
