数字电路与逻辑设计第3章

1、第5章 时序逻辑电路习题,时序逻辑电路的分析就是在给定逻辑电路的基础上，列出电路的输出方程、驱动方程和状态方程，得出状态转换表或时序图，从而分析电路的逻辑功能。,其步骤如下：,（1）由所给的逻辑电路写出输出方程、驱动方程；,（2）根据触发器的特性方程，将驱动方程代入特性方程中，得出状态方程；,（3）通过输出方程和状态方程列出触发器输出端初态和次态，并形成状态转换表；,（4）通过状态转换表得出电路的逻辑功能；,（5）通过状态转换表画出触发器的状态转换图和时序图，判断电路能否自启动。,电路自启动就是电路所有状态都。

2、第3章 常用组合逻辑模块及其应用,本章提要 本章主要介绍中规模常用组合逻辑模块及其应用。 包括加法器及其应用、编码器及其应用、译码器及其应用、数据比较器及其应用、数据选择器及其应用和数据分配器及其应用及其检测电路。 并介绍用中规模集成电路构成的组合电路的设计。 本章难点 l 编码器、译码器及其应用。用中规模集成电路构成的组合电路的设计,第二章中组合逻辑电路的设计是基于逻辑门电路的设计,对于一些常用的组合逻辑电路，事实上并不需要我们用逻辑门来设计，因为它们有现成的模块。本章的主要内容就是介绍各种常用的（MSI）。

3、第四章 集成触发器,4.1 时序电路的特点,4.2 触发器的基本特性及其记忆作用,4.3 基本RS触发器,4.4 各种钟控触发器的逻辑特点,4.5 TTL集成主从触发器,4.6 TTL边沿触发器,4.7 CMOS触发器,4.8 集成触发器的参数,4.1 时序电路的特点,数字电路,组合电路,时序电路,时序电路的特征：电路的输出不仅和当前的输入有关，而且也和以前的输入有关。,组合电路的特征：电路的输出仅和当前的输入有关，与以前的输入无关。,时序电路=组合电路+存储记忆电路,常用的记忆元件是双稳态触发器（F-F:Flip-Flop),4.2 触发器的基本特性及其记忆作用,2.有两个能够保。

4、数字电路与逻辑设计,组合逻辑电路,2,脉冲信号的产生与变换,5,时序逻辑电路,4,数字逻辑基础,1,数模与模数转换器,6,时序逻辑基础,3,章节内容,将产生、存储、变换、处理、传送数字信号的电子电路叫做数字电路。数字电路不仅能够完成算术运算，而且能够完成逻辑运算。它具有逻辑推理和逻辑判断的能力，因此它也被称为数字逻辑电路或逻辑电路。,第一章 数字逻辑基础,第一章 数字逻辑基础,逻辑运算,2,逻辑函数的卡诺图化简法,5,逻辑函数的代数化简法,4,数制与代码,1,逻辑函数的描述方法及转换,6,逻辑门电路,3,数是数字电路的一个主要的处理对象。

5、1,第八章 可编程逻辑器件,第八章 可编程逻辑器件,2,第八章 可编程逻辑器件,目前在数字系统设计中广泛使用的可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)属于LSI中的半用户定制电路。由于PLD具有结构灵活、性能优越、设计简单等特点，因而在不同应用领域中受到广泛重视，是构成数字系统的理想器件。,数字系统中常用的大规模集成电路可分为三大类。,3,本章知识要点：PLD的基本概念 ;常用PLD及其在逻辑设计中的应用 ;ISP技术简介。,第八章 可编程逻辑器件,4,8.1 PLD概述,PLD是70年代开始发展起来的一种新型大规模集成电路。一片PLD所。

6、第4章 时序逻辑电路,本章提要 本章主要介绍时序逻辑电路的特点、时序逻辑电路逻辑功能的描述方法；触发器的基本描述方法、不同触发器的工作特点、常见的集成触发器的应用以及时序逻辑电路的设计和分析方法。 本章难点 时序逻辑电路的分析和设计方法。,4.1 时序逻辑电路基础,数字电路按逻辑功能和电路组成的特点的不同可分为两大类，一类是前面所介绍的组合逻辑电路，另一类就是时序逻辑电路。 在数字电路中，任一时刻的稳定输出不仅取决于该时刻的输入，而且还和电路原来状态有关的电路叫做时序逻辑电路，简称时序电路。,4.1.1 时序逻辑电。

7、第1章 数字电路基础,本章主要内容：数制与编码逻辑代数的运算规则、公式逻辑函数的描述逻辑函数化简 本章难点：逻辑代数的运算规则逻辑函数的卡诺图描述方法逻辑函数的化简,数字电子技术与模拟电子技术组成电子技术学科的专业基础区别：处理信号的不同。模拟电子技术处理的是模拟信号数字电子技术处理的是数字信号模拟信号：指在时间、数值上都是连续变化的信号，如温度、速度、压力等信号。传输和处理模拟信号的电路称为模拟电路。数字信号：指在时间和数值上都是不连续的（离散的）信号，如电子表的秒信号等。对数字信号进行传输和处理。

8、1. 掌握计数器的基本概念及分类;,2. 学会通过功能表了解计数器的逻辑功能；,3. 灵活运用中规模计数器模块分析设计任意模计数电路。,本节的重点,6.2 常用时序逻辑电路：计数器,一、计数器的概念,用来计算输入脉冲数目的时序逻辑电路。它是用电路的不同状态来表示输入脉冲的个数。,计数器,计数器的模,计数器所能计算的脉冲数目的最大值 （即电路所能表示状态数目的最大值）,电路作用：分频、定时、产生脉冲序列、数字运算等；,二、计数器的分类,按触发器的翻转次序，分为同步和异步计数器,按进位制，分为模二、模十和任意模计数器,按逻辑功。

9、第5章 常用时序逻辑模块及其应用,常用时序逻辑模块,计数器,寄存器,基本原理,管脚功能,实际应用,5.1 计 数 器,能对脉冲的个数进行计数的电路称计数器。把计数电路用集成工艺制造在一个芯片内，并引脚封装成集成模块,计数器模块的分类,按数的进制分,按计数规律分,按触发信号分,按使用的开关元件分,十进制计数器,加法计数器,减法计数器器,可逆计数器（可加或减）,同步计数器,异步计数器,TTL计数器,CMOS计数器,二进制计数器,5.1.2 典型计数器模块,174LS169,同步计数,可逆（可进行加或减法记数）,二进制（四位二进制记数，00001111，16种计数状。

10、第 七 章 中规模通用集成电路及其应用,集成电路由SSI发展到MSI、LSI和VLSI，使单个芯片容纳的逻辑功能越来越强。一般来说,在SSI中仅是基本器件(如逻辑门或触发器)的集成，在MSI中已是逻辑部件(如译码器、寄存器等)的集成，而在LSI和VLSI中则是一个数字子系统或整个数字系统(如微处理器)的集成。采用中、大规模集成电路组成数字系统具有体积小、功耗低、可靠性高等优点，且易于设计、调试和维护。,本章知识要点, 熟悉常用中规模通用集成电路的逻辑符号、基本 逻辑功能、外部特性和使用方法；, 用常用中规模通用集成电路作为基本部件，恰当 。

11、第2章 组合逻辑电路,本章提要本章主要介绍组合逻辑电路的基本部件（集成逻辑门）的基本 原理与使用方法和基于逻辑门的组合逻辑电路的分析和设计。 本章难点集成逻辑门的使用。组合逻辑电路的设计。,数字电路,组合逻辑电路（结构上无反馈、功能上无记忆，电路在任何时候的输出都由该时刻的输入信号完全决定 ）,时序逻辑电路（电路在任何时候的输出不仅取决于当时的输入，而且还取决于电路以前的输入）,按逻辑功能分类,第2章 组合逻辑电路 2.1 集成逻辑门,基本逻辑运算,与、或、非,基本逻辑门,与门、或门、非门,复杂逻辑运算,复合逻辑门、复。

12、第六章 时序逻辑电路,本章内容: 介绍时序逻辑电路的特点。介绍时序电路的分析和设计方法。介绍常用时序逻辑部件：计数器，移位寄存器。,一、 时序逻辑电路概述组合逻辑电路：任何一个时刻的输出信号仅取决于当时的输入信号。时序逻辑电路：任何一个时刻的输出信号不仅取 决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的工作状态。,1、分析一个简单的时序逻辑电路。 组成：由两部分组成 一部分是组合逻辑电路：3个与非门构成 一部分是存储电路：由T触发器构成, 分析：根据电路结构，可以写出T触发器的状态方程： Qn+1=X Qn+X Qn CP输出Z： Z=Q。

13、第一章 数字逻辑基础,1.1 数制及码制 1.2 逻辑代数 1.3 逻辑函数的表示方法 1.4 逻辑函数的简化 本章小结 习题,1.1 数 制 及 码 制 1.1.1 模拟量与数字量 在自然界中，存在着形形色色的物理量，尽管它们的性质各异，但就其变化规律的特点而言，可分为两大类：模拟量和数字量。 模拟量：在时间和数值上都具有连续变化特点的物理量叫做模拟量。 自然界广泛存在着的许多物理量都是模拟量，如温度、压力、距离、时间等。 模拟信号：表示模拟量的电信号叫做模拟信号。 在工程应用中，为了测量、传递和处理这些物理量，常把它们通过传感器转换成。

14、MOS型电路是另一种常用电路，MOS意为金属氧 化物半导体（Metal-Oxide Semiconductor）,（一）、MOS晶体管晶体三极管有： E发射极 B基极 C集电极机理是：基极电流IB 控制集电极电流IC。结构有： NPN PNPMOS三极管有： S源极 G栅极 D漏极机理是： 栅极电压VGS控制漏极电流ID结构有： N沟道 P沟道,3.4 MOS逻辑门,MOS管除分N沟道、P沟道外，还分增强型和耗尽型。 增强型栅压VGS为0无沟道，耗尽型栅压VGS为0有沟道。,1、MOS管的基本结构 以N沟道增强型为例源、漏极结构对称，可以互换使用P衬P型衬底，N型沟道,2、 N沟道增强型MOS管的工作特点：。

15、3.1 晶体管的开关特性,3.1.1 晶体二极管开关特性,3.1.2 晶体三极管开关特性,3.1.1 晶体二极管开关特性,理想开关的特性：,(1) 开关S断开时，通过开关的电流i=0，这时开关两端点间呈现的电阻为无穷大。,(2) 开关S闭合时，开关两端的电压v=0，这时开关两端点间呈现的电阻为零。,(3) 开关S的接通或断开动作瞬间完成。,(4) 上述开关特性不受其他因素（如温度等）的影响。,二极管稳态开关特性,当外加正向电压时，正向电流随电压的增加按指数规律增加。图中Vth称为正向开启电压或门限电压，也称为阈值电压。,iD,vD,Vth,IS,O,图3-1-2 二极管伏安特。

16、3.4 MOS逻辑门,3.4.1 MOS晶体管,3.4.2 MOS反相器和门电路,3.4.1 MOS晶体管,MOS（Metal Oxide Semiconductor）集成电路的基本元件是MOS晶体管。MOS管有三个电极：源极S、漏极D和栅极G。它是用栅极电压来控制漏源电流。,MOS管有P型沟道和N型沟道两种，按其工作特性又分为增强型和耗尽型两类。下面以N沟道增强型MOS管为例进行讨论。,图3-4-2 N沟道增强型MOS管输出特性曲线,O,iDS,vDS,()非饱和区,()非饱和区,()截止区,vDS= vGS-VGS(th)N,vGS0,输出特性曲线和阈值电压,输出特性曲线表示在一定栅源电压vGS下，漏源电流iDS和漏源电压vDS之间的关。

17、第一章 数字逻辑基础,1.1 数制及码制 1.2 逻辑代数 1.3 逻辑函数的表示方法 1.4 逻辑函数的简化 本章小结 习题,1.1 数 制 及 码 制 1.1.1 模拟量与数字量 在自然界中，存在着形形色色的物理量，尽管它们的性质各异，但就其变化规律的特点而言，可分为两大类：模拟量和数字量。 模拟量：在时间和数值上都具有连续变化特点的物理量叫做模拟量。 自然界广泛存在着的许多物理量都是模拟量，如温度、压力、距离、时间等。 模拟信号：表示模拟量的电信号叫做模拟信号。 在工程应用中，为了测量、传递和处理这些物理量，常把它们通过传感器转换成。