数字电路

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数字电路

数字电路基础知识

数制与码制

数制

二进制

数字符号为：0、1

基数是2。

八进制

数字符号为：0～7

基数是8

十进制

数字符号为：0～9

基数是10

十六进制

数字符号为：00~9、A～F

基数是16

转化

其他化为十进制

按权相加

十进制化为其他

整数：除进制取余

小数：乘进制取整

码制

BCD8421

四个位置代表一个十进制数， 每个位置代表一个权

补码

补码=符号位+尾数部分

符号位：0表示正数，1表示负数。

尾数部分：正数的补码和它的原码相同；负数的补码将原码的数值位逐位求反，再在最低位上加1得到。

基本逻辑关系

与

真值表

或

真值表

非

真值表

与非

真值表

或非

真值表

异或

真值表

同或

真值表

集成逻辑门电路

TTL

输入噪声容限

输人为高电平时的噪声容限为

输人为低电平时的噪声容限为

扇出系数

前级输出为高电平

前级输出为低电平

选小的

三态门

正常输入状态

高阻状态不能使用

将若千个三态逻辑门的输出端连接在一起组成单向总线，可实现信号的分时传送。

三态门组成的双向总线可实现信号的分时双向传送。

逻辑函数化简

逻辑代数基本公式和定理

基本公式

0-1律

互补律

定理

交换律

结合律

分配律

同一律

德摩根定理

上面砍一刀，下面变方向

其他公式

合并律

原变量吸收律

反变量吸收律

包含律

逻辑函数表示方法

函数式

真值表

卡诺图

逻辑图

逻辑函数标准与或式

最小项

命名规则

n个变量的最小项共有2^n个

按照变量顺序将最小项中的原变量用1表示，反变量用0表示，由此得到一个二 进制数，与该二进制数对应的十进制数即下标i的值

性质

任意一个最小项m_i，只有变量的一组取值使m_i＝1，

相同变量构成的两个不同最小项相与为0

全部最小项之和等于1

n个变量构成的最小项有n个相邻最小项

化简方法

卡诺图法

分类

两变量

三变量

四变量

变量的顺序是00,01,11,10，而不是00,01,10,11

最小项合并规律

有约束的卡诺图，约束项用x代替化简时可以包含

化简流程

集成组合逻辑电路

逻辑函数输入输出特点

没有储存和记忆功能

只有门电路，无反馈回路

组合逻辑电路分析方法

应用

编码器

将信号转为二进制码

译码器

将二进制码转为信号

显示译码器

共阴极接法

高电平时发光

数据选择器

根据需要将一组数据挑选出来

数据分配器

将一组输入的数据分配到m个输出端

加法器

半加器

可以对两个一位二进制数进行相加

全加器

能对两个一位二进制数进行相加并考虑低位来的进位

半加器只有两个输入 全加器多了一个低位来的进位

实现多位二进制数相加

逐位进位加法器：结构简单，但速度慢

超前进位加法器：速度快

数值比较器

对两组数值进行比较

只读存储器

存储容量

触发器

性质

具有两个互补输出

状态

1状态

0状态

输出信号不变，触发器长期稳定于一个状态，有记忆功能

一个触发器只可储存1位二进制码，储存n位需要n个

基本触发器

特性方程

优点

结构简单，仅由两个与非门或者或非门交叉连接构成

具有置0、置1和保持功能

缺点

电平直接控制,即由输入信号直接控制触发器的输出,电路抗于扰能力下降

R 、 S之间存在约束,即两个输入不能同时为高电平

同步触发器

同步RS触发器

特性方程

波形图

特点

时钟电平控制，抗干扰能力增加

RS之间有约束不能同时变化

同步D触发器

特征方程

波形图

特点

时钟电平控制，无约束问题

CP=1时跟随，下降沿来临时锁存（停止在下降沿状态）

边沿触发器

边沿D触发器（下降、上升沿）

特征方程

特点

CP边沿（上升沿或下降沿）触发

抗干扰能力强

只具有置1、置0功能

波形图（下降沿）

T触发器（下降沿）

特性方程

具有保持、翻转功能的电路

T=0是保持状态不变

T=1时翻转的电路

JK触发器（下降、上升）

特性方程

特点

抗干扰能力强

功能齐全,具有置1、置0、保持、翻转四种功能

时序逻辑电路

基础知识

特点:不仅与该时刻的输入信号有关而且还与电路原来的状态有关

逻辑表达式

输出方程

驱动方程

状态方程

参数解释

X：现在输入信号

Y：现在输出信号

W：存储电路现在输入信号

Q：存储电路现在输出信号

时序逻辑电路求解方法

计数器

芯片分类

同步清零、同步置数

74LS163

异步清零，同步置数

74LS161、74LS160

74161芯片

异步清零

时异步清零

时同步置数

时,按照4位自然二进制码进行同步二进制计数

时,计数器状态保持不变

概要

异步清零

CC4520、74LS190、74L191

判断方法

普通计数器：从所有状态选择n个不同状态依次循环

环形计数器：循环如图

扭环形计数器：循环如图

构成方法

反馈清零法：都从000开始

反馈置数法：看清要置的数不一定为000

寄存器

基本寄存器

数据或代码只能并行输入、输出寄存器

存储单元可用基本触发器、同步触发器及边沿触发器

移位寄存器

数据或代码在移位脉冲操作下，可以依次右移或左移，既可以并行也可以串行输入、输出

存储单元只能用边沿触发器

双向移位寄存器

多了一个m端可以改变从左输入从右输出或从右输入从左输出

脉冲波形的产生

555定时器

基本功能

应用

施密特触发器

单稳态触发器

多谐振荡器

脉冲信号产生

双稳态

施密特触发器

符号

波形变换

如果是555定时器构成

单稳态

门电路构成

输出电压脉宽

555定时器构成

输出电压脉宽

无稳态 多谐振荡器

施密特触发器构成

555定时器构成

推导公式

震荡周期

震荡频率

占空比

数模转换

D/A转换器

将输入的二进制数转换成与之成正比的模拟电量

分辨率

最小输出电压

输出电压

输出数字量

A/D转换器

将输入的模拟电压转换成与之正比的二进制数

过程

种类

并联比较型（速度快、精度低）

逐次渐近型（速度较快、精度较高）

双积分型（速度慢、精度高、抗干扰能力强）