2023年数电期末全面汇总归纳知识要点.pdf

学习必备 精品知识点 数字电路各章知识点 第 1 章 逻辑代数基础 一、数制和码制 1二进制和十进制、十六进制的相互转换 2补码的表示和计算 38421 码表示 二、逻辑代数的运算规则 1逻辑代数的三种基本运算：与、或、非 2逻辑代数的基本公式和常用公式 逻辑代数的基本公式（P10）逻辑代数常用公式：吸收律：AABA 消去律：ABBAA ABAAB 多余项定律：CAABBCCAAB 反演定律：BAAB BABA BAABBABA 三、逻辑函数的三种表示方法及其互相转换 逻辑函数的三种表示方法为：真值表、函数式、逻辑图 会从这三种中任一种推出其它二种，详见例 1-6、例 1-7 逻辑函数的最小项表示法 四、逻辑函数的化简：1、利用公式法对逻辑函数进行化简 2、利用卡诺图队逻辑函数化简 3、具有约束条件的逻辑函数化简 例1.1 利用公式法化简 BDCDABACBAABCDF)(解：BDCDABACBAABCDF)(学习必备 精品知识点 BDCDABABA )(CBACCBA BDCDAB )(BBABA CDADB )(DBBDB CDB )(DDAD 例 1.2 利用卡诺图化简逻辑函数 )107653()(、mABCDY 约束条件为8)4210(、m 解：函数 Y 的卡诺图如下：00 01 11 1000011110ABCD11111DBAY 第2章 集成门电路 一、三极管如开、关状态 1、饱和、截止条件：截止：beTVV 饱和：CSBSBIiI 2、反相器饱和、截止判断 二、基本门电路及其逻辑符号 与门、或非门、非门、与非门、OC 门、三态门、异或、传输门（详见附表：电气图用图形符号 P321）二、门电路的外特性 1、电阻特性：对 TTL 门电路而言，输入端接电阻时，由于输入电流流过该电阻，会在电阻上产生压降，当电阻大于开门电阻时，相当于逻辑高电平。详见习题【2-7】、【2-11】2、输入短路电流 IIS 输入端接地时的输入电流叫做输入短路电流 IIS。3、输入高电平漏电流 IIH 代数的基本公式逻辑代数常用公式吸收律消去律多余项定律反演定律三逻辑函数的化简利用公式法对逻辑函数进行化简利用卡诺图队逻辑函数管如开关状态饱和截止条件截止饱和反相器饱和截止判断二基本门电路学习必备 精品知识点 输入端接高电平时输入电流 4、输出高电平负载电流 IOH 5、输出低电平负载电流 IOL 6、扇出系数 NO 一个门电路驱动同类门的最大数目。非门的扇出系数：M1=IOL/IIL，M2=IOH/IIH，N=MIN（M1，M2）。第 3 章 组合逻辑电路 一、组合逻辑电路：任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原来的状态无关 二、组合逻辑电路的分析方法 逻辑功能真值表化简写出逻辑函数式逻辑图 三、若干常用组合逻辑电路 译码器（74LS138、74LS139）数据选择器（掌握表达式）全加器（真值表分析）四、组合逻辑电路设计方法 1、用门电路设计 2、用译码器、数据选择器实现 五、集成器件的接联 P95 图 3-28 以及 P102 图 3-40 例3.1 试设计一个三位多数表决电路 1、用与非门实现 2、用译码器 74LS138 实现 3、用双 4 选 1 数据选择器 74LS153 解：1.逻辑定义 设 A、B、C 为三个输入变量，Y 为输出变量。逻辑 1 表示同意，逻辑 0 表示不同意，输出变量 Y=1 表示事件成立，逻辑 0 表示事件不成立。2.根据题意列出真值表如表 3.1 所示 代数的基本公式逻辑代数常用公式吸收律消去律多余项定律反演定律三逻辑函数的化简利用公式法对逻辑函数进行化简利用卡诺图队逻辑函数管如开关状态饱和截止条件截止饱和反相器饱和截止判断二基本门电路学习必备 精品知识点 表 3.1 ABCY00000000000000001111111111111111 3.经化简函数 Y 的最简与或式为：ACBCABY 4.用门电路与非门实现 函数 Y 的与非与非表达式为：ACBCABY 逻辑图如下：YABC&5.用 38 译码器 74LS138 实现 由于 74LS138 为低电平译码，故有iiYm 由真值表得出 Y 的最小项表示法为：mmmmY7653 mmmm7653 YYYY7653 用 74LS138 实现的逻辑图如下：ABC1074LS138Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A2A1A0S2S1S3&00000Y代数的基本公式逻辑代数常用公式吸收律消去律多余项定律反演定律三逻辑函数的化简利用公式法对逻辑函数进行化简利用卡诺图队逻辑函数管如开关状态饱和截止条件截止饱和反相器饱和截止判断二基本门电路学习必备 精品知识点 6.用双 4 选 1 的数据选择器 74LS153 实现 74LS153 内含二片双 4 选 1 数据选择器，由于该函数 Y 是三变量函数，故只需用一个 4选 1 即可，如果是 4 变量函数，则需将二个 4 选 1 级连后才能实现 74LS153 输出Y1的逻辑函数表达式为：DAADAADAADAAY13011201110110011 三变量多数表决电路 Y 输出函数为：ABCCABCBABCAY 令 表示用DDCABAA131001,则 10ABCBACBABAY 010D CD11 CD12 113D 逻辑图如下：1D10D11D12D131 274LS153A1A00CABYY 第 4 章 集成触发器 一、触发器：能储存一位二进制信号的单元 二、各类触发器特性方程 RS：QRSQnn 1 0RS JK：QKQJQnnn 1 D：QTQTQnnn 1 代数的基本公式逻辑代数常用公式吸收律消去律多余项定律反演定律三逻辑函数的化简利用公式法对逻辑函数进行化简利用卡诺图队逻辑函数管如开关状态饱和截止条件截止饱和反相器饱和截止判断二基本门电路学习必备 精品知识点 T：QTQTQnnn 1 T：QQnn 1 三、各类触发器动作特点及波形图画法 基本 RS 触发器：SD、RD每一变化对输出均产生影响 同步 RS 触发器：在 CP 高电平期间 R、S 变化对输出有影响 主从 RS 触发器：在 CP=1 期间，主触发器状态随 R、S 变化 CP 下降沿，从触发器按主触发器状态翻转 主从 JK 触发器：动作特点和主从型 RS 类似。在 CP=1 期间，JK 状态应保持不变，否则会产生一次变化。T触发器：Q 是 CP 的二分频 边沿触发器：触发器的次态仅取决于 CP（上升沿/下降沿）到达时输入信号状态。四、触发器转换 D 触发器和 JK 触发器转换成 T 和 T 触发器 第 5 章 时序逻辑电路 一、时序逻辑电路的组成特点：任一时刻的输出信号不仅取决于该时刻的输入信号，还和电路原状态有关。时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储电路组成。二、同步时序逻辑电路的分析方法 逻辑图 写出驱动方法 写出特性方程 写出输出方程 画出状态转换图 （详见例 5-1）。三、典型时序逻辑电路 1.移位寄存器及移位寄存器型计数器。2.集成计数器 4 位同步二进制计数器 74LS161：异步清 0（低电平），同步置数，CP 上升沿计数，功能表见表 5-10；4 位同步二进制计数器 74LS163：同步清 0（低电平），同步置数，CP 上升沿计数，功能表见表 5-11；4 位同步十进制计数器 74LS160：同 74LS161，功能见表 5-14；代数的基本公式逻辑代数常用公式吸收律消去律多余项定律反演定律三逻辑函数的化简利用公式法对逻辑函数进行化简利用卡诺图队逻辑函数管如开关状态饱和截止条件截止饱和反相器饱和截止判断二基本门电路学习必备 精品知识点 同步十六进制加/减计数器 74LS191：无清 0 端，只有异步预置端，功能见表 5-12；双时钟同步十六进制加减计数器 74LS193：有二个时钟 CPU，CPD，异步置 0（H），异步预置（L），功能见表 5-13。四、时序逻辑电路的设计 1.用触发器组成同步计数器的设计方法及设计步骤（例 5-3）逻辑抽象 状态转换图 画出次态 以及各输出的卡诺图 利用卡诺图求状态方程和驱动方程、输出方程 检查自启动（如不能自启动则应修改逻辑）画逻辑图 2.用集成计数器组成任意进制计数器的方法 置 0 法：如果集成计数器有清零端，则可控制清零端来改变计数长度。如果是异步清零端，则 N 进制计数器可用第 N 个状态译码产生控制信号控制清零端，产生控制信号时应注意清零端时高电平还是低电平。置数法：控制预置端来改变计数长度。如果异步预置，则用第 N 个状态译码产生控制信号。如果同步预置，则用第 N-1 个状态译码产生控制信号，也应注意预置端是高电平还是低电平。两片间进位信号产生：有串行进位和并行进位二种方法。详见 P182 图 5-57 第 6 章 可编程逻辑器件 一、半导体存储器的分类及功能 从功能上分为随机存取存储器 RAM 和只读存储器 ROM。RAM 特点：正常工作时可读可写，掉电时数据丢失。ROM 特点：正常工作时可读不可写，掉电时数据保留。二、半导体存储器结构 1.ROM、RAM 结构框图以及两者差异 2.二极管 ROM 点阵图 三、存储器容量扩展 位扩展：增加数据位数；字扩展：增加存储单元；字位全扩展。代数的基本公式逻辑代数常用公式吸收律消去律多余项定律反演定律三逻辑函数的化简利用公式法对逻辑函数进行化简利用卡诺图队逻辑函数管如开关状态饱和截止条件截止饱和反相器饱和截止判断二基本门电路学习必备 精品知识点 第 8 章 脉冲的产生和整形电路 重点：555 电路及其应用 一、用 555 电路组成施密特触发器 1.电路如图 6.1 所示 55526518 40.01V0VCCVi3图 6.1 3VCCVCCVCC213V0Vi图 6.2 2.回差计算 VVCCT32 VVCCT31 回差VVVTTT 3.对应Vi输入波形、输出波形如图 6.2 所示 二、用 555 电路组成单稳态电路 1.电路如图 6.3 所示 稳态时 00V 102VVi有负脉冲触发时 5556 758 40.01V0VCC3图 6.32（Vi2）1RC Vi2V0tttw图 6.4 2.脉宽参数计算 代数的基本公式逻辑代数常用公式吸收律消去律多余项定律反演定律三逻辑函数的化简利用公式法对逻辑函数进行化简利用卡诺图队逻辑函数管如开关状态饱和截止条件截止饱和反相器饱和截止判断二基本门电路学习必备 精品知识点 3.波形如图 6.4 所示 三、用 555 组成多谐振荡器 1.电路组成如图 6.5 所示 55526518 40.01V0VCC7R1R2C 2.电路参数：充电：CRR)(21；放电：CR2 周期2ln2)(21CRRT 第 9 章 数/模 和 模/数 转换电路 一、D/A 转换器 D/A 转换器的一般形式为：DKVi0，K为比例系数，Di为输入的二进制数，D/A 转换器的电路结构主要看有权电阻、T 型电阻网络 D/A 转换器等。T 型电阻网络 D/A 转换器输出电压和输入二进制数之间关系的推导过程。二、A/D 转换器 1.A/D 转换器基本原理 取样定理：为保证取样后的信号不失真恢复变量信号，设采样频率为，ffsmax,原信号最高频率为，则ffsmax2 A/D 转换器过程：采样、保持、量化、编码 2.典型 A/D 转换器的工作原理 逐次逼近型 A/D 转换器原理 双积分型 A/D 转换器的原理 代数的基本公式逻辑代数常用公式吸收律消去律多余项定律反演定律三逻辑函数的化简利用公式法对逻辑函数进行化简利用卡诺图队逻辑函数管如开关状态饱和截止条件截止饱和反相器饱和截止判断二基本门电路