v1.0 可编辑可修改 《数字电子技术》知识点 第1章 数字逻辑基础
1.数字信号、模拟信号的定义 2.数字电路的分类 3.数制、编码其及转换
要求:能熟练在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD之间进行相互转换。 举例1:()10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD 解:()10= 2= ( 16= 8421BCD 4.基本逻辑运算的特点 与运算:见零为零,全1为1; 或运算:见1为1,全零为零; 与非运算:见零为1,全1为零; 或非运算:见1为零,全零为1; 异或运算:相异为1,相同为零; 同或运算:相同为1,相异为零; 非运算:零变 1, 1变零; 要求:熟练应用上述逻辑运算。
5.数字电路逻辑功能的几种表示方法及相互转换。
①真值表(组合逻辑电路)或状态转换真值表(时序逻辑电路):是由变量的所有可能取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式:是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。 ③卡诺图:是由表示变量的所有可能取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图:示逻辑运算符号所构成⑤波形图或是由输入变有可能取值
高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。
⑥状态图(只有时序电路才有):描述时序逻辑电路的状态转换关系及转换条件的图形称为状态图。 要求:掌握这五种(对组合逻辑电路)或六种(对时序逻辑电路)方法之间的相互转换。 6.逻辑代数运算的基本规则
是由表的逻辑的图形。 时序图:量的所组合的
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v1.0 可编辑可修改 ①反演规则:对于任何一个逻辑表达式Y,如果将表达式中的所有“·”换成“+”,“+”换成“·”,“0”换成“1”,“1”换成“0”,原变量换成反变量,反变量换成原变量,那么所得到的表达式就是函数Y的反函数Y(或称补函数)。这个规则称为反演规则。
②对偶规则:对于任何一个逻辑表达式Y,如果将表达式中的所有“·”换成“+”,“+”换成“·”,“0”换成“1”,“1”换成“0”,而变量保持不变,则可得到的一个新的函数表达式Y',Y'称为函Y的对偶函数。这个规则称为对偶规则。要求:熟练应用反演规则和对偶规则求逻辑函数的反函数和对偶函数。
举例3:求下列逻辑函数的反函数和对偶函数:Y?AB?CDE 解:反函数:Y?(A?B)(C?D?E)
对偶函数:YD?(A?B)(C?D?E)
7.逻辑函数化简
(1)最小项的定义及应用; (2)二、三、四变量的卡诺图。
要求:熟练掌握逻辑函数的两种化简方法。
①公式法化简:逻辑函数的公式化简法就是运用逻辑代数的基本公式、定理和规则来化简逻辑函数。 举例4:用公式化简逻辑函数:Y1?ABC?ABC?BC
解:Y1?ABC?ABC?BC?(A?A)BC?BC?BC?BC?B 举例5:用公式法化简逻辑函数为最简与或式:F?AC?B?AC?B?BC 解:F?ACB?AC?B?BC?ACB?ACB?BC?AC(B?B)?BC
?AC?BC?A?C?BC?A?C
举例6:用公式法化简逻辑函数为最简与或式:F?AB?ABC?A(B?A) 解:F?AB?ABC?A(B?A) ?(AB?ABC)?A(B?A)
=(AB?ABC)?(A?B?A)=(AB?ABC)?(A?AB) =(AB?ABC)?A=0
②图形化简:逻辑函数的图形化简法是将逻辑函数用卡诺图来表示,利用卡诺图来化简逻辑函数。(主要适合于3个或4个变量的化简)
举例7:用卡诺图化简逻辑函数:Y(A,B,C)解:画出卡诺图为
则Y?C?B
举例8:已知逻辑函数Z?AB?ABC?ABC,约束条件为BC?0。用卡诺图化简。 2
??m(0,2,3,7)??d(4,6)
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0
0
?Z?AB?AB?C最简逻辑表达式为?
BC?0?第2章 逻辑门电路
(1)基本概念
1)数字电路中晶体管作为开关使用时,是指它的工作状态处于饱和状态和截止状态。 2)TTL门电路典型高电平为 V,典型低电平为 V。 3)OC门和OD门具有线与功能。
4)三态门电路的特点、逻辑功能和应用。高阻态、高电平、低电平。 5)门电路参数:噪声容限VNH或VNL、扇出系数No、平均传输时间tpd。 6)OC门(集电极开路门)的主要应用。 7)三态门的主要应用。 8)门电路多余输入端的处理。
要求:掌握八种逻辑门电路的逻辑功能;掌握OC门和OD门,三态门电路的逻辑功能;能根据输入信号画出各种逻辑门电路的输出波形。 举例9:画出下列电路的输出波形。
解:由逻辑图写出表达式为:Y?A?BC?A?B?C,则输出Y见上。 举例10:P91,作业、.
第3章 组合逻辑电路
1.常用组合逻辑部件的作用和特点 3
v1.0 可编辑可修改 2.会用组合逻辑部件设计逻辑函数
要求:掌握编码器、译码器、数据选择器、数值比较器、半加器、全加器的定义,功能和特点,以及应用。
举例11:能对两个1位二进制数进行相加而求得和及进位的逻辑电路称为半加器。
第4章 触发器
1)触发器的的概念和特点:
触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元。其具有如下特点: ①它有两个稳定的状态:0状态和1状态;
②在不同的输入情况下,它可以被置成0状态或1状态,即两个稳态可以相互转换; ③当输入信号消失后,所置成的状态能够保持不变。具有记忆功能 2)不同逻辑功能的触发器的特性方程为: RS触发器:QJK触发器:QD触发器: Qn?1?S?RQn,约束条件为:RS=0,具有置0、置1、保持功能。
?JQn?KQn,具有置0、置1、保持、翻转功能。
n?1n?1?D,具有置0、置1功能。
T触发器: Qn?1?TQn?TQn,具有保持、翻转功能。
?Qn(计数工作状态),具有翻转功能。
T′触发器: Qn?1要求:能根据触发器(重点是JK-FF和D-FF)的特性方程熟练地画出输出波形。 举例12:已知J,K-FF电路和其输入波形,试画出
第5章 时序逻辑电路
1.常用时序逻辑部件的作用和特点 时序逻辑部件:计数器、寄存器。 4
v1.0 可编辑可修改 2.同步时序逻辑电路的设计方法 3.用中规模集成电路设计时序逻辑电路
要求:掌握编码器、译码器、数据选择器、数值比较器、半加器、全加器的定义,功能和特点,以及应用。
第6章 半导体存储器与可编程逻辑器件
1.半导体存储器的分类、基本结构、工作原理;
2.半导体存储器的使用方法,半导体存储器扩展存储容量的方法,可编程逻辑器件PLD、PAL、GAL的分类、基本结构、基本功能和使用方法,可编程逻辑器件的编程方法和在系统可编程技术。
要求:掌握半导体存储器的分类、基本结构、工作原理,掌握可编程逻辑器件PLD、PAL、GAL的分类、基本结构、基本功能;掌握半导体存储器和可编程逻辑器件的编程方法。
第7章 脉冲波形的产生与整形
1)施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。要求:会根据输入波形画输出波形。
特点:具有滞回特性,有两个稳态,输出仅由输入决定,即在输入信号达到对应门限电压时触发翻转,没有记忆功能。
2)多谐振荡器是一种不需要输入信号控制,就能自动产生矩形脉冲的自激振荡电路。 特点:没有稳态,只有两个暂稳态,且两个暂稳态能自动转换。
3)单稳态触发器在输入负脉冲作用下,产生定时、延时脉冲信号,或对输入波形整形。 特点:①电路有一个稳态和一个暂稳态。
②在外来触发脉冲作用下,电路由稳态翻转到暂稳态。
③暂稳态是一个不能长久保持的状态,经过一段时间后,电路会自动返回到稳态。
要求:熟练掌握555定时器构成的上述电路,并会求有关参数(脉宽、周期、频率)和画输出波形。 举例7:已知施密特电路具有逆时针的滞回特性,试画出输出波形。 解:
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