电气数字电子电路复习.pptx

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1、要求:1.深入掌握数字电路领域的基本概念和基本理论。因为数字电子技术发展迅速，只有深入掌握基本概念和基本理论，才能在新器件、新技术和新工艺出现时迅速跟踪。2.熟练掌握数字电路的分析方法和设计方法。分析方法和设计方法是贯穿本课程的主线，是应当掌握的基本功。在关心电路的逻辑功能的同时，还应关心电路的性能，如负载能力、功耗、工作速度和抗干扰能力等。3.具有阅读集成电路产品手册的能力。此次考试采取闭卷，试题中出现的集成电路芯片，其功能表应该熟记。第1页/共111页考试题型考试题型1.选择题：(选择一个正确答案填入括号内，每题2分，共20分)2.填空题（每空2分，共20分）3.判断题(每小题1分，共5分

2、)4.化简下列逻辑函数（每小题5分，共10分）5.综合题（每小题5分，共15分6.分析题（每小题10分，共20分）7.设计题（本大题共1小题，共10分）实验五 组合逻辑电路的设计计数器 74LVC161=74HCT161 实验三译码器 74LS138实验四 数据选择器 74LS151 实验九 555时基电路及其应用 第2页/共111页逻辑代数基础 重点掌握:逻辑代数中的三种基本运算 逻辑代数的基本公式和常用公式 逻辑函数的公式法化简 逻辑函数的卡诺图法化简 具有无关项的逻辑函数及其化简 一般掌握:码制 逻辑代数的基本定理 逻辑函数及其表示方法第3页/共111页 二进制、十进制、八进制、十六进制

3、之间的转换。基本逻辑运算 与、或、非、同或、异或（真值表、逻辑表达式、符号）逻辑代数中一些常用的恒等式 三个规则（代入规则）、（反演规则）和（对偶规则）p41-42）逻辑代数代数化简方法-最简与或式 卡诺图化简 最小项的一些性质（逻辑函数的表达式不是唯一的，但是最小项的表达式是唯一的，真值表也是唯一的）举例几个变量有几个最小项 几个概念：逻辑相邻、最小项、对偶式、与或式、第4页/共111页占空比 Q-表示脉冲宽度占整个周期的百分比几个主要参数:上升时间tr 和下降时间tf-从脉冲幅值的10%到90%上升 下降所经历的时间(典型值ns)脉冲宽度(tw)-脉冲幅值的50%的两个时间所跨越的时间周期

4、(T)-表示两个相邻脉冲之间的时间间隔 数字信号的描述方法第5页/共111页一、逻辑函数),(CBAFY 第6页/共111页&AYB1AY1 ABYYABYABYA第7页/共111页 两输入变量与非逻辑真值表ABL001010111110ABLAB&L与非逻辑符号4.几种常用复合逻辑运算与非逻辑表达式L=A B1)与非运算1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算第8页/共111页 两输入变量或非逻辑真值表ABL001010111000B1AABLL或非逻辑符号2)或非运算L=A+B或非逻辑表达式1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算第9页/共111页ABCDYY&AB&CD1 YDCAB1&CDABY第

5、10页/共111页3)异或逻辑若两个输入变量的值相异，输出为1，否则为0。异或逻辑真值表ABL000101011110BAL=1ABL异或逻辑符号异或逻辑表达式1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算第11页/共111页4)同或运算ABBABAL 若两个输入变量的值相同，输出为1，否则为0。同或逻辑真值表ABL001010111001B=ALABL同或逻辑逻辑符号同或逻辑表达式1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算第12页/共111页二、逻辑函数的表示方法第13页/共111页),(CBAFY 第14页/共111页A B CY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1

6、00010111A、B、CY第15页/共111页A B C Y0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1ABCABCABCABCABCCABCBABCAY 第16页/共111页&ABB AL L 1&1 A1 B1.6逻辑函数的建立及其表示方法方法：根据逻辑表达式画出逻辑图第17页/共111页BACBCBBBA CBCBBBAY&CB1A1 Y11&1 第18页/共111页将真值表中的变量和函数的对应值分别用高、低电平表示AB0000011000111L0t41t10t21t31t5 真值表ABL001100010111 1

7、.6逻辑函数的建立及其表示方法一般方法：根据真值表画出波形图第19页/共111页 逻辑代数的基本定律和恒等式2.1 逻辑代数 逻辑函数的变换及代数化简法 逻辑代数的基本规则第20页/共111页1.基本公式.1.1 逻辑代数的基本定律和恒等式交换律：A+B=B+AA B=B A结合律：A+B+C=(A+B)+C A B C=(A B)C 分配律：A+BC=(A+B)(A+C)A(B+C)=AB+AC A 1=AA 0=0A+0=AA+1=10、1律：A A=0A+A=1互补律：第21页/共111页重叠律：A+A=AA A=A反演律：AB=A+B A+B=A BAA BAB()()ABACABCA

8、BAAAABA()吸收律 第22页/共111页2、常用公式ABAAAA BABAABA()A B+A B=AAB=A+B A+B=A BA 1=AA 0=0A+0=AA+1=1A A=0A+A=1A+A=AA A=A第23页/共111页“或-与”表达式“与非-与非”表达式“与-或-非”表达式“或非或非”表达式“与-或”表达式 逻辑函数的变换与代数法化简1.常见的几种逻辑函数表达式及其相互变换a.常见的几种逻辑函数表达式 DCACL DC A C=)DC)(CA()C+D()CA(DCCA 第24页/共111页逻辑函数的一般表达式不是 唯一的，而其最小项表达式是唯一的。化简的意义：根据化简后的表

9、达式构成的逻辑电路简单，可节省器 件，降低成本，提高工作的可靠性。化简的主要方法：公式法（代数法）；图解法（卡诺图法）；逻辑函数的代数化简法简化标准(最简的与或表达式)乘积项的个数最少(与门的个数少）;每个乘积项中包含的变量数最少（与门的输入端个数少）。第25页/共111页门电路 一般掌握 TTL门电路和CMOS门电路的外特性。反相器的静态输入特性和输出特性 其它类型的TTL门电路(CSC门、三态门)反相器的静态输入特性和输出特性 其它类型的CMOs门电路 2.2半导体二极管和三极管的开关特性 2.3最简单的与、或、非门 第26页/共111页组合逻辑电路 重点掌握:组合逻辑电路的分析方法和设计

10、方法 若干常用的组合逻辑电路 要求会分析，会设计 一般掌握:组合逻辑电路中的竞争一冒险现象 第27页/共111页 组合逻辑电路特点，与时序逻辑电路有什么不同。体现在电路中最大的不同是没有反馈线路。组合逻辑电路有哪些电路？时序逻辑电路有哪些典型的电路？组合逻辑电路的几种表示方法。组合逻辑电路分析 组合逻辑电路设计 要看图写出表达式，真值表，电路图等等 编码器（优先编码器特点）译码器(如实现函数),会设计组合逻辑电路,功能表要会画，电路图要会画。数据选择器（如实现函数）几个输入线几个输出线？看一些例子 组合逻辑电路：几种典型电路。编码器、译码器、数据选择器件、加法器、数值比较器数据分配器第28页/

11、共111页2.组合逻辑电路的分析步骤：4.1组合逻辑电路分析(1)由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式；(2)化简和变换逻辑表达式；(3)列出真值表；(4)根据真值表或逻辑表达式，经分析最后确定其功能。根据已知逻辑电路，经分析确定电路的的逻辑功能。1.组合逻辑电路分析第29页/共111页分析举例一分析图中所示电路的逻辑功能 P129 例CABCBABCAABCY CBAABC CBAABC 1写表达式2真值表A B CY0 0 00 0 10 1 00 1 1A B CY1 0 01 0 11 1 01 1 1110000003确定逻辑功能符合电路 判断三个输入信号是否相同的电路 YABC&1解A

12、BC()ABC ABC()ABC ABC第30页/共111页 B A 1 C Y X Z 1 1&试分析下图所示组合逻辑电路的逻辑功能。解：1、根据逻辑电路写出各输出端的逻辑表达式，并进行化简和变换。X=ABABAY CACAZ 分析举例四ABCAC第31页/共111页2、列写真值表 A B C X Y Z 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1BABA CACA X=A真值表000011110011110001011010BABAY CACAZ ()()(2,3,4,5)AB CCAB CCm ()()(1,3,4,6)AC B BAC

13、 B Bm 第32页/共111页这个电路逻辑功能是对输入的二进制码求反码。最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，正数的反码与原码相同；负数的数值部分是在原码的基础上逐位求反。A B C X Y Z 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 03、确定电路逻辑功能第33页/共111页组合逻辑电路的设计：根据实际逻辑问题，求出所要求逻辑功能的最简单逻辑电路。电路要最简：所用器件数最少；器件种类最少；器件之间的连线也最少。4.2 组合逻辑电路的设计第34

14、页/共111页1.逻辑抽象：根据实际逻辑问题的因果关系确定输入、输出变量，并定义逻辑状态的含义；2、根据逻辑描述列出真值表；3、由真值表写出逻辑表达式;5、画出逻辑图。（1）采用SSI-与或式：乘积项少；乘积项所含变量数少；4、根据器件的类型,简化和变换逻辑表达式（2）采用MSI-所用芯片数最少;组合逻辑电路的设计步骤 第35页/共111页 设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。正常情况下，红、黄、绿灯只有一个亮，否则视为故障状态，发出报警信号，提醒有关人员修理。解 逻辑抽象输入变量：1-亮0-灭输出变量：R（红）Y（黄）G（绿）Z（有无故障）1-有0-无 列真值表R Y GZ0 0 00

15、 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 110010111设计举例一P130 例第36页/共111页 卡诺图化简RYG0100 01 11 101111 列真值表R Y GZ0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1100101111 ZR Y GRYRGYG设计举例一第37页/共111页YGRGRYGYRZ 画逻辑图设计举例一第38页/共111页4.4 常用组合逻辑集成电路1.)编码器(Encoder)的概念与分类编码：赋予二进制代码特定含义的过程称为编码。如：8421BCD码中，用1000表示数字8如：ASCII码中，用100

16、0001表示字母A等编码器：具有编码功能的逻辑电路。编码器第39页/共111页能将每一个编码输入信号变换为不同的二进制的代码输出。如8线-3线编码器：将8个输入的信号分别编成 8个3位二进制数码输出。如BCD编码器：将10个编码输入信号分别编成10个4位码输出。编码器的逻辑功能：1)编码器(Encoder)的概念与分类第40页/共111页编码器的分类：普通编码器和优先编码器。普通编码器：任何时候只允许输入一个有效编码信号，否则输出就会发生混乱。优先编码器：允许同时输入两个以上的有效编码信号。当同时输入几个有效编码信号时，优先编码器能按预先设定的优先级别，只对其中优先权最高的一个进行编码。1)编

17、码器(Encoder)的概念与分类第41页/共111页二进制编码器的结构框图普通二进制编码器1、编码器的工作原理I0 I1 Yn-1 Y0 Y1 1n2-I二进制 编码器 2n个 输入 n位二进制码输出 第42页/共111页(1)4线2线普通二进制编码器(设计)1000010000100001Y0Y1I3I2I1I0（2）逻辑功能表编码器的输入为高电平有效。Y1 Y0 I0 I1 I2 I3 （a）逻辑框图4输入二进制码输出110110001、编码器的工作原理321032100321032101IIIIIIIIYIIIIIIIIY I0 I3为1时,表示有编码请求第43页/共111页译码器的分

18、类：译码：译码是编码的逆过程，它能将二进制码翻译成代表某一特定含义的信号.(即电路的某种状态)1 译码器的概念与分类译码器：具有译码功能的逻辑电路称为译码器。唯一地址译码器代码变换器将一系列代码转换成与之一一对应的有效信号。将一种代码转换成另一种代码。二进制译码器 二十进制译码器显示译码器常见的唯一地址译码器：译码器/数据分配器第44页/共111页3线8线译码器2A1A0A0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y3位二进制（3线 8线）译码器的框图第45页/共111页译码器的功能：将每个输入的二进制代码译成对应的高、低电平信号输出。当使能输入端EI为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为

19、有效电平，其余输出端则为相反电平。译码器/数据分配器1000010000100001Y0Y1I3I2I1I0 11011000编码器功能表0011000110100100Y3Y2Y1Y0A0A1 10010000译码器功能表第46页/共111页2线-4线译码器的逻辑电路(分析）1 A1 1 1 A0&E 0Y 1Y 2Y 3Y 011111010110101101100111000011111Y3Y2Y1Y0A0A1E输出输 入功能表010AAEY 011AAEY 012AAEY 013AAEY 000110111111111Y3Y2Y1Y0A0A1E输出输 入功能表0111 译码器/数据分配

20、器第47页/共111页逻辑符号说明逻辑符号框外部的符号，表示外部输入或输出信号名称，字母上面的“”号说明该输入或输出是低电平有效。符号框内部的输入、输出变量表示其内部的逻辑关系。Y0 Y1 Y2 Y3 E A0 A1 A0 A1 0Y 1Y 2Y 3Y E 1/2 74x139 E1 A 11 1&Y0Y1Y2Y3A0 Y0Y2Y1Y3EA 1A0 译码器/数据分配器第48页/共111页(b)74HC138(74LS138)集成译码器 A0 A1 A2 1E 2E E3 7Y GND VCC 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 0Y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

21、14 15 16 引脚图示意框图 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 E3 E2 E1 A0 A1 A2 译码器/数据分配器第49页/共111页74HC138集成译码器功能表2E1E0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7YLHHHHHHHHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHLHHHHHHLHLLHHHHLHHHHLLHLLHHHHHLHHHHHLLLHHHHHHLHHLHLLLHHHHHHHLHHLLLLHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHHLHHHHHHHHHXHHHHHHHHHA2E3输 出输 入A1A0 译码器/数据分配器第50页/共111页2E1E0

22、Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7YLHHHHHHHHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHLHHHHHHLHLLHHHHLHHHHLLHLLHHHHHLHHHHHLLLHHHHHHLHHLHLLLHHHHHHHLHHLLLLHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHHLHHHHHHHHHXHHHHHHHHHA2E3输 出输 入A1A00120AAAY 0121AAAY 0122AAAY 0123AAAY 0125AAAY 0126AAAY 0124AAAY 0127AAAY 译码器/数据分配器第51页/共111页 A B C E Y0 Y1 Y7 Y5 Y2 Y6 Y4 Y3 1、已知下图所

23、示电路的输入信号的波形试画出译码器输出的波形。译码器的应用 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 E3 E2 E1 A0 A1 A2 A0+5V E Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 C B A 第52页/共111页3线8线译码器的 含三变量函数的全部最小项。Y0Y7基于这一点用该器件能够方便地实现三变量逻辑函数。3、用译码器实现逻辑函数。0120AAAY 0m 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 E3 E2 E1 A0 A1 A2 A0+5V E Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 A B C 11mCBAY 7

24、7mCBAY 22mBCAY .当E3=1，E2=E1=0时 译码器/数据分配器 P148 例第53页/共111页7620mmmm 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 E3 E2 E1 A0 A1 A2 7620mmmm ABCAL 用一片74HC138实现函数首先将函数式变换为最小项之和的形式在译码器的输出端加一个与非门，即可实现给定的组合逻辑函数.+5V A B C L&7620YYYY ABCCABCBACBAL 译码器/数据分配器0267mmmm 第54页/共111页数据分配器：相当于多输出的单刀多掷开关，是一种能将从数据分时送到多个不同的通道上去的逻辑电路

25、。数据分配器示意图 数数据据输输入入 通通道道选选择择信信号号 Y0 Y1 Y7 用74HC138组成数据分配器 译码器/数据分配器第55页/共111页用译码器实现数据分配器 010110001 数据输入 通道选择信号 Y0 Y1 Y7 74HC138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 E3 E2 E1 A0 A1 A2 +5V D 译码器/数据分配器第56页/共111页数据选择器1、数据选择器的定义与功能 数据选择的功能：在通道选择信号的作用下，将多个通道的数据分时传送到公共的数据通道上去的。通通道道选选择择数数据据输输出出 I0 I1 12-nI 数据选择器：能实现数据选择功

26、能的逻辑电路。它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关，又称“多路开关”。第57页/共111页 S1 S0 E 1 1 1 I 0 I 1 I 2 I 3&1 Y 4选1数据选择器2 位地址码输入端使能信号输入端，低电平有效1路数据输出端（1）逻辑电路数据输入端数据选择器第58页/共111页0 0I0I1I2I30 11 01 1（2）工作原理及逻辑功能=10=001YS0S1E地址使能输出输 入功能表000I0001I1010I2011I3 S1 S0 E 1 1 1 I 0 I 1 I 2 I 3&1 Y 301201101001ISSISSISSISSY 33221100mImImImIY

27、数据选择器第59页/共111页74HC151功能框图D7YYE74HC151D6D5D4D3D2D1D0S2S1S02、集成电路数据选择器8选1数据选择器74HC151数据选择器第60页/共111页（1）数据选择器组成逻辑函数产生器控制Di，就可得到不同的逻辑函数。5、数据选择器74HC151的应用 P157 例当D0=D3=D5=D7=0D1=D2=D4=D6=1 时：当D0=D3=D5=D7=1D1=D2=D4=D6=0 时：D7YYE74HC151D6D5D4D3D2D1D0S2S1S070iiiYD m 0011223344556677Y=D m+D m+D m+D m+D m+D m

28、+D m+D m1246Ymmmm0357Y=m+m+m+m当E=0时：第61页/共111页3)利用8选1数据选择器组成函数产生器的一般步骤将函数变换成最小项表达式将使器件处于使能状态地址信号S2、S1、S0 作为函数的输入变量处理数据输入D0D7信号电平。逻辑表达式中有mi,则相应Di=1，其他的数据输入端均为0。总结:数据选择器第62页/共111页触发器 重点掌握:1.熟练使用几种常用的触发器，如D触发器、JK触发器，会用JK触发器构成T触发器，T触发器。2.掌握D、JK触发器的功能，会推导特性方程、会画状态图、波形图。几种触发器的逻辑功能要相当熟练RS，T，T，尤其是JK和D。一个触发器

29、有两个稳定状态，要会画波形。特性表 特性方程 特性图触发器的电路内部结构不需要花太多时间，但是功能一定要很熟练。第63页/共111页时序逻辑电路 重点掌握:时序逻辑电路的分析方法 若干常用的时序逻辑电路 同步时序逻辑电路的设计方法 第64页/共111页 电路特点，用什么来组成？时序逻辑电路分析（大题）激励方程（驱动方程）输出方程 状态方程 方程 状态图 状态表 时序图（波形图）能不能自启动 计数器 161要非常熟悉（两种方法）状态转化图要会画 比如要构成 24进制、60进制等等进制需要几个芯片？几分频等等 几种典型的时序逻辑电路：寄存器、移位寄存器、记数器第65页/共111页 E 5.3 触发

30、器的电路结构和工作原理1.锁存器与触发器 CP CP 锁存器在E的高(低)电平期间对信号敏感并更新状态触发器在脉冲边沿(上升沿或下降沿)的作用下产生状态的刷新(触发)E 第66页/共111页 Q Q&1&1 1 1D C1 CP J K J K 触发器QKQJD nnnQKQJDQ 1J=K=0Qn=0Qn+1=0Qn=1Qn+1=1J=0 K=1Qn=0Qn+1=0Qn=1Qn+1=0J=1 K=0Qn=0Qn+1=1Qn=1Qn+1=1J=K=1Qn=0Qn+1=1Qn=1Qn+1=0 1J C1 1K Q Q J CP K 逻辑符号5.3 触发器的逻辑功能不变置0置1翻转第67页/共11

31、1页 翻 转10011111 置 111010011 置 000011100状态不变01010000 说 明Qn+1QnKJ功能表 1nnnQJQKQ特性方程1、JK 触发器的逻辑功能 0 1 0 0 1 1 0 1 J 1 KQn 0 00 01 11 10 5.3 触发器的逻辑功能 1J C1 1K Q Q J CP K 逻辑符号第68页/共111页 翻 转10011111 置 111010011 置 000011100状态不变01010000 说 明Qn+1QnKJ功能表 状态转换图 1 0 J=XK=1J=1K=XJ=XK=0J=0K=X1、JK 触发器的逻辑功能5.3 触发器的逻辑功

32、能第69页/共111页工作波形 CP J K Q 1 0 0 1 1 1 0 0 JKQn+1 00Qn 01 0 10 1 11Qn JK触发器真值表 1J C 1 1K Q Q J C P K J K 触发器状态变化发生在时钟脉冲的下降沿，次态决定于该时刻前瞬间输入的J K信号。5.3 触发器的逻辑功能第70页/共111页画出触发器的工作波形Q 1J C1 1K R S J CP K Q SD RD Q RDKCPSDJ5.3 触发器的逻辑功能第71页/共111页 1J C1 1K Q Q T触发器 T特性方程状态转换图功能表nQ1n Q011101110000TnnnQTQTQ 1 T=

33、1 T=1 T=0 T=0 0 1 1T C1 Q Q T CP 逻辑符号 5.3 触发器的逻辑功能第72页/共111页T触发器 1J C1 1K Q Q 1 Q Q CP C 逻辑符号 特性方程nnQQ 1上升沿触发的T触发器时钟脉冲每作用一次，触发器翻转一次。5.3 触发器的逻辑功能第73页/共111页：输入信号电平直接控制其状态传输门控锁存器：维持阻塞触发器传输延迟结构触器存储单元锁存器触发器主从触发器基本SR锁存器在使能电平作用下由输入信号决定其状态。在时钟脉冲的上升沿或下降沿作用下改变状态。小 结1、结构与工作特点逻辑门控锁存器：第74页/共111页2、结构与工作特点3、触发器的电路

34、结构与逻辑功能逻辑功能D触发器T（T）触发器触发器JK触发器SR触发器逻辑功能的描述方式：特性表、特性方程和状态图、波形图。触发器的电路结构与逻辑功能没有必然联系。第75页/共111页时序逻辑电路 重点掌握:时序逻辑电路的分析方法 若干常用的时序逻辑电路 同步时序逻辑电路的设计方法 第76页/共111页时序电路功能的表达方法输出方程:Of1(I，S)激励方程:Ef2(I，S)状态方程:Sn+1f3(E，Sn)1.逻辑方程组 时序电路功能的四种描述方法：逻辑方程式、状态表、状态图和波形图。表达输出信号与输入信号、状态变量的关系式表达了激励信号与输入信号、状态变量的关系式表达存储电路从现态到次态的

35、转换关系式 组合逻辑电路 I1 Ii O1 Oj 存储电路 S1 Sr E1 Er 第77页/共111页次 态输 出现 态nn12QQYQQ1112 nnX=1X=02、状态转换表3.状态图现 态nn12QQ次 态输 出YQQ1112 nnX=1X=0现 态nn12QQ次 态输 出YQQ1112 nnX=1X=00 0/01 1/01 11 1/11 0/01 01 0/00 1/00 10 1/00 0/00 0000110111/11/01/0X/Y1/00/00/00/00/0状态转换前的输入变量取值和输出值现态与输入的函数Q Q10第78页/共111页4、时序图 能直观地描述电路输入信

36、号、输出信号及电路状态在时间上的对应关系。时序逻辑电路的四种描述方式是可以相互转换的nn12QQYnn/QQ1112 1 0/10 0/11 10 1/01 1/01 00 0/01 0/00 11 1/00 1/00 0X=1X=0CPX 1001110011011000YQ1Q2第79页/共111页分析同步时序逻辑电路的一般步骤:1.了解电路的组成：电路的输入、输出信号、触发器的类型等.确定电路的逻辑功能.列出状态转换表或画出状态图和波形图；2.根据给定的时序电路图,写出下列各逻辑方程组：()电路的输出方程；()各触发器的激励方程组;（3）状态方程组:将每个触发器的激励方程代入其特性方程得

37、状态方程.第80页/共111页分析下图所示同步时序逻辑电路，试画出在CP时钟脉冲信号作用下，电路L1L4的波形图，并确定电路逻辑功能。（设各触发器初态均为0）CP 1K C1 1J&1 L1 L2 L3 L4 74139 Y0 Y1 Y2 Y3 Q2 Q2 Q1 Q0 A1 A0 1K C1 1J 1K C1 1J FF0 FF1 FF2 解：1.了解电路组成2.写出各逻辑方程。0n11JKQnnn22102JKQ QQ2n00JKQ例3莫尔型同步时序电路激励方程第81页/共111页状态方程1QJQnnnKQ0n11JKQnnn22102JKQ QQ2n00JKQ102020nnnnnQQQQ

38、 Q110101nnnnnQQ QQ Q1021022QnnnnnnnQ QQ QQQ1210221022()QnnnnnnnnnQQ QQQ QQQ102nnnQ QQ第82页/共111页输出方程 CP 1K C1 1J&1 L1 L2 L3 L4 74139 Y0 Y1 Y2 Y3 Q2 Q2 Q1 Q0 A1 A0 1K C1 1J 1K C1 1J FF0 FF1 FF2 nn1010L=Y=QQnn1210L=Y=QQnn0321L=Y=QQnn4310L=Y=QQ第83页/共111页3.列出其状态转换表，画出状态转换图和波形图 状态转换表 111011101001110010100

39、000次态/输出信号现 态n2Qn1Qn0Q1234LLLL1n01n11n2QQQ 0 0 1 /0 1 1 1 0 1 0 /1 0 1 1 0 0 0 /1 1 0 1 0 1 1 /1 1 1 0 1 0 0 /0 1 1 1 0 1 1 /1 0 1 1 0 1 0 /1 1 0 1 0 0 1 /1 1 1 0n+1nnnn02020Q=QQ+QQn+1nnnn10101Q=QQ+QQn+1nnn2102Q=QQQnn1010L=Y=QQnn1210L=Y=QQnn0321L=Y=QQnn4310L=Y=QQ第84页/共111页000 100 001 011 0 0 1 /0 1

40、1 1111 0 1 0 /1 0 1 1011 0 1 1 /1 1 0 1101 0 0 0 /1 1 1 0001 1 0 0 /0 1 1 1110 0 1 1 /1 0 1 1010 0 1 0 /1 1 0 1100 0 0 1 /1 1 1 0000次态/输出信号现 态n2Qn1Qn0Q1234LLLL1n01n11n2QQQ 2/1110/1101/0111 /10 11 110/1011 101/1101 /0111111 波形图（略）4、确定逻辑功能：顺序脉冲产生电路0 10画出状态图第85页/共111页电路自启动能力的确定 本电路具有自启动能力。000 100 001 0

41、11 010 111 110 101 Q2Q1 Q0/L3L2L1L0/1110/1110/1101/0111/1011/1011/1101/0111 电路为五进制计数器。第86页/共111页例4 分析如图所示时序电路输出方程nnnQQQY012 解1J1KC10Q0Q1J1KC11J1KC11Q2Q1Q2Q&FF1FF0FF2CPY1.了解电路组成2.写出各逻辑方程。第87页/共111页1J1KC10Q0Q1J1KC11J1KC11Q2Q1Q2Q&FF1FF0FF2CPY激励方程nnQK,QJ2020 nnQK,QJ0101 nnQK,QJ1212 状态方程特性方程nnnnnnQQQQQQ2

42、020210 nnnnnnQQQQQQ0101011 nnnnnnQQQQQQ1212112 1QJQnnnKQ第88页/共111页nnQQ210 nnQQ011 nnQQ112 nnnQQQY012 状态表1 1 01 1 11 0 01 1 00 1 01 0 10 0 01 0 01 1 10 1 11 0 10 1 00 1 10 0 10 0 10 0 0nnnQQQ0112101+112nnnQQQ第89页/共111页010101能否自启动?状态表1 1 01 1 11 0 01 1 00 1 01 0 10 0 01 0 01 1 10 1 11 0 10 1 00 1 10 0

43、 10 0 10 0 0nnnQQQ0112101+112nnnQQQ000001011111110100/1/1/1/1/1/0nnnQQQY012 第90页/共111页 时序逻辑电路的设计是分析的逆过程,其任务是根据实际逻辑问题的要求，设计出能实现给定逻辑功能的电路。画出 逻辑图并检查自启动能力 CP X 1J C1 1K 1J C1 1K=1 Q1“1”Q2 Y&Q2 Q1 FF1 FF2 根据所给器件求出电路的激励方程组和输出方程设计结果的主要表现形式:逻辑抽象建立原始状态图和状态表状态 化简 状态 分配选择 触发器类型 确定激励 方程组和 输出方程组第91页/共111页定义输入、输出

44、逻辑状态和每个电路状态的含义按题意建立原始转换图或状态状态表。.确定输入、输出变量及电路的状态数1、逻辑抽象_建立原始状态图或状态表；2、状态化简-求出最简状态图；合并等价状态，消去多余状态等价状态：在相同的输入下有相同的输出，并转换到同一个次态去的两个状态称为等价状态。1/S0 S1 S3 S2 1/0/1/1/0/0/0/第92页/共111页3、状态编码（状态分配）；4、选择触发器的类型6、画出逻辑图并检查自启动能力。122nnM-（M:状态数;n:触发器的个数）给每个状态赋以二进制代码的过程。根据状态数确定触发器的个数，5、求出电路的激励方程和输出方程；第93页/共111页例2:设计一个

45、串行数据检测器。电路的输入信号X是与时钟脉冲同步的串行数据，其时序关系如下图所示。输出信号为Z；要求电路在X信号输入出现110序列时，输出信号Z为1，否则为0。Z 1 1 0 0 1 0 1812345676 CP A AZCP电路框图串行 数据检测器 第94页/共111页原始状态图 数据 检测 器AZCPa 初始状态;b A输入1后;c A输入11后;d A输入110后。2）定义输入 输出逻辑状态和每个电路状态的含义；3）按题意画出状态转换图或列出电路的状态表。1）确定输入、输出变量及电路的状态数:输入变量：Aabcd0/01/00/01/01/00/10/01/01、逻辑抽象建立原始状态图

46、或状态表.状态数：4个输出变量：Z第95页/共111页列出原始状态表A=1A=0次态/输出现态abcd0/01/00/01/01/00/10/01/0现态现态次态态输输出A=0A=1aa/0b/0ba/0c/0ca/1c/0abc0/01/00/01/01/00/1b/0a/0dc/0d/1cc/0a/0bb/0a/0a第96页/共111页3、状态分配令 a=00，b=01，c=11，0/0 1/0 0/1 1/0 1/0 0/0 00 11 01 现态现态Q1Q0Q1n+1 Q0n+1 YA=0A=10000/001/00100/011/01100/111/04、选择触发器的类型触发器个数:

47、两个。类型：采用对 CP 下降沿敏感的 JK 触发器。abc0/01/00/01/01/00/1第97页/共111页现态现态Q1Q0Q1n+1 Q0n+1 YA=0A=10000/001/00100/011/01100/111/0nQ1nQ01+1nQ1+0nQ状态转换真值表及激励信号K0J0K1J1激励信号YA0000000000101001010000 0100111101 0110001111111100 J=0 K=J=K=0 J=1 K=J=K=1 0 1 第98页/共111页 0 0 1 0 J1 A Q1 n Q0 n nQ1nQ01+1nQ1+0nQK0J0K1J1激励信号YA

48、0000000000101001010000 0100111101 0110001111111100 AQY1 0 1 K1 A Q1 n Q0 n 0 0 0 0 0 1 Y A Q1 n Q0 n 0 1 0 1 0 1 J0 K0 A Q1 n Q0 n A Q1 n Q0 n（J1、K1、J0、K0、Y为A和触发器初态的函数）AJ 0AK 0AQJ01 AK 1第99页/共111页 FF0 FF1&1 A CP C1 1J 1K C1 1J 1K Y Q0 Q1 AQY1 AJ 0AK 0AQJ01 AK 1第100页/共111页 0 0 0 0 0 1 Y A Q1 n Q0 n A

49、QY1 AJ 0AK 0AQJ01 AK 11Q0Q01 J11 K011 nQ00 J10 K010 nQ1 Y01 J01 K111 nQ10 J00 K110 nQ0 Y100001110/01/00/01/01/00/10/11/0 0 0 0 0 0 1 Y A Q1 n Q0 n AQY1 AQQY01 第101页/共111页 FF0 FF1&1 A CP C1 1J 1K C1 1J 1K Y Q0 Q1 AQY1 AQQY01 第102页/共111页脉冲波形的产生和整形 重点掌握:用门电路组成的单稳态触发器、单稳态触触发器的应用 用门电路组成的施密特触发器、施密特触发器的应用

50、多谐振荡器 555定时器及其应用:掌握555定时器的工作原理。掌握由555定时器组成的多谐、单稳、施密特触发器的电路、工作原理及外接参数及电路指标的计算。VCC vI R vO 0.01 F C vC 8 4 555 7 6 2 3 5 1 VCC vC vO 0.01 F C 8 4 555 7 6 2 3 5 1 R1R2第103页/共111页数数模和模模和模数转换数转换 重点掌握:D/A转换器 数字信号转化模拟信号：给你一个数字数值，要会写出最后的模拟量。倒T形电阻网络的组成（倒T形电阻网络和集成运算放大器）分辨率的两种表示方法第104页/共111页转换器的基本原理将输入的每一位二进制代