《哈工大06通信专业课辅导课件数电.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈工大06通信专业课辅导课件数电.docx（53页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、数字电路课程大纲1数制与编码l 数制和编码的基本概念，不同数制之间的转换l 二进制数的运算2逻辑代数基础l 逻辑代数基本概念，逻辑函数的表示方法l 逻辑函数的化简及实现3门电路l TTL门电路工作原理与输入输出特性l OC门、三态门（TS）原理与应用，MOS门电路4组合电路l 组合逻辑电路的分析与设计方法l 典型中、小规模集成组合电路原理与应用5触发器l 触发器基本原理与应用l 不同触发器类型之间的转换6时序逻辑电路l 时序逻辑电路的概念l 同步时序电路的分析与设计l 集成计数器和移位寄存器的设计与应用l 异步时序电路的基本概念7算术运算电路l 数值比较器、加法电路、乘法电路原理与应用8存储器
2、与可编程逻辑器件l RAM、ROM的基本原理和扩展l 可编程逻辑器件的基本原理和应用9模数和数模转换l A/D、D/A转换的基本概念、基本原理与典型转换的方法基础：逻辑代数、门电路组合电路时序电路脉冲电路数模模数工具：触发器l 课程结构l 指导思想51第一单元 门电路及其应用Ec(3V)F-Ec(-12V)R218kA R11.5kRc1kcbe一、分立元件门电路1三极管(开关工作)截止：Vbe 0.7V(0)饱和：Vbe 0.7V ib Ibs=Ics/2. 三极管倒相器VA=0时，Vbe = 0-(0+EC)R1/(R1+ R2) = -0.92V0 T截止VA=3V时，Vbe=VA-(V
3、A+EC)R1/(R1+ R2) =1.8V0.7Vb=0.7 钳位Ibs=Ics/=（3-0.3）/30*1k=0.09mAib =iR1-iR2=(3-0.7)/1.5k-(0.7+12)/18k=1.09mAIbs T饱和二、集成门电路(TTL为主)1原理2基本特性 电压传输特性：关门电平开门电平 输入特性： 关门电阻开门电阻输出特性： 高电平输出低电平输出图3-16 与非门输入端接负载电阻时的输入负载特性(a) 输入电路 (b) 输入特性l 门电路的驱动能力输出为低电平时：最大允许灌电流为IOLmax输出低电平扇出系数为：NOLIOLmax/IILmax输出为高电平时：最大允许拉电流为
4、IOHmax输出高电平扇出系数为：NOHIOHmax/IIHmaxABA+BAB+A+B3基本逻辑单元与运算逻辑单元：多发射极三极管或运算逻辑单元：三极管对例1-1（97-3-3）写出下面电路真值表及逻辑表达式。解：列真值表当B=1时，T2截止，F=0当B=0时，A=0T2截止，F=0真值表ABF000010101110F=AB例1-2（2000-1-1）写出如图所示电路的逻辑表达式解：可以把AB，CD看成逻辑变量F+EcC DABRcRbT只有CD=1，T才有导通的可能ABCDF001010101111要点：1 注意三极管的数量 2 注意输入电阻的接法三、特殊门电路1OC门集电极开路：功能：
5、线与2 TS三态门： 功能：总线例1-3（2003-八-10）简述OC门电路的特点、功能及用途。（3分）ABCD1324R1 0.5KR210KR34KF例1-4（1998-1-1）F=ABCDBC某人用TTL与非门设计了下图所示逻辑电路，用以完成 ，此电路有无问题？若有问题，则应作那些修改？(若修改则要求保持原电路的结构形式)R12K, R2R3 b1b0时，F1=1；当a1a0 = b1b0时，F2 =1；当a1a0 b1b0时，F3 =1。(10分)a1a0b1b0F3F2F100001101010111100000000100110101001101001000100011010100
6、01001011001100110101000100011110解：两位比较器真值表：例2-13（2000，三）某大厅有一盏灯和分布在不同位置的四个开关（A、B、C、D）。试利用四选一数据选择器或TTL与非门为大厅设计一个电灯开关控制逻辑电路，使得人们可以在大厅的任何一个位置控制灯的亮或灭。例如：可以用A开关打开，然后用B（或C、A、D）开关熄灭。（12分） 真值表答：设F=1时，电灯亮 根据题义的真值表其输出逻辑函数为：F=ABCDABCDFABCDF00000000110010100110010010101001100011111000110010101001011111000110111
7、110111110某科研机构有一个重要实验室，其入口处有一自动控制电路如图四所示，图中DE为控制端，令上午、下午、晚上其取值分别为01、10、11。现有三组科研人员(G1、G2、G3)在实验室做实验，A、B、C为对应G1、G2、G3的三个识别器，其上机的优先顺序是，上午为G1、G2、G3，下午为G2、G3、G1，晚上为G3、G1、G2；电路的输出F1、F2、F3为1时分别表示G1、G2、G3能上机同时打开实验室大门。试分别用38线译码器和4选1数据选择器来完成电路设计，辅助门电路任选。（15分）控制电路ABCDEF1F2F3 图四第三单元 时序逻辑电路Q QS RQ Q 一、触发器&1基本RS
8、触发器S R&Q QS CP R&SdRd2同步（时钟）触发器Q QS Cl RSdRdS CP R2.1 同步RS触发器特性方程：01110D02.2 同步D触发器特性方程：Qn+1=DQ QD Cl SdRdD CP 状态（转换真值）表 激励表QnDQn+1QnQn+1D 0000000110111001001111112.3 同步JK触发器 2.4 同步T触发器Q QT Cl SdRdT CP Q QJ Cl KSdRdJ CP K 3触发器的触发类型3.1 基本同步：缺点有空翻现象3.2主从： 缺点有一次变化，下降沿触发3.3维阻： 上升沿触发3.4 边沿： 正或负边沿触发转换逻辑给定
9、触发器QQ4不同触发器的转换4.1 代数法（对比特性方程）例3-1（2001，一、1）将D触发器转换成JK触发器，画出逻辑电路图。源：目的：求源触发器输入：例3-2（2002，一、5）试设计一个转换电路，当X=1时，将JK触发器转换成D触发器；当X=0时，将JK触发器转换成T触发器，画出逻辑电路图。(6分)Q QJ KD1&T&X1CP答：4.2 卡诺图法步骤：激励表卡诺图化简求转换逻辑电路图QnQn+1目的触发器激励（JK）源触发器激励（D）注意：触发器输出波形图的触发沿二、时序逻辑电路1时序电路的分析逻辑电路图激励、输出函数状态转换真值表状态图结论例3-3（1997，六）画出下列图时序电路
10、的状态转换图和时序图。（10分）CPD1 Q1Q1Z&D2 Q2Q2D1=Q1n Q2n D2=Q1n Z = Q2n CP00011011/1CP/1CP/0/0Q1n+1=Q1n Q2n Q2n+1=Q1n Q2nQ1nQ2n+1Q1n+1Z00010011001000CPQ1Q2Z1CP11101CP例3-4（1998，三）分析下图所示电路1 写出触发器的状态方程和电路的输出方程2 在CP，x信号波形作用下，试画出Q1，Q2，Z的波形（设初态Q1Q2=00）3 如果改用D触发器实现， 电路应如何连接。xQ1nQ2nZ=y1y2Q1n+1Q2n+1000001000100110100101
11、01111001001111101011011000001110001Q1n+1=Q1n Q2n+1=y2Q2n Z= y1解：状态转换表 D1=Q1n D2=y2Q2n D1 Q1D2 Q2D3 Q3D4 Q4CP例3-5（2000，一、3）移位寄存器型计数器如图所示， 若起始状态为Q1Q2Q3Q4=0001，请写出从Q4输出一个周期的m序列。00011000010000101001110001101011 00010011011111111110110110100101解：D1=Q3nQ4n例3-6（2001，1、5）画出下图电路CP和输出Q1Q2的波形图，说明Q1和Q2的关系。CPQ1CP2Q2答： Q1，Q2相位相差90度D Q1 Q1D Q2 Q2CP例3-7（2002，二）、试分析下图电路，画状态转换图，并说明其工作原理。其中：Q2Q1为状态输出控制某程控放大器的增益，电路的三个状态（Q2Q1=00、01、10）分别对应10、20、40放大倍数，（11）状态为禁止态，X为控制输入，Y1、Y2为溢出指示。(15分)CPJ1 Q1 K1 Q1J2 Q2 K2 Q2=1X&1&1Y1Y2例3-8（2003，十一、1）分析题（共15分）试分析