数电课件康华光电子技术基础—数字部分(第五)完全配套PPT课件
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康华光数电第五版PPT课件
3.6.1 各种门电路之间的接口问题
在数字电路或系统的设计中，往往将TTL和CMOS两种器件
混合使用，以满足工作速度或者功耗指标的要求。由于每种 器件的电压和电流参数各不相同，因而在这两种器件连接时
，要满足驱动器件和负载器件以下两个条件：
1) 驱动器件的输出电压必须处在负载器件所要求的输入电压范
围，包括高、低电压值（属于电压兼容性的问题）。
A B A B & ≥1 & L
A B A B
& ≥1 & L
A B A B
& & & L
A B
&
L = A B
逻辑门等效符号强调低电平有效
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
AL
IC
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
EN
AL RE = L
L=0
AL = 0 RE = 1
2. 正负逻辑等效变换
某电路输入与输出电平表 A L L H H B L H L H L H H H L
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
采用负逻辑
___或非门
L
0 0 0
A
1 1 0
B
1 0 1
正逻辑 负逻辑 与非 或非 与 或 非 非
0
0
1
3.5.2 基本逻辑门电路的等效符号及其应用
（4）采用推拉式输出级以提高开关速度和带负载能力 a)带负载能力
当O=0.2V时 当输出为低电平时，T4截止， T3饱和导通，其饱和电流全 部用来驱动负载
当O=3.6V时 T3截止，T4组成的电压跟随 器的输出电阻很小，输出高 电平稳定，带负载能力也较 强。 b)输出级对提高开关速度的作用 输出端接负载电容CL时， O由低到高电平跳变的瞬间， CL充电，其时间常数很小使 输出波形上升沿陡直。而当 O由高变低后， CL很快放电， 输出波形的下降沿也很好。
电子技术基础—数字部分康光华主编课件
③ 状将态数表码1101右移串行输入给寄存器（串行输入是 指逐位依次输入）。
在接收数码表前5-2，从4位输右入移端位输寄入存器一状个态负表脉冲把各触
发器置为0状态（称为清零）。
CP顺序
输 入DSR
输出 Q0 Q1 Q2 Q3
0
1
0000
1
1
1000
2
0
1100
3
1
0110
4
0
1011
5
0
0101
6
0
19
表5-4 74LS194功能表
结论：清零功能最优先（异步方式）。 计数、移位、并行输入都需CP的↑到来（同步方式）
2019/10/13
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工作方式控制端
M1 M0
功能
M1M0区分四种功能。
00
01
保持 右移
10
左移
2019/10/13
1 1 并行置数 21
5.1.3 寄存器的应用实例
1．数数据据显显示示锁锁存存器器； 数显示值序构数在。通列成码许常脉的计多以串冲数设84／信器备21并号…中B与发…C常D并生需码／器要计串；显数转示，换计并；数以器七的段计数数码值显，示计器
单拍工作方式：不需清除原有数据，只要CP↑一 到达，新的数据就会存入。
常用4D型触发器74LS175、6D型触发器74LS174、 8D型触发器74LS374或MSI器件等实现。
2019/10/13
8
2．由D型锁存器构成的数码寄存器 （1）锁存器的工作原理
送数脉冲CP为锁存 控制信号输入端， 即使能信号（电平
问题：如果计数器的计数速度高，人眼则无法 辨认显示的字符。
措施：在计数器和译码器之间加入锁存器，就 可控制数据显示的时间。
数电第05章锁存器和触发器(康华光)PPT课件
D Qn Qn+1 功能 0 0 0 置0 01 0
1 1
0 1
1 置1 1
简化的功能表
D
Qn+1
00
11
（1-30）
②逻辑式
Q n+1 = D
③状态转换图
D=0
D=1
0
1
D=1
2021/3/12
D=0
D Qn Qn+1 功能
0 0
0 1
0 0
置0
1 1
0 1
1 1
置1
④驱动表
Qn →Qn+1
00 01 10 11
基本R-S触发器 SD
Q & G1
导引电路
反 馈
—
Q,Q
为输出端
线
D为输入端
CP为时钟脉冲控制端
—
RD
,2—0S21D/3/分12 别为直接置0,1端
& G3 & G5
Q
& G2 RD
& G4 CP
& G6
D
（1-39）
2.逻辑功能 (1)D＝0
当CP＝0时
触发器状态不变
Q0
& G1
SD
1
1Q
& G2 10 RD
000 0 0 0 000 0 1 1
条件：SR＝0
000 1 0 0 000 1 1 0
注意：CP=1期间Qn+1随Qn、 S、R的变化按真值表变化。 CP=0时Qn+1维持原态。
001 0 0 001 0 1
001 1 0 001 1 1
1 1
不 定
R=S=1,CP=1时: Q= —Q= 0
电子技术基础(数字部分)_数电_(第五版)康华光主编
由上得 (37)D=(100101)B
当十进制数较大时，有什么方法使转换过程简化?
例1.2.3 将(133)D转换为二进制数 解：由于27为128，而133－128=5=22＋20， 所以对应二进制数b7=1，b2=1，b0=1，其余各 系数均为0，所以得 (133)D=(10000101)B
b. 小数的转换: 对于二进制的小数部分可写成
3、模拟信号的数字表示
由于数字信号便于存储、分析和传输，通常都将模拟信号转换为数字信号.
模数转换的实现
3 V
模拟信号
模数转换器 00000011 数字输出
1.1.4 数字信号的描述方法
1、二值数字逻辑和逻辑电平 二值数字逻辑 0、1数码---表示数量时称二进制数
---表示事物状态时称二值逻辑 表示方式 a 、在电路中用低、高电平表示0、1两种逻辑状态
q 6ms 16ms 100% 37.5%
(3)实际脉冲波形及主要参数 非理想脉冲波形
几个主要参数:
周期 (T)
----
表示两个相邻脉冲之间的时间间隔
脉冲宽度 (tw )---- 脉冲幅值的50%的两个时间所跨越的时间
占空比 Q ----表示脉冲宽度占整个周期的百分比
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 )
( N ) D b 1 2 1 b 2 2 2 b (n 1) 2 (n 1) b n 2 n
将上式两边分别乘以2，得
2 ( N ) D b 1 2 0 b 2 2 1 b (n 1) 2 (n 2) b n 2 (n 1)
电子技术基础(数字部分 第五版 康华光)华中科大课件第四章节
A0 A0 1 A1 A1 1
& Y1 Y1 & Y2 Y2 & Y3 Y3
7
4.4.2 译码器/数据分配器 (b) 74HC138(74LS138)集成译码器
E3
Y0
E2
Y1
E1
Y2
74HC138 Y3
Y4
A0
Y5
A1
Y6
A2
Y7
示意框图
A0 1 A1 2 A2 3
E1 4
E2 5 E3 6
Y7 7 GND 8
译码器的应用
1、已知下图所示电路的输入 信号的波形试画出译码器输E
出的波形。
A
+5V
E3
Y0
E
E2
Y1
E1
Y2
74HC138 Y3
Y4
A B C
A0 A1 A2
Y5 Y6 Y7
B
Y0 C
Y1 Y0
Y2 Y1
Y3 Y4
Y5
Y2 Y3
Y6 Y4
Y7 Y5
Y6
Y7 12
4.4.2 译码器/数据分配器
3、用译码器实现逻辑函数。 当E3 =1 ，E2 = E1 = 0时
&
Y6
&
&
Y7
8个译码 输出端
9
4.4.2 译码器/数据分配器
74HC138集成译码器功能表
输
入
输
出
E3 E 2 E 1 A2 A1 A0 Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7
×H××××HHHHHHHH ×XH×××HHHHHHHH L×××××HHHHHHHH HL L L L L LHHHHHHH HL L L LHHLHHHHHH HL L LHLHHLHHHHH HL L LHHHHHLHHHH HL LHL LHHHHLHHH HL LHLHHHHHHLHH HL LHHLHHHHHHLH HL LHHHHHHHHHHL
康华光电子技术基础数字部分第五版
康华光电子技术基础数字部分第五版
2. 反演规则：
对于任意一个逻辑表达式L，若将其中所有的与（• ）换成或（+），或（+）换 成与（•）；原变量换为反变量，反变量换为原变量；将1换成0，0换成1；则得 到的结果就是原函数的反函数。
例2.1.1 试求
LABCD 0 的非函数
解：按照反演规则，得
L ( A B (C ) D )1 (A B )C ( D )
2、基本公式的证明
(真值表证明法)
例 证明 A B A B ， AB A B
列出等式、右边的函数值的真值表
A B A B A+B
00 01 10 11
11 10 01 00
0+0=1 0+1=0 1+0=0 1+1=0
A B AB A+B
1 0·0 = 1 1 0 0·1 = 1 1 0 1·0 = 1 1 0 1·1 = 0 0
康华光电子技术基础数字部分第五版
2.1.3 逻辑函数的代数法化简
1、逻辑函数的最简与-或表达式
在若干个逻辑关系相同的与-或表达式中，将其中包含的与项数 最少，且每个与项中变量数最少的表达式称为最简与-或表达式。
LACCD = A CC D
(AC)(CD)
“与-或” 表达式 “与非-与非”表达式 “或-与”表达式
康华光电子技术基础数字部分第五版
3. 对偶规则：
对于任何逻辑函数式，若将其中的与（• ）换成或（+），或（+）换成与（•）；并将1
换成0，0换成1；那么，所得的新的函数式就是L的对偶式，记作 L。
例: 逻辑函数 L ( A B)( A C) 的对偶式为
L AB AC
2. 反演规则：
对于任意一个逻辑表达式L，若将其中所有的与（• ）换成或（+），或（+）换 成与（•）；原变量换为反变量，反变量换为原变量；将1换成0，0换成1；则得 到的结果就是原函数的反函数。
例2.1.1 试求
LABCD 0 的非函数
解：按照反演规则，得
L ( A B (C ) D )1 (A B )C ( D )
2、基本公式的证明
(真值表证明法)
例 证明 A B A B ， AB A B
列出等式、右边的函数值的真值表
A B A B A+B
00 01 10 11
11 10 01 00
0+0=1 0+1=0 1+0=0 1+1=0
A B AB A+B
1 0·0 = 1 1 0 0·1 = 1 1 0 1·0 = 1 1 0 1·1 = 0 0
康华光电子技术基础数字部分第五版
2.1.3 逻辑函数的代数法化简
1、逻辑函数的最简与-或表达式
在若干个逻辑关系相同的与-或表达式中，将其中包含的与项数 最少，且每个与项中变量数最少的表达式称为最简与-或表达式。
LACCD = A CC D
(AC)(CD)
“与-或” 表达式 “与非-与非”表达式 “或-与”表达式
康华光电子技术基础数字部分第五版
3. 对偶规则：
对于任何逻辑函数式，若将其中的与（• ）换成或（+），或（+）换成与（•）；并将1
换成0，0换成1；那么，所得的新的函数式就是L的对偶式，记作 L。
例: 逻辑函数 L ( A B)( A C) 的对偶式为
L AB AC
数电课件康华光电子技术基础-数字部分(第五版)完全
只读存储器是一种只能写入一次数据的存储器，写入后数据无法修改或删除。
ROM的优点是可靠性高、集成度高、功耗低等。
ROM的分类：根据编程方式的不同，可以分为掩膜编程ROM和紫外线擦除编程ROM。
RAM的分类
根据存储单元的连接方式不同，可以分为静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）。
门电路的定义
门电路的分类
门电路的作用
根据工作原理和应用领域，门电路可分为与门、或门、非门、与非门、或非门等。
门电路在数字电路中起到信号传输、逻辑控制和状态转换等作用。
03
02
01
CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）门电路采用互补晶体管实现逻辑运算，具有低功耗和高可靠性的特点。
发展趋势
随着微电子技术和计算机技术的不断发展，数字电路正朝着高速、高可靠性、低功耗、微型化的方向发展。同时，随着物联网、云计算、大数据等新兴技术的兴起，数字电路的应用领域将进一步拓展。
PART
02
数字逻辑基础
REPORTING
逻辑变量只有0和1两种取值，表示真和假、开和关等对立的概念。
逻辑变量
包括逻辑与、逻辑或、逻辑非等基本逻辑运算，以及与非、或非、异或等常用逻辑运算。
详细描述
THANKS
感谢观看
REPORTING
公式化简法
利用卡诺图的特点，通过圈0和填1的方式对逻辑函数进行化简。
卡诺图化简法
利用吸收律对逻辑函数进行化简，如A+A↛B=A+B。
吸收法
将多个相同或相似的项合并为一个项，如A+AB=A。
合并法
PART
03
电子技术基础—数字部分康光华主编课件-PPT课件
2019/3/23
11
例如，需要在一段时间内多次测量恒温室的 温度误差是否在规定的范围内。 若从计数器清0开始到7个时钟脉冲过后，一直 有DA>DB，计数器做加法，从0001计到0111状态， 则计数器输出Q3 Q2Q1Q0为0111； 反之，若一直有DA<DB，计数器做减法，从 1111计到1001状态，则计数器输出为1001( 1001状 态是－7的补码)。 7个脉冲过后，CR信号使计数器清0，准备下 一次比较。 在7个脉冲的作用期间，计数器输出的正常值 应在一7～＋7之间变化。
CC4516为 可逆4位二 进制计数器
当高、低位计数器均减为0时
0
0
1
2019/3/23
改变预置数的值，可以改变分频比。 图5-40 程序分频器（分频比N为1~256 ）
5
2．组成数字钟计数显示电路 通常数字钟需要一个精确的时钟信号，一般采用 石英晶体振荡器产生，经分频后得到周期为1秒的脉 冲信号CP。 仿真 进 位 信 个位十进制×十位六进制＝六十进制加法计数器 号 BCD-七段显示译码器7448，输出为高电平有效 。
2019/3/23
图5-44 例5-2电路的工作波形
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Байду номын сангаас
双时钟输入4 4位二进制数 例5-3 分析图5-45所示电路的逻辑功能。 位二进制可逆 值比较器 门级组 计数器 合电路
电路Ⅱ：时钟输入控制电路。 若YA<B =0，CP→CPU，加法计数； 若YA<B =1，CP→CPD，减法计数； 电路Ⅲ：可逆计数器。在CR脉冲的作用下每7 若 Y =1，CP被封锁，停止计数。 A=B 个 CP 计数器复零。 电路 I ：把输入的二进制数 D （ ⑵ 1 分析各功能块电路的逻辑功能 ）将电路按功能划分成 3个功能块 2019/3/23 10 A与标准值DB比较