数字逻辑与电路设计-笔记
数字逻辑电路基础知识整理(属于个人笔记)

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编/译码器主要有 2/4、3/8 和 4/16 译码器 74X139、 74X138、74X154 等。 4:计数器 计数器主要有同步计数器 74 X161 和异步计数器 74X393 等。 5:寄存器 寄存器主要有串-并移位寄存器 74X164 和并-串寄存器 74X165 等。 6:触发器 触发器主要有 J-K 触发器、带三态的 D 触发器 74X374、不带三态的 D 触发器 74X74、 施密特触发器等。 7:锁存器 锁存器主要有 D 型锁存器 74X373、寻址锁存器 74X25 9 等。 8:缓冲驱动器 缓冲驱动器主要有带反向的缓冲驱动器 74X24 0 和不带反向的缓冲驱动器 74X244 等。 9:收发器 收发器主要有寄存器收发器 74X543、通用收发器 74X245、总线收发器等。 10:总线开关 < br />总线开关主要包括总线交换和通用总线器件等。 11:背板驱动器 背板驱动器主要包括 TTL 或 LVTTL 电平与 GTL/GTL+(GTLP)或 BTL 之间的电平转换 器件。 12:包含特殊功能的逻辑器件 A.总线保持功能(Bus hold) 由内部反馈电路保持输入端最后的确定状态,防止因输入端浮空的不确定而导致器 件振荡自激损坏;输入端无需外接上拉或下拉电阻,节省 PCB 空间,降低了器件成本开销 和功耗。ABT、LVT、ALVC、ALVCH、 ALVTH、LVC、GTL 系列器件有此功能。 命名特征为 附加了“H& rdquo;如:74ABTH16244。
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高级 CMOS 逻辑器件 与 TTL 电平兼容高级 CMOS 逻辑器件 高级高速 CMOS 与 TTL 电平兼容高级高速 CMOS 高级低压 CMOS 技术 高级超低压 CMOS 逻辑器件 高级超低功耗 CMOS 逻辑 高级超低压 CMOS 逻辑器件 低压高带宽总线开关技术 低压转换器总线开关技术 Crossbar 技术 具有下冲保护的 CBT 低压 Crossbar 技术 CMOS 逻辑器件 快速 CMOS 技术 发射接收逻辑器件(GTL+) 高速 CMOS 逻辑器件 与 TTL 电平兼容高速 CMOS 逻辑器件 其电路含 AC、ACT 及 FCT 系列 低压 CMOS 技术 低压 CMOS 技术 低压 CMOS 技术 内部集成电路 内部集成电路 残余连续终结低压逻辑器件
数字逻辑应用与设计知识点

数字逻辑应用与设计知识点数字逻辑应用与设计是计算机科学与工程领域的重要基础知识,它涉及到数字电路的设计、逻辑分析与应用等方面。
本文将从以下几个方面对数字逻辑应用与设计的相关知识点进行探讨。
一、数字逻辑基础知识1. 二进制与十进制:介绍二进制与十进制数制的互相转换方法,以及其在计算机中的应用。
2. 逻辑门与布尔代数:介绍逻辑门的种类与功能,并引出与逻辑门相关的布尔代数的基本规则。
3. 组合逻辑电路:讲解组合逻辑电路的设计原理、常用的逻辑门电路,以及组合逻辑电路的应用。
二、数字逻辑应用1. 编码器与解码器:介绍编码器与解码器的基本原理、种类及其应用场景。
2. 多路选择器与复用器:讲解多路选择器与复用器的基本概念、操作方式及其在电路设计中的应用。
3. 加法器与减法器:讲解全加器和全减器的结构和实现方法,并介绍加法器和减法器的级联应用。
4. 移位寄存器与计数器:介绍移位寄存器和计数器的基本原理,以及它们在数字系统中的应用。
三、数字逻辑设计1. Karnaugh图:简要介绍Karnaugh图及其在逻辑函数化简中的应用方法。
2. 时序逻辑与状态机:讲解时序逻辑电路的基本概念,引出状态机的概念和分类,并举例说明其应用。
3. 存储器与寄存器:介绍存储器的基本结构、存储方式,以及常用的寄存器类型。
4. 控制器设计:讲解控制器的设计原理与方法,引入基本的有限状态机的设计流程。
综上所述,数字逻辑应用与设计的知识点包括数字逻辑基础、数字逻辑应用和数字逻辑设计等方面。
它们是计算机科学与工程领域中不可或缺的基础知识,对于深入理解计算机原理和设计具有重要意义。
通过学习与应用这些知识点,我们可以更好地理解数字电路的工作原理,为计算机系统的设计与优化提供有力支持。
数字逻辑设计知识点

数字逻辑设计知识点数字逻辑设计是计算机科学中非常重要的一门学科,它主要研究数字电子电路和逻辑电路的设计与实现。
在计算机领域,数字逻辑设计是构建计算机硬件的基础,也是计算机组成与结构的重要组成部分。
本文将从基本原理、逻辑门、化简、时序逻辑等多个方面介绍数字逻辑设计的知识点。
一、基本原理数字逻辑设计的基础是布尔代数和逻辑运算。
布尔代数是由英国数学家乔治·布尔提出的算法,用于描述逻辑关系,是数字逻辑设计的重要数学基础。
逻辑运算包括与、或、非、异或等运算,通过这些运算可以构建逻辑电路。
二、逻辑门逻辑门是构成数字逻辑电路的基本组件,它们通过执行逻辑运算来实现特定的功能。
常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。
例如,与门的输出只有当所有输入都为1时才为1,否则为0;或门的输出只有当至少一个输入为1时才为1,否则为0。
逻辑门的电路图可以使用布尔代数表达式或者真值表来表示,以方便理解和分析逻辑电路的功能。
逻辑门可以通过组合逻辑和时序逻辑的方式进行组合,实现更复杂的功能。
三、化简在数字逻辑设计中,化简是一种常用的方法,用于简化逻辑电路的结构和功能。
通过化简可以减少逻辑门的使用数量,提高电路的运算速度和节省成本。
常用的化简方法包括代数化简、卡诺图和映射方法等。
代数化简通过运用布尔代数的公式和规则,将复杂的逻辑表达式简化为更简单的形式。
卡诺图是一种图形化的工具,通过将逻辑函数转化为一个由矩形方块组成的表格,从而帮助我们直观地找出简化逻辑表达式的方法。
映射方法可以将逻辑电路直接映射为门电路或者转移函数。
四、时序逻辑时序逻辑是数字逻辑设计中的重要概念,它描述了电路的状态和信号随时间变化的关系。
时序逻辑是处理时钟信号和状态转移的电路,广泛用于计算机的处理器和存储器设计中。
时序逻辑电路通常包括寄存器、触发器、计数器等。
寄存器是一种用于存储数据的电路,以二进制形式存储;触发器是一种用于存储和稳定电平信号的电路;计数器是一种用于计数和控制信号电路状态转移的电路。
数字逻辑设计及应用知识要点及习题解析目录

数字逻辑设计及应用知识要点及习题解析电子科技大学数字逻辑设计及应用课程组编写前言根据教育部高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导分委员会2009年12月修订的“数字电子技术基础”和“数字电路与逻辑设计”课程教学基本要求和电子科技大学数字逻辑设计及应用课程教学大纲的要求,参照目前高校普遍使用的主流教材,我们课程组的部分教师参加编写了这本习题集。
通过对知识要点的概念和习题的讲解分析,帮助读者了解和掌握课程的重点、难点,提高分析问题和解决问题的能力。
全书按照通行教材的重点章节安排,每章分为:1.知识要点2.典型例题解析3.习题4.习题解答四个部分,总结每一章的知识要点,对典型例题进行解析,并对书后的习题进行详尽的分析和解答。
在编写过程中,注意了以下几点:1.根据教学基本要求,对教材各章的知识要点进行明确细致的归纳,在归纳中要特别注重各知识点之间的层次和关联,并对它们的应用和实践要求作出明确的提示,以保证教师在教学中和学生在学习中都能做到心中有数和准确把握。
2.根据知识要点的要求,巩固和加深对基本内容、基本概念、基本方法的理解和运用,建立清晰的解题思路,提高解题的能力和技巧,选择相关的基础型、概念型、实用型、逻辑技巧型和综合应用型的题目作为典型例题,进行题意分析,找出解题思路;对某些例题中的常见错误进行谬误分析,对某些技巧性的例题进行解题技巧分析。
3.习题采用“数字逻辑设计及运用”(姜书艳主编)教材中的部分习题并对其补充,同时在“数字设计原理与实践”(John F. Wakerly)、“数字电子技术基础”(阎石主编)等教材中选择实用型、逻辑技巧型和综合应用型的的题目作为补充。
4.习题解答与习题分开列出。
习题解答不仅仅是拘泥于答案的给出,而且要结合数字电路的特点,对于易错、常错、重点与难点的习题,结合学生在作业中常犯的错误、难懂的问题有针对性地给予详略得当的点拨,同时注意解题方法的指导,以达到启发思维,培养能力的目的。
数字逻辑电路基础知识整理

数字逻辑电路基础知识整理数字逻辑电路是由离散的数字信号构成的电子电路系统,主要用于处理和操作数字信息。
它是计算机和其他数字系统的基础。
以下是一些数字逻辑电路的基础知识的整理:1. 逻辑门:逻辑门是数字电路的基本构建单元。
它们根据输入信号的逻辑关系生成输出信号。
常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。
其中,与门输出仅当所有输入都为1时才为1;或门输出仅当至少一个输入为1时才为1;非门将输入信号取反;异或门输出仅当输入中的1的数量为奇数时才为1。
2. 逻辑运算:逻辑运算是对逻辑门的扩展,用于实现更复杂的逻辑功能。
常见的逻辑运算包括与运算、或运算、非运算、异或运算等。
与运算将多个输入信号进行AND操作,返回结果;或运算将多个输入信号进行OR操作,返回结果;非运算对输入信号进行取反操作;异或运算将多个输入信号进行异或操作,返回结果。
3. 编码器和解码器:编码器将多个输入信号转换为较少数量的输出信号,用于压缩信息;解码器则将较少数量的输入信号转换为较多数量的输出信号,用于还原信息。
常用的编码器有优先编码器和BCD编码器,常用的解码器有二进制-十进制解码器和译码器。
4. 多路选择器:多路选择器根据选择输入信号从多个输入信号中选择一个信号输出。
它通常有一个或多个选择输入信号和多个数据输入信号。
选择输入信号决定了从哪个数据输入信号中输出。
多路选择器可用于实现多路复用、数据选择和信号路由等功能。
5. 触发器和寄存器:触发器是存储单元,用于存储和传输信号。
常见的触发器有弗洛普触发器、D触发器、JK触发器等。
寄存器由多个触发器组成,用于存储和传输多个比特的数据。
6. 计数器和时序电路:计数器用于计数和生成递增或递减的序列。
它通过触发器和逻辑门组成。
时序电路在不同的时钟脉冲或控制信号下执行特定的操作。
常见的时序电路有时钟发生器、定时器和计数器。
7. 存储器:存储器用于存储和读取数据。
常见的存储器包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
数字逻辑知识点总结

数字逻辑知识点总结数字逻辑有着相当丰富的知识点,包括逻辑门的基本原理、布尔代数、数字信号的传输与处理、数字电路的设计原理等。
在这篇文章中,我将对数字逻辑的一些重要知识点进行总结,希望能够为初学者提供一些帮助。
1. 逻辑门逻辑门是数字电路中的基本单元,它可以完成各种逻辑运算,并将输入信号转换为输出信号。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等。
每种逻辑门都有其特定的逻辑功能,通过不同的组合可以完成各种逻辑运算。
在数字电路设计中,逻辑门是构建各种复杂逻辑电路的基础。
2. 布尔代数布尔代数是表示逻辑运算的一种代数系统,它将逻辑运算符号化,并进行了各项逻辑规则的代数化处理。
布尔代数是数字逻辑的基础,通过布尔代数可以很方便地表达和推导各种逻辑运算,对于理解数字电路的工作原理非常有帮助。
3. 二进制与十进制的转换在数字逻辑中,我们经常需要进行二进制与十进制的转换。
二进制是计算机中常用的数字表示方法,而十进制则是我们日常生活中常用的数字表示方法。
通过掌握二进制与十进制之间的转换规则,可以方便我们在数字逻辑中进行各种数字运算。
4. 组合逻辑与时序逻辑数字电路可以分为组合逻辑电路与时序逻辑电路。
组合逻辑电路的输出只取决于输入信号的瞬时状态,而时序逻辑电路的输出还受到时钟信号的控制。
理解组合逻辑与时序逻辑的差异对于理解数字电路的工作原理至关重要。
5. 有限状态机有限状态机是数字逻辑中一个重要的概念,它是一种认知和控制系统,具有有限的状态和能够在不同状态之间转移的能力。
有限状态机在数字系统中有着广泛的应用,可以用来设计各种具有状态转移行为的电路或系统。
6. 计数器与寄存器计数器与寄存器是数字逻辑中常用的两种逻辑电路。
计数器用于对计数进行处理,而寄存器则用于存储数据。
理解计数器与寄存器的工作原理和使用方法,对于数字系统的设计和应用具有非常重要的意义。
7. 逻辑电路的设计与分析数字逻辑的一大重点是逻辑电路的设计与分析。
数字逻辑与电路设计

数字逻辑与电路设计数字逻辑与电路设计是计算机科学与工程领域中的重要基础学科,它涉及到计算机中数字信号的处理与传输,以及数字电路的设计与实现。
在如今信息技术高速发展的时代,数字逻辑与电路设计的知识变得尤为重要。
本文将介绍数字逻辑与电路设计的基本概念、应用领域以及设计流程。
一、数字逻辑的基本概念数字逻辑是计算机中用来处理和运算二进制信号的逻辑系统。
它以0和1来表示逻辑状态,通过与、或、非等逻辑门实现逻辑运算。
这些逻辑门可以组合成复杂的逻辑电路,实现各种数字运算、逻辑运算和控制功能。
数字逻辑中的基本元素包括逻辑门、触发器、计数器等。
逻辑门用来进行逻辑运算,包括与门、或门、非门等;触发器用来存储和传输数据,包括D触发器、JK触发器等;计数器用来计数和产生时序信号。
二、数字电路的应用领域数字电路广泛应用于计算机、通信、控制等领域,它是现代电子设备中的核心组成部分。
以下是数字电路在不同领域的几个典型应用:1. 计算机:数字电路在计算机中起到控制和运算的作用。
计算机的中央处理器、存储器、输入输出接口等都是由数字电路组成的。
2. 通信:数字电路在通信系统中负责信号的编码、解码和传输。
例如调制解调器、数字信号处理器等都是数字电路的应用。
3. 控制:数字电路用于各种自动控制系统。
例如数字控制器、工业自动化设备等都需要数字电路进行控制。
4. 显示:数字电路在显示技术中起到关键作用。
例如数码管、液晶显示屏等都是数字电路驱动的。
三、数字电路的设计流程数字电路的设计包括设计规格、逻辑设计、电路设计和验证等步骤。
下面是一个典型的数字电路设计流程:1. 设计规格:明确设计的需求和规范,包括功能要求、性能要求等。
2. 逻辑设计:根据设计规格,利用逻辑门和触发器等基本元件进行逻辑电路的设计。
可以使用逻辑图、真值表、状态转换图等进行描述和分析。
3. 电路设计:在逻辑设计的基础上,将逻辑电路转换为电路图。
选择适当的电子元件,进行连线和布局等。
数字逻辑电路基础知识整理(属于个人笔记)

1.2 TTL 和 CMOS 逻辑器件的工艺分类特点
按工艺特点进行划分,逻辑器件可以分为 Bipolar、CMOS、BiCMOS 等工艺,其中包括
器件系列有:
Bi polar(双极)工艺的器件有: TTL、S、LS、AS、F、ALS。
CMOS 工艺的器件有: HC、HCT、CD40000、ACL、FCT、LVC、LV、CBT、ALVC、AHC、
5VTTL 的输出 0 低于 0.4V,可以被 CMOS 识别。至于 TTL 的高电平输出能力非常微 弱(<1mA),CMOS 电路的输入有嵌位二极管,防止可控硅闩锁,一般都有 5~10mA 的吸收 能力,此时 TTL 的输出大约是 3.3+0.7=4.0V,是 1。
TTL 电平: 输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下,一般输出高电平是 3.5V,输出低电 平是 0.2V。最小输入高电平和低电平:输入高电平>=2.0V,输入低电平<=0.8V,噪声容限 是 0.4V。 CMOS 电平: 逻辑电平电压接近于电源电压,0 逻辑电平接近于 0V。而且具有很宽的噪声容限。 电平转换电路: 因为 TTL 和 COMS 的高低电平的值不一样(ttl 5v<==>cmos 3.3v),所以互相连 接时需要电平的转换:就是用两个电阻对电平分压,没有什么高深的东西。 OC 门,即集电极开路门电路,OD 门,即漏极开路门电路,必须外界上拉电阻和电源才 能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载,所以又叫 做驱动门电路。 TTL 和 COMS 电路比较: 1)TTL 电路是电流控制器件,而 coms 电路是电压控制器件。 2)TTL 电路的速度快,传输延迟时间短(5-10ns),但是功耗大。COMS 电路的速度慢, 传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。COMS 电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关, 频率越高,芯片集越热,这是正常现象。 TTL 和 CMOS 的逻辑电平关系
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数字逻辑与电路设计-笔记●第一章基础知识●信号概念●模拟信号:数值随时间连续变化●数字信号:数值和时间均离散●数字逻辑电路类型●记忆功能●组合逻辑电路任何时刻的稳定输出仅取决于该时刻的输入,与过去的输入无关●时序逻辑电路输出不仅取决于该时刻的输入,也与过去的输入相关●形式●集成电路●分立电路●器件●TTL●CMOS●数制与转换●基本要素●基数:用到的数字符号个数●位权:用来表示不同数位上数值大小的固定常数值●表示方法●并列表示法普通数字表示法,括号右下角的数字表示进制●多项式表示法表示为数位*位权的和的形式●进制转换●十进制 -> R进制●整数部分:除2取1●1. 短除法●2. 从下到上为高位到低位●小数部分:乘2取整●1、将小数部分乘2●2、若整数部分为0则0,为1则1●3、取位数根据要求精度,未指定则求到第一次为0为止●二进制 <=> 8/16进制●八进制:3位 <-> 1位●16进制:4位 <-> 1位●带符号二进制数码●真值用+/-表示正负的二进制数称为真值●机器码●原码最高位为符号位,0表示正,1表示负,其后为真值●小数的原码:整数位表示正负●反码符号位不变,若为负数则真值部分按位取反●小数反码:整数部分为符号位,正数不变,负数全部取反●整数反码:需要添加符号位●补码符号位不变,真值部分操作与反码相同,若为负数在反码基础上+1(源自反码加法)●特殊规则:补码的补码是原码●加法时若符号位产生进位应该舍弃左溢出的位数●十进制的二进制编码(BCD码)●8421码●4位二进制码从高到低权值为8,4,2,1●后6个码为非法码●加法运算:逢10进1,有进位或出现冗余码时+6调整●2421码●4位二进制码从高到低权值为2,4,2,1●2421码不具备单值性:舍弃重复的更小的码●2421码是对9的自补编码:m按位取反即可得到(9-m)●余3码●8421码+0011形成的无权码(不能通过权值展开表示),每个码都比8421码多3●正在落在中间10位(相比8421前进3位)●转为十进制:用8421码减3●余3码时对9的自补编码●加法运算:如果有进位,结果+3;如果无进位,结果-3●可靠性编码●格雷码●奇偶校验码●第二章逻辑代数基础●电路门●或门●与门●非门●组合:同或门A、B取值相同为1,相异为0,与异或门相对,通常用异或非门表示●逻辑函数表示法●逻辑表达式由逻辑变量,与、或、非运算符构成的表达式●运算规则●两种逻辑表达式●与-或表达式若干与项进行或运算,表示为积相加●最小项/标准与项 (mi)●定义●与项中包含了所有变量(变量或反变量)●每个变量只出现一次●i 的取值规则●原变量用1表示,反变量用0表示●依次排列为二进制串,转为十进制即为i●性质●任意最小项,有且仅有一种变量取值组合使该最小项的值为1,且不同最小项对应取值不同●n个变量的全部最小项相与为1●相同变量构成的两个不同最小项相乘为0●n个变量构成的最小项有n个相邻最小项相邻最小项:只有一个变量相反的最小项●或-与表达式若干或项进行与运算,表示为和相乘●最大项/标准或项 (Mi)●定义:与最小项相同●i 的取值规则:与最小项相同●性质:●任意最大项,有且仅有一种取值组合使该项取值为0,且不同项取值不同●n个变量的全部最大项相与为0●相同变量构成的两个不同最大项相或为1●n个变量构成的最大项有n个相邻最大项●表达式的转换●代数转换法●求标准与-或表达式●将函数表达式变换为一般与-或表达式●反复使用X=X(Y+~Y)●求标准或-与表达式●将函数表达式变换为一般或-与表达式●反复使用A=(A+B)(A+~B)●真值表转换法●求标准与-或表达式:F=1的取值组合●求标准或-与表达式:F=0的取值组合●真值表依次列出一个逻辑函数所有输入变量取值组合以及对应函数值的表格●真值表 -> 逻辑表达式●1、找出F=1的逻辑变量取值●2、把每一组变量写成乘积,不同组相加●逻辑图●波形图●卡诺图表示逻辑变量所有取值组合的小方格所构成的平面图●构成:n变量的全部最小项各用一个小方格表示●二变量卡诺图●n变量卡诺图●每增加一个变量就在右侧/下侧作对称图形●对称轴左边/上边的原数字前+0,右边/下边的原数字前+1●卡诺图是上下、左右代码循环的闭合图形●几何相邻●相接:两方格有共同边●相对:任意一行或一列的两端●相重:对折起来位置重合●性质:可以直观地找到相邻最小项进行合并,依据是并项法●逻辑函数化简以与或表达式化简为主●代数化简法●标准●与项数最少●满足上述条件下每个与项中变量数最少●方法?●并项法●吸收法●消去法●配项法●化为与或表达式●1、对或-与表达式求对偶,得到与-或表达式●2、求最简与-或表达式●3、再次求对偶,得到最简或-与表达式●卡诺图化简法●卡诺圈:将相邻最小项的小方格圈在一起进行合并为一个与项●卡诺圈中同时出现0/1的变量在新与项中被消去●卡诺圈中的对象必须原变量和反变量成对出现●质蕴含项(质项)质蕴含项不是任何其他蕴含项的子集(最大的圈圈)●必要质蕴含项若一个质蕴含项包含不被其他任何蕴含项包含的最小项,则为必要质蕴含项●化简步骤●1、作出卡诺图●2、圈出所有质蕴含项●3、找出所有必要质蕴含项●4、消除重复项,写出所有必要质蕴含项的和●列表化简法●第三章集成门电路和触发器●电路半导体器件●双极型集成电路●晶体管-晶体管电路 TTL●MOS集成电路●PMOS●NMOS●CMOS●电路门的构成●晶体三极管●结构●NPN型●PNP型●三极●e(Emitter):发射极●b(Base):基极●c(Collector):集电极●开关特性●静态特性:三极管有截止、放大、饱和三种工作状态●TTL集成逻辑门电路●触发器●定义一种具有记忆功能的电子器件,由逻辑门加上适当反馈线组成●现态:输入信号作用前的状态,记作Qn或Q●次态:输入信号作用后的状态,记作Qn+1●特点●由两个互补的输出端Q和~Q●有两个稳定状态,两个输出端输出相同是不是稳定状态●在一定输入信号作用下,触发器可以从一个稳定状态转移倒另一个稳定状态,输入信号不变或消失后触发器状态稳定不变●分类●按结构分●基本RS触发器●钟控RS触发器●主从触发器●边沿触发器●按功能分●RS触发器●JK触发器●D触发器●T触发器●按触发方式分●电平触发●脉冲触发●边沿触发●描述方法●功能表反映了触发器在不同输入下对应的功能(如置0/1)●状态表反应在一定输入下,现态和次态之间的转移关系●激励表反应触发器从现态转移到某次态对输入信号的要求●状态图状态表画成有向图的形式●卡诺图状态表画成卡诺图的形式●基本 R-S 触发器直接复位置位触发器的简称●与非门构成●组成:由两个与非门交叉耦合构成●封装●R:置0端/复位端(RESET)●S:置1端/置位端(SET)●输入端小圆圈表明取非(低电平/负脉冲有效)●功能表示●功能表●特性●当输入端连续出现多个脉冲信号,仅第一个信号使触发器反转,可利用此特性消除机械开关震动引起的尖脉冲信号●或非门构成●功能表●钟控 R-S 触发器●组成:由四个与非门,基本R-S触发器+控制门构成●封装●功能表●钟控D触发器●组成:修改钟控R-S的输入端,消除了状态不确定现象,解决了输入约束问题●封装●功能表●钟控 J-K 触发器●组成:钟控RS中添加两条反馈线,也可以解决状态不稳定问题●封装●功能表●钟控T触发器又称计数触发器●组成:把J-K触发器的两个输入端JK连接起来,并把连接在一起的输入端用符号T表示●封装●功能表●主从R-S触发器●结构●上面为从触发器,下面为主触发器●主触发器的输出是从触发器的输入●RD为直接置0端,SD为直接置1端●注意:主从触发器的时钟反相●封装●功能:与R-S触发器一致●第四章组合逻辑电路●第五章同步时序逻辑电路●概念●定义●电路中有统一的时钟信号●存储器件采用钟控触发器●电路状态的改变依赖于输入信号和时钟脉冲信号●现态和次态是针对某个始终脉冲而言的●现态:时钟作用前电路的状态●次态:时钟作用后电路的状态●按输出对输入关系的依从关系分类●Mealy型:输出由状态和输入共同决定●Moore型:输出只由状态决定●自启动/自恢复:无效状态可以自己转换到有效状态●挂起:无法自启动/恢复●描述方法●逻辑函数表达式●输出函数表达式反应电路输出与外部输入、触发器状态的关系●次态函数表达式触发器次态与激励函数、现态的关系(与触发器类型相关)●激励函数表达式电路输入与电路次态之间的关系●状态表状态转移表,表示输入+现态能导出什么样的输出+次态●Mealy型Mealy型输出与输入和现态相关,因此次态与输出绑定,一起与输入绑定●Moore型Moore型输出只与现态有关,状态由输入和现态决定,因此次态与输入绑定,输出点出成一列●状态图●Mealy型●输出写在表示输入的箭头上,格式为输入/输出●Moore型●输出写在表示状态的圈里,格式为状态/输出●时间波形图●作图步骤●1、假设电路初始状态,拟定一输入序列●2、做出状态和输出响应序列●3、根据相应序列画出波形图●时钟端加圈则使下降沿,不加圈则是上升沿●分析方法●表格分析法●判断电路类型和触发器类型●写出输出函数和激励函数表达式●根据表达式列出次态真值表●根据真值表写出状态表和状态图●描述功能●代数分析法●判断电路类型和触发器类型●写出输出函数和激励函数表达式●写出次态方程组●列出状态表和状态图●描述功能●常见功能●模n计数器●模n可逆计数器●序列检测器●可重复序列检测器●设计方法●一般步骤●1、形成原始状态图和原始状态表●确定电路模型●Mealy型所需状态比Moore型少●触发器数量可能一致●设立初始状态●根据需要记忆的信息增加新的状态●确定各时刻电路的输出●作出原始状态表●2、状态化简,求得最小化状态表●n个状态所需触发器数量为m,满足关系:2^m >= n > 2^(m-1)●等效状态●等效对(Si,Sj)对于所有可能的输入序列,分别从状态Si和Sj出发,所得到的输出响应序列完全相同,记作(Si,Sj)为等效对●判断方法:在一位输入的各种取值组合满足●输出相同●次态满足下列情况之一●相同●交错或为各自的现态●次态循环或为等效对●等效类:若干彼此等效的状态构成的集合等效类是一个广义的概念,两个状态或多个状态均可以组成一个等效类,甚至一个状态也可以称为等效类,因为任何状态和它自身必然是等效的●最大等效类:不被任何别的等效类所包含的等效类●化简状态的过程就是寻找出所有最大等效类,每个最大等效类为一个状态●化简方法:隐含表法●隐含表定义●形如对角线砍半的矩阵●横向和纵向的网格数等于n-1●横向从左到右依次标上原状态表中的前n-1个状态●纵向从上到下依次标上原状态表中的后n-1个状态●解题步骤●1、作隐含表●2、寻找等效对●先顺序比较:从上到下,从左到右地比较●直接判断:打√/×●与其他状态相关:填上相关的状态对●再关联比较:指对那些在顺序比较时尚未确定是否等效的状态对作进一步检查。