数字电子技术基础资料
数字电子技术基础全套ppt课件
Y ( A Q ( 1 Q 2 ) ( A Q 1 Q 2 ) ) A Q 1 Q 2 A Q 1 Q 2
③计算、 列状态转
换表
Y 输A 入Q 1 Q 2 现A Q 态1 Q 2
A Q2 Q1
次
Q2*
态
Q1*
00 0
01
00 1
10
01 0
11
QQ102*1*AQ01 1 Q1
双向移位寄存器
2片74LS194A接成8位双向移位寄存器
用双向移位寄存器74LS194组成节日彩灯控制电路
1k
LED 发光 二极管
Q=0时 LED亮
+5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
74LS194
S0
D1 D2 D3 DIL CLK +5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
二.一般掌握的内容：
（1）同步、异步的概念，电路现态、次态、有效 状态、无效状态、有效循环、无效循环、自启动的 概念，寄存的概念；
（2）同步时序逻辑电路设计方法。
6.1 概述
一、组合电路与时序电路的区别
1. 组合电路： 电路的输出只与电路的输入有关， 与电路的前一时刻的状态无关。
2. 时序电路：
电路在某一给定时刻的输出
1 0 Q2
0 1
0 1
10 1
00
11 0
01
11 1
10
输出
Y
0 0 0 1 1 0 0 0
Q Q2*1*D D21A Q1 Q1 Q2
YA Q 1 Q 2A Q 1 Q 2
转换条件
数字电子技术基础(侯建军)
§1-2 逻辑代数基础
逻辑变量及基本逻辑运算 逻辑函数及其表示方法
逻辑代数的运算公式和规则
逻辑变量及基本逻辑运算
一、逻辑变量
取值：逻辑 0 、逻辑 1 。逻辑 0 和逻辑 1 不代 表数值大小，仅表示相互矛盾、相互对立 的两种逻辑状态
二、基本逻辑运算 与运算 或运算 非运算
返 回
与逻辑
只有决定某一事件的所有条件全部具备， 这一事件才能发生
乘基取整法 ：小数乘以目标数制的基数（ R=2 ），第 1一次相乘结果的整数部分为目的数的最高位 0 1 K0 0 -1，将其小 数部分再乘基数依次记下整数部分，反复进行下去， 直 K-1 K-2 K-3 K-4 K-5
由此得：(0.65)10=(0.10100)2 综合得：(81.65)10=(1010001.10100)2
逻辑表达式
―-‖非逻辑运算符
F= A
逻辑符号 1 A
F
三、复合逻辑运算 与非逻辑运算 或非逻辑运算 与或非逻辑运算
或逻辑真值表
A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 F 0 1 1 1 逻辑符号 A 1 B
F
或逻辑运算符，也有 N个输入： 用“∨”、“∪”表 逻辑表达式 示 F= A + B+ ...+
F= A + B
N
返 回
非逻辑
当决定某一事件的条件满足时，事件不发 返 回 生；反之事件发生，
非逻辑真值表 A F 0 1 1 0
§1-1 数制与编码
进位计数制 数制转换
数值数据的表示
常用的编码
§1-2 逻辑代数基础
逻辑变量及基本逻辑运算 逻辑函数及其表示方法
逻辑代数的运算公式和规则
数字电子技术基础复习资料
数字电⼦技术基础复习资料数字电⼦技术基础⼀、单项选择题1、下列⼏种A/D 转换器中，转换速度最快的是A 、并⾏A/D 转换器B 、计数型A/D 转换器C 、逐次渐进型A/D 转换器 D 、双积分A/D 转换器2、 L=AB+C 的对偶式为：A 、 A+BCB 、（ A+B ）C C 、 A+B+CD 、 ABC 3、为了将三⾓波换为同频率的矩形波，应选⽤A 、施密特触发器B 、单稳态触发器C 、多谐振器D 、计数器4、⼗⼆进制加法计数器需要多少个触发器构成。
A 、8B 、16C 、4D 、35、全加器与半加器的区别为A 、不包含异或运算B 、加数中包含来⾃低位的进位C 、⽆进位D 、有进位6、电源电压为+12V 的555定时器、组成施密特触发器，控制端开路，则该触发器的回差电压△VT 为A 、4VB 、6VC 、8VD 、12V7、将代码(10000011)8421转换为⼆进制数C 、（10000011）2D 、（000100110001）28、异或门电路的表达式为A 、B A ⊕ B 、B A AB +C 、B A B A +D 、B A B A + 9、逻辑函数F=AB+BC 的最⼩项表达式为 A 、F=m2+m3+m6 B 、F=m2+m3+m7C 、F=m3+m6+m7D 、F=m3+m4+m710、下列描述不正确的是A 、时序逻辑电路某⼀时刻的电路状态取决于电路进⼊该时刻前所处的状态。
B 、寄存器只能存储⼩量数据，存储器可存储⼤量数据。
C 、主从JK 触发器主触发器具有⼀次翻转性D 、上⾯描述⾄少有⼀个不正确11、⼀个数据选择器的地址输⼊端有3个时，数据信号输出最多可以有⼏个。
A 、4B 、6C 、8D 、1612、⼆进制数（11111011）2转换成⼗六进制数Ａ、FB Ｂ、FC Ｃ、251 Ｄ、37313、以下式⼦中不正确的是 A 、1?A ＝A B 、A ＋A=A C 、B A BA +=+ D 、1＋A ＝114、在四变量卡诺图中，逻辑上不相邻的⼀组最⼩项为：A 、m 1 与m 3B 、m 4 与m 6C 、m 5 与m 13D 、m 2 与m 815、有⼋个触发器的⼆进制计数器，它们的计数状态最多有⼏种。
《数字电子技术基础》(第四版)
CPLD（复杂可编程逻辑器件）是一种基于乘积项的可编程逻辑器件，具有简单的结构和较快 的处理速度。它采用与或阵列（AND-OR Array）来实现逻辑功能，适用于中小规模的数字 电路设计。
FPGA与CPLD比较
FPGA和CPLD在结构、性能和适用场景上有所不同。FPGA具有更高的逻辑密度和更灵活 的可编程性，适用于大规模的数字电路设计和复杂的算法实现；而CPLD则具有更简单的 结构和更快的处理速度，适用于中小规模的数字电路设计和控制应用。
容量和提高存取速度
应用实例
如计算机的内存条就是采用RAM 存储器进行扩展的；而一些嵌入 式系统中则采用ROM存储器来
存储固件和程序代码等
发展趋势
随着科技的不断发展，存储器的 容量不断增大，存取速度不断提 高，功耗不断降低，未来存储器 将更加智能化、高效化和绿色化
05 可编程逻辑器件与EDA技 术
PLD可编程逻辑器件概述
要点一
PLD定义与分类
可编程逻辑器件（PLD）是一种通用集 成电路，用户可以通过编程来配置其逻 辑功能。根据结构和功能的不同，PLD 可分为PAL、GAL、CPLD、FPGA等类 型。
要点二
PLD基本结构
PLD的基本结构包括可编程逻辑单元 、可编程互连资源和可编程I/O单元 等。其中，可编程逻辑单元是实现逻 辑功能的基本单元，可编程互连资源 用于实现逻辑单元之间的连接，可编 程I/O单元则负责与外部电路的连接 。
逻辑代数法
利用逻辑代数化简和变换电路 表达式
图形化简法
利用卡诺图化简电路
பைடு நூலகம்
状态转换表
列出电路的状态转换过程，便 于分析和理解电路功能
状态转换图
以图形方式表示电路的状态转 换过程，直观易懂
数字电子技术基础教程
第6页/共55页
2.2 逻辑代数的基本定律和规则
反演律 吸收律
A B AB
A AB A
A B A B A (A B) A
A B A B A
(A B)(A B) A
A AB A B
A(A B) AB
冗余律
AB AC BC AB AC
(A＋B)(A＋C)(B C) (A＋B)(A＋C)
F AB
2.或非逻辑
F AB
A
F
&
B
与非门
A
F
B
或非门
3. 与或非逻辑
&
F AB CD
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异或逻辑与同或逻辑
4.异或逻辑
F A B AB AB
A
=1
F
B
5.同或逻辑 F=A ⊙ B= AB AB
A
=
F
B
AB F
00 0 01 1 10 1 11 0
AB F
00 1 01 0 10 0 11 1
② 任意两个i0最小项之积恒i为0A0B，C任·意AB两C个＝最0大项之
和恒等于1 。
mi m j 0(i j)
Mi M j 1(i j)
③ n 变量的每一个最小（大）项有n 个相邻项
（相邻项是指两个最小项只有一个因子互为反变
量，其余因子均相同，又称为逻辑相邻项）。
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2.6 逻辑代数的K诺图
ABC ABC ABC
最大项表达式：
F ( A B C)( A B C)( A B C)
第28页/共55页
最大项的Mi表示
n个变量可以构成2n个最大项。最大项用符号Mi表示。与 最小项恰好相反，对于任何一个最大项，只有一组变量 取值使它为0，而变量的其余取值均使它为1。
数字电子技术基础知识点总结
时序逻辑电路分析的一般步骤 :
1. 观察电路的结构，确定电路是同步时序逻辑电路还是 异步时序逻辑电路，是米里型电路还是莫尔型电路。
2. 根据给定的时序电路图,写出下列各逻辑方程式：
(1) 写出各触发器的时钟方程。 (2) 写出时序逻辑电路的输出方程。 (3) 写出各触发器的驱动方程。 (4) 将各触发器的驱动方程代入其特性方程，求得各触发器的次态方 程.
Rb
1
20kΩ
+VCC（ +12V ） RC 1kΩ
3
VO
β=50
2
（a）
（b）
（c）
R b1
1
15kΩ
R b2 51kΩ
+VCC （+12V ） RC 1kΩ
V
3
O
β=50
2
5V
R b1
1
15kΩ R b2
51kΩ
+VCC （+15V ） RC 2kΩ
V
3
O
β=50
2
-3V （d）
-3V （e）
基本定律和恒等式
第四章 触发器
基本要求 1.熟练掌握各类触发器的逻辑功能（功能表、特性方 程、状态转换图、驱动表）。 2. 熟练掌握各种不同结构的触发器的触发特点，并能 够熟练画出工作波形。 3.熟悉触发器的主要参数。 4.熟悉各类触发器间的相互转换。 5.了解各类触发器的结构和工作原理。
1 写出图示各电路的状态方程。
5. 根据逻辑函数 表达式画出逻辑 电路图。
第三章 组合逻辑模块及其应用
基本要求 1.熟练掌握译码器、编码器、数据选择器、数值比 较器的逻辑功能及常用中规模集成电路的应用。 2.熟练掌握半加器、全加器的逻辑功能，设计方法。 3.正确理解以下基本概念：
数字电路技术基础全清华大学出版社PPT课件
《数字电子技术基础》
电子课件
郑州大学电子信息工程学院 2020年6月16日
《数字电子技术基础》
第一章 逻辑代数基础
《数字电子技术基础》
1.1 概述
1.1.1 脉冲波形和数字波形
图1.1.1几种常见的脉冲波形，图(a)为 矩形波、图(b)为锯齿波、图(c)为尖峰波、 图(d)为阶梯波。
八进制有0~7个数码，基数为8，它的计数 规则是“逢八进一”。八进制一般表达式为
D 8 ki8i
《数字电子技术基础》
十六进制数的符号有0、1、2、…、8、9、 A、B、C、D、E和F，其中符号0~9与十进制符 号相同，字母A~F表示10~15。十六进制的计数 规则“逢十六进一”，一般表示形式为
D 16 ki 16 i
十进制数325.12用位置计数法可以表示为
D 1 0 3 1 2 2 0 1 1 5 0 1 0 1 0 1 1 0 2 1 20
任意一个具有n为整数和m为小数的二进制 数表示为
D 2 k n 1 2 n 1 k n 2 2 n 2 k 1 2 1 k 0 2 0 k 1 2 1 k m 2 m
14 2
12
4
10 8 6
• 0110 + 1010 =24 • 1010是- 0110对模24 （16） 的补码
《数字电子技术基础》
四、BCD码（Binary Coded Decimal）
8421BCD码与十进制数之间的转换是直接按位转 换，例如
(2.3 9 )D (001 10 0 . 0 01 0 )84 1 21 1 B
母A、B、C、…表示。其取值只有0或者l两 种。这里的0和1不代表数量大小，而表示两 种不同的逻辑状态，如，电平的高、低；晶 体管的导通、截止；事件的真、假等等。
数字电子技术基础知识
1 数字电子技术基础知识1.1 学习要求（1）了解数字电路的特点以及数制和编码的概念。
（2）掌握逻辑代数的基本运算法则、基本公式、基本定理和化简方法。
（3）能够熟练地运用真值表、逻辑表达式、波形图和逻辑图表示逻辑函数，并会利用卡诺图化简逻辑函数。
1.2 学习指导本章重点：（1）逻辑函数各种表示方法之间的相互转换。
（2）逻辑函数的化简及变换。
本章难点：（1）逻辑函数各种表示方法之间的相互转换。
（2）逻辑函数的化简及变换。
本章考点：（1）逻辑函数各种表示方法之间的相互转换。
（2）逻辑函数的化简及变换。
1.2.1 数字电路概述1．数字信号与数字电路在数值上和时间上均连续的信号称为模拟信号，对模拟信号进行传输、处理的电子线路称为模拟电路。
在数值上和时间上均不连续的信号称为数字信号，对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。
数字电路的特点：（1）输入和输出信号均为脉冲信号，一般高电平用1表示，低电平用0表示。
（2）电子元件工作在开关状态，即要么饱和，要么截止。
（3）研究的目标是输入与输出之间的逻辑关系，而不是大小和相位关系。
（4）研究的工具是逻辑代数和二进制计数法。
2．数制及其转换（1）数制基数和权：一种数制所具有的数码个数称为该数制的基数，该数制的数中不同位置上数码的单位数值称为该数制的位权或权。
十进制：基数为10，采用的10个数码为0~9，进位规则为“逢十进一”，从个位起各位的权分别为100、101、102、…10n -1。
二进制：基数为2，只有0和1两个数码，进位规则为“逢二进一”，从个位起各位的权分别为20、21、22、…2n -1。
16进制：基数为16，采用的16个数码为0~9、A~F ，进位规则为“逢十六进一”，从个位起各位的权分别为160、161、162、…16n -1。
（2）数制之间的转换其他进制转换为十进制：采用多项式求和法，即将其他进制的数根据基数和权展开为多项式，求出该多项式的和，即得相应的十进制数。
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数字电路研究的问题
引言
基本电路元件
逻辑门电路
触发器
基本数字电路
组合逻辑电路 时序电路（寄存器、计数器、脉冲发生器、脉
冲整形电路） A/D转换器、D/A转换器
1.2 基本逻辑关系
基本逻辑关系 与 ( and ) 或 (or ) 非 ( not )
一、“与”逻辑关系和与
门1.与逻辑关系
A
B
与逻辑：决定事件发生的各条件中， 所有条件都具备，事件才会发生 （成立）。
用基本逻辑门组成异或门
表示式：Y=A B =AB + AB
异或门
A
A
AB
1
&
≥1 Y=AB + AB
B
1B
&
AB
门电路小结
门电路是实现一定逻辑关系的电路。 实现方法: 1、用二极管、三极管实现
2、数字集成电路(大量使用) 1) TTL集成门电路 2) MOS集成门电路
类型:与门、或门、非门、与非门、或非门、 异或门 …… 。
第1章 数字电路的基础知识 1.1 数字电路的基础知识 1.2 基本逻辑关系 1.3 逻辑代数及运算规则 1.4 逻辑函数的表示法 1.5 逻辑函数的化简
1.1 数字电路的基础知识
数字信号和模拟信号
电
模拟信号
幅度随时间连续变化 的信号
子
电
例：正弦波信号、锯齿波信号等。
路
中
数字信号 幅度不随时间连续变
特点: 1则0, 0则1
2、非门电路--三极管反相器
基本逻辑关系
+Ec
Rc
VA
R1
V
O
输入输出电平对应表
VA VO 0 1 (三极管截止) 1 0 (三极管饱和)
非门表示符号:
三极管反相器电路实现 “非”逻辑关系。
A1 Y
3.非逻辑关系表示式
非逻辑真值表
AY
0
1
1
0
非逻辑关系表 示式:
Y＝ A
运算规则： 0＝ 1 1＝ 0
门电路 小结
门电路 与门 或门
符号 A B A B
非门
A
与非门
A
B
或非门
A
B
异或门
A
B
表示式
&Y ≥1 Y 1Y &Y ≥1 Y =1 Y
Y=A B
Y=A +B
Y= A
Y= AB Y= A+B Y= AB
1.3 逻辑代数及运算规则
数字电路要研究的是电路的输入输出之间的 逻辑关系，所以数字电路又称逻辑电路，相应的 研究工具是逻辑代数（布尔代数）。
2、三极管的工作状态不同： 模拟电路中的三极管工作在线性放大区,是一
个放大元件；数字电路中的三极管工作在饱和 或截止状态,起开关作用。
因此，基本单元电路、分析方法及研究的范围 均不同。
模拟电路研究的问题
引言
基本电路元件: 基本模拟电路:
晶体三极管 场效应管 集成运算放大器
信号放大及运算 (信号放大、功率放大） 信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波） 信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、…）
基本逻辑关系
或逻辑：决定事件发生的各条件中，有一个或一个 以上的条件具备，事件就会发生（成立）。
A
真值表 A B Y
B
00 0
U
Y
01 1
设：开关合为逻辑 “1”，开关断为
10 1 11 1
逻辑“0”；灯亮 为逻辑“1”， 灯
特点:任1 则1, 全0则0
2、二极管组成的“或”门电路
基本逻辑关系
输入输出电平对应表
A
&
Y
B
0.3V=逻辑0, 3V=逻辑1
此电路实现“与”逻辑关 系
3.与逻辑关系表示式
Y= A•B = AB
与逻辑运算规则 — 逻辑乘
0 • 0=0 1 • 0=0
0 • 1=0 1 • 1=1
与门符号:
A B
&Y
基本逻辑关系
与逻辑真值表 AB Y 00 0 01 0 10 0 11 1
二、“或”逻辑关系和或 门1、 “或”逻辑关系
非逻辑— 逻辑反
四、基本逻辑关系的扩展
将基本逻辑门加以组合，可构成“与非”、“或 非”、
“异或”等门电路。
1、与非门
真值表
表示式：Y = AB
符号： A B
&
Y
A B AB Y 00 0 1 01 0 1 10 0 1
多个逻辑变量时:
Y=AB C
11 1 0
2、或非门
表示式： Y= A+B 符号： A ≥1 Y
U
Y
真值表 ABY
000
规定:
开关合为逻辑“1”
开关断为逻辑“0”
灯亮为逻辑“1” 灯灭为逻辑“0”
010 100 111
真值表特点: 任0 则0, 全1则1
2.二极管组成的与门电路 +5V
VA
VO
VB
与门符号:
输入输出电平对应表 (忽略二极管压降) VA VB VO 0.3 0.3 0.3 0.3 3 0.3 3 0.3 0.3 333
A＝A
2.逻辑代数运算规律
在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能取两个 值（二值变量），即0和1。
1、逻辑代数基本运算规则 加运算规则: 0+0=0 ，0+1=1 ，1+0=1，1+1=1
A+0 =A，A+1 =1，A+A =A，A+A =1 乘运算规则: 0•0=0 0•1=0 1•0=0 1•1=1
A•0 =0 A•1 =A A•A =A A•A =0 非运算规则: 0=1 1=0
0+1=1 1+1=1
或门符号: A ≥1 Y B
基本逻辑关系
或逻辑真值表 AB Y 00 0 01 1 10 1 11 1
三、“非”逻辑关系与非 基本逻辑关系 1、“非”门逻辑关系
“非”逻辑：决定事件发生的条件只有一个，条件不具 备时事件发生（成立），条件具备时事件不发生。
R
UA
Y
真值表
AY 01 10
B
真值表
A B AB Y 00 0 1 01 1 0 10 1 0 11 1 0
多个逻辑变量时: Y= A+B+C
3、 B
A 符号：
=1
Y
B
真值表
A B AB AB Y 00 0 0 0 01 1 0 1 10 0 1 1 11 0 0 0
真值表特点: 相同则0, 不同则1
VA VB
(忽略二极管压降)
VO
VA VB VO
00.3 00.3 0 0.3
R
00.3 1 3 1 3
-5V
或门符号:
13 00.3 1 3 13 1 3 1 3
A ≥1 Y 0.3V =逻辑0, 3V =逻辑1
B
此电路实现“或”逻辑关
3.或逻辑关系表示式
Y=A＋ B
或逻辑运算规则 — 逻辑加
0+0=0 1+0=1
的
化,而是跳跃变化
信
号
计算机中,时间和幅度都不连续,称为离
散变量
模拟信号 数字信号
引言
V(t)
t
高电平
低电平 上跳沿
V(t)
下跳沿
t
模拟电路与数字电路的区别
1、工作任务不同： 模拟电路研究的是输出与输入信号之间的大小、
相位、失真等方面的关系；数字电路主要研究的 是输出与输入间的逻辑关系（因果关系）。