数字逻辑与数字电路电子体库第五章时序逻辑电路
第5章数字逻辑电路.ppt
（2）逻辑关系式表示：F=A·B·C
（3）真值表表示：如图表5-1所示
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5.4 基本逻辑门电路
2.“或”逻辑关系 当决定事件的各个条件中只要有一个或一个以上具备时事件就
会发生 图5-10所示，F和A、B、C之间就存在“或”逻辑关系 “或”逻辑也有如上三种表示方法： （1）图5-11所示为“或”逻辑图形符号 （2）逻辑表达式：F=A+B+C （3）真值表：见表5-2
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5.2 数制
5.2.2 二进制数
二进制数只有0和1两个符号。只要能区分两种状态的元件即 可实现。
计数的基数为2，各位数的权是2的幂，计数规律是“逢二进 一”
N位二进制整数的表达示为：
例5.1 一个二进制数10101000， 试求对应的十进制数
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5.2 数制
图5-23是利用三态与非门组成的双向传输通路，改变控制端C 的电平，就可控制信号的传输方向。
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5.4 基本逻辑门电路
3. CMOS门电路 CMOS门电路是由PMOS管和NMOS管构成的一种互补对称场效
应管集成门电路。 下面是几种常用的CMOS门电路的结构和工作原理的简要说明 （1）CMOS与非门：如图5-24所示 当A、B全为1时，T1和T2同时导通，T3和T4同时截止，F=0 当输入端由一个或全为0时，串联的T1和T2必有一个或两个全部截
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5.4 基本逻辑门电路
（5）TTL三态输出与非门电路。简称三态门，图5-20是其逻辑 图形符号。A、B是输入端，C是控制端，F为输出端。输出端除 了可以实现高低电平外，还可以出现高阻状态。
数字逻辑电路总复习
128
16
4 2 1
二、常用逻辑关系及运算
1. 三种基本逻辑运算：与 、或、非 2. 四种复合逻辑运算： 与非 、或非、与或非、异或 真值表 函数式 逻辑符号
三、逻辑代数的公式和定理
是推演、变换和化简逻辑函数的依据，有些与普通代数相 同，有些则完全不同，要认真加以区别。这些定理中，摩根定 理最为常用。
第一章 逻辑代数基础
一、数制和码制 1. 数制：计数方法或计数体制（由基数和位权组成）
种类 十进制
二进制 八进制
基数 09
0 ，1 07
位权 10i
2i 8i
应用 日常
数字电路 计算机程序
备注
2 = 21 8 = 23
十六进制 0 9，A F
16i
计算机程序
16 = 24
各种数制之间的相互转换，特别是十进制→二进制的转换， 要求熟练掌握。
逻辑代数的基本公式 1. 关于常量与变量关系公式
A 0 A （1） A1 A （1’） A 1 1 （2） A 0 0 （2’）
2. 若干定律 交换律：
A B B A （3） A B B A （3’）
( A B) C A ( B C )
2. 码制：常用的 BCD 码有 8421 码、2421 码、5421 码、余 3 码等，其中以 8421 码使用最广泛。
1.十进制数到N进制数的转换 整数部分：除以N看余数 小数部分：乘以N看向整数的进位 2. N进制数转换为十进制数:方法：按权展开 3.基本逻辑和复合逻辑: (1)异或逻辑:特点：相同为0、相异为1 逻辑函数表达式：P = AB＝AB+AB (2)同或逻辑:特点：相同为1、相异为0 逻辑函数表达式：P = A⊙ B ＝AB+AB 异或逻辑与同或逻辑是互非关系：
王海光数字电子技术基础 第5章 时序逻辑电路
与触发器的对应关系，还应给出排序示范
图 （ 如 图 5.1.2 示 范 图 圆 圈 中 标 注 的 Q3Q2Q1 ），对含多个输入输出端的时序
电路，也应在示范图中标出（如图5.1.2中
指向线上标注的/Y）。
5.1.1 时序逻辑电路的人工分析
（5）电路功能判断说明。
对电路功能的判断应结合输入输出信号的具体物理含义来
5.1.1 时序逻辑电路的人工分析
*二、异步时序逻辑电路的分析
与同步时序电路不同的是，异步时序电路中的所有触发 器并非由同一时钟源触发，所以在根据电路的现态计算电路 的次态时，应特别注意各个触发器的时钟条件是否具备。只 有时钟条件具备的触发器才会按状态方程描述的逻辑关系转
换成次态，否则将维持现态不变。为此在分析异步时序电路
组合逻辑电路
Y1 Yj
Z Zk 存储电路
图5.0.1 时序逻辑电路结构示意框图
这四种信号之间的逻辑关系可用以下三个向量函数表示： 输出方程：Y（tn）=F1[X（tn），Q（tn）]
驱动方程：Z（tn）=F2[X（tn），Q（tn）]
状态方程： Q（tn+1）=F3[Z（tn），Q（tn）] 式中tn、tn+1是对电路进行考察的两个相邻的离散时间。
5.1.1 时序逻辑电路的人工分析
一、同步时序逻辑电路的分析 导出同步时序电路的状态转换表、状态转换图和时序波 形图，判断时序电路逻辑功能的通常步骤：
1．根据给定的时序电路列出电路的输出方程和驱动方程组。 2．将各个驱动方程代入对应触发器的特性方程得到整个时序 电路的状态方程组。 3．根据电路的状态方程组计算列出电路的状态转换表。 4．根据电路的状态转换表画出状态转换图或时序波形图。 5．根据状态转换图或时序波形图说明电路的逻辑功能，判断 电路能否自启动。
数字电路(复习)
②C＝1、C＝0，即C端为高电平（+VDD）、C端为低电平（0V） 时，TN和TP都具备了导通条件，输入和输出之间相当于开关接通 一样，uO＝uI 。
2．三态门电路的输出有高阻态、高电平和低电平3种状态
• 三态门逻辑符号控制端电平的约定
A
1
Y
EN
EN
（a）控制端低电平有效
控制端加低电平信号时，三 态门处于工作状态，Y＝A， 加高电平信号时禁止，Y＝Z
加法器
能对两个1位二进制数进行相加而求得和及进位的逻辑电 路称为半加器。 能对两个1位二进制数进行相加并考虑低位来的进位，即 相当于3个1位二进制数的相加，求得和及进位的逻辑电路称 为全加器。 实现多位二进制数相加的电路称为加法器。按照进位方 式的不同，加法器分为串行进位加法器和超前进位加法器两 种。串行进位加法器电路简单、但速度较慢，超前进位加法 器速度较快、但电路复杂。 加法器除用来实现两个二进制数相加外，还可用来设计 代码转换电路、二进制减法器和十进制加法器等。
数据分配器
数据分配器的逻辑功能是将1个输入数据传送到 多个输出端中的1个输出端，具体传送到哪一个输出 端，也是由一组选择控制（地址）信号确定。 数据分配器就是带选通控制端即使能端的二进 制译码器。只要在使用中，把二进制译码器的选通 控制端当作数据输入端，二进制代码输入端当作选 择控制端就可以了。 数据分配器经常和数据选择器一起构成数据传 送系统。其主要特点是可以用很少几根线实现多路 数字信息的分时传送。
八进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17
十六进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
门电路 国标符号 曾用符号 美国符号 表达式
《数字电子技术》知识点[整理]
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20XXKnowledge Points知识点汇编《数字电子技能》知识点第1章数字逻辑根底1．数字信号、模仿信号的界说2．数字电路的分类3．数制、编码其及转化要求：能娴熟在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD之间进行彼此转化。
举例1：（37.25）10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD解：（37.25）10= (100101.01)2= ( 25.4)16= (00110111.00100101)8421BCD4．根本逻辑运算的特色与运算：见零为零，全1为1；或运算：见1为1，全零为零；与非运算：见零为1，全1为零；或非运算：见1为零，全零为1；异或运算：相异为1，相同为零；同或运算：相同为1，相异为零；非运算：零变 1， 1变零；要求：娴熟运用上述逻辑运算。
5．数字电路逻辑功用的几种表明办法及彼此转化。
①真值表（组合逻辑电路）或状况转化真值表（时序逻辑电路）：是由变量的一切或许取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式：是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。
③卡诺图：是由表明变量的一切或许取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图：是由表明逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。
⑤波形图或时序图：是由输入变量的一切或许取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。
⑥状况图（只需时序电路才有）：描绘时序逻辑电路的状况转化联系及转化条件的图形称为状况图。
要求：把握这五种（对组合逻辑电路）或六种（对时序逻辑电路）办法之间的彼此转化。
6．逻辑代数运算的根本规矩①反演规矩：关于任何一个逻辑表达式Y，假如将表达式中的一切“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量，反变量换成原变量，那么所得到的表达式便是函数Y的反函数Y（或称补函数）。
这个规矩称为反演规矩。
②对偶规矩：关于任何一个逻辑表达式Y，假如将表达式中的一切“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，而变量坚持不变，则可得到的一个新的函数表达式Y＇，Y＇称为函Y的对偶函数。
数字电路各章的重点、难点和教学要求
一、各章的重点、难点和教学要求（这里所的难点内容中的难点，不包括非重点内容中的难点。
）第一章逻辑代数基础逻辑代数是本书中分析和和设计数字逻辑电路时使用的主要数学工具，所以把它安排在第一章。
本章重点内容有：1、逻辑代数的基本公式和常用公式：2、逻辑代数的基本定理；3、逻辑函数的各种表示方法及相互转换；4、逻辑函数的化简方法；5、约束项、任意项、无关项的概念以及无关项在化简逻辑函数中的应用。
“最小项”和“任何一个逻辑函数式都可以化为最小项之和形式”是两个非常重要的概念，在逻辑函数的化简和变换中经常用到。
而“最大项”用得很少，不是本章的重点内容。
第一章里没有太难掌握的内容。
稍微难理解一点的是约束项、任意项、无关项这几个概念。
建议讲授过程中多举几个例子，这样可加深对这几个概念的理解。
第二章门电路虽然这章讨论的只是门电路铁外特性，但无论集成电路内部电路多么复杂，只要它们和这一章所讲的门电路具有相同的输入、输出电路结构，则这里对输入、输出特性的分析对它们也同样适同。
因此，这一章是全书对电路进行分析的基础。
本章的重点内容包括以下三个方面：1、半导体二极管三极管（包括双极型和MOS型）开关装态下的等效电路和外特性；2、TTL电路的外特性及其应用；3、CMOS电路的外特性及应用。
为了正确理解和运用这些外特性，需要了解TTL电路和CMOS电路的输入电路和输出电路结构及它们的工作原理。
内部的电路结构不是重点内容。
鉴于CMOS电路在数字集成电路中所占的比重已远远超过了TTL电路，建议在讲授时适当加大C MOS电路的比重，并相应压缩TTL电路的内容。
其他类型的双极型数字集成电路属于扩展知识面的内容。
第2.8节两种集成电路的接口问题可以作为学生自学时的阅读材料。
TTL电路的外特性是本章的一个难点，同时也是一个重点。
尤其是输入端采用多发射极三极管结构时，对输入特性的全面分析比较复杂。
从实用的角度出发，只要弄清输入为高/低时输入电流的实际方向和数值的近似计算就可以了。
数字逻辑中的组合逻辑与时序逻辑
数字逻辑中的组合逻辑与时序逻辑数字逻辑是计算机科学中的一门基础课程，主要研究数字电路的设计与分析。
其中，组合逻辑和时序逻辑是数字逻辑中的两个重要部分。
它们分别在不同层面上负责处理不同类型的电路逻辑问题。
本文将详细介绍组合逻辑和时序逻辑的概念、特点和应用。
一、组合逻辑组合逻辑是一种基本的逻辑电路，它的输出只依赖于当前的输入，与电路的过去状态无关。
组合逻辑电路是通过逻辑门（与门、或门、非门等）构成的，每个逻辑门都有一个输出和一个或多个输入。
逻辑门的输出是根据输入信号进行逻辑运算得出的。
常见的组合逻辑电路有多路选择器、编码器、译码器等。
组合逻辑电路主要用于完成逻辑判断和逻辑运算的功能。
它通常被用来实现简单的决策逻辑或运算逻辑，例如比较大小、加法运算等。
组合逻辑电路具有简单、快速、低成本等特点，广泛应用于数字电路中。
它不需要记忆功能，仅通过输入的信号就能够立即输出结果。
二、时序逻辑时序逻辑是一种有记忆功能的逻辑电路，它的输出不仅依赖于当前的输入，还依赖于电路的过去状态。
时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储单元（如触发器、寄存器等）组成，存储单元用于存储过去的状态，组合逻辑电路用于处理当前输入和存储单元中的状态。
时序逻辑电路主要用于处理需要考虑先后顺序或时间因素的问题，例如状态机、计数器等。
它可以实现复杂的逻辑功能和序列控制。
由于时序逻辑电路需要存储单元来存储过去的状态，因此它比组合逻辑电路更复杂，速度较慢且成本较高。
三、组合逻辑与时序逻辑的应用组合逻辑和时序逻辑在数字电路中有着广泛的应用。
组合逻辑电路常用于实现算术逻辑单元（ALU）、多路选择器、编码器、解码器等基本逻辑功能。
它们可以用于计算机内部的数据处理、信号处理等。
此外，组合逻辑电路还可以用于逻辑门电路的设计和实现。
时序逻辑电路在数字电路中也有着重要的应用。
它们可以用于状态机的设计和控制、计数器、寄存器等的实现。
时序逻辑电路常出现在时钟信号的控制和数据的存储与传输中。
(完整版)《数字电子技术》知识点
《数字电子技术》知识点第1章 数字逻辑基础1．数字信号、模拟信号的定义2．数字电路的分类3．数制、编码其及转换要求：能熟练在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD 之间进行相互转换。
举例1：（37.25）10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD 解：（37.25）10= (100101.01)2= ( 25.4)16= (00110111.00100101)8421BCD 4．基本逻辑运算的特点与运算：见零为零，全1为1；或运算：见1为1，全零为零；与非运算：见零为1，全1为零；或非运算：见1为零，全零为1；异或运算：相异为1，相同为零；同或运算：相同为1，相异为零；非运算：零变 1， 1变零；要求：熟练应用上述逻辑运算。
5．数字电路逻辑功能的几种表示方法及相互转换。
①真值表（组合逻辑电路）或状态转换真值表（时序逻辑电路）：是由变量的所有可能取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式：是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。
③卡诺图：是由表示变量的所有可能取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图：是由表示逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。
⑤波形图或时序图：是由输入变量的所有可能取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。
⑥状态图（只有时序电路才有）：描述时序逻辑电路的状态转换关系及转换条件的图形称为状态图。
要求：掌握这五种（对组合逻辑电路）或六种（对时序逻辑电路）方法之间的相互转换。
6．逻辑代数运算的基本规则①反演规则：对于任何一个逻辑表达式Y ，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量，反变量换成原变量，那么所得到的表达式就是函数Y 的反函数Y （或称补函数）。
这个规则称为反演规则。
②对偶规则：对于任何一个逻辑表达式Y ，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，而变量保持不变，则可得到的一个新的函数表达式Y ＇，Y ＇称为函Y 的对偶函数。
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时序逻辑电路
一、分析图所示的时序电路。
A 为输入逻辑变量。
（1）写出电路的驱动方程、状态方程、输出方程； （2）列出电路的状态转换表，并画出完整的状态转换图； （3）说明电路的功能。
二、分析如图所示的时序电路。
（1）写出电路的驱动方程、状态方程、输出方程； （2）列出电路的状态转换表，并画出状态转换图； （3）检查电路能否自启动，说明电路实现的功能。
CLK
三、分析如图所示的时序电路。
（1）写出电路的驱动方程、状态方程；
（2）列出电路的状态转换表，并画出状态转换图；
（3）说明电路能否自启动。
CLK
11J
1K
C1
1J
1K
C1
Q1
Q0
FF0FF1
1J
1K
C1
FF2
Q2
四、试写出下图所示时序电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图并分析电路的逻辑功能。
五、分析下图电路的逻辑功能，要求：
1、写出驱动方程、状态方程、输出方程；
2、写出状态转换图（或转换表）；
3、分析此电路功能，并判断能否自启动。
六、分析下图电路的逻辑功能，要求： 1、写出驱动方程、状态方程、输出方程； 2、写出状态转换图（或转换表）；
3、分析此电路功能，并判断能否自启动。
七、分析如图所示时序逻辑电路的逻辑功能，画出电路的状态转换图，说明电路是否具有自启动特性。
八、试用一片十进制计数器74160接成八进制计数器（允许附加必要的门电路），并作简要说明。
74160的引脚图如下所示。
D
R 74160
EP ET CLK
C
LD
Q 1Q 2Q 3
Q 0D 0D 1D 2
D 3R D
九、试用一片4位同步二进制计数器74LS161接成十一进制计数器（允许附加必要的门电
路，采用清零法），并作简要说明。
74LS161的引脚图如下所示。
十、将4位同步二进制计数器74LS161接成九进制计数器，可以附加必要的门电路。
要求分别用如下两种方法实现：
（1）用置零法（或称复位法）实现；
（2）用置数法（或称置位法）实现，并从0010开始计数。
十一、分析如图所示的计数器电路，说明这是多少进制的计数器，画出电路的状态转换图。
十二、分析如图所示的计数器电路，画出电路的状态转换图，说明这是多少进制的计数器。
十三、分析如图所示的计数器在A=0和A=1时各为多少进制。
十四、用74LS161设计一个可控进制的计数器，当输入控制变量M=0时工作在六进制，M=1时工作在十二进制。
标出计数输入端和进位输出端。
十五、试用两片74160实现一百进制计数器，可附加必要的门电路。
十六、试用两片74160实现三十一进制计数器，可附加必要的门电路。
D
R 74160
EP ET CLK
C
LD Q 1Q 2Q 3
Q 0D 0D 1D 2D 3R D
D
R 74160
EP ET
CLK
C
LD
Q 1Q 2Q 3
Q 0D 0D 1D 2D 3R D
十七、用同步十进制计数器芯片74160设计一个三百六十五进制的计数器。
要求各位间为十进制关系。
允许附加必要的门电路。
十八、分析如图所示电路，说明这是几进制计数器，两片之间是多少进制。
十九、74LS160为同步十进制加法计数器。
回答问题 1、该电路接成了多少进制； 2、分析理由；
3、两片之间是多少进制；
4、利用异步清0端'd R 设计一个六进制计数器。
二十、试用JK触发器和门电路设计一个同步七进制计数器。
二十一、试用D触发器和门电路设计一个十一进制计数器，并检查设计的电路能否自启动。
二十二、请用下降沿触发的D触发器和必要的门电路设计一个同步时序电路，其状态转换图如下图所示。
要求：
（1）写出状态方程、驱动方程、输出方程；
（2）画出电路图。
/Y。