数字电子技术1
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数字电子技术第1单元数字电路基础知识
第二部分 相 关 知 识
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
数字电路概述
计数体制
码制 逻辑代数基础
逻辑函数的化简
数字逻辑门电路
1.1 数字电路概述
1.1.1 什么是数字电路
1．数字电路的特点
• 数字信号目前常取二值信息，它用两个有 一定数值范围的高、低电平来表示，也可 用两个不同状态的逻辑符号如“1”或“H” 和“0”或“L”来表示。
第1单元 数字电路基础知识
第一部分 任 务 导 入
• 数字电路是电子技术的另一大类，广泛应 用于各个领域的各种电子电路之中。
• 图1-1所示为由数字集成块构成的触摸LED 追逐电路。 • 该电路主要是由数字门（如IC1）与数字 计数器（如IC2）共同构成的。
图1-1 数字集成块构成的触摸LED追逐电路
③ 数字电路不仅能完成数值运算，还可以 进行逻辑运算与判断，在控制系统中这是 不可少的，因此又把数字电路称作“数字 逻辑电路”。
1.1.3
数字电路与脉冲电路的异同
• 脉冲信号是短促的断续作用的电压或电流信 号，图1-4所示为常见的脉冲信号波形。 • 除正弦波和它的合成信号外，其他形式的信 号都属于脉冲信号。
3．二进制数运算规则
2．十进制数的计数原则
• 十进制数的计数原则是：逢10进1，借1当10。
• 例如，十进制数3743. 3由5位数字组成，小 数点左边有4位，右边有1位。
• 这个数实际上是由以下多项式缩写而成的， 即
3743.3=3×103+7×102+4×101+3×100+3×10−1
• 依此类推，任何一个n位整数、m位小数 的十进制数(N)10均可记为
数字电子技术基础实验(1)
74LS240只提供了两个使能端 /EN，所以要完成此电路的搭建， 有以下两种方法： 1.使用两片74LS240完成电路的 搭建。 2.观察书中表3-5中的/1EN、 /2EN、/3EN，每次总是使能其中 一个，因此，用一片74LS240中 的三个三态门即可实现。
观察逻辑门对信号的控制作用
• 74LS27（或非门）
• 74LS86（异或门）
• 74LS240
用作选通电路 /EN是整个电路使能端，/EN=0时，G1 工作，G2禁止，Y=/A1;/EN=1时，G1 禁止，G2工作，Y=/A2。 G1、G2构成两个开关。
注意：非门没有专门的芯片，用一片 74LS00（与非门），使其中一个管脚 始终保持高电平即可实现非门的逻辑。
数字电子技术基础实验
实验一：TTL逻辑功能测试
实验目的
• 熟悉常用逻辑门的逻辑功能。 • 掌握门电路逻辑功能的测试方法 • 用基本的门电路组合实现特定逻辑 功能 • 注意：TTL74系列门电路芯片的供 电电压Vcc范围是4.75v-5.25v，过 高会烧掉芯片。
实验内容
• 74LS00（与非门）
1.脉冲信号的产生 2.示波器的使用
观察逻辑门对信号的控制作用
• 74LS27（或非门）
• 74LS86（异或门）
• 74LS240
用作选通电路 /EN是整个电路使能端，/EN=0时，G1 工作，G2禁止，Y=/A1;/EN=1时，G1 禁止，G2工作，Y=/A2。 G1、G2构成两个开关。
注意：非门没有专门的芯片，用一片 74LS00（与非门），使其中一个管脚 始终保持高电平即可实现非门的逻辑。
数字电子技术基础实验
实验一：TTL逻辑功能测试
实验目的
• 熟悉常用逻辑门的逻辑功能。 • 掌握门电路逻辑功能的测试方法 • 用基本的门电路组合实现特定逻辑 功能 • 注意：TTL74系列门电路芯片的供 电电压Vcc范围是4.75v-5.25v，过 高会烧掉芯片。
实验内容
• 74LS00（与非门）
1.脉冲信号的产生 2.示波器的使用
数字电子技术 (1)
数字电子技术您的姓名： [填空题] *_________________________________1.ROM和RAM中存入的信息在电源断电后都不会丢失。
（） [单选题] *对错(正确答案)2.用2片容量为16K×8的ROM构成容量为32K×8的ROM是位扩展。
（） [单选题] *对错(正确答案)3.半导体存储器的存储阵列由若干位存储单元组成，每个存储单元可存放一位二进制信息。
（） [单选题] *对(正确答案)错4.所有的半导体存储器在运行时都具有读和写的功能。
（） [单选题] *对错(正确答案)5.一个4输入端或非门，使其输出为1的输入变量组合有（）种。
[单选题] *1(正确答案)48156.分析下图所示组合逻辑电路，其输出逻辑表达式正确的是（）。
[单选题] * Y=ABY=A+BY=A'B'+ABY=A'B+AB'(正确答案)7.图示全加器符号，当A = 0，B = 1，CI = 1时，S和CO分别为( )。
[单选题] *CO=0, S=0CO=0, S=1CO=1, S=1CO=1, S=0(正确答案)8.引起组合逻辑电路中竟争与冒险的原因是（）。
[单选题] *干扰信号逻辑关系错误电源不稳定电路工作延时(正确答案)9.下列门电路中，（）的输出端可以并联使用。
[单选题] *TTL与非门CMOS与非门TTLOC门(正确答案)CMOS反相器10.组合逻辑电路的分析过程中，通常最终得到（），并由此总结得到具体的逻辑功能表述。
[单选题] *卡诺图逻辑表达式真值表(正确答案)逻辑电路图11.如下图所示，输出F为1，A、B、C的取值应为（）。
[单选题] *101 011(正确答案)11011112.已知如下逻辑函数的真值表，其输出的标准与或式为（）。
[单选题] *A.B.(正确答案)C.D.13. 4位二进制译码器有（）个输出信号端。
[单选题] *4 816(正确答案)3214.要扩展得到5-32线译码器，需要（）片3-8线译码器。
数字电子技术1（B） 重理工资料库
5、欲使 D 触发器按照 Qn1 Qn 工作，应该使输入端 D 接（
）。
A0
B1
CQ
6 多谐振荡器可产生(
)。
A 正弦波
B 矩形脉冲
C 三角波
7、2 进制数 1110.101 转换为十进制数为（
）。
A．14.5
B. 15.5
C. 14.625
8、3-8 译码器的输入控制端为 011 时，输出信号（
2、将 74LS290 十进制计数器接成图示的电路，分析回答 （1）该电路模为几？（2）该电路是否具有自启动能力？ （3）画 出状态转换图 （注：R01 和 R02 同为高电平时计数器清零）。（8 分）
QD R01
R02
QC
QB
QA
74LS290
S92
CP2
CP1
S91
计数脉冲
3、试分析如图所示的时序逻辑电路，要求写出激励方程，次态方程，并列出状态转换表，分析该电路的功能（设触发器初 始状态均为 Q=0）。（12 分）
Q1
Q0
“1”
“1”
五、电路设计题（共 30 分）
得分
评卷人
1、试设计一判奇电路，当输入信号A，B，C组合取值中出现奇数个1时，电路输出F为1，否则为0。要求列出真值表，写出逻
辑表达式，画出逻辑电路图。
（10分）
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重理工资料库
重庆理工大学考试试卷
2014～2015 学年第 1 学期
A．Y1
B.Y2
C.Y3
DQ
D 锯齿波
D. 13.625 ）有效。
D.Y4
9、三变量函数 FA, B,C A BC 的最小项表示中不含下列哪项（
《数字电子技术》课程简介(1)
数字电子技术
(Digita1E1ectronicTechno1ogy)
总学时：56学时理论：48学时实验（上机、实习等）：8学时
学分：3.5
课程主要内容：
本课程是计算机科学与技术专业的必修学科基础课程。
数字电子技术是电工、电子系列课程知识平台上的重要组成部分，是在电子技术方面入门性质的重要技术基础课。
其教学目的是使学生获得适应信息时代的数字电子技术方面的基本知识、基本原理和基本技能。
培养学生分析和解决问题的能力，为以后深入学习数字电子技术领域的相关内容和专业应用打好基础。
课程主要内容包括：数字逻辑概论、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、锁存器和触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、脉冲波形的变换与产生、数模与模数转换器。
先修课程：
本课程一般应在学完《普通物理》、《电路原理》、《模拟电子技术》之后开课。
适用专业：
网络工程
教材：
康华光.《电子技术基础》（数字部分）（第五版）.北京：高等教育出版社，2006
教学参考书：
[1]阎石.《数字电子技术基础》（第五版）.北京：高等教育出版社，2008。
数字电子技术
01
高速、高带宽
随着通信技术的发展，数字电子技术正朝着高速、高带宽的方向发展。
这使得数字信号的传输速度更快，数据吞吐量更大。
02
低功耗、绿色环保
随着能源问题的日益突出，数字电子技术正朝着低功耗、绿色环保的方
向发展。这有助于减少能源消耗，降低环境污染。
03
人工智能、物联网
人工智能和物联网技术的快速发展为数字电子技术提供了新的应用场景。
对未来的展望与建议
展望
未来，数字电子技术将继续发挥重要作用，推动社会的进步和发展。同时，数字电子技术将与各领域深度融合， 形成更加智能、高效、环保的应用模式。
建议
为了更好地发展数字电子技术，需要加强基础研究，提高自主创新能力；加强人才培养，提高技术队伍素质；加 强产学研合作，推动科技成果转化；加强政策支持，优化发展环境。
迭代设计
在系统设计过程中不断进行迭代和优 化，以达到更好的设计效果。
数字系统设计流程
逻辑设计
根据需求分析结果，进行逻辑 电路设计和逻辑功能验证。
元件选择与布局
选择合适的元件和芯片，进行 元件布局和布线设计。
需求分析
明确系统需求和功能，进行系 统规格说明。
电路设计
将逻辑设计转化为实际电路， 进行电路设计和仿真验证。
通过实际案例，如计数器、交通灯控制器等，深 入理解数字系统设计的实际应用。
数字信号处理实践
数字信号处理基本概念
数字信号处理应用
了解数字信号处理的基本概念，如采 样、量化、滤波等。
通过实际应用案例，如音频处理、图 像处理等，深入理解数字信号处理的 实际应用。
数字信号处理算法实现
掌握常见的数字信号处理算法，如 FFT、滤波器设计等，并能够利用编 程语言实现。
数字电子技术(高吉祥) 课后答案1
＆
＆
＆
Y
＆
（3）
A
1
B C
＆
Y
A
1
B
1
C
1
（4）
＆
＆
＆
1
Y
＆
A
B
＆
C
1.17 略。 1.18 略。 1.19 略。 1.20 略。 1.21 略。
＆
1
Y
1.22 略。
第一章 数字逻辑基础
1.1 填空题 （1）数制是人们对数量计数的一种统计规则。任何一种进位计数包含 基数 和 位权 两个基本因素。 （2）十进制数转换为 R 进制数可分为整数和小数部分分别考虑，整数部分按 除 R 取余，逆序排列 ，小数部分按 乘 R 取整，顺序排列 。 （3）（0011）631-1BCD=（ 0 ）10 （4）编码就是用二进制码来表示给定的 信息符号 。
（3）（8F.FF）16=（1000 1111.1111 1111）2=（143.99609375）10
（4）（10.00）16=（0001 0000.0000 0000）2=（16.0）10
1.3 将下列十进制数转换成等效的二进制数和等值的十六进制数。要求二进制数
保留小数点以后 4 位有效数字。
（1）（17）10=（10001）2=（11）16
（2）（127）10=（1111111）2=（7F）16
（3）（0.39）10=（0.0110）2=（0.63D7）16
（4）（25.7）10=（11001.1011）2=（19.B333）16
1.4 写出下列二进制数的原码和补码。
（1）（+1011）2
原码：01011 补码：01011
（2）（+00110）2
数字电子技术——第1章数字电子技术基础ppt
2421码的权值依次为2、4、2、1；余3码由8421码加0011 得到；格雷码是一种循环码，其特点是任何相邻的两个码字， 仅有一位代码不同，其它位相同。
用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符 号等信息称为编码。
用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的 二进制数称为代码。
二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进 制数中的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421 BCD码。
整数部分采用基数连除法， 先得到的余数为低位，后得 到的余数为高位。
小数部分采用基数连乘法， 先得到的整数为高位，后得 到的整数为低位。
2 44
余数
2 22 ……… 0=K0 2 11 ……… 0=K1 2 5 ……… 1=K2 2 2 ……… 1=K3 2 1 ……… 0=K4
0 ……… 1=K5
课程说明
主要内容：
• 数字逻辑基础 • 逻辑门电路 • 组合逻辑电路 • 触发器 • 时序逻辑电路 • 半导体存储器 • 脉冲波形的产生与整形 • 可编程逻辑器件和现场可编程门阵列 • 数/模和模/数转换
课程意义：
数字电路是一门硬件方面的重要基础课。 其任务是使同学们获得数字电路的基本理论、 基本知识、基本技能，掌握数字逻辑的基本 分析方法和设计方法，培养学生分析问题、 解决问题能力以及工程实验能力。
学习本门课程应注意的问题：
• ⑴ 应着重抓好基本理论、基本知识、基 本方法的学习。
• ⑵能熟练运用数字电路的分析方法和设 计方法。
• ⑶重视实验技术。
教材及参考书：
1. 数字电子技术基础简明教程 (第二版) 余孟尝 主编 高等教育出版社 1998
用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符 号等信息称为编码。
用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的 二进制数称为代码。
二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进 制数中的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421 BCD码。
整数部分采用基数连除法， 先得到的余数为低位，后得 到的余数为高位。
小数部分采用基数连乘法， 先得到的整数为高位，后得 到的整数为低位。
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余数
2 22 ……… 0=K0 2 11 ……… 0=K1 2 5 ……… 1=K2 2 2 ……… 1=K3 2 1 ……… 0=K4
0 ……… 1=K5
课程说明
主要内容：
• 数字逻辑基础 • 逻辑门电路 • 组合逻辑电路 • 触发器 • 时序逻辑电路 • 半导体存储器 • 脉冲波形的产生与整形 • 可编程逻辑器件和现场可编程门阵列 • 数/模和模/数转换
课程意义：
数字电路是一门硬件方面的重要基础课。 其任务是使同学们获得数字电路的基本理论、 基本知识、基本技能，掌握数字逻辑的基本 分析方法和设计方法，培养学生分析问题、 解决问题能力以及工程实验能力。
学习本门课程应注意的问题：
• ⑴ 应着重抓好基本理论、基本知识、基 本方法的学习。
• ⑵能熟练运用数字电路的分析方法和设 计方法。
• ⑶重视实验技术。
教材及参考书：
1. 数字电子技术基础简明教程 (第二版) 余孟尝 主编 高等教育出版社 1998
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A.JK触发器B. RS触发器C. D触发器D. T触发器
[9]八位DAC电路可分辩的最小输出电压为10mV，则输入数字量为10000000B时，输出电压为（ ）。
A. 2.56VB.1.28VC.1.27VD.2.55V
[10].函数 的最简与非式为（）。
A. B. C. D.
二、填空题(每空1分,共10分)
[4]分析如图9所示时序逻辑电路的逻辑功能，要求：(1)写出输出方程及状态方程组；
(2)列出状态转换表；(3)画出状态转换图并说明电路的功能。
四、设计题（每小题15分，共30分）
[1].在举重比赛中，有三个裁判：主裁判A，副裁判B和C。他们面前各有一个键钮，当三个裁判或者一个主裁判和一个副裁判同时按下自己的按钮时，表示举重成功,灯亮，否则灯灭，试设计一灯亮控制电路。（15分）
[6]．由或非门构成的基本RS触发器，要使Qn+1=1输入信号应为（）。
A．SD=RD=0B．SD=RD=1C．SD=1，RD=0D．SD=0，RD=1
[7]．有一个稳态和一个暂稳态的电路是（）。
A．多谐振荡器B．单稳态触发器C．施密特触发器D．双稳态触发器
[8]某触发器的状态图如图5所示，则该触发器是（ ）。
[1]如果用ROM实现两个3位二进制数相乘的逻辑函数时所需的容量是。
[2]由触发器组成的电路如图6所示，Q1=；Q2=；Q3=；Q4=；
Hale Waihona Puke 图6[3]用0、1两个符号对100个信息进行编码，则至少需要__________位。
[4]存储容量为16×8的ROM，其地址线和位线分别为和。
[5](100001110101.10010011)8421BCD=( )10=()余3码
一、单项选择题(每一个选择2分,共20分)
[1]..触发器电路如1图所示，当输入A=1时，次态Qn+1等于（ ）。
A.0B.1C.QnD.
图1图2
[2].施密特触发器的电压传输特性如2图所示，则电路的回差电压为（ ）。
A.0.6VB.1VC.1.6VD.2.6V
[3].TTL三态门电路如3图所示，其输出函数F为（ ）。
三、分析题(每题10分，共40分)
[1].写出图7所示电路逻辑表达式，并列真值表，说明其逻辑功能。（10分）
图7 图8
[2]已知四变量函数，（1）试用最少数目的与非门实现此电路，并画出相应的电路图；（2）分析电路冒险可能出现的时刻及冒险类型；（3）若考虑用滤波电容Ci来消除冒险，则Ci应接在何处？
[3]由4位二进制同步加计数器CT74LS161构成的时序逻辑电路如图8所示，时钟脉冲CP为方波，要求：作状态转换图；分析是几进制的计数器（10分）。
A.F=AB· B.X=0，F= C.X=1，F= D.X=0，F=1
图3图4图5
[4]．如4图所示电路，输出函数F的表达式为（）。
A．F= B．F=ABC．F= D．F=
[5].已知函数F（A，B，C，D）= 其最简与或式为（ ）。
A.F= + + CDB.F= + +A
C.F= + C+ B D.F= + + C
(1)列真值表，用卡诺图化简逻辑函数，用与非门组成控制电路。
(2)试用一片4选1数据选择器如图10组成控制电路（在答题纸上画出控制电路）。
[2]某同步时序电路编码状态图如图11所示，写出用D触发器设计此电路，要求：列出状态转换表；列出激励表；写出激励方程；画出时序逻辑电路图。（15分）
[9]八位DAC电路可分辩的最小输出电压为10mV，则输入数字量为10000000B时，输出电压为（ ）。
A. 2.56VB.1.28VC.1.27VD.2.55V
[10].函数 的最简与非式为（）。
A. B. C. D.
二、填空题(每空1分,共10分)
[4]分析如图9所示时序逻辑电路的逻辑功能，要求：(1)写出输出方程及状态方程组；
(2)列出状态转换表；(3)画出状态转换图并说明电路的功能。
四、设计题（每小题15分，共30分）
[1].在举重比赛中，有三个裁判：主裁判A，副裁判B和C。他们面前各有一个键钮，当三个裁判或者一个主裁判和一个副裁判同时按下自己的按钮时，表示举重成功,灯亮，否则灯灭，试设计一灯亮控制电路。（15分）
[6]．由或非门构成的基本RS触发器，要使Qn+1=1输入信号应为（）。
A．SD=RD=0B．SD=RD=1C．SD=1，RD=0D．SD=0，RD=1
[7]．有一个稳态和一个暂稳态的电路是（）。
A．多谐振荡器B．单稳态触发器C．施密特触发器D．双稳态触发器
[8]某触发器的状态图如图5所示，则该触发器是（ ）。
[1]如果用ROM实现两个3位二进制数相乘的逻辑函数时所需的容量是。
[2]由触发器组成的电路如图6所示，Q1=；Q2=；Q3=；Q4=；
Hale Waihona Puke 图6[3]用0、1两个符号对100个信息进行编码，则至少需要__________位。
[4]存储容量为16×8的ROM，其地址线和位线分别为和。
[5](100001110101.10010011)8421BCD=( )10=()余3码
一、单项选择题(每一个选择2分,共20分)
[1]..触发器电路如1图所示，当输入A=1时，次态Qn+1等于（ ）。
A.0B.1C.QnD.
图1图2
[2].施密特触发器的电压传输特性如2图所示，则电路的回差电压为（ ）。
A.0.6VB.1VC.1.6VD.2.6V
[3].TTL三态门电路如3图所示，其输出函数F为（ ）。
三、分析题(每题10分，共40分)
[1].写出图7所示电路逻辑表达式，并列真值表，说明其逻辑功能。（10分）
图7 图8
[2]已知四变量函数，（1）试用最少数目的与非门实现此电路，并画出相应的电路图；（2）分析电路冒险可能出现的时刻及冒险类型；（3）若考虑用滤波电容Ci来消除冒险，则Ci应接在何处？
[3]由4位二进制同步加计数器CT74LS161构成的时序逻辑电路如图8所示，时钟脉冲CP为方波，要求：作状态转换图；分析是几进制的计数器（10分）。
A.F=AB· B.X=0，F= C.X=1，F= D.X=0，F=1
图3图4图5
[4]．如4图所示电路，输出函数F的表达式为（）。
A．F= B．F=ABC．F= D．F=
[5].已知函数F（A，B，C，D）= 其最简与或式为（ ）。
A.F= + + CDB.F= + +A
C.F= + C+ B D.F= + + C
(1)列真值表，用卡诺图化简逻辑函数，用与非门组成控制电路。
(2)试用一片4选1数据选择器如图10组成控制电路（在答题纸上画出控制电路）。
[2]某同步时序电路编码状态图如图11所示，写出用D触发器设计此电路，要求：列出状态转换表；列出激励表；写出激励方程；画出时序逻辑电路图。（15分）