华中科技大学电子技术基础(数字部分)课件ch6a
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《电子技术基础》课件
分析的基础。
基尔霍夫定律
包括节点电流定律和回 路电压定律，是解决复
杂电路问题的关键。
叠加定理
用于分析多个电源共同 作用下的电路情况。
戴维南定理
将复杂电路等效为简单 电路，便于分析。
电压与电流分析
电压
表示电场中电势差的大小，是推动电流流动 的能量。
电流的流向
由高电位流向低电位。
电流
电荷在电场中的定向移动，形成电流。
放大电路的工作原理
通过调整晶体管的基极、集电极和发 射极的电压，控制电流的大小，实现 信号的放大。
放大电路的分析方法
静态分析法
分析电路在直流工作点附 近的性能，计算静态工作 点。
动态分析法
分析电路在交流信号作用 下的性能，计算析法
通过图形直观地表示电路 的工作状态和性能，如波 形图、相频图和幅频图等 。
开电子技术的支持。
工业领域
在自动化生产、电机控制、电 力电子等领域，电子技术也得
到了广泛应用。
消费电子领域
各种电子产品如电视、音响、 手机等都离不开电子技术的支
持。
电子技术的发展趋势
集成化
智能化
随着半导体工艺的不断进步，电子器件的 尺寸越来越小，集成度越来越高。
人工智能和物联网技术的发展，使得电子 设备具备了更强的智能化功能，能够实现 自主感知、决策和控制。
电容
总结词
电容是储存电荷的元件，具有隔直流通交流的特性。
详细描述
电容由两块导电板中间夹绝缘介质构成，其电容量取决于两板之间的距离、正对 面积以及介质的介电常数。电容在电路中用于滤波、耦合、旁路和调谐等作用。 常见的电容类型包括电解电容、陶瓷电容和薄膜电容等。
电感
基尔霍夫定律
包括节点电流定律和回 路电压定律，是解决复
杂电路问题的关键。
叠加定理
用于分析多个电源共同 作用下的电路情况。
戴维南定理
将复杂电路等效为简单 电路，便于分析。
电压与电流分析
电压
表示电场中电势差的大小，是推动电流流动 的能量。
电流的流向
由高电位流向低电位。
电流
电荷在电场中的定向移动，形成电流。
放大电路的工作原理
通过调整晶体管的基极、集电极和发 射极的电压，控制电流的大小，实现 信号的放大。
放大电路的分析方法
静态分析法
分析电路在直流工作点附 近的性能，计算静态工作 点。
动态分析法
分析电路在交流信号作用 下的性能，计算析法
通过图形直观地表示电路 的工作状态和性能，如波 形图、相频图和幅频图等 。
开电子技术的支持。
工业领域
在自动化生产、电机控制、电 力电子等领域，电子技术也得
到了广泛应用。
消费电子领域
各种电子产品如电视、音响、 手机等都离不开电子技术的支
持。
电子技术的发展趋势
集成化
智能化
随着半导体工艺的不断进步，电子器件的 尺寸越来越小，集成度越来越高。
人工智能和物联网技术的发展，使得电子 设备具备了更强的智能化功能，能够实现 自主感知、决策和控制。
电容
总结词
电容是储存电荷的元件，具有隔直流通交流的特性。
详细描述
电容由两块导电板中间夹绝缘介质构成，其电容量取决于两板之间的距离、正对 面积以及介质的介电常数。电容在电路中用于滤波、耦合、旁路和调谐等作用。 常见的电容类型包括电解电容、陶瓷电容和薄膜电容等。
电感
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
20
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。
电子技术基础(数字部分)
O1
= 0V
C
电容充电
vC vO
vI
当 v I =V 时， TH
vI
v O1
迅速使G1导通、 G2截止
vO1 =0 vO2=1 电路进入第二暂态
G1 TP D1 vI D2 TN R vO1 D3 充电 vO2 D4 TN TP G2 VDD
v O 1=0
vI
VDD VTH 0
Байду номын сангаас
v O =1
t
vO
C
VDD 0
Q L L L L
Q
H H H H
不可触发，保持稳态不变
B为高电平，且A1、A2中有一个 或两个为下降沿， 剩下的为高 电平时电路被触发 A1、A2中有一个或两个为低电平，
L
L
在B端输入上升沿时电路被触发
输入控制电路中锁存器的作用？
A1和A2是两个下降沿有效的触发信号输入端，B是上升沿有效的触发信号输入端。
G1 vI G2 vO1 R
G1 G2 TP D3 v O1 D2 TN TN vO +VDD
1
1
C
vO
D1
TP
vI
R
D4
组成的多谐振荡器
VC C
2. 工作原理
（1）第一暂稳态（初态）电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态 电路初态：v =1 v O =0 （是偶然的） v 假定 VTH VDD / 2
CMOS或非门构成的微分型 单稳态触发器
稳态为0
vO1 vO 1 D vI2 vC R VDD C G2
vO 1 D vI2 R
G1 1 vI Cd vd Rd
G1 & vI Cd vd Rd
= 0V
C
电容充电
vC vO
vI
当 v I =V 时， TH
vI
v O1
迅速使G1导通、 G2截止
vO1 =0 vO2=1 电路进入第二暂态
G1 TP D1 vI D2 TN R vO1 D3 充电 vO2 D4 TN TP G2 VDD
v O 1=0
vI
VDD VTH 0
Байду номын сангаас
v O =1
t
vO
C
VDD 0
Q L L L L
Q
H H H H
不可触发，保持稳态不变
B为高电平，且A1、A2中有一个 或两个为下降沿， 剩下的为高 电平时电路被触发 A1、A2中有一个或两个为低电平，
L
L
在B端输入上升沿时电路被触发
输入控制电路中锁存器的作用？
A1和A2是两个下降沿有效的触发信号输入端，B是上升沿有效的触发信号输入端。
G1 vI G2 vO1 R
G1 G2 TP D3 v O1 D2 TN TN vO +VDD
1
1
C
vO
D1
TP
vI
R
D4
组成的多谐振荡器
VC C
2. 工作原理
（1）第一暂稳态（初态）电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态 电路初态：v =1 v O =0 （是偶然的） v 假定 VTH VDD / 2
CMOS或非门构成的微分型 单稳态触发器
稳态为0
vO1 vO 1 D vI2 vC R VDD C G2
vO 1 D vI2 R
G1 1 vI Cd vd Rd
G1 & vI Cd vd Rd
华中科技大学电子技术基础 数字部分 课件
如N个NMOS 管串联?
与非门
A& B
Y = AB
2. CMOS 与门 Y = AB = AB
+VDD
vO / V
TP
VDD A B
电压传输特性
+
vI
-
iD
vO
TN
C
0
DE F
VTH
vI / V
CA阈DB值、段电E：F压：段：
iD / mA
C D 电流传输特性
管截的止T漏状VNT、极态HTT=电，Np0、流均故.5T达导VPi总DD到通D≈有最，0一大流。个值过为两iD = iD（（maVx)D。D = 3 ~ 18 V）
P 沟道增强型 MOS 管: VGS <0
VGS > VTP VGS < VTP
MOS管导通 MOS管截止
5). MOS管的开关作用
a)N 沟道增强型 MOS 管)：
+VDD 导通
截止
RD
D G
vD
ROON约在1k以
内，与GVGS的
vO
vI
D vO vI
B
v CI RON 大小有关. CI
I
G 栅极S与衬底之间存
VNL =VIL(max)－VOL(max)
VOH VOH min
VIH
VNH
驱动门
VIH min负载门
VIL max
VOL V maxNL
VOL
VIL
3.传输延迟时间
传输延迟时间是表征门电路开关速度 的参数，它说明门电路在输入脉冲波
CMOS电路传输延迟时间
形的作用下，其输出波形相对于输入 波形延迟了多长的时间。
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
华科电信数电课件(全)
数字电路与逻辑设计 4
�
作业
� � �
�
考试
� �
2013年3月8日
如何学好本课程
1. 比理解更进一步
学习
2. 善用网络资源
�
理解
思考
应用
利用搜索引擎查找数据手册和应用笔记
� Datasheet � Application
Note
�
浏览电子论坛
� 例如
数字电路与逻辑设计
15
例2
问题：这又是一个实现什么功能的电路？
2013年3月8日
数字电路与逻辑设计
16
例3
问题：如何实现4开关灯控电路？ Tip：简单连线是无法实现的～ ☺
2013年3月8日 数字电路与逻辑设计 17
例1的逻辑代数分析过程
K 0 断开 接通 1
L 0 熄灭 点亮 1
逻辑表达式: L = K
�
专业技术基础（系统的物理构成基础及其构件）
� �
� �
专业性课程：通信原理／计算机网络／微波技术基础 实验技术基础（系统的实现与工程实践能力）
� �
电子电路测试与实验／微机原理实验 各软件类课程上机、软件课设、硬件课设
2013年3月8日
数字电路与逻辑设计
3
本课程要求
�
课堂
� � �
请记笔记（要点、疑问）；课件每章结束后提供 可随时提问；也可能会随时被提问（计入平时成绩） 带草稿纸（用于课堂练习或考试） 每周第一次课前收齐；之后一律算补交 补交作业计60分（C） 抄袭作业视为缺交 集体出卷 流水阅卷
K1 0 0 0 0 …
K2 0 0 0 0 …
K3 0 0 1 1 …
�
作业
� � �
�
考试
� �
2013年3月8日
如何学好本课程
1. 比理解更进一步
学习
2. 善用网络资源
�
理解
思考
应用
利用搜索引擎查找数据手册和应用笔记
� Datasheet � Application
Note
�
浏览电子论坛
� 例如
数字电路与逻辑设计
15
例2
问题：这又是一个实现什么功能的电路？
2013年3月8日
数字电路与逻辑设计
16
例3
问题：如何实现4开关灯控电路？ Tip：简单连线是无法实现的～ ☺
2013年3月8日 数字电路与逻辑设计 17
例1的逻辑代数分析过程
K 0 断开 接通 1
L 0 熄灭 点亮 1
逻辑表达式: L = K
�
专业技术基础（系统的物理构成基础及其构件）
� �
� �
专业性课程：通信原理／计算机网络／微波技术基础 实验技术基础（系统的实现与工程实践能力）
� �
电子电路测试与实验／微机原理实验 各软件类课程上机、软件课设、硬件课设
2013年3月8日
数字电路与逻辑设计
3
本课程要求
�
课堂
� � �
请记笔记（要点、疑问）；课件每章结束后提供 可随时提问；也可能会随时被提问（计入平时成绩） 带草稿纸（用于课堂练习或考试） 每周第一次课前收齐；之后一律算补交 补交作业计60分（C） 抄袭作业视为缺交 集体出卷 流水阅卷
K1 0 0 0 0 …
K2 0 0 0 0 …
K3 0 0 1 1 …
华中科技大学电子技术数字部分课件3-1
8
3.1.3 逻辑函数的代数变换
例，试用逻辑电路来实现逻辑函数 L=A· AB+B· AB a. 直接用与非门、与 门、或非门实现
& A B & AB & A B & 1 1 & &
9
≥1
AB
b.代数变换后，用与非门实现 L=AB(A+B)=AB · A B
c. 代数变换后，用同或门实现
L = A • AB + B • AB = A( A + B) + B( A + B)
A 1 &
AB
≥1
= AB + AB
AB + AB
L A B
B
1 &
L
AB
结论： 以上均为同或门的逻辑电路和表达式，可
见，一个逻辑问题对应的真值表是唯一的，但实 现它的逻辑电路是多样的，可根据手头器件，通 过逻辑表达式的变换来实现。
10
3.1.4 逻辑函数的化简
同一个逻辑函数可以有多个不同的逻辑表达式， 例如： L1= AB+AC
----------------------------------------“与或表达式” “或与表达式” “与非-与非表达式” “或非-或非表达式” “与-或-非表达式”
11
L2=( A+C ) (A+B) L3= AB · AC L4 =( A+C )+ (A+B) L5 = AB + A C
=AB + A C + ABC + A BC
= ( AB + ABC ) + ( A C + A C B)
3.1.3 逻辑函数的代数变换
例，试用逻辑电路来实现逻辑函数 L=A· AB+B· AB a. 直接用与非门、与 门、或非门实现
& A B & AB & A B & 1 1 & &
9
≥1
AB
b.代数变换后，用与非门实现 L=AB(A+B)=AB · A B
c. 代数变换后，用同或门实现
L = A • AB + B • AB = A( A + B) + B( A + B)
A 1 &
AB
≥1
= AB + AB
AB + AB
L A B
B
1 &
L
AB
结论： 以上均为同或门的逻辑电路和表达式，可
见，一个逻辑问题对应的真值表是唯一的，但实 现它的逻辑电路是多样的，可根据手头器件，通 过逻辑表达式的变换来实现。
10
3.1.4 逻辑函数的化简
同一个逻辑函数可以有多个不同的逻辑表达式， 例如： L1= AB+AC
----------------------------------------“与或表达式” “或与表达式” “与非-与非表达式” “或非-或非表达式” “与-或-非表达式”
11
L2=( A+C ) (A+B) L3= AB · AC L4 =( A+C )+ (A+B) L5 = AB + A C
=AB + A C + ABC + A BC
= ( AB + ABC ) + ( A C + A C B)
电子技术基础—数字部分ppt课件
表8-2 八种波形及存储器地址空间分配情况
S3 S2 S1 00 0 001
010
┇
111
10/13/2023
波形 正弦波 锯齿波 三角波
┇ 阶梯波
A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 0 H~ 0 FFH 1 0 0 H~ 1 FFH 2 0 0 H~ 2FFH ┇ 7 0 0 H~ 7 FFH
11
波形选 择开关
存八种 波形的
数据
经8位 DAC转
换成模
拟电压。
10/13/2023
图8-13 八种波形发生器电路图
256进 制计数
器
S1 、S2和S3 ：波形选择开关。 两个16进制计数器在CP脉冲的作用下，从00H~ FFH不断作周期性的计数，则相应波形的编码数据便 依次出现在数据线D0~D7上，经D/A转换后便可在输 出端得到相应波形的模拟电压输出波形。
单片容量已达64MB，并正在开发256MB的快闪 存储器。可重写编程的次数已达100万次。
10/13/2023
16
已越来越多地取代EPROM，并广泛应用于通信 设备、办公设备、医疗设备、工业控制等领域。
3. 非易失性静态读写存储器NVSRAM
由美国Dallas半导体公司推出，为封装一体化的
电池后备供电的静态读写存储器。 它以高容量长寿命锂电池为后备电源，在低功
10/13/2023
图8-14 三角波细分图
14
将这255个二进制数通过用户编程的方法，写入 对应的存储单元，如表8-3所示。将2716的高三位地 址A10A9A8取为0，则该三角波占用的地址空间为000H ~0FFH，共256个。
表8-3 三角波存储表
S3 S2 S1 00 0 001
010
┇
111
10/13/2023
波形 正弦波 锯齿波 三角波
┇ 阶梯波
A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 0 H~ 0 FFH 1 0 0 H~ 1 FFH 2 0 0 H~ 2FFH ┇ 7 0 0 H~ 7 FFH
11
波形选 择开关
存八种 波形的
数据
经8位 DAC转
换成模
拟电压。
10/13/2023
图8-13 八种波形发生器电路图
256进 制计数
器
S1 、S2和S3 ：波形选择开关。 两个16进制计数器在CP脉冲的作用下，从00H~ FFH不断作周期性的计数，则相应波形的编码数据便 依次出现在数据线D0~D7上，经D/A转换后便可在输 出端得到相应波形的模拟电压输出波形。
单片容量已达64MB，并正在开发256MB的快闪 存储器。可重写编程的次数已达100万次。
10/13/2023
16
已越来越多地取代EPROM，并广泛应用于通信 设备、办公设备、医疗设备、工业控制等领域。
3. 非易失性静态读写存储器NVSRAM
由美国Dallas半导体公司推出，为封装一体化的
电池后备供电的静态读写存储器。 它以高容量长寿命锂电池为后备电源，在低功
10/13/2023
图8-14 三角波细分图
14
将这255个二进制数通过用户编程的方法，写入 对应的存储单元，如表8-3所示。将2716的高三位地 址A10A9A8取为0，则该三角波占用的地址空间为000H ~0FFH，共256个。
表8-3 三角波存储表
华中科技大学电子技术基础(数字部分)课件2
结合律：A + B + C = (A + B) + C 分配律： ( B + C ) = AB + AC A
重叠律： 反演律： 吸收律
A+A=A A+B=A· B
A ·A=A AB = A + B
A + A ⋅ B＝A
A + A ⋅ B＝A + B
A ⋅ ( A + B)＝A
( A + B) ⋅ ( A + C) ＝A + BC
逻辑代数
逻辑代数的基本定律和恒等式 逻辑代数的基本规则 逻辑函数的变换及代数化简法
2.1
逻辑代数
逻辑代数又称布尔代数,是英国数学家George · Boole 在1849年提 出的。它是分析和设计现代数字逻辑电路不可缺少的数学工具。 逻辑代数有一系列的定律、定理和规则，用它们对数学表达式进 行处理，可以完成对逻辑电路的化简、变换、分析和设计。 • 逻辑关系指的是事件产生的条件和结果之间的因果关系。在数 字电路中往往是将事情的条件作为输入信号，而结果用输出信号 表示。条件和结果的两种对立状态分别用逻辑“1” 和“0”表示。
L = A B + A BCD ( E + F ) = A B
消去法：A + A B = A + B L = AB + A C + B C = AB + ( A + B )C A + B = AB
= AB + ABC = AB + C
A+AB=A+B
配项法： + A = 1 A L = AB + A C + BC = AB + A C + ( A + A )BC
电子技术基础数字部分第六版康华光逻辑门电路共节课件
详细描述
逻辑门电路是数字电路中的基本单元，它能够实现逻辑运算，即根据输入信号的状态，决定输出信号 的状态。逻辑门电路通常由晶体管等电子元件构成，通过组合不同的逻辑门电路，可以实现复杂的逻 辑功能。
逻辑门电路的基本功能
总结词
逻辑门电路的基本功能是根据输入信号的状态，决定输出信号的状态。具体来说，与门能够实现逻辑与运算，或 门能够实现逻辑或运算，非门能够实现逻辑非运算等。
电子技术基础数字部分第六版康 华光逻辑门电路课件
• 逻辑门电路的原理与结构 • 逻辑门电路的应用 • 逻辑门电路的实验与实践 • 逻辑门电路的常见问题与解决方案
01
逻辑门电路概述
逻辑门电路的定义与分类
总结词
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路，能够根据输入信号的状态，决定输出信号的状态。根据功能不同， 逻辑门电路可以分为与门、或门、非门、与非门、或非门等。
采取有效的噪声抑制措施，如加入去 耦电容等，以减小噪声对逻辑门电路 性能的影响。
逻辑门电路的应用前景与展望
嵌入式系统领域
随着嵌入式系统的发展，逻辑门电路在其 中的应用将更加广泛，特别是在控制、信
号处理等方面。
人工智能领域
人工智能技术的快速发展对逻辑门电路提 出了更高的要求，其在算法实现、数据处
理等方面将发挥重要作用。
高速通信领域
在高速通信领域，逻辑门电路在信号调制、 解调等方面具有重要应用，未来随着通信 技术的发展，其需求也将持续增长。
绿色能源领域
随着绿色能源技术的推广，逻辑门电路在 太阳能逆变器、风能控制系统等领域的应 用也将得到进一步拓展。
THANK YOU
感谢各位观看
05
逻辑门电路的常见问题与解决方案
逻辑门电路的常见故障与排除方法
逻辑门电路是数字电路中的基本单元，它能够实现逻辑运算，即根据输入信号的状态，决定输出信号 的状态。逻辑门电路通常由晶体管等电子元件构成，通过组合不同的逻辑门电路，可以实现复杂的逻 辑功能。
逻辑门电路的基本功能
总结词
逻辑门电路的基本功能是根据输入信号的状态，决定输出信号的状态。具体来说，与门能够实现逻辑与运算，或 门能够实现逻辑或运算，非门能够实现逻辑非运算等。
电子技术基础数字部分第六版康 华光逻辑门电路课件
• 逻辑门电路的原理与结构 • 逻辑门电路的应用 • 逻辑门电路的实验与实践 • 逻辑门电路的常见问题与解决方案
01
逻辑门电路概述
逻辑门电路的定义与分类
总结词
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路，能够根据输入信号的状态，决定输出信号的状态。根据功能不同， 逻辑门电路可以分为与门、或门、非门、与非门、或非门等。
采取有效的噪声抑制措施，如加入去 耦电容等，以减小噪声对逻辑门电路 性能的影响。
逻辑门电路的应用前景与展望
嵌入式系统领域
随着嵌入式系统的发展，逻辑门电路在其 中的应用将更加广泛，特别是在控制、信
号处理等方面。
人工智能领域
人工智能技术的快速发展对逻辑门电路提 出了更高的要求，其在算法实现、数据处
理等方面将发挥重要作用。
高速通信领域
在高速通信领域，逻辑门电路在信号调制、 解调等方面具有重要应用，未来随着通信 技术的发展，其需求也将持续增长。
绿色能源领域
随着绿色能源技术的推广，逻辑门电路在 太阳能逆变器、风能控制系统等领域的应 用也将得到进一步拓展。
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05
逻辑门电路的常见问题与解决方案
逻辑门电路的常见故障与排除方法
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0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 0 0 0 1 0 0
0 0 0 1 0 1 0 1
0 0 1 0 1 0 1 0
Y = (Q0 + Q1 ) A
状态方程组 状态方程组
n Q1n+1 = Q0 A
Q0n+1 = (Q0n + Q1n ) A
将状态转换真值表转换为状态表 状态转换真值表转换为状态表 状态转换真值表 状态表
1/0 00 1/0 11 1/1 01 1/0 10
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
X=0 X=1 0000 / 0 0 1 // 0 /0 0 1 0 0011 / 0 1 0 // 0 /0 1 0 0 1 0 //0 1 0 0 1 1 //0 11 0 11 11/ /11 00 00/ /00
X “1” CP 1J Q1 =1 1J Q2
& Z CP 1D
＞
1D Q0 Q0
＞
＞C1
1K FF1 Q1
＞C1
1K FF2 Q2 & Y
FF0
FF1
Q1 Q1
2、从输出信号的特点分类： 、从输出信号的特点分类： 时序逻辑电路
莫尔型： 莫尔型： 米里型： 米里型：
& Z 1D CP
＞
Z = F1 [Qn] Z = F1 [ X , Qn]
6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例 试分析如图所示时序电路的逻辑功能。 例1 试分析如图所示时序电路的逻辑功能。
解： 1.了解电路组成。 1.了解电路组成。 了解电路组成 电路是由两个JK触发器组成的莫尔型同步时序电路。 电路是由两个 触发器组成的莫尔型同步时序电路。 触发器组成的莫尔型同步时序电路 2.写出下列各逻辑方程式： 2.写出下列各逻辑方程式： 写出下列各逻辑方程式 激励方程 J1=K1=1 J2=K2=X ⊕ Q1 输出方程
…
Q1
…
Y1
…
…
Qr
存储电路
Yr
状态方程
2、状态转换表
次 态／输 次 态／输 出 出
3. 状态图 X/Y
状态转换前的 输入变量取值 和输出值
现 态 现 态
Q Q Q 2Q 1
n n 2 2 n
n n 1 1 n
n+1 n+1 n n Q 2 + 1nQ11 + 1n + Y 2 + 1 Q 2 Q1 1 Y
1/0 0/0
10
0/1 1/0 1/0
11
根据状态表画出波形图
状态表
Q1n Q0n
00 01 10 11
Q1n +1Q0n +1 / Y
A=0 00/0 0 0/ 1 00/1 0 0/ 1 A=1 10/0 01/0 11/0 01/0
CP A
Q0 Q1
0 0
0 1
0 0
0 1
1 1
1 0
1 0
分析同步时序逻辑电路的一般步骤: 6.2.1 分析同步时序逻辑电路的一般步骤:
1.了解电路的组成： 1.了解电路的组成： 了解电路的组成 电路的输入、输出信号、 电路的输入、输出信号、触发器的类型等 根据给定的时序电路图,写出下列各逻辑方程式： 2. 根据给定的时序电路图,写出下列各逻辑方程式： 输出方程； (１) 输出方程； 各触发器的激励方程; (２) 各触发器的激励方程; （3）状态方程: 将每个触发器的驱动方程代入其特性 方程得状态方程. 方程得状态方程. ３.列出状态转换表或画出状态图和波形图； 列出状态转换表或画出状态图和波形图； ４.确定电路的逻辑功能. 确定电路的逻辑功能.
Q =QQ Q = Q
n +1 n 0 1 n +1 n 1 0
n Q2 Q1n1Q0n
n 0
n Q2 +1Q1n +1Q0n +1
000 001 010 011 100 101 110 111
001 010 100 110 001 010 100 110
Q = Q
n +1 2
4、时序图 能直观地描述电路输入信号、 能直观地描述电路输入信号、输出信号及电路状态在时 间上的对应关系 。
n+1 2 n+1 1
CP
/Y
Q Q
n 2
n 1
Q
Q
X=0 0 1/0 1 0/0 1 1/0 0 0/1
X=1 1 1/0 0 0 /0 0 1/0 1 0/1
X Q Q 11 1 0 Q Q 22 0 1 Y 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0
Yr
存储电路
*电路由组合电路和存储电路组成。 电路由组合电路和存储电路组成。 电路的输出不仅与当时的输入有关， *电路的输出不仅与当时的输入有关，而且还与电路原来的 状态有关。 状态有关。
逻辑关系方程： 逻辑关系方程：
X1 Z1 Zj
X(X1，…Xi)
Xi
组合逻辑电路
Z(Z1，…Zj)
…
Q(Q1，…Qr)
& Z
1D Q0
＞
X
& 1D
Q1
1
& 1D
Q2
FF0
FF1
Q1 Q1
CP
＞ C1 ＞
Q1 FF1
组 合 电 路
＞ C1 ＞
Q2 FF2
组 合 电 路
Q0
组 合 电 路 组 合 电 路
I
i
I
j O
i
j O
E m
E m 存储电路
S 存储电路 n
S n
时钟输入
时钟输入
时序电路功能的表达方法 6.1.2 时序电路功能的表达方法
时序电路功能的四种描述方法：逻辑方程式、 时序电路功能的四种描述方法：逻辑方程式、状态转换 功能的四种描述方法 X1 状态图和波形图。 表、状态图和波形图。 Z1
… …
1.逻辑方程式 1.逻辑方程式 输出方程 激励方程 Z＝F1 (X，Qn)
Xi
组合逻辑电路
Zj
表达输出信号与输入信号、 表达输出信号与输入信号、状态变量的关系 Y＝F2(X，Qn) 表达了激励信号与输入信号、 表达了激励信号与输入信号、状态变量的关系 Qn+1＝F3(Y，Qn) 表达存储电路从现态到次态的转换
n 0
&
1D CP
n n 0 1
Q0
1D ＞1 C FF1 Z0
Q 1
1D ＞1 C FF2 Z1
Q 2
状态方程
＞1 C FF0
Q 0
Q 1
Q 2
Q = D =Q Q Q = D =Q Q = D =Q
n +1 0 0 n +1 n 1 1 0 n +1 n 2 2 1
Z2
３.列出状态转换表或画出状态图和波形图； 列出状态转换表或画出状态图和波形图； 状态表
1D C1
Q =D
n +1 1
Q
n+1 0
= (Q + Q ) A
n 0 n 1
Q1n+1 = Q0n A
根据方程组列出状态转换真值表 根据方程组列出状态转换真值表 状态转换真值表
n n+1 n+1 Q1n Q0 A Q1 Q0 Y
输出方程
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
n n+1 n+1 Q1n Q0 A Q1 Q0 Y
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 0 0 0 1 0 0
0 0 0 1 0 1 0 1
0 0 1 0 1 0 1 0
Q1n Q0n
00 01 10 11
Q1n +1Q0n +1 / Y
各信号之间的逻辑关系方程组： 各信号之间的逻辑关系方程组： Z＝F1(X，Qn) ＝ ， Y＝F2(X，Qn) ＝ ， Qn+1＝F3(Y，Qn) ， 输出方程组 激励方程组 状态方程组
… …
Q1
…
Y1
存储电路
Y(Y1，…Yr)
… …
… …
Qr
Yr
时序电路的分类
1、从控制时序状态的脉冲源来分： 从控制时序状态的脉冲源来分： 同步： 存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源， 同步： 存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源， 它们的状态在同一时刻更新。 时序电路 异步： 没有统一的时钟脉冲， 异步： 没有统一的时钟脉冲，电路的状态更新不是 同时发生的。 同时发生的。
Q2 Q1
Y
6.2
时序逻辑电路的分析
时序逻辑电路分析的任务： 时序逻辑电路分析的任务： 任务 分析时序逻辑电路在输入信号的作用下， 分析时序逻辑电路在输入信号的作用下，其状态和输出 时序逻辑电路在输入信号 信号变化的规律，进而确定电路的逻辑功能。 信号变化的规律，进而确定电路的逻辑功能。 确定电路的逻辑功能 分析过程的主要表现形式: 分析过程的主要表现形式: 过程的主要表现形式 时序电路的逻辑能是由其状态和输出信号的变化的规律呈 现出来的。所以,分析过程主要是列出电路状态表或画出状态 状态表或画出 现出来的。所以,分析过程主要是列出电路状态表或画出状态 图、工作波形图。 工作波形图。
0/1
1/0 1/1 11 0/0
1/0
0/0
10
例2
分析图所示的同步时序电路 属于穆尔型时序电路。 属于穆尔型时序电路。
1.了解电路组成。 1.了解电路组成。 了解电路组成 激励方程
2.写出下列各逻辑方程式： 2.写出下列各逻辑方程式： 写出下列各逻辑方程式