《数字电子技术基础》第五版教学课件清华大学阎石王红.pdf

合集下载

课件数字电技术基础第五版教学课件清华大学阎石王红.ppt

课件数字电技术基础第五版教学课件清华大学阎石王红.ppt
D Q Q*
0 0
1 1
0 1
0 1
0 0
1 1
2.特性方程 : Q* D
3.状态转换图
4.符号
。。。。
《数字电子技术基础》第五版
逻辑功能: 是 Q * 与输入及 Q 在CLK作用后稳态之间的关系 (RS, JK, D, T)
电路结构形式: 具有不同的动作特点(转换状态的动态过程) (同步,主从,边沿)
《数字电子技术基础》第五版
( 5 )有异步置1,置0端
二、动作特点 Q * 变化发生在 clk的上升沿(或下降沿) , Q * 仅取决于上升沿到达时 输入的状态,而与此前 、后的状态无关
《数字电子技术基础》第五版
5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法
5.6.1 触发器按逻辑功能的分类 时钟控制的触发器中 由于输入方式不同(单端,双端输入)、次态( Q * )随输 入变化的规则不同
J K CLK
Q S 主 R Q’ 从
Q Q’
《数字电子技术基础》第五版
J Q S 主 R Q’ 从 Q
K
CLK
Q’ (1)若J 1, K 0则clk 1时,
Q* 1 “主”保持 , 1 * Q 0,“主” 1
Q* 1,“主” 0 * Q 0,“主”保持 0
1. 主从 SR 触发器 ( 1 )clk 1时,“主”按 S , R翻转,“从”保持 ( 2 )clk下降沿到达时,“主” 保持, “从”根据“主”的状 态翻转 所以每个 clk周期,输出状态只可能 改变一次
0
1
1 1
1 0
0
1*
1
1 1
1*
《数字电子技术基础》第五版
2. 主从 JK触发器 为解除约束 即使出现 S R 1的情况下, Q * 也是确定的

第六章清华93607

第六章清华93607

同步时序电路分析
《数字电子技术基础》第五版
例:请分析以下同步时序电路:
FF0 1J
Q0
C1 1K
Q0 &
FF1
Q1
1J
C1
Q1
1K
CP
(1)写出驱动方程:

J
0

Q
n 2
Q
n 1
K 0 1
J 1

Q
n 0

K 1

Q
n 0
Q
n 2
FF2 & 1J
Q2
&
1
Y
C1
Q2
1K

(2)状态 方 Q2*程 QA 1* : Q D 11Q2 (3 )输出方程: Y[A (Q 1 Q 2)(A Q 1 Q 2 )]A Q 1 Q 2A Q 1 Q 2
《数字电子技术基础》第五版
(4)列状态转换表:
Q2*Q1 *Y 00 Q2Q1 A
0
01/0
一、状态转换表
Q 3 Q 2 Q 1 Q 3 * Q 2 * Q 1 *Y
000001 0 001 01 00 01 001 1 0 01 1 1 000 1 001 01 0 1 01 1 1 00 1 1 00001 1 1 1 0001
QQ2*1*Q(1QQ22Q3
)Q1 Q1Q3Q2
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》(第五版)教学课件
清华大学 阎石 王红
联系地址:清华大学 自动化系 邮政编码:100084 电子信箱:wang_ 联系电话:(010)62792973
《数字电子技术基础》第五版
第六章 时序逻辑电路

数字电子技术基础第五版

数字电子技术基础第五版

(1000 1111 1010 1100 0110 )2
《数字电子技术基础》第五版
五、八进制数与二进制数的转换
例:将(011110.010111)2化为八进制
(011 110. 010 111 )2
(3 6 . 2 7)8
例:将(52.43)8化为二进制
(5
2 . 4
3)8
(101 010 . 100 011 )2
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》(第五版)教学课件
清华大学 阎石 王红
联系地址:清华大学 自动化系 邮政编码:100084 电子信箱:wang_hong@ 联系电话:(010)62792973
《数字电子技术基础》第五版
第一章
数制和码制
《数字电子技术基础》第五版
1 2 3 4 7
k n 2 n1 k n1 2 n 2 k1 2( k n 2 n 2 k n1 2 n3 k 2 ) k1
0
故 (173)10 (10101101 )2
5 6
《数字电子技术基础》第五版
二、十-二转换
1 2 m ( S ) k 2 k 2 k 2 10 1 2 m 小数部分: 左右同乘以 2
1.1 概述 数字量和模拟量
• 数字量:变化在时间上和数量上都是不连 续的。(存在一个最小数量单位△) • 模拟量:数字量以外的物理量。 • 数字电路和模拟电路:工作信号,研究的 对象,分析/设计方法以及所用的数学工具 都有显著的不同
《数字电子技术基础》第五版
数字量和模拟量
• 电流值来表示信息
《数字电子技术基础》第五版
1.4二进制数运算
1.4.2 反码、补码和补码运算

数字电子技术基础阎石课件

数字电子技术基础阎石课件

2006年
数字电子技术基础阎石课件
返回
8.4.3 GAL的输入特性和输出特性
数字电子技术基础阎石课件
【例8.3.2 】 用PAL设计一个4为循环码计数器,并 要求所设计的计数器具有置零和对输出进行三态 控制的功能.
2006年
数字电子技术基础阎石课件
2006年
数字电子技术基础阎石课件
8.4 通用阵列逻辑GAL
GAL是在PAL器件的基础上发展起来的。它的基本结构 与PAL相同,即“与阵列可编程或阵列可固定”。但 GAL采用了电可擦除,电可改写的CMOS半导体制造工 艺,使得GAL器件不仅可以反复擦除、改写,为修改 设计带来了灵活性,而且降低了功耗,集成度也大大 提高。另外,GAL的逻辑结构采用了输出逻辑宏单元 OLMC,可以根据应用的不同配置成不同的输出结构。 一片GAL即可以配置为组合逻辑电路,也可以使时序 逻辑电路或者是两者的组合,很灵活。
数字电子技术基础阎石 课件
2020/11/21
数字电子技术基础阎石课件
8.1 概 述
l 图8.1.1 PLD电路中门电路的惯用画法 (a)与门
l (b)输出恒等于0的与门 l (c)或门 l (d)互补输出的缓冲器 l (e)三态输出的缓冲器
2006年
数字电子技术基础阎石课件
返回
图8.1.1 PLD电路中门电路的惯用画法
(a)与门(b)输出恒等于0的与门(c)或门 (d)互补输出的缓冲器(e)三态输出的缓冲器
2006年
数字电子技术基础阎石课件
返回
*8.2 现场可编程逻辑阵列(FPLA)
l 图8.2.1 FPLA的基本电路结构 l 图8.2.2 FPLA的异或输出结构 l 图8.2.3 时序逻辑型 FPLA的电路结构

第四章-数字电子技术基础第五版-阎石、王红、清华大学备课讲稿

第四章-数字电子技术基础第五版-阎石、王红、清华大学备课讲稿

• 第(1)片 时表示对 No Image
No Image
的编码
• 低3位输出应是两片的输出的“或”
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版
三、二-十进制优先编码器
•将
No Image
编成0110 ~ 1110

的优先权最高, No
No
Image
Image
最低
• 输入的低电平信号变成一个对应的十进制的编码
故障信号(Z) 2. 写出逻辑表达式
No Image
输入变量 输 出
RA G Z 00 0 1 00 1 0 01 0 0 01 1 1 10 0 0 10 1 1 11 0 1 11 1 1
设计举例:
3. 选用小规模SSI器件 4. 化简
No Image
5. 画出逻辑图
《数字电子技术基础》第五版
1
10
1 01 0
0001 1 0
1
11
1 01 1
001 1 00
1
12
1 100
01 0001
1
13
1 101
1 001 01
1
14
1 110
0001 1 1
1
15
1 111
000000
0
字形
No Image
真值表
《数字电子技术基础》第五版
卡诺图
No Image
《数字电子技术基础》第五版
BCD-七段显示译码器7448的逻辑图
001 001 01
001 1 01 1 0
01 0001 1 1
X
1 XXX1 1 1 1 1 1 1 1

数字电子技术基础

数字电子技术基础

邮政编码:半导体基础知识(1••常用:硅Si ,锗Ge半导体基础知识(2)•杂质半导体•N型半导体多子:自由电子少子:空穴半导体基础知识(2)•杂质半导体•P型半导体多子:空穴少子:自由电子半导体基础知识(3)•PN结的形成•空间电荷区(耗尽层)•扩散和漂移半导体基础知识(4)•PN结的单向导电性•外加正向电压半导体基础知识(4)•PN结的单向导电性•外加反向电压半导体基础知识(5)反向截止区反向击穿区第三章3.1 概述•获得高、低电平的基本原理正逻辑:高电平表示1,低电平表示0负逻辑:高电平表示03.2半导体二极管门电路半导体二极管的结构和外特性(Diode)•二极管的结构:PN结+ 引线二极管的开关等效电路:二极管的动态电流波形:3.2.2 二极管与门3.2.3 二极管或门111101110000Y B A 2.3V 以上为1以下为0二极管构成的门电路的缺点•电平有偏移,••只用于IC内部电路•(3.3 CMOS 门电路3.3.1 MOS一、MOSPN结(以N沟道增强型MOS管为例)以N沟道增强型为例:以N 沟道增强型为例:当加+V DS 时,V GS =0时,D-S加上+V GS ,且足够大至V (N 型层)二、输入特性和输出特性①对动态有影响。

②输出特性:i D= f (V DS)漏极特性曲线(分三个区域)①截止区②恒流区③可变电阻区漏极特性曲线(分三个区域)截止区:V<V GS(th)GS漏极特性曲线(分三个区域)恒流区: i D )(2)()1(D th GS GS th GS GS DS D i V V V V I i >>−=下,当漏极特性曲线(分三个区域)可变电阻区:当V DS 常数(电阻)≈D DS i V三、MOS 管的基本开关电路管所以当当只要因为GS IH I GS IL I OFF D ON ON OFF S D MOS th V V V th V V V R R R R R −⎯>=⎯<=<<<<Ω>109)()(,四、等效电路OFF五、MOS管的四种类型•增强型•耗尽型导电沟道CMOS门电路《数字电子技术基础》第五版3.3.2 CMOS 反相器的电路结构和工作原理一、电路结构二、电压、电流传输特性I DD I N TH GS OL O PTH GS DD I OH O NTH GS I V T T T T V V V V BC V V T T V V V CD V V V T T V V AB 21021211221=−<<∗==⇒−>∗==⇒<∗参数完全对称,若同时导通段:截止导通,段:截止导通,段:,,)()()(三、输入噪声容限在输出变化允许范围内基本不变;的一定范围内,和偏离在IL IH I V V V V•V DD来提高噪声容限3.3.3 CMOS 反相器的静态输入和输出特性一、输入特性0≤v I≤V DD保护电路不起作用v I>V DD+0.7VD1导通<-0.7VvI vI<-0.7VD2导二、输出特性GS OL V I V 下,同样的低电平输出特性).1二、输出特性越少下,同样的高电平输出特性GS OH V I V .1结论:CMOS门的参数• 1.CMOS• 2.因为V DD的电压传输特性因• 3.V IH=V OH≈V DD耗……都不同。

数字电子技术基础教学课件第一章数制和码制

数字电子技术基础教学课件第一章数制和码制

例1.3.1 将(173.39)D转化成二进制数,要求精度为1%。
解:其过程如下 a. 整数部分 即(173)D=(10101101) B
2 2 2 2
173 86
43 21
1
0 1 1
(k0 (k1
(k2 (k3
) )
) )
2
2 2 2
10 5
2 1
0 (k4 ) 1(k5 ) 0 (k6 ) 1(k7 )
低频模拟电路。期末总评成绩为:期末考试成绩(笔 试,70%)+平时成绩(实验、作业及考勤,30%),
参考书:《数字电子技术基础》 阎石主编,高等教育 出版社
加油啦!!!☺
第一章 数码和码制
内容提要
本章首先介绍有关数制和码制的一些基本概念和 术语,然后给出数字电路中常用的数制和编码。此外, 还将具体讲述不同数制之间的转化方法和二进制数算 术运算的原理和方法。
(D)10 kn1kn2 k0k1 km
n1
kn1 10n1 ko 100 k1 101 km 10m ki 10i im
(D)10 kn1kn2 k0k1 km
n1
kn1 10n1 ko 100 k1 101 km 10m ki 10i im
其中: ki-称为数制的系数,表示第i位的系数,十进制ki 的取值为0 ~ 9十个数, i 取值从 (n-1)~0的所 有正整数到-1~-m的所有负整数
⑤第四阶段:20世纪70年代中期到80年代中期,微电子 技术的发展,使得数字技术得到迅猛的发展,产生了大 规模和超大规模的集成数字芯片,应用在各行各业和我 们的日常生活
⑥20世纪80年代中期以后,产生一些专用和通用的集 成芯片,以及一些可编程的数字芯片,并且制作技术 日益成熟,使得数字电路的设计模块化和可编程的特 点,提高了设备的性能、适用性,并降低成本,这是 数字电路今后发展的趋势。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
8.7 现场可编程门阵列FPGA
一、基本结构
1. IOB 2. CLB 3. 互连资源 4. SRAM
1. IOB
《数字电子技术基础》第五版
可以设置为输入/输出; 输入时可设置为:同步(经触发器)
异步(不经触发器)
2. CLB
《数字电子技术基础》第五版
本身包含了组合电路和触发器,可构成小的时序电路 将许多CLB组合起来,可形成大系统
8.4.3 GAL的输入和输出特性
GAL是一种较为理想的高输入阻抗器件
GAL输出缓冲级
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版
8.5 可擦除的可编程逻辑阵列EPLD
一、结构特点 相当于 “不-或”阵列(PAL) + OLMC
二、采用EPROM工艺 集成度提高
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版
isp器件的编程接口(Lattice)
开发 环境
• 使用ispPLD的优点:
• *丌再需要与用编程器 • *为硬件的软件化提供可能 • *为实现硬件的远程构建提供可能
3. “装载”结束后,进入编程设定的 工作状态
!!每次停电后,SRAM中数据消失 下次工作仍需重新装载
《数字电子技术基础》第五版
8.8 在系统可编程通用数字开关(ispGDS)
ispGDS22的 结构框图
《数字电子技术基础》第五版
8.9 PLD的编程
以上各种PLD均需离线进行编程操作,使用开发系统
3. 互连资源
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版
4. SRAM 分布式 每一位触发器控制一个编程点
二、编程数据的装载
《数字电子技术基础》第五版
1. 数据可先放在EPROM或PC机中
2. 通电后,自行启动FPGA内部的一 个时序控制逻辑电路,将在 EPROM中存放的数据读入FPGA 的SRAM中
一、开发系统 1. 硬件:计算机+编程器 2. 软件:开发环境(软件平台)
VHDL, Verilog 真值表,方程式,电路逻辑图(Schematic) 状态转换图( FSM)
《数字电子技术基础》第五版
二、步骤 • 抽象(系统设计采用Top-Down的设计方法) • 选定PLD • 选定பைடு நூலகம்发系统 • 编写源程序(或输入文件) • 调试,运行仿真,产生下载文件 • 下载 • 测试
8.4 通用逻辑阵列 GAL
《数字电子技术基础》第五版
8.4.1 电路结构形式
可编程“与”阵列 + 固定“或”阵列 + 可编程输出 电路
编程单元
OLMC
采用E2CMOS 可改写
《数字电子技术基础》第五版
GAL16V8
8.4.2 OLMC
《数字电子技术基础》第五版
数据选择器
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版
1. PAL 可编程逻辑阵列 2. FPLA 现场可编程阵列逻辑 3. GAL 通用阵列逻辑 4. EPLD 可擦除的可编程逻辑器件 5. FPGA 现场可编程门阵列 6. ISP-PLD 在系统可编程的PLD
三、LSI中用的逻辑图符号
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版
8.2 现场可编程逻辑阵列 FPLA
组合电路和时序电路结构的通用形式
A0~An-1
W0 D0
W(2n-1) Dm
《数字电子技术基础》第五版
8.2 FPLA
组合电路和时序电路结构的通用形式
可编程的“与”阵列 可编程的“或”阵列
《数字电子技术基础》第五版
8.3 PAL(Programmable Array Logic) 8.3.1 PAL的基本电路结构 一、基本结构形式
第八章 可编程逻辑器件 (PLD, Programmable Logic Device)
8.1 概述 一、PLD的基本特点 1. 数字集成电路从功能上有分为通用型、与用型两大类
数字 系统
2. PLD的特点:是一种按通用器件来生产,但逻辑功能是由 用户通过对器件编程来设定的
二、PLD的发展和分类 PROM是最早的PLD
三. 寄存器输出结构
《数字电子技术基础》第五版
用途:产生时序逻辑电路
四. 异或输出结构
《数字电子技术基础》第五版
时序逻辑电路 还可便于对“与-或”输出求反
五. 运算反馈结构
《数字电子技术基础》第五版
时序逻辑电路 可产生A、B的十六种算术、逻辑运算
8.3.3 PAL的应用举例
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》(第五版)教学课件
清华大学 阎石 王红
联系地址:清华大学 自动化系 邮政编码:100084 电子信箱:wang_hong@ 联系电话:(010)62792973
《数字电子技术基础》第五版
第八章 可编程逻辑器件
《数字电子技术基础》第五版
可编程“不”阵列+固定“或”阵列+输出电路 最简单的形式为:
二、编程单元 出厂时, 所有的交叉点均有熔丝
《数字电子技术基础》第五版
8.3.2 PAL的输出电路结构和反馈形式
一. 与用输出结构
用途:产生组合逻辑电路
二. 可编程输入/输出结构
《数字电子技术基础》第五版
用途:组合逻辑电路, 有三态控制可实现总线连接 可将输出作输入用
相关文档
最新文档