【图文】数字电子技术6章

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《数字电子技术 》课件第6章

《数字电子技术 》课件第6章

图6.3 SRAM存储元
2. DRAM存储元 静态MOS管组成的存储元中管子数目较多, 不利于提 高集成度。 为了克服这些缺点, 人们利用大规模集成工艺, 研制出了动态DRAM。 DRAM存储信息的原理基于MOS管 栅极电容的电荷存储效应。 由于漏电流的存在, 电容上存储的信息不能长久保持, 因而必须定期给电容补 充电荷, 以免存储的信息丢失, 这种操作称为再生或刷新。
图6.5 随机读/写存储器位扩展方式
2. 字扩展方式 字扩展的方法是将地址线、 输出线对应连接, CS分别与译码器的输出端连接。 图6.6所示为4片256×8 RAM扩展为1024 ×8 RAM, 需要有10根地址输入线。
图6.6 随机读/写存储器字扩展方式
然而每片集成电路上的地址输入端只有8位(A0~A7), 给出的地址范围全部是0~255, 无法区分4片中同样的地址 单元。 因此增加了两位地址代码A8、A9, 使地址代码增加 到10位, 才得到1024地址。 图6.6中通过2线-4线译码器选 择每片RAM的片选端CS, 当CS=0时, 该片被选中工作, 当 CS=1时, 该片RAM不工作, 从而实现了4片RAM轮流选通 工作。
3. 可擦除可编程只读存储器 可擦除可编程只读存储器(EPROM)不仅可以编程, 而且 写入的信息可以擦除, 从而再编入新的信息, 即可多次编 程。 因此熔丝结构、 二极管结构不能作为EPROM的编程单 元, 而应采用浮栅型MOS管。 编程时, 给写入“0”信息的 MOS管的浮栅充电; 若要擦除信息, 则以紫外光照射使浮 栅上所积累的电荷消失。
地址译码电路实现地址的选择。 在大容量的存储器中, 通常采用双译码结构, 即将输入地址分为行地址和列地址 两部分, 分别由行地址译码电路、 列地址译码电路译码。 行地址译码电路、 列地址译码电路的输出作为存储矩阵的 行地址选择线、 列地址选择线, 由它们共同确定欲选择的 地址单元。 地址单元的个数N与二进制地址码的位数 n满足关系式N=2n。 图6.2是一个1024×4位的RAM实例。

精品课件-数字电子技术-第6章

精品课件-数字电子技术-第6章
X(t)=X(∞)+[X(0+)-X(∞)]e-t/τ (6.1.1) 或
t ln X () X (0 )
X () X (t)
(6.1.2)
第6章 脉冲波形的产生与变换
6.2 施密特触发器
6.2.1 施密特触发器的特点
施密特触发器的主要特点如下:
(1) 施密特触发器具有两个稳定状态。
(2) 施密特触发器具有两个翻转电平,即对正向和反向
当ui从高电平逐渐下降,并且降到 只有0.7 V左右时, iC1开始减小,于是又出现了另一个正反馈过程:
从而使电路迅速返回V1截止、V2饱和导通的状态。
第6章 脉冲波形的产生与变换
同时,由于R3<R2,因而就使得施密特触发器存在回差电
压。如果用 U及 U分 别表示V1由截止变为导通时的输入电
压及V1由导通变为截止时的输入电压,则可得到电路的回差电 压为
增长的输入信号,电路的触发转换电平不同,电路具有回差特
性,如图6.2.1所示。回差电压为
ΔU=U+-U-
(6.2.1)
第6章 脉冲波形的产生与变换
(3) 在电路状态转换时,通过电路内部的正反馈过程使 输出波形的边沿变得很陡。
图 6.2.1 施密特触发器的回差特性
第6章 脉冲波形的产生与变换
6.2.2 门电路构成的施密特触发器 1. 结构及符号 图6.2.2(a)给出了一个用门电路构成的施密特触发器的
U U U
(6.2.5)
图6.2.5给出了7413的电压传输特性。
第6章 脉冲波形的产生与变换
图 6.2.5 集成施密特7413的电压传输特性
第6章 脉冲波形的产生与变换
第6章 脉冲波形的产生与变换

《数字电子技术》课件第六章

《数字电子技术》课件第六章

Q1nQ2n Q3n
C Q3n
根据方程可得出状态迁移表, 如表 6-1 所示, 再由 表得状态迁移图, 如图 6-2 所示。 由此得出该计数器为 五进制递增计数器, 具有自校正能力(又称自启动能力)。
所谓自启动能力, 指当电源合上后, 无论处于何种状 态, 均能自动进入有效计数循环; 否则称其无自启动能力。
J 3 Q1nQ2n
___ ___
次态方程和时钟方程为 Q1n1 Q3n Q1n
___
Q2n1 Q2n
K3 1 CP1 CP CP2 CP1
___
Q3n1 Q1nQ2n Q3n
CP3 CP
由于各触发器仅在其时钟脉冲的下降沿动作,其余 时刻均处于保持状态,故在列电路的状态真值表时必须 注意。
(1) 当现态为000时,代入Q1和Q3的次态方程中,可
知在CP作用下Qn+1=1,
Q n 1 3
0

由于此时CP2=Q1,
Q1由
0→1 产生一个上升沿,用符号↑表示,故Q2处于保持状
态, 即 Q2n1 Q2n 0 。 其次态为 001。
(2)
当现态为
001
时,
Q n1 1
0,
Q n1 3
0
,此
z Q1n
(2) 列出状态真值表。 假定一个现态, 代入上述次态方程中得相应的次态, 逐个假定列表表示即得相应的状态真值表, 如表 6-3 所示。
(3) 画出状态迁移图。 由状态真值表可得出相应的状态图, 如图 6-8 所示。
图 6-8 例 3 状态迁移图
(4) 画出给定输入x序列的时序图。 根据给出的x序列, 由状态迁移关系可得出相应的次 态和输出。 如现态为 00, 当x=1 时, 其次态为 01, 输出 为0; 然后将该节拍的次态作为下一节拍的现态, 根据输 入x和状态迁移关系得出相应的次态和输出, 即 01 作为第 二节拍的现态。 当x=0 时, 次态为 11, 输出为 0, 如此 作出给定x序列的全部状态迁移关系, 如下所示, 其箭头 表明将该节拍的次态作为下一节拍的现态。

数字电子技术脉冲波形的产生与整形

数字电子技术脉冲波形的产生与整形

tf
Vm tW T
2.脉冲宽度tW
0.5Vm~0.5Vm
3.上升时间tr
0.1Vm~0.9Vm
4.下降时间tf
0.9Vm~0.1Vm
5.周期T
周期性脉冲信号,两脉冲间的时间间隔
6.频率f
周期的倒数或每秒钟重复的次数。
7.占空比q
脉冲宽度与周期之比
3
6.5 555定时器的电路结构与功能
6. 5.1 555 定时器的电路结构与功能
6
5K
vC1 =1,vC2 =1, Q =1不变, vO=1不变
vI> 2/3VCC时, vC1 =0,vC2 =1,
vI2
2 VR2
-+C2 5K
&
vC2 Q
G2
& G3
TD
7
Q=0, vO =0,所以VT+=2/3VCC 1
1
3 vO
G4
10
(2)vI从高于 2/3VCC下降的情况
vI>2/3VCC时,
vC1=vC2=0,工作不正常。
vO
t
措施:在输入端加微分网络Rd、 Cd(足够小),将宽脉冲变为
vC
tw
窄脉冲。
+UCC
R 0.01µF
Cd vd vI
Rd
.
uC C
58 4
6
2
3
71
vI
uO
vd
2 3VCC
t
t t
24
该电路为不可重复触发的单稳态电路,除此之外还 有可重复触发的单稳态电路。
在暂稳态尚未结束时,又 来一个触发脉冲,此脉冲 不会引发新的暂稳态。

数字电子技术基础 第六章

数字电子技术基础 第六章
米利型:
输出信号不仅取决于存储电路的状态,还取决于输入变量。
穆尔型:
输出信号仅仅取决于存储电路的状态。是米利型的特例。
状态机:State Machine简称SM。或称算法状态机 (Algorithmic State Machine,简称ASM)。
6.2 时序逻辑电路的分析方法
6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法 分析步骤:
6.3.2 计数器
数字电路中使用最广泛。不仅可以用于对时钟脉 冲计数,还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲 和脉冲序列以及进行数字运算。
分类:
按触发器是否同时翻转:同步和异步 按计数过程中数字增减:加法计数器、减法计数器和
可逆计数器。 按编码方式:二进制计数器、二-十进制计数器、格
雷码计数器等。 按计数容量分:如十进制计数器、六十进制计数器等。
两个部分。 2、存储电路的输出状态必须反馈到组合电路的
输入端,与输入信号一起,共同决定组合逻辑电 路的输出。
图6.1.1 串行加法器电路
图6.1.2 时序逻辑电路的结构框 图
几个概念
同步时序电路:
所有触发器状态的变化都是在同一时钟信号操作下同时发生的。
异步时序电路:
触发器状态的变化不是同时发生的。
例 6.2.3 P256-P266 图6.2.3 例6.2.3的时序逻辑电路
图6.2.4 图6.2.3电路的状态转换图
三、状态机流程图(SM图)
State machine flowchart,或State machine chart
采用类似于编写计算机程序时使用的程序流程图 的形式。
使用的图形符号有三种:状态框、判断框和条件 输出框。
图6. 3.12 例6.3.10电路的时序图

数字电子技术第6章时序逻辑电路简明教程PPT课件

数字电子技术第6章时序逻辑电路简明教程PPT课件

6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例 【例题6.1】 分析如图6-3所示的时序电路的逻辑功能。写出电路的驱动方程、状态 方程和输出方程,计算出状态转换表,画出状态转换图和时序图,说明电路能否自 启动。
图6-3 例题6.1的逻辑电路
解:该电路为同步时序电路 (1) 写出触发器的驱动方程。
J 1 K1 Q3 J 2 K 2 Q1 J Q Q ;K Q 1 2 3 3 3
n n n Q3 Q2 Q1
n 1 n 1 n 1 Y Q3 Q2 Q1
0 0 0 0 1
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 0 0 1 0
0 1 1 0 0
1 0 1 0 0
0 0 0 0 1 1 1 1
1 0 1 1 1 0 1 1 1
0 1 1 0 1 0 0 0 1
最后还要检查一下得到的状态转换表是否包含了电路所有可能出现的状态。由 于的状态组合共有8种,而根据上述计算过程列出的状态转换表中只有5种,缺少101、 110、111这3种状态。所以还需要将这3种状态分别代入状态方程和输出方程进行计 算,并将计算结果列入表中。至此,才得到完整的状态转换表。 (5) 画出状态转换图。 若以圆圈表示电路的各个状态,以箭头表示状态转换的方向,同时还在箭头旁注明 了状态转换前的输入信号的取值和输出值,这样便得到了时序电路的状态转换图。通常将 输入信号的取值写在斜线之上,将输出值写在斜线以下。
6.1.3 时序逻辑电路的功能描述 时序电路一般可以用驱动方程、状态方程和输出方程来描述。 图6-2中的X(x1,x2,…,xi)为时序逻辑电路的输入信号,Y(y1,y2,…,yj)为 输出信号,Z(z1,z2,…,zk)为存储电路的输入信号,Q(q1,q2,…,ql)为存储 电路的输出信号,也表示时序逻辑电路的状态。这些信号之间的逻辑关系可以用3 个方程组来描述。

数字电子技术(第三版) 第6章

例 1 时序电路如图 6 - 1 所示,分析其功能。
图6–1 例1图
解 该电路为同步时序电路。 从电路图得到每一级的激励方程如下:
J1 Q3n J 2 Q1n J3 Q1nQ2n
K1 1 K2 Q1n K3 1
其次态方程为
Q n1 nQ2n
Q n1 3
Q1nQ2n Q3n
C Q3n
根据方程可得出状态迁移表, 如表 6-1 所示, 再由 表得状态迁移图, 如图 6-2 所示。 由此得出该计数器为 五进制递增计数器, 具有自校正能力(又称自启动能力)。
所谓自启动能力, 指当电源合上后, 无论处于何种状 态, 均能自动进入有效计数循环; 否则称其无自启动能力。
表 6 – 1 例 1 状态表
图 6 – 2 例 1 状态迁移图
该电路的波形图如图 6-3 所示。 图 6-3 例 1 波形图
例 2 时序电路如图 6 - 4 所示,分析其功能。 图6–4 例2图
解 该电路为同步时序电路。 电路图的激励方程为
D1 Q3n ; D2 Q1n ; D3 Q2n
表 6 – 3 例 3 状态真值表
Q1n
Q2n
Q3n
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
Q1n1
1 0 1 0 1 0 1 0
Q2n1
0 0 0 0 1 1 1 1
Q n1 3
0 0 1 1 0 0 1 1
(3) 画出状态迁移图。 由状态真值表可得出相应的状态图, 如图 6-8 所 示。

数字电路数字电子技术第6章

将加法计数器和减法计数器合并起来,并引入一加/减控制信号X便构成4位二进 制同步可逆计数器,各触发器的驱动方程为:
J0 K0 1
J1 K1 XQ0 X Q0
J 2 K2 XQ0Q1 X Q0 Q1
J3 K3 XQ0Q1Q2 X Q0 Q1 Q2
数字电子技术基础
Q3 Q2
6.3 计数器
FF0:每来一个CP,向相反的状态翻转一次。所以选:J0=K0=1
Q1
Q0 1
FF3 Q 1J & C1
FF2 Q 1J & C1 1K & R Q
FF1
1J Q ∧
FF0
1J C1 1K R CP 计数脉冲 CR 清零脉冲 ∧ 下一页

C1
1K & R
1K R
数字电子技术基础
n Q1n 1 Q0 Q1n
X=1时的状态图
Q 1Q 0 00 /1 10 /0 /0 01
n 输出方程简化为: Z Q1n Q0
n Z ( X Q1n ) Q0 作出X=1的状态表:




输 出 Z
Q1 n Q0 n
Q1 n+1 Q0 n+1
完整的状态图
0/0
00 1/1 0/1 10
工作原理: 4个JK触发器都接成T’触发器。 每来一个CP的下降沿时,FF0向相反的状态翻转一次;
每当Q0由1变0,FF1向相反的状态翻转一次;
每当Q1由1变0,FF2向相反的状态翻转一次; 每当Q2由1变0,FF3向相反的状态翻转一次。
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数字电子技术6章

(2)根据输出分类 米利型时序电路的输出不仅与现态有关,而且还决定
于电路当前的输入。 穆尔型时序电路的其输出仅决定于电路的现态,与电
路当前的输入无关;或者根本就不存在独立设置的输出, 而以电路的状态直接作为输出。
6.2 时序逻辑电路的 分析方法
6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法 6.2.2 同步时序逻辑电路的描述方法 *6.2.3 异步时序逻辑电路的分析方法
• 方法:状态转换表、状态转换图、时序表
一、状态转换表
若将任何一组输入变量及电路初态的取值代入状态 方程和输出方程,即可算出电路的次态和现态下的输出 值;以得到的次态作为新的初态,和这时的输入变量取 值一起再代入状态方程和输出方程进行计算,又得到一 组新的次态和输出值。如此继续下去,把全部的计算结 果列成真值表的形式,就得到了状态转换表。
在时钟脉冲的作用下, 电路状态、输出状态随时间 变化的波形图叫做时序图。
勇于开始,才能找到成功的路
四、基本分析步骤:
1
电路图
判断电路 逻辑功能
时钟方程(可 2
省)、驱动方程
状态方程
和输出方程
状态图、 5 状态表、
SM图或时 序图
3 4
计算
五、分析举例:

同步时序电路中 1 时钟方程:CLK2 CLK1 CLK0 CLK 此方程可省略。
按照此规则,就可根据状态转换表或状态转换图画出 对应的SM图来。
S0到S5状态输出均为0,S6、S7状态输出为1,它们 的次态都是S0。
四、时序图
CLK Q3
00 10 20 30 41 51 61 70 01 10
Q2 Q1 Y
0 00 0 10 1 00 1 10 0 00 0 10 1 01 0 00 1 11 0 00

第六章数字电子技术


×
×
可编程
×
×
3. 与编程、或固定:代表器件PAL(Programmable Array Logic) 和GAL(Generic Array Logic)。
在这种结构中,或阵列固定若干个乘积项输出。
每个交叉
点都可编程。
××
F1为两个 乘积项之和。
F1
各种PLD的结构特点
类型
PROM PLA PAL GAL
EPROM2716是211×8位可 改写存储器,有11位地址线A0~ A10,产生字线为2048条,D7~ D0是8位数据输出/输入线,编程 或读操作时,数据由此输入或输 出。
CS为片选控制信号,是低电 平有效。
OE/PGM为读出/写入控制端低 电平时输出有效,高电平进行编程, 满足使用要求,且仅有2716芯 片时,可用多片并联来扩展地址线和数据线。下图是将2片2716 扩展成2048×16的数据的连接示意图。
(一)叠栅型(SIMOS)存储单元
++ ++ ++
开启电压UT2
开启电压加大
三、浮栅编程技术
用浮栅编程技术生产的编程单元是一种能多次改写的 ROM,即已写入的内容可以擦去,也可以重新写入新的内 容。
(一)叠栅型(SIMOS)存储单元
---
三、浮栅编程技术
用浮栅编程技术生产的编程单元是一种能多次改写的 ROM,即已写入的内容可以擦去,也可以重新写入新的内 容。
近年来PLD从芯片密度、 速度等方面发展迅速,已成为 一个重要分支。
PLD是20世纪70年代发展起来的新型逻辑器件,相继出现
了ROM、PROM、PLA、PAL、•G可A由L、或E阵P列LD直和接F输PG出A,等。
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