脉冲与数字电路——数字电路的基础知识
数字信号的基础知识
数字信号的基础知识在人们生存的社会环境中，有各种各样的信号，这些信号有的以电的形式出现，有的以声、光、磁、力等的形式出现。
目前在信号处理方面以电信号的处理最为方便，技术上也最为成熟。
研究电信号的产生与处理的技术就是电子技术。
电子技术分为两大部分，其一是模拟电子技术，其二是数字电子技术。
本课程研究的就是数字电子技术部分。
电子技术研究的对象是载有信息的电信号，以下简称为信号。
在电子技术中会遇到多种电信号，按其特点可以将这些信号分为两大类，即模拟信号与数字信号。
1.1.1 数字信号与模拟信号模拟信号是指：物理量的变化在时间上和幅度上都是连续的。
把表示模拟量的信号称为模拟信号，并把工作在模拟信号下的电路称为模拟电路。
声音、温度、速度等都是模拟信号。
图1-1就是模拟信号的例子，正弦波信号是典型的模拟信号。
图1-1模拟信号数字信号是指：物理量的变化在时间上和数值（幅度）上都是不连续（或称为离散）的。
把表示数字量的信号称为数字信号，并把工作在数字信号下的电路称为数字电路。
十字路口的交通信号灯、数字式电子仪表、自动生产线上产品数量的统计等都是数字信号。
图1-2就是数字信号的例子，矩形波信号是典型的数字信号。
图1-2 数字信号由图1-2可以看出，数字信号的特点是：突变和不连续。
数字电路中的波形都是这类不连续的波形，通常这类波形又称为脉冲。
1.1.2 数字电路的特点数字电路处理的信号包括反映数值大小的数字量信号和反映事物因果关系的逻辑量信号，它们是在时间和数值上都不连续变化的离散信号，在数字电路中用高、低电平表示，在运算中则用“0”和“1”来表示，因此数字电路具有以下特点。
①数字电路所研究的问题是输入的高、低电平与输出的高、低电平之间的因果关系，称为逻辑关系。
②研究数字电路逻辑关系的主要工具是逻辑代数。
在数字电路中，输入信号也称为输入变量，输出信号称为输出变量，也称逻辑函数，它们均为二值量，非“0”即“1”。
逻辑函数为二值函数，逻辑代数概括了二值函数的表示方式、运算规律及变换规律。
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
第13数字电子技术基础
第三节 时序逻辑电路 一、 RS触发器
2 同步RS触发器 1.电路结构和逻辑符号 为使基本RS触发器能在时钟源的控制下工作，在基本RS 触发器输入端加两个两输入与非门作为引导门，如图所示。
第三节 时序逻辑电路 一、 RS触发器
2.逻辑功能
第三节 时序逻辑电路 一、 RS触发器
13.3 逻辑代数及逻辑函数化简
一、 逻辑代数基本公式
返回
13.3 逻辑代数及逻辑函数化简
一、 逻辑代数基本公式
3.逻辑代数的基本规则 (1)代入规则。在任何一个逻辑等式中，如果等式两边出现相同的变量， 如变量A，可以将所有含A的地方代之以同一个逻辑函数F，等式仍然成立， 这个规则就称为代入规则。 (2)反演规则。对逻辑等式F取非 (即求其反函数)称为反演。可以通过 反复使用摩根定律求得，也可以运用由摩根定律得到的反演规则一次写出。 (3)对偶规则。如果两个逻辑式相等，那么它们的对偶式也一定相等， 这就是对偶规则。
（4）数码显示器
三、
组合逻辑电路的种类
半导体数码管 半导体数码管是将7个发光二极管 排列成“日”字形状制成的
三、
组合逻辑电路的种类
数码显示译码器 数码显示译码器的原理图如图13-18（a）所示。输入的是8421BCD码，输出 的是相应a、b、c、d、e、f、g端的高、低电平。 若数码显示译码器驱动的是共阴数码管，如图13-18（b）所示。
第14章 组合逻辑电路和时序逻辑电路 第一节 集成门电路
一、TTL集成逻辑门电路 1、TTL集成逻辑门电路 TTL是三极管-三极管逻辑门电路的英文缩写，它具有 工作速度快、带负载能力强、工作稳定等到优点。 常用的TTL门电路有反相器、与非门、或非门、OC门、 三态门等。 2、其他类型TTL逻辑门 (1)、OC门 把集电极开路的与非门称为OC门。几个OC门电路并联 在一起，只要外接一个负载电阻即可，它能实现线与功能。 （2）、三态门（TSL门） 具有3种输出状态高电平、低电平、高电阻的门电路， 称为三态门电路。在高阻态下，输出端相当于开路。它能 实现信号的单向传输、双向传输的控制。
数字电子技术基础总复习要点
数字电子技术基础总复习要点一、填空题第一章1、变化规律在时间上和数量上都是离散是信号称为数字信号。
2、变化规律在时间或数值上是连续的信号称为模拟信号。
3、不同数制间的转换。
4、反码、补码的运算。
5、8421码中每一位的权是固定不变的，它属于恒权代码。
6、格雷码的最大优点就在于它相邻两个代码之间只有一位发生变化。
第二章1、逻辑代数的基本运算有与、或、非三种。
2、只有决定事物结果的全部条件同时具备时，结果才发生。
这种因果关系称为逻辑与，或称逻辑相乘。
3、在决定事物结果的诸条件中只要有任何一个满足，结果就会发生。
这种因果关系称为逻辑或，也称逻辑相加。
4、只要条件具备了，结果便不会发生；而条件不具备时，结果一定发生。
这种因果关系称为逻辑非，也称逻辑求反。
5、逻辑代数的基本运算有重叠律、互补律、结合律、分配律、反演律、还原律等。
举例说明。
6、对偶表达式的书写。
7、逻辑该函数的表示方法有：真值表、逻辑函数式、逻辑图、波形图、卡诺图、硬件描述语言等。
8、在n变量逻辑函数中，若m为包含n个因子的乘积项，而且这n个变量均以原变量或反变量的形式在m中出现一次，则称m为该组变量的最小项。
9、n变量的最小项应有2n个。
10、最小项的重要性质有：①在输入变量的任何取值下必有一个最小项，而且仅有一个最小项的值为1；②全体最小项之和为1；③任意两个最小项的乘积为0；④具有相邻性的两个最小项之和可以合并成一项并消去一对因子。
11、若两个最小项只有一个因子不同，则称这两个最小项具有相邻性。
12、逻辑函数形式之间的变换。
（与或式—与非式—或非式--与或非式等）13、化简逻辑函数常用的方法有：公式化简法、卡诺图化简法、Q-M法等。
14、公式化简法经常使用的方法有：并项法、吸收法、消项法、消因子法、配项法等。
15、卡诺图化简法的步骤有：①将函数化为最小项之和的形式；②画出表示该逻辑函数的卡诺图；③找出可以合并的最小项；④选取化简后的乘积项。
脉冲与数字电路第五章 触发器
D=J/Qn +/KQn
5、 边沿触发器（ET FF）（续7）
2〉JK触发器转换为D触发器 D触发器和JK触发器的输出与输入的关系可以用 下表表示（即激励表）：
根据上表可写出JK与D、Q的关系：J=D、K=/D。
5、 边沿触发器（ET FF）（续8） 1、按键去抖动（消颤）； 2、开机置位； 3、异步脉冲同步化；
4、主从触发器（MS FF）（续3）
3>带数据锁存的主从JK触发器：
4、主从触发器（MS FF）（续4）
时序图：
5、 边沿触发器（ET FF）
1、主从JK触发器去缺点： 在CP=1时，要求JK信号保持不变。存在的一次变 化问题，能接收干扰信号并记忆下来，造成误码。解决 办法是减小CP=1的时间，可能造成状态翻转不稳定。 2、边沿触发器优点： 利用时钟脉冲的有效边沿（上升沿或下降沿）将 输入的变化反映在输出端，而在CP=0及CP=1不接收信号 ，输出不会误动作。 3、常见的边沿触发器有： 维持阻塞型、传输迟延实现的边沿触发器、CMOS 的边沿触发器，随着CMOS器件的广泛使用，今后大部分 是采用CMOS边沿触发器。
5、 边沿触发器（ET FF）（续1）
4、边沿D触发器：
5、 边沿触发器（ET FF）（续2）
5、边沿JK触发器:
5、 边沿触发器（ET FF）（续3）
6、T触发器（T FF）：
*翻转触发器（1位二进制计数器）
5、 边沿触发器（ET FF）（续4）
7、多能触发器：
5、 边沿触发器（ET FF）（续5）
8、触发器逻辑功能转换 在集成触发器中，使用较广的主要是D触发器和JK 触发器，有时需要将一种类型的触发器转换为其它类型 的触发器。不同触发器的相互转换的模型可描述为：
数字电路-复习大纲(四川大学)
包含2n个方格：2、4、8
包围的方格为矩形块
包围圈越大越好，越少越好
方格可以被重复包围，但每个包围圈内必需有新的方格
所有的1都要被包围住
充分考虑随意项
3.合并后的最小项之和即为最简与或表达式。 P37 习题1.2.2 1.4.2 1.6.1
2021/P8/1644 习题2.1.4 2.2.3 2.2.4
2一021位/8/1的4 权数（位权）是 Ri 。
3
②数制间的转换
二进制与十六进制数、八进制数之间的转换
24=16，四位二进制数对应一位十六进制数。 23=8， 三位二进制数对应一位八进制数。 举例：
3AF.2H = 0011 1010 1111.0010 = 1110101111.001B 3 A F2
2021/8/14
15
LA B A B A B
A
=1
L
B
用与非门实现
A& B
A& B
≥1
L
L A B A B A B A B A B • A B
2021/8/14
A& B
A& B
&
L
16
无反变量输入
LABA B A B A B A A B B
A A B B A B
1.变量值只有0和1，且只表示两种对立的逻辑状态，不表示 数量的大小。
2.表达方式：真值表--将输入变量的各种可能取值和相应函数
值排列在一起而组成的表格。
逻辑符号--规定的图形符号。
逻辑函数表达式--L=f（A、B…）
语句表、梯形图等。
2021/8/14
9
3.逻辑变量有原变量和反变量两类，普通代数中没有反变量。
数字电路及其应用
当今时代，数字电路已广泛地应用于各个领域。
本报将在“电路与制作”栏里，刊登系列文章介绍数字电路的基本知识和应用实例。
在介绍基本知识时，我们将以集成数字电路为主，该电路又分TTL和CMOS两种类型，这里又以CMOS集成数字电路为主，因它功耗低、工作电压范围宽、扇出能力强和售价低等，很适合电子爱好者选用。
介绍应用时，以实用为主，特别介绍一些家电产品和娱乐产品中的数字电路。
这样可使刚入门的电子爱好者尽快学会和使用数字电路。
一、基本逻辑电路1.数字电路的特点在电子设备中，通常把电路分为模拟电路和数字电路两类，前者涉及模拟信号，即连续变化的物理量，例如在24小时内某室内温度的变化量；后者涉及数字信号，即断续变化的物理量，如图1所示。
当把图1的开关K快速通、断时，在电阻R上就产生一连串的脉冲（电压），这就是数字信号。
人们把用来传输、控制或变换数字信号的电子电路称为数字电路。
数字电路工作时通常只有两种状态：高电位（又称高电平）或低电位（又称低电平）。
通常把高电位用代码“1”表示，称为逻辑“1”；低电位用代码“0”表示，称为逻辑“0”（按正逻辑定义的）。
注意：有关产品手册中常用“H”代表“1”、“L”代表“0”。
实际的数字电路中，到底要求多高或多低的电位才能表示“1”或“0”，这要由具体的数字电路来定。
例如一些TTL 数字电路的输出电压等于或小于0.2V，均可认为是逻辑“0”，等于或者大于3V，均可认为是逻辑“1”（即电路技术指标）。
CMOS数字电路的逻辑“0”或“1”的电位值是与工作电压有关的。
讨论数字电路问题时，也常用代码“0”和“1”表示某些器件工作时的两种状态，例如开关断开代表“0”状态、接通代表“1”状态。
2.三种基本逻辑电路数字电路中的基本电路是与门、或门和非门（反相器）。
与门和或门电路的基本形式有两个或两个以上的输入端、一个输出端。
因输入和输出可以各自为“0”或“1”状态，具有判定的功能，所以把它们称为基本逻辑电路。
脉冲与数字电路第三章门电路
工作温度：军品（54系列） –55 ~ +125摄氏度
民品（74系列） 0 ~ +70摄氏度
工作电压：推荐值 5V
极限值+-0.5
功耗：PH=ICCHVCC
PL=ICCLVCC
平均功耗P=(PL+ PH)/2
5、晶体管-晶体管逻辑门(TTL)
标准TTL门: 低电平<0.8V,高电平〉2V
结论：1.TTL电路的输入不能为负； 2.TTL门电路的输入端在输入低电平时
电流高于输入为高电平的电流。
6、TTL逻辑门外部特性和参数 转 移 特 性 曲 线
1>域值电平：1.0V(LS),1.4V（标准） 2>关门电平：VOFF=VILMAX=0.8V
3>开门电平: VON=VIHMIN=2.0V
驱动同类门数目少；传输延迟大，已淘汰。
2、二极管-晶体管逻辑门(DTL)
电路符号
特点：输出高电平时，驱动的同类门输入二极管截止，
不影响负载能力。传输延迟也较大，已淘汰。
3、晶体管-晶体管逻辑门(TTL) 1>标准TTL门
低电平<0.8V
高电平〉2V
特点：可以提供较大的输出拉电流和灌电流。 传输延迟大，功耗大。
4、 TTL逻辑门外部特性和参数
1>域值电平： 1.0V(LS),1.3V(S),1.5V(F),1.4V（标准） 2>关门电平：VOFF=VILMAX=0.8V 3>开门电平: VON=VIHMIN=2.0V 4>高电平噪声容限：VNH= VOHMIN - VIHMIN 5>低电平噪声容限: VNL= VILMAX – VOLMAX 6>输入输出特性和参数(p88) VILMAX, VIHMIN,VOLMAX, VOHMIN IILMAX,IIHMAX,IOLMAX,IOHMAX