数电_常用的时序逻辑功能器件
数电知识点总结 (1)
目录第一章数制与编码 (3)一、二进制 (3)二、二进制数与十进制数的相互转换 (3)三、十六进制 (3)四、二进制编码 (3)五、二-十进制编码 (3)六、字符编码 (3)第二章逻辑代数基础 (4)一、概述 (4)二、逻辑代数中的三种基本运算 (4)三、逻辑代数的基本公式和常用公式 (4)四、逻辑代数的基本定理 (4)五、逻辑函数及其表示方法 (4)六、逻辑函数的化简方法 (5)七、具有无关项的逻辑函数及其化简 (6)第三章门电路 (7)一、概述 (7)二、数字逻辑信号 (7)三、CMOS门电路 (7)四、74HC系列门电路的电特性 (8)五、TTL电路 (9)第四章组合逻辑电路 (10)一、组合逻辑电路的分析 (10)二、组合逻辑电路的设计 (10)三、组合逻辑电路中的竞争冒险 (10)四、若干典型的组合逻辑集成电路 (11)第五章触发器 (12)一、触发器的必备特点 (12)二、触发器的电路结构与动作特点 (12)第六章时序逻辑电路 (13)一、时序逻辑电路的基本概念 (13)二、时序电路逻辑功能的表示方法 (13)三、时序逻辑电路的分析方法 (14)四、若干经典的时序逻辑集成电路 (14)第七章脉冲波形的变换与产生 (16)一、555定时器的电路结构与工作原理 (16)二、用555定时器构成的施密特触发器 (16)三、集成施密特触发器 (17)四、用555定时器构成的多谐振荡器 (17)五、占空比可调的多谐振荡器电路 (19)六、石英晶体多谐振荡器 (19)第八章数模与模数转换器 (22)一、数模转换器的概念 (22)二、数模转换原理 (22)三、数模转换器的构成及不同类型数模转换器的特点 (22)四、DAC的转换精度与转换速度 (22)五、模数转换器的基本原理 (23)六、模数转换器的主要技术指标 (24)第一章数制与编码一、二进制二进制指用2个数码0、1计数的方式。
其特点是：逢二进一、借一为二；整数部分的位权为2n-1，小数部分的位权为2-m，n为整数的位数，m为小数的位数。
数电-时序逻辑电路练习题(修改) (2)
第
22
页
数字电子技术 8、计数器工作时，对
第 5 章 时序逻辑电路 出现的个数进行计数。
填空题
参考答案
分析提示
时钟脉冲CP
计数器，在时钟脉冲CP作用下进行状态转换，并用不同的 状态反应时钟脉冲CP出现的个数。
第
23
页
数字电子技术
第 5 章 时序逻辑电路
填空题
9、构成一个2n 进制计数器，共需要
个触发器。
第 3 页
数字电子技术
第 5 章 时序逻辑电路
单项选择题
3、图示各逻辑电路中，为一位二进制计数器的是
Q Q
Q Q
(
)。
C1 1D
A
Q
CP
√
Q
C1 1D
B
CP
×
_
Q
_
Q 1J
C
C1 1J 1K CP
×
D
C1 1K 1 CP
×
分析提示
一位二进制计数器的状态方程为
Q n 1 Q
n
每作用1个时钟CP 信号，状态变化1次。 按各电路的连接方式，求出驱动方程 并代入特性方程 。
第 21 页
数字电子技术
第 5 章 时序逻辑电路
填空题
7、根据计数过程中，数字增、减规律的不同，计数器可分为
计数器、 计数器和可逆计数器三种类型。
参考答案 分析提示
加法
减法
加法计数器：在时钟脉冲CP作用下，计数器递增规律计数。 减法计数器：在时钟脉冲CP作用下，计数器递减规律计数。 可逆计数器：在时钟脉冲CP作用下，计数器可递减规律计数、 可递减规律计数。
第 19 页
数字电子技术
数字电子技术第8章可编程逻辑器件
前面介绍的FPLA的电路结构不含触发器，因此这 种FPLA只能用于设计组合逻辑电路，故称为组合型 FPLA。
为便于设计时序逻辑电路，在有些FPLA芯片内部 增加了若干触发器组成的寄存器。这种内部含有寄 存器的FPLA称为时序逻辑型FPLA，也称做可编程 逻辑时序器PLS（Programmable Logic Sequeneer）。
Q0n+1=Q3 Q2 Q1+Q3 Q2 Q1+Q3 Q2 Q1+ Q3 Q2 Q1
从上式即可写出每个触发器的驱动方程，即D端 的逻辑函数式。同时，考虑到要求具有置零功能， 故应在驱动方程中加入一项R。当置零输入信号 R=1时，在时钟信号到达后所有触发器置1，反相后 的输出得到Y3 Y2 Y1 Y0=0000。于是得到驱动方程为
图8.3.9 产生16种算术、逻辑运算的编程情况
(8-22)
十进 8.3.3PAL的应用举例
制数
二 进制 数
Y0 Y1 Y2
例8.3.1 用PAL器件设计一个数值判别电路.要求判断4位 D C B A 二进制数DCBA的大小属于0~5、6~10、11~15三个区间的 0 0 0 0 0 1 0 0 哪一个之内。 1 0 0 0 1 1 0 0
FPLA由可编程的与逻辑阵列和可编程的或逻 辑阵列以及输出缓冲器组成，如图所示。
(8-8)
PLA结构 逻辑功能可 变化的硬件 结构。
可编程
将FPLA和ROM 比较可发现，它们 的电路结构极为相 似，都是由一个与 逻辑阵列、一个或 逻辑阵列和输出缓 冲器组成。两者所 不同的是，FPLA的 与阵列可编程，而 ROM的与阵列（译 码器）是固定的。
第八章 可编程逻辑器件（PLD）
数电知识点
数电知识点数字电路知识点一：数字电路的概念与分类•数字电路：用离散的电信号表示各种信息，通过逻辑门的开关行为进行逻辑运算和信号处理的电路。
•数字电路的分类：1.组合逻辑电路：根据输入信号的组合，通过逻辑门进行转换得到输出信号。
2.时序逻辑电路：除了根据输入信号的组合，还根据时钟信号的变化进行状态的存储和更新。
知识点二：数字电路的逻辑门•逻辑门：由晶体管等元器件组成的能实现逻辑运算的电路。
•逻辑门的种类：1.与门（AND gate）：输出为输入信号的逻辑乘积。
2.或门（OR gate）：输出为输入信号的逻辑和。
3.非门（NOT gate）：输出为输入信号的逻辑反。
4.与非门（NAND gate）：输出为与门输出的逻辑反。
5.或非门（NOR gate）：输出为或门输出的逻辑反。
6.异或门（XOR gate）：输出为输入信号的逻辑异或。
7.同或门（XNOR gate）：输出为异或门输出的逻辑反。
知识点三：数字电路的布尔代数•布尔代数：逻辑运算的数学表达方式，适用于数字电路的设计和分析。
•基本运算：1.与运算（AND）：逻辑乘积，用符号“∙”表示。
2.或运算（OR）：逻辑和，用符号“+”表示。
3.非运算（NOT）：逻辑反，用符号“’”表示。
•定律：1.与非定律（德摩根定理）：a∙b = (a’+b’)‘，a+b =(a’∙b’)’2.同一律：a∙1 = a，a+0 = a3.零律：a∙0 = 0，a+1 = 14.吸收律：a+a∙b = a，a∙(a+b) = a5.分配律：a∙(b+c) = a∙b+a∙c，a+(b∙c) = (a+b)∙(a+c)知识点四：数字电路的设计方法•数字电路设计的基本步骤：1.确定输入和输出信号的逻辑关系。
2.根据逻辑关系，使用布尔代数推导出逻辑表达式。
3.根据逻辑表达式，使用逻辑门进行电路设计。
4.进行电路的逻辑仿真和验证。
5.实施电路的物理布局和连接。
知识点五：数字电路的应用•数字电路的应用领域：1.计算机：CPU、内存、硬盘等。
数电模电超有用知识点,值得拥有剖析
《数字电子技术》重要知识点汇总一、主要知识点总结和要求1．数制、编码其及转换：要求：能熟练在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD 、格雷码之间进行相互转换。
举例1：（37.25）10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD 解：（37.25）10= ( 100101.01 )2= ( 25.4 )16= ( 00110111.00100101 )8421BCD 2．逻辑门电路： (1)基本概念1）数字电路中晶体管作为开关使用时，是指它的工作状态处于饱和状态和截止状态。
2）TTL 门电路典型高电平为3.6 V ，典型低电平为0.3 V 。
3）OC 门和OD 门具有线与功能。
4）三态门电路的特点、逻辑功能和应用。
高阻态、高电平、低电平。
5）门电路参数：噪声容限V NH 或V NL 、扇出系数N o 、平均传输时间t pd 。
要求：掌握八种逻辑门电路的逻辑功能；掌握OC 门和OD 门，三态门电路的逻辑功能；能根据输入信号画出各种逻辑门电路的输出波形。
举例2：画出下列电路的输出波形。
解：由逻辑图写出表达式为：C B A C B A Y ++=+=，则输出Y 见上。
3．基本逻辑运算的特点：与 运 算：见零为零，全1为1；或 运 算：见1为1，全零为零； 与非运算：见零为1，全1为零；或非运算：见1为零，全零为1； 异或运算：相异为1，相同为零；同或运算：相同为1，相异为零； 非 运 算：零 变 1， 1 变 零； 要求：熟练应用上述逻辑运算。
4. 数字电路逻辑功能的几种表示方法及相互转换。
①真值表（组合逻辑电路）或状态转换真值表（时序逻辑电路）：是由变量的所有可能取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式：是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。
③卡诺图：是由表示变量的所有可能取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图：是由表示逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。
数字逻辑和数电
数字逻辑和数电数字逻辑和数电（数位电子学）是现代电子技术的基础，广泛应用于计算机、通信、自动化等领域。
本文将从数字逻辑和数电的概念、原理、设计方法和应用等方面进行介绍。
一、概念和原理数字逻辑是研究数字信号在逻辑电路中的运算和转换规律的学科。
它以二进制数和逻辑代数为基础，通过逻辑门电路的组合和连接来实现逻辑运算和逻辑功能。
逻辑门电路包括与门、或门、非门等，通过它们的组合可以实现复杂的逻辑运算和逻辑功能。
数电是研究数字信号在电子器件和电路中的传输、处理和控制的学科。
它主要研究数字电路和数字系统的设计和实现。
数字电路是由数字逻辑门电路和其他电子器件组成的，它可以对数字信号进行处理和控制，实现各种功能。
数字逻辑和数电的基本原理是二进制数制和逻辑代数。
二进制数制是一种以2为基数的数制，它只包含0和1两个数字。
逻辑代数是一种用符号表示逻辑运算的代数，它包含与运算、或运算、非运算等。
二、设计方法数字逻辑和数电的设计方法主要包括逻辑函数的化简和逻辑电路的设计。
逻辑函数的化简是通过逻辑代数的方法将复杂的逻辑函数化简为简单的逻辑表达式，从而减少逻辑门的数量和电路的复杂度。
逻辑电路的设计是根据逻辑功能的要求，选择适当的逻辑门电路和其他电子器件进行组合和连接，实现逻辑运算和逻辑功能。
三、应用数字逻辑和数电广泛应用于计算机、通信、自动化等领域。
在计算机中，数字逻辑和数电用于实现计算机的运算、存储和控制功能，包括算术逻辑单元（ALU）、存储器、控制器等。
在通信中，数字逻辑和数电用于实现数字通信系统的编码、解码、调制、解调等功能。
在自动化中，数字逻辑和数电用于实现自动控制系统的逻辑运算和逻辑控制。
总结：数字逻辑和数电是现代电子技术的基础，它们通过逻辑门电路的组合和连接来实现逻辑运算和逻辑功能。
数字逻辑和数电的设计方法包括逻辑函数的化简和逻辑电路的设计。
数字逻辑和数电广泛应用于计算机、通信、自动化等领域，它们在这些领域中发挥着重要的作用。
数电的知识点总结
数电的知识点总结数电的基本概念与原理数字电子技术是一门研究数字信号处理、存储和传输的学科，它是借助符号逻辑（位逻辑）和数字信号理论来进行数字信息的处理。
数字电子技术的基本概念与原理包括逻辑门、布尔代数、数字逻辑电路等。
逻辑门是数字电子技术的基础组成单元，逻辑门主要有与门、或门、非门、异或门、与非门、或非门、同或门等。
逻辑门是根据布尔代数的原理构建的，布尔代数是一种数学体系，用来描述由逻辑变量和逻辑运算构成的表达式的代数系统，它包含了与、或、非等逻辑运算。
数字电子技术的逻辑门和布尔代数的知识是数电的基本概念。
数字逻辑电路是由逻辑门按照一定的连接方式经过布局和布线形成的电路，它能够执行特定的逻辑功能。
数字逻辑电路一般包括组合逻辑电路和时序逻辑电路两种类型，组合逻辑电路的输出仅依赖于当前的输入，时序逻辑电路的输出还受到时钟信号的影响。
数电的基本原理是基于二进制的储存和传输信息。
在数电中，信息是以二进制形式表示和操作的，二进制是一种用0和1来表示量的编码形式。
数电使用二进制编码可以实现高效的信息处理和传输，二进制编码可以更好地利用现代计算机、通信系统等机器和设备，提高处理速度和数据传输的可靠性。
数电的应用数电技术广泛应用于数字电路、数字通信、计算机体系结构、数字信号处理、嵌入式系统、通信网络等领域。
在数字电路方面，数电技术主要应用于设计数字逻辑电路和数字系统。
数字逻辑电路通过逻辑门、触发器、寄存器、计数器等器件的组合，实现了从简单非线性函数到复杂算法运算的功能。
数字系统是数字电路的扩展和延伸，它是由数字信号处理器、存储器、接口电路、控制器等器件构成的一个相互关联并协同工作的系统。
在数字通信领域，数电技术用于设计数字通信系统、数字调制解调器、数字信号处理器等设备。
数字通信系统和数字调制解调器利用数电技术可以实现高速传输和高可靠性的数字通信，数字信号处理器可以对数字信号进行滤波、解码、频谱分析、数据压缩等处理。
数电模电经典教材从零开始
模拟信号处理电路包括放大器、滤波器、混频器、调制器 和解调器等。这些电路可以用来改善信号质量、提取特征 、识别模式等。
模拟信号处理的应用
模拟信号处理的应用包括音频播放器、录音设备、电视接 收器、雷达和声呐系统等。这些应用需要实时处理信号， 因此需要高性能的模拟电路和电子设备。
嵌入式系统中的数电模电
数据测量与分析
使用万用表等工具，测量电路参数，分析数据， 得出结论。
设计实例与挑战
数字钟设计
利用逻辑门电路设计一个数字 钟，实现时间显示和计时功能
。
模拟放大器设计
利用模拟电子元件设计一个放 大器，实现信号的放大和滤波 功能。
数字频率计设计
利用计数器和逻辑门电路设计 一个数字频率计，实现频率测 量功能。
混合信号电路
总结词
混合信号电路的应用非常广泛，包括音频处理、图像 处理、通信等领域。
详细描述
混合信号电路的应用非常广泛，涉及到音频处理、图像 处理、通信等多个领域。在音频处理领域，混合信号电 路可以用于音频信号的采集、处理和播放等环节；在图 像处理领域，混合信号电路可以用于图像信号的采集、 处理和显示等环节；在通信领域，混合信号电路可以用 于调制解调、滤波、频谱分析等环节。此外，混合信号 电路还广泛应用于传感器、测量仪器、控制系统等领域 。
电阻、电容、电感
电阻
电阻是模拟电路中最基本的元件 之一，用于限制电流。电阻的阻
值通常用欧姆（Ω）表示。
电容
电容是存储电荷的元件，具有隔直 通交的特性。电容的容量通常用法 拉（F）表示。
电感
电感是存储磁能的元件，具有阻交 流通直流的特性。电感的感值通常 用亨利（H）表示。
放大器基础
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寄存器 存放二进制数，传输二进制信息 ，即代 码的寄存、移位、传输。 统计时钟脉冲的个数（数数、计数），分 频、定时、产生节拍脉冲。
计数器
7.1 计数器
7.1.1 二进制计数器
7.1.2 非二进制计数器 7.1.3 集成计数器
7.2 寄存器和移位寄存器
7.2.1 寄存器
f Q0
f Q1
f Q2
1 f CP 2
1 f CP 4
1 f CP 8
Q1
Q2
3tpd
8
图 7.1.3
说明:
计数脉冲的最小周期 Tmin= ntpd。 计数器也可作为分频器。
异步计数器工作速度慢。
2. 二进制同步计数器(分析)
为了提高计数速度，我们将CP脉冲同时接到全部 FF，使FF的状态变换与CP脉冲同步。这种方式的计 数器称为同步计数器。
00
01
11
10
D0
00 01 11 10
00
01
11
10
D0 Q0
0 0 x 0
1 1 x 0
0 0 x x
1 1 x x
1 1 x 1
0 0 x 0
0 0 x x
1 1 x x
(3)画出逻辑电路图
D3 Q3Q0 Q2Q1Q0 D2 Q2Q1 Q2Q0 Q2Q1Q0
D1 Q1Q0 Q3Q1Q0
n 1 n Q2 Q2
1. 二进制异步加计数器
•状态转换表
n Q2
n 1 n Q0 Q0
(CP由01时，此式有效) (Q0由10时，此式有效) (Q1由10时，此式有效)
Q1n1 Q1n
次态
n 1 n Q2 Q2
现
n Q1
态
n Q0
n 1 n 1 n 1 Q2 Q1 Q0
＞
RD
CP A B C D
QA QBQCQD
L
H H H
×
L H H
×
× L X
×
× × L
×
××××
A B C D
L L L L
A B C D
× ×
X X X X X X X X
保 持 保 持 计 数
X X X X
CP每来一个上升沿，计数器的值增1。
74161的时序图
RD LD A B C D CP EP ET QA QB QC QD RCO
D0 Q0
&
1
& 1
&
1
CP CR
＞ ＞ ＞ ＞
R
C1 FF3
1D
R
C1 FF2
1D
R
C1 FF1
1D
R
C1 FF0
1D
Q3
Q2
Q1
Q0
(4) 画出完整的状态图，检查设计的计数器能否自启动。
Q3 Q2 Q1 Q0
0000
0001
0010
0011 1011 1010
1001
0100 1101 1100
J 0 K 0 1 n J K Q 1 1 0 n n J K Q 2 1 Q0 2
状态方程:
输出方程:
Q n1 Q n nQ nQ n C=Q 0 0 2 1 0 n1 n n n n Q Q Q Q Q 1 1 0 1 0 n1 n n n n n n n Q Q Q Q Q Q Q Q 2 1 2 0 2 1 0 2
2 1 0
1
2 3 4 5 6 7 8
0
0 0 1 1 1 10 1 0 1 0 1 0
0
0 0 0 0 0 1 0
CP Q0
C=Q /1 2nQ1nQ0n
111 /0 110
4 1 2 3 时序图
/0 /0
5
101
6
/0
7 8
100
t t t t t
0
1
0
Q1
0 0 1
1 0 1 0 1
0
1 1 0 × ×
1
0 0 0 × ×
1
0 0 0 × ×
1
0 1 0 × ×
0
1 1 0 × ×
1
0 0 0 × ×
1
0 0 0 × ×
1
0 1 0 × ×
…
(2) 画出卡诺图，求出D触发器的驱动方程：
D3
00 01 11 10 00 11 10
D2
00 01 11 10
01
t
(2) 二进制同步减计数器(设计)
状态表
3位二进制减计数器状态图
Q2Q1 Q0 /B
Qn 2
/1
n Q1
n Q0
1 Qn 2
n1 Q1
n1 Q0
B
1 0
000
/0
111
/0
110
/0
101
/0
0 1
0 1
0 1
1 1
1 1
1 0
001
/0
010
/0
011
/0
100
1
1 1
1
0 0 1 1 0
异步 (低电平) 异步 (低电平) 异步 (低电平) 无 异步 (高电平)
同步 同步 同步 异步 异步
74LS191 74LS193
74160
74LS190
异步
十进制加法
单时钟十进制可逆
异步 (低电平)
无 异步
同步
异步 无
74LS293
双时钟4位二进制加 法
1. 集成计数器74161（ 4位二进制同步加计数器）
Q0
(3) 二进制同步可逆计数器
X
1
加/减控制信号 & 1 & 1 & 1
1
CR CP
＞ ＞ ＞ ＞
R 1K C1 1J R 1K C1 1J R 1K C1 1J R 1K C1 1J
J0 K0 1 J 1 K 1 XQ0 X Q0
FF3
FF2
FF1
FF0
J 2 K 2 XQ1Q0 X Q1Q0
n1 Q1 Qn
1
1 0
Qn 0 00
0 1
0 1
0 1
1 n n n n n n n Q n Q Q Q Q Q Q Q 2 n 1 0n1 21 1 n1 2 0 n 2 n n Q2 Q1 Q0 B Q 2 Q1 n Qn 0 n 1 n n Q1 Q1 Q 0 Q1 Q0 1 1 1 1 0 0 n0 n 1 Q 1 1Q 0 1 1 1 0 0 0
Q2
0 0 0
C
⑴ 二进制同步加计数器(分析)
电路完成的功能： 1. 此电路为8进制计数器。 2. 3个触发器受同一个时钟信号CP的控制，3个触发器 的翻转是同时进行的，都比CP的作用时间滞后一个 tpd，因此，其工作速度一般比异步计数器的高。
CP Q0 t Q1 t Q2 C t 1tpd t
1 2 3 4 5 6 7 8
⑴ 同步二进制加计数器
& & FF Q1 1J
2
C
1
1J
FF
0
FF Q0 1J
1
＞C1
＞C1
1K
＞C1
1K
Q2
CP
1K
Q0
Q1
Q2
2. 二进制同步计数器(分析) ⑴ 二进制同步加计数器
& & FF Q1 1J
2
C
1
1J
FF
0
FF Q0 1J
1
＞C1
＞C1
1K
＞C1
1K
Q2
CP
1K
Q0
Q1
Q2
驱动方程:
0
0 0
0
0 1
0
1 0
0
0 0
0
1 1
1
0 1
•状态转换图
Q0 Q1 Q2
000 111 001
0
1 1
1
0 0
1
0 1
1
1 1
0
0 1
0
1 0
110
010
1 1
1 1
0 1
1 0
1 0
1 0
101 100
011
图 7.1.2
1. 二进制异步加计数器(分析)
•时序图
CP
Q0
1tpd 2tpd
2 4
画逻辑电路图:
& 1 1J FF0 Q0 1J FF1 Q1 Q1 1J FF2 Q2 Q2
n n J 2 K 2 Q1 Q0 n J K Q 1 1 0 J K 1 0 0
n n B Qn Q Q 2 1 0
&
B
＞C1
1K
＞C1
1K
＞C1
1K
CP 输入减计数脉冲
0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0
2
3 4 5
0
0 0 0
0
0 1 1
1
1 0 0
0
1 0 1
0
0 0 0
0
1 1 1
1
0 0 1
1
0 1 0
0
0 0 0
0
1 1 1
1
0 0 1
1
0 1 0
6
7 8 9
0
0 1 1 1 1