數(shù)字電路復(fù)習(xí)

1、第二章 邏輯代數(shù)基礎(chǔ)一、本章知識(shí)點(diǎn)1 邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式掌握邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式。2 邏輯代數(shù)的三個(gè)基本定理定義，應(yīng)用6邏輯函數(shù)的表示方法及相互轉(zhuǎn)換7邏輯函數(shù)最小項(xiàng)之和的標(biāo)準(zhǔn)形式8邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)公式法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)卡諾圖法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的基本原理及化簡(jiǎn)方法二、例題1.1 將下列函數(shù)展成最小項(xiàng)之和的標(biāo)準(zhǔn)形式1. Y= 2. 1.2 用公式法化簡(jiǎn)下列函數(shù)1. 2. 1.3 用卡諾圖化簡(jiǎn)下列邏輯函數(shù)1. 2. 3. 組合邏輯電路一、本章知識(shí)點(diǎn)(一)概念1.組合電路：電路在任一時(shí)刻輸出僅取決于該時(shí)刻的輸入，而與電路原來(lái)的狀態(tài)無(wú)關(guān)。電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：只有門電路，不含存儲(chǔ)（記憶）單元。2.編碼器

2、的邏輯功能：把輸入的每一個(gè)高、低電平信號(hào)編成一個(gè)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼。優(yōu)先編碼器：幾個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，只對(duì)其中優(yōu)先權(quán)最高的一個(gè)進(jìn)行編碼。3.譯碼器的邏輯功能：輸入二進(jìn)制代碼，輸出高、低電平信號(hào)。顯示譯碼器：半導(dǎo)體數(shù)碼管(LED數(shù)碼管)、 液晶顯示器(LCD)4.數(shù)據(jù)選擇器：從一組輸入數(shù)據(jù)中選出某一個(gè)輸出的電路，也稱為多路開(kāi)關(guān)。5.加法器半加器：不考慮來(lái)自低位的進(jìn)位的兩個(gè)1位二進(jìn)制數(shù)相加的電路。全加器：帶低位進(jìn)位的兩個(gè) 1 位二進(jìn)制數(shù)相加的電路。超前進(jìn)位加法器與串行進(jìn)位加法器相比雖然電路比較復(fù)雜，但其速度快。6.數(shù)值比較器：比較兩個(gè)數(shù)字大小的各種邏輯電路。7.組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)一冒險(xiǎn)現(xiàn)象競(jìng)爭(zhēng)：

3、門電路兩個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)向相反跳變(一個(gè)從1變0，另一個(gè)從0變1)的現(xiàn)象。競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn)：由于競(jìng)爭(zhēng)而在電路輸出端可能產(chǎn)生尖峰脈沖的現(xiàn)象。消除競(jìng)爭(zhēng)一冒險(xiǎn)現(xiàn)象的方法：接入濾波電容、引入選通脈沖、修改邏輯設(shè)計(jì)(二)組合邏輯電路的分析方法分析步驟：1.由圖寫出邏輯函數(shù)式，并作適當(dāng)化簡(jiǎn)；注意：寫邏輯函數(shù)式時(shí)從輸入到輸出逐級(jí)寫出。2.由函數(shù)式列出真值表；3.根據(jù)真值表說(shuō)明電路功能。(三)組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)步驟：1.邏輯抽象：設(shè)計(jì)要求-文字描述的具有一定因果關(guān)系的事件。邏輯要求-真值表(1) 設(shè)定變量-根據(jù)因果關(guān)系確定輸入、輸出變量；(2)狀態(tài)賦值：定義邏輯狀態(tài)的含意 輸入、輸出變量的兩種不同狀態(tài)分別用0

4、、1代表。(3)列出真值表2.由真值表寫出邏輯函數(shù)式 真值表函數(shù)式，有時(shí)可省略。3.選定器件的類型可選用小規(guī)模門電路，中規(guī)模常用組合邏輯器件或可編程邏輯器件。4.函數(shù)化簡(jiǎn)或變換式(1)用門電路進(jìn)行設(shè)計(jì)：從真值表-卡諾圖/公式法化簡(jiǎn)。(2)用中規(guī)模常用組合電路設(shè)計(jì)：把函數(shù)式變換為與所用器件函數(shù)式相似的形式。(3)使用存儲(chǔ)器、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)組合電路5.畫出邏輯圖原理性設(shè)計(jì)(邏輯設(shè)計(jì))完成。(四)常用組合邏輯電路的功能編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器、數(shù)值比較器(五)用常用中規(guī)模集成組合邏輯器件計(jì)組合電路1.用譯碼器器設(shè)計(jì)組合電路方法：(1)選擇集成二進(jìn)制譯碼器；(2)寫函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與非-與非式

5、；(3)確認(rèn)變量和輸入關(guān)系；(4)畫連線圖。2.用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)組合電路方法：(1)寫出函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與或式和數(shù)據(jù)選擇器表達(dá)式；(2)對(duì)照比較確定輸入變量和地址碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系；輸入變量可能是變量(原變量或反變量)，也可能是常量(0或1)。(3)畫連線圖。3.用加法器設(shè)計(jì)組合電路-用在加（減）某一常數(shù)的場(chǎng)合二、例題1.組合電路如圖所示，分析該電路的邏輯功能。解： 真值表A B CL0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 101111110(1)由邏輯圖逐級(jí)寫出邏輯表達(dá)式 (2)化簡(jiǎn)與變換(3)由表達(dá)式列出真值表(4)分析邏輯功能 由真值表可知，當(dāng)A、B、C三個(gè)變量

6、不一致時(shí)，電路輸出為“1”，所以這個(gè)電路稱為“不一致電路”。2.由3線-8線譯碼74LS138（輸出低電平有效）和4選1數(shù)據(jù)選擇器（74LS153）組成如圖所示的電路，B1、B2和C1、C2為二組二進(jìn)制數(shù)，試列出真值表，并說(shuō)明功能。解： 輸出表達(dá)式： 真值表 功能說(shuō)明：由地址碼C2C1選擇B2B1的最小項(xiàng)的反變量輸出3.設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)視交通信號(hào)燈工作狀態(tài)的邏輯電路。正常情況下，紅、黃、綠燈只有一個(gè)亮，否則視為故障狀態(tài)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒有關(guān)人員修理。要求：（1）用門電路實(shí)現(xiàn)（2）用3-8線譯碼器實(shí)現(xiàn)（3）用4選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)。解：(1)用門電路實(shí)現(xiàn)邏輯抽象輸入變量：R、A、G，紅、黃、綠燈；燈亮

7、為1，不亮為0。輸出變量：Z-故障信號(hào)，正常工作Z為0，發(fā)生故障Z為1。真值表R A GZ0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 110010111列出真值表寫出函數(shù)式并化簡(jiǎn)經(jīng)卡諾圖化簡(jiǎn)得：畫出電路圖(2)用3-8線譯碼器實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)與或式 化成與非-與非式 設(shè)R=A2、A=A1、G=A0 則畫連線圖(3)用4選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)與或式 S =1時(shí) 4選1 確定輸入變量和地址碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系令A(yù) =A1，G = A0 則： 畫連線圖觸發(fā)器一、本章知識(shí)點(diǎn)1、 掌握觸發(fā)器的邏輯功能（其中JK觸發(fā)器邏輯功能最強(qiáng)）2、 掌握觸發(fā)器的特性方程3、 觸發(fā)器的相互轉(zhuǎn)換方法（J

8、K、D轉(zhuǎn)換成其它類型觸發(fā)器）4、 掌握J(rèn)K、D觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)（主從、邊沿、維持阻塞觸發(fā)器）5、掌握由JK、D觸發(fā)器等構(gòu)成的電路分析及工作波形繪制二、練習(xí)題舉例分析：1、JK觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)和輸入信號(hào)如圖所示。試畫出Q1端的輸出波形。（所有觸發(fā)器的初態(tài)為0）解：2、用主從的D觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器組成的電路如圖所示。已知觸發(fā)信號(hào)和輸入信號(hào)，試畫出Q1、Q2的輸出波形。（所有觸發(fā)器的初態(tài)為0）時(shí)序邏輯電路一、本章知識(shí)點(diǎn)1、 時(shí)序邏輯電路通常由組合電路和存儲(chǔ)電路兩部分組成，而存儲(chǔ)電路是必不可少的。2、 時(shí)序邏輯電路邏輯功能特點(diǎn)：任一時(shí)刻的輸出信號(hào)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，且取決于電路原來(lái)的狀

9、態(tài)。3、 米利、穆?tīng)栃停∕ealy Moore）時(shí)序邏輯電路的概念。4、 熟練掌握根據(jù)單片集成計(jì)數(shù)器的功能表構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法(置0法、置數(shù)法、74LS160、74LS161、74LS162，注意同步、異步的區(qū)別)5、 熟練掌握用JK、D觸發(fā)器構(gòu)成的同步時(shí)序邏輯電路的分析方法6、 熟練掌握用JK、D觸發(fā)器設(shè)計(jì)同步計(jì)數(shù)器的方法二、練習(xí)題舉例（一）分析：1、分別用置數(shù)法和置0法將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160接成九進(jìn)制計(jì)數(shù)器。解：置數(shù)法 置0法2、由4位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS162組成的可變進(jìn)制計(jì)數(shù)器如圖所示。試分析當(dāng)控制變量A為1和0時(shí)電路各為幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。A=1時(shí)，電路為十

10、四進(jìn)制計(jì)數(shù)器；A=0時(shí)，電路為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器A=1時(shí), 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖A=0時(shí),狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖3、分析圖示的時(shí)序電路，寫出驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程、狀態(tài)方程，畫出電路的狀態(tài)圖，檢查電路能否自啟動(dòng)，說(shuō)明電路的功能。解：驅(qū)動(dòng)方程： 輸出方程：狀態(tài)方程：自行計(jì)算狀態(tài)表；電路的狀態(tài)圖：A=0時(shí)作二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)，A=1時(shí)作二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)。電路能自啟動(dòng)。4、用JK觸發(fā)器按8421碼設(shè)計(jì)一個(gè)同步六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，以000為起始狀態(tài)編碼。（思考：按8421碼設(shè)計(jì)一個(gè)同步六進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，或設(shè)計(jì)一個(gè)同步循環(huán)碼八進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其狀態(tài)S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7的編碼分別為000、001、011、010、110、1

11、11、101、100。）（可參考P277 例5.4.1）解：自行畫出原始狀態(tài)圖、狀態(tài)圖得狀態(tài)轉(zhuǎn)換卡諾圖卡諾圖分解，并化簡(jiǎn)得到電路的狀態(tài)方程：輸出方程為：3）將狀態(tài)方程變換為JK觸發(fā)器特性方程的標(biāo)準(zhǔn)形式：4）將上式與JK觸發(fā)器的特性方程對(duì)照，則各個(gè)觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程為： 電路圖略脈沖波形的產(chǎn)生和整形一、本章知識(shí)點(diǎn)1、用CMOS門構(gòu)成的施密特電路的分析與計(jì)算。2、微分型和積分型二種單穩(wěn)態(tài)電路的比較，前者波形好但抗干擾差，后者波形差但抗干擾好。3、晶體振蕩器的振蕩頻率等于晶體的固有頻率。4、占空比的定義。5、用施密特電路構(gòu)成的多諧振蕩器的分析。6、555定時(shí)器構(gòu)成的施密特電路的分析與計(jì)算。7、555定

12、時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路的分析與計(jì)算。8、555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的分析與計(jì)算。二、例題1、在施密特電路，單穩(wěn)態(tài)電路和多諧振蕩器三種電路中，沒(méi)有穩(wěn)態(tài)的電路是 ，有一個(gè)穩(wěn)態(tài)的電路是 ，有二個(gè)穩(wěn)態(tài)的電路是 ，工作過(guò)程中不需要外觸發(fā)信號(hào)的電路是 。解：依次為：多諧振蕩器，單穩(wěn)態(tài)電路，施密特電路及多諧振蕩器。2、某多諧振蕩器輸出信號(hào)頻率為1KHZ，已知q=0.4，求輸出信號(hào)低電平的寬度。解：3、圖示施密特電路中，已知R1=10K，R2=20K，G1和G2是CMOS反相器，VDD=10V。求：（1）VT+、VT-及VT（2）畫出V0波形解： VT=5V4、下圖是延遲報(bào)警器。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，經(jīng)一定的延遲時(shí)

13、間后揚(yáng)聲器發(fā)聲。試求延遲時(shí)間的具體數(shù)值和揚(yáng)聲器發(fā)出聲音的頻率。圖中G1是CMOS反相器，輸出的高、低電平分別為12V和0V。解：左邊定時(shí)器接成了施密特電路，右邊定時(shí)器接成了振蕩器。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后電容C充電，充至?xí)r反相器G1輸出高電平，振蕩器開(kāi)始振蕩。故延遲時(shí)間為揚(yáng)聲器發(fā)出聲音頻率為：注：該題有如下幾種演變情況，請(qǐng)思考如何分析。1、左邊定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)電路，右邊不變。2、左邊定時(shí)器接成低頻振蕩器，右邊定時(shí)器接成高頻振蕩器。第七章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器一、本章知識(shí)點(diǎn)1、存儲(chǔ)器的分類及每種類型的特點(diǎn) 掩模ROM：信息出廠時(shí)已固化在里面,用戶無(wú)法更改。 ROM PROM：信息由用戶寫入，只能寫一次，不能改寫。存

14、儲(chǔ)器 EPROM：信息由用戶寫入，可用光擦除后重寫。Flash Memory：同E2PROM E2PROM：信息由用戶寫入，可用電擦除后重寫。 RAM SRAM：靠觸發(fā)器存儲(chǔ)信息，不需刷新。 DRAM：利用MOS管柵電容存儲(chǔ)信息，需要刷新。2、掌握存儲(chǔ)器電路的結(jié)構(gòu)框圖，對(duì)框內(nèi)具體情況有一個(gè)大概的了解3、了解存儲(chǔ)器相關(guān)名詞術(shù)語(yǔ)，如地址數(shù)、字?jǐn)?shù)、字長(zhǎng)、數(shù)據(jù)線及容量等4、掌握存儲(chǔ)器容量擴(kuò)展方法。5、掌握用ROM構(gòu)成組合邏輯函數(shù)的方法及ROM構(gòu)成的組合電路的分析。二、例題1、已知某存儲(chǔ)器標(biāo)有1K×4字樣，回答下列問(wèn)題：（1）該存儲(chǔ)器有幾條地址線？（2）該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少個(gè)字？（3）每個(gè)字長(zhǎng)是

15、幾位？（4）該存儲(chǔ)器有幾條數(shù)據(jù)線？（5）該存儲(chǔ)器的容量是多少位？答：（1）10條地址線。（2）1024個(gè)字。（3）4位（4）4條（5）4096位2、ROM由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？答：ROM由地址譯碼器、存儲(chǔ)矩陣及輸出緩沖器三部分組成。地址譯碼器的作用是將輸入地址碼譯成相應(yīng)的控制信號(hào)，該控制信號(hào)從存儲(chǔ)矩陣中把對(duì)應(yīng)單元的信息送到輸出。存儲(chǔ)矩陣的作用是存儲(chǔ)二進(jìn)制信息。輸出緩沖器作用有二個(gè)。一是提高負(fù)載能力，二是實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的三態(tài)控制。3、在PROM、EPROM、E2PROM及Flash Memory四種存儲(chǔ)器中，可用光改寫的是哪種？答：是EPROM4、哪些類型的ROM可用來(lái)設(shè)計(jì)組合電路？組合電路的輸入變量及輸出變量如何安排？答：EPROM、E2PROM及Flash Memory都可以用來(lái)設(shè)計(jì)組合電路。輸出變量安排在ROM的地址端，輸出變量安排在數(shù)據(jù)端。5、根據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)原理的不同，RAM可分為哪幾種？它們存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的原理分別是什么？答：可分為靜態(tài)RAM和動(dòng)態(tài)RAM兩種。靜態(tài)RAM靠觸發(fā)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)RAM是利用MOS管柵極電容存儲(chǔ)電荷的原理制成的。6、試用4片2114和譯碼器組成4K×4的RAM，其中2114是1K×4的RAM。