数字电路复习.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,复 习,数字电路,1.,用公式法化简函数，要求写出化简过程,2.,卡诺图化简函数，要求画出化简过程的卡诺图,3.,组合逻辑电路设计,74HC148,Y,EX,=Y,S,S,代表无输入信号,代表“有输入信号”,S,是“使能”信号,低电平有效,G,1,门是负逻辑非门,74HC138,74LS138,简介：,Y,I,=m,i,如,Y,7,=A,2,A,1,A,0,返回,20,74HC153,这次我们以,4,选,1,数据选择器为例进行,分析。,S,1,A,1,A,0,Y,1,0,0,1,0,0,D,10,1,0,1,D,11,1,1,0,D,12,1,1,1,D,13,我们分析上半部分：,Y,1,=D,10,(A,1,A,0,)+D,11,(A,1,A,0,)+D,12,(A,1,A,0,)+D,13,(A,1,A,0,)S,1,74HC283,74HC85,（,三）逻辑功能的扩展,例如：用,74LS85,构成,8,位数值比较器。,显然，需要,2,片,74LS85,。用片（,1,）比较低,4,位；片（,2,）比较高,4,位。比较结果由片（,2,）输出。,而高位比较器的扩展输入端只要和低位的相应输出端相连即可。,对于片（,1,），前面通过分析,74LS85,函数式已得出，只比较四位时应使,I,(AB),=,0,I,(A=B),=1,。,请用四片,74HC148,接成一个,32-5,编码器。,试用两片数字比较器,CC14585,组成一个,8,位数字比较器,4.15,4.,触发器分析，画波形图,-,注意上升沿、下降沿触发,5.10,5.12,5.,时序逻辑电路分析设计,四、时序电路的分类,同步时序逻辑电路,：电路中所有触发器状态的变化都在同一 时钟信号的同一边沿发生。,异步时序逻辑电路,：不满足同步时序逻辑电路的条件。,不在同一时钟边沿翻转；,没有时钟信号。,按,输出信号的特点分,，可分为,米利型,（,Mealy,）和,穆尔型,（,Moore,）,两种。,米利型,：输出信号与电路的状态和输入变量都有关。,穆尔型,：输出信号只取决于电路的状态。（电路可能没有输入信号）。,按电路中触发器的动作特点可分为：,同步时序逻辑电路；异步时序逻辑电路。,第二节 同步时序电路的分析方法,例,1,：分析七进制递增计数器。,要求：,解：,分析：必须求出三组方程,:,输出方程、驱动方程、,状态方程。,第,1,步：求驱动方程和输出方程,J,1,=Q,3,Q,2,K,1,=1,J,2,=Q,1,K,2,=Q,1,Q,3,J,3,=Q,2,Q,1,K,3,=Q,2,驱动方程,输出方程,:,Y=Q,3,Q,2,逻辑图,逻辑功能,第,2,步：求状态方程,方法：将驱动方程代入所用触发器的特性方程。,Q,n+1,=J,Q,n,+K,Q,n,省略表示原状态的,n,：,为了更直观的描述时序电路的功能，还要引进新的描述方法。如：状态转换表、状态转换图、时序图（波形图）。,J,1,=Q,3,Q,2,K,1,=1,J,2,=Q,1,K,2,=Q,1,Q,3,J,3,=Q,2,Q,1,K,3,=Q,2,第,3,步：求状态转换表,第,4,步,:,求状态转换图,有时还要画电路的工作波形图，也叫时序图。,X,注意,Q,端顺序和,X,Y,的标法,第,5,步：求时序图,74LS194A,4.,集成移位寄存器,74LS194A,工作模式控制,异步清零,（,三）扩展与应用,扩展,例如,:,用两片,74LS194A,连成,8,位双向移位寄存器。,74HC161,中规模集成,4,位同步二进制计数器,74161,同步预置数,异步清零,工作状态控制,数据输入,74LS162,74LS163,等是同步清零方式,（,三）任意计数器的构成方法,用,状态图解释上述三种方法：,如何用,MSI,计数器构成任意进制计数器。,设,已知,MSI,计数器的模为,N,要构成的任意进制计数器的模为,M,。,方法：,1.,用门（一般为与非门）译出对应状态,S,1,;,2.,再清零或置数,具体操作分三种情况：,(1),用 端清零,异步置零法；,(3),用 端置数,同步置数法；,(2),用 端清零,同步置零法；,异步置零法,同步置零法,同步置数法,有的器件 端是异步工作的,第四节 同步时序逻辑电路的设计方法,一、设计的步骤：,任务：,功能,逻辑图,逻辑图,驱动方程,输出方程,状态方程,状态转换表,状态转换图,第一步,第二步,第三步,第四步,我们以图示电路为例，由后向前推出设计必要的步骤：,Q,n+1,=J,Q,n,+K,Q,n,二、设计举例,1.,计数器设计,例,1:,设计同步,13,进制加法计数器。,第一步：状态图,计数器的状态图可直接画出。但要事先约定好编码。,13,进制计数器有,13,个状态循环，可采用,4,位编码,:,0111,0,0001,0,0010,0,0011,0,0100,0,0101,0,0110,0,0,1000,0,1001,0,1010,0,1011,0,0000,1100,1,第二步：状态方程，输出方程,要借助次态卡诺图来求状态方程；而输出方程则很容易求出。,10,11,01,00,10,11,01,00,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,0111,0001,0010,0100,0011,0101,0110,1000,0000,1001,1010,1100,1011,0111,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,C,将次态卡诺图分为,4,个卡诺图：,Q,3,Q,2,Q,3,n+1,=Q,2,Q,1,Q,0,+Q,2,Q,3,Q,2,n+1,=Q,1,Q,0,Q,2,+(Q,1,+Q,0,)Q,3,Q,2,选择,JK,触发器,。,10,11,01,00,10,11,01,00,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,0001,0010,0100,0011,0101,0110,1000,0000,1001,1010,1100,1011,0111,10,11,01,00,10,11,01,00,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,1,1,1,1,1,Q,3,Q,2,10,11,01,00,10,11,01,00,Q,1,Q,0,1,1,1,1,1,Q,2,Q,1,Q,0,(Q,3,+Q,3,),Q,3,n+1,=Q,2,Q,1,Q,0,Q,3,+Q,2,Q,3,Q,1,输出方程：,C=Q,3,Q,2,Q,3,Q,2,10,11,01,00,10,11,01,00,Q,1,Q,0,1,1,1,1,1,1,Q,3,Q,2,10,11,01,00,10,11,01,00,Q,1,Q,0,1,1,1,1,1,1,Q,1,n+1,=Q,0,Q,1,+Q,0,Q,1,Q,0,n+1,=(Q,3,+Q,2,)Q,0,Q,0,为便于观察我们把,Q3,和,Q2,的方程也列在下面：,Q,3,n+1,=Q,2,Q,1,Q,0,Q,3,+Q,2,Q,3,Q,2,n+1,=Q,1,Q,0,Q,2,+(Q,1,+Q,0,)Q,3,Q,2,第三步：驱动方程,Q,1,n+1,=Q,0,Q,1,+Q,0,Q,1,Q,0,n+1,=(Q,3,+Q,2,)Q,0,J,3,=Q,2,Q,1,Q,0,K,3,=Q,2,Q,2,n+1,=Q,1,Q,0,Q,2,+(Q,1,+Q,0,)Q,3,Q,2,Q,3,n+1,=Q,2,Q,1,Q,0,Q,3,+Q,2,Q,3,J,1,=Q,0,K,1,=Q,0,J,2,=Q,1,Q,0,K,2,=Q,3,Q,1,Q,0,第四步：画逻辑图,J,0,=Q,3,Q,2,K,0,=1,C=Q,3,Q,2,由于存在未使用状态，还有第五步。,Q,3,Q,2,10,11,01,00,10,11,01,00,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,1,1,1,1,1,Q,3,Q,2,10,11,01,00,10,11,01,00,Q,1,Q,0,1,1,1,1,1,Q,3,Q,2,10,11,01,00,10,11,01,00,Q,1,Q,0,1,1,1,1,1,1,Q,3,Q,2,10,11,01,00,10,11,01,00,Q,1,Q,0,1,1,1,1,1,1,Q,1,Q,0,第五步：检查自启动,1101,1110,1111,0010,0000,1,1,1,说明：如电路能自启动，可在第一步中将状态图画成右图形式。,解：,“,111”,序列检测器,X,Y,CP,例,2,：设计一个串行数据检测器。要求：连续输入三个或三个以上,1,时输出为,1,其他情况下输出为,0,。,2.,序列检测器设计,步骤与计数器设计相同，只是第一步,-,求状态图要复杂些，可将其分为,3,小步：,1.,求原始状态图；,2.,状态化简；,3.,状态编码。,第一步：求状态转换图。,能自启动。,6.1,6.7,6.31,6.35,例,3:,求自动售货机状态图。,要求：货物单价,1.5,元，有,1,元和,0.5,元两种硬币，每次投入一枚硬币，机器能找零。,解：,用,A,表示,1,元硬币，,A=1,表示投入；,用,B,表示,0.5,元硬币，,B=1,表示投入；,用,Y=1,表示给出货物；,用,Z=1,表示找给,0.5,元硬币；,用,S,0,状态表示没有收到钱；,用,S,1,状态表示收到,0.5,元钱；,用,S,2,状态表示收到,1,元钱；,依题意可得如下状态图：,S,0,S,1,S,2,00/00,01/00,01/10,10/11,10/10,00/00,01/00,10/00,00/00,AB/YZ,或,投币口,找零口,出货口,6.,半导体存储器概念、存储器扩展接法,7.6,第四节 存储器容量的扩展,一、位扩展方式,方法：所有输入信号都并联（地址信号、片选信号和读写信号）。输出并列。,N=,目标存储器容量,已有存储器容量,需要片数,N=8,例：用,1024,字,1,位,RAM,构成,1024,字,8,位,RAM.,二、字扩展方式,例：用,256,字,8,位,RAM,组成,1024,字,8,位存储器。,需要片数,N,4,N=,目标存储器容量,已有存储器容量,特点：必须使用译码器。,各片地址分配情况：,000H,0FFH,100H,1FFH,2FFH,3FFH,200H,300H,字扩展图,当要求字和位都扩展时，重复使用字扩展的电路，但译码器只用一个。,模电,1.,基本电路计算,请计算下图电路的开路电压,2.,共射、共集、共基放大电路的静态工作点计算、动态参数计算,多级放大电路的静态分析、动态分析,