数字电路的应用1.ppt

逻辑门与数字集成电路的应用逻辑门与数字集成电路的应用 2017年9月2日，华为“中国芯”麒麟970在北京发布，在100平方毫米，指甲盖大小指甲盖大小的芯片里，安装了的芯片里，安装了55x108颗晶体管。颗晶体管。而苹果最强的也只有33 x108颗，美国高通31 x108颗！海盐高级中学海盐高级中学 高新军高新军2017.11.21中国中国“芯芯”-麒麟麒麟970（）手机芯片手机芯片三人表决器三人表决器非门非门或门或门&11L1L3L3L2L4L4L L 绿灯绿灯CBAM M 红灯红灯与门与门思考：思考：1、你能从中得到哪些逻辑公式？、你能从中得到哪些逻辑公式？重点：与门乘，或门加，看见非门换掉它。重点：与门乘，或门加，看见非门换掉它。2、能否去掉、能否去掉L4的与门，为什么？的与门，为什么？一、逻辑门的应用一、逻辑门的应用&11L1L3L3L2L L 绿灯绿灯CBAM M 红灯红灯三人表决器（精简）三人表决器（精简）思考思考3：在电路图中，串联表示与门，并联表示或门，哪么绿灯：在电路图中，串联表示与门，并联表示或门，哪么绿灯 L=AB+BC+AC 能否利用串联、并联电路表示？能否利用串联、并联电路表示？ABFABYF=ABY=A+BL可以利用可以利用双刀双掷双刀双掷开关解决开关解决双刀双掷双刀双掷开关是由两个单刀双掷开关并列而成开关是由两个单刀双掷开关并列而成 楼梯灯就是用楼梯灯就是用2个单刀双掷开关控制的，可以个单刀双掷开关控制的，可以在楼上开灯到楼下关灯，也可以在楼下开灯在楼上开灯到楼下关灯，也可以在楼下开灯,在楼在楼上把它关掉。上把它关掉。单刀双掷单刀双掷开关开关逻辑门练习逻辑门练习1.如图所示是与非门的两个输入端的输入电压波形图，以下输出端电压波如图所示是与非门的两个输入端的输入电压波形图，以下输出端电压波形图正确的是（形图正确的是（）A方法：利用方法：利用与非门与非门特点，先特点，先乘再否定乘再否定，观察图形，观察图形左右两端处左右两端处建议：熟记建议：熟记“与门乘，或门加，看见非门换掉它与门乘，或门加，看见非门换掉它”，与非门和或非门，与非门和或非门略微变通即可。略微变通即可。2.以下四个电路中实现的逻辑功能与其它三个不同的是（以下四个电路中实现的逻辑功能与其它三个不同的是（）FAcFAvccA.vcc1FAB.1FAD.B方法：本题考察利用与非门和或非门实现非门逻辑，想办法处理多余 的输入端，Ax1=A一定成立，但是A+1=A不一定成立。选B建议:本题考察选修教材第70页的基础知识，并对与非门、或非门代替非门的 理解，希望大家在平时要多看教材。L方法：利用已知条件列出真值表，再将真值表代入方法：利用已知条件列出真值表，再将真值表代入ABCD逐个验证，找到答案逐个验证，找到答案建议：看清楚题目中建议：看清楚题目中1表示的实际意义，列出真值表，代入表达式验证求解表示的实际意义，列出真值表，代入表达式验证求解CC8C4C1C2C0C4C2C8C1C01逻辑图逻辑图思考思考4：该电路实现的逻辑关系式是什么？：该电路实现的逻辑关系式是什么？C0=C8+C4 C1+C4 C2如图所示电路，4只开关闭合与断开分别用1、0表示，C0表示灯的状态表示灯的状态，C0=1表示灯亮表示灯亮，C0=0表示灯灭表示灯灭思考思考5：请利用逻辑关系式画出逻辑图：请利用逻辑关系式画出逻辑图二、数字集成电路的应用二、数字集成电路的应用生活中电子产品的应用生活中电子产品的应用-电子秤、收款机、计算器电子秤、收款机、计算器王大姐卖菜遇到的问题王大姐卖菜遇到的问题1、电子秤显示、电子秤显示18.96元，该收多少？元，该收多少？2、一个人一次购买好几样菜，价钱、一个人一次购买好几样菜，价钱不一，不一，12.34元，元，15.67元，元，22.38元元该如何算总价格？该如何算总价格？2、电子秤具有、电子秤具有存储累加存储累加的功能的功能1、对电子秤的、对电子秤的“分分”可做可做四舍五入进位处理四舍五入进位处理（1）四舍五入电路进位处理）四舍五入电路进位处理C8C4C2C1NC0000000000110001020001130010040010151011061011171100081100191一位十进制数可用4位二进制数表示，4个二进制个二进制C8、C4、C2、C1对应十进对应十进制数制数N。输出输出C0，代表“分”向“角”的进位。当当N4时，时，C0=0；当；当N5时，时，C0=1。能使输出能使输出C0=1 的条件有三种：的条件有三种：C8C4C2C1NC0000000000110001020001130010040010151011061011171100081100191逻辑表达式为逻辑表达式为C0=C8+C4 C1+C4 C2（3）若）若 C4 和和 C2 同为同为1，则，则C0=1（2）若）若 C4 和和 C1 同为同为1，则，则C0=1（1）只要）只要C8=1，则，则 C0=1；（1）电子秤四舍五入电路进位处理四舍五入电路进位处理利用逻辑门实现四舍五入(2)(2)电子秤存储记忆依赖触发器触发器常见基本触发器有两种常见基本触发器有两种由由2只只“或非门或非门”构成构成由由2只只“与非门与非门”构成构成图形特点：图图形特点：图2是将图是将图1中中“1”换成换成“”，同时将所有字母加，同时将所有字母加“”得到的。得到的。11SRQQ图1SRQQ图2注意：触发信号是高电平注意：触发信号是高电平注意：触发信号是低电平注意：触发信号是低电平置置1态态置置0态态（1）2个个或非门或非门构成的基本构成的基本触发器触发器发现：发现：S与与R触发一个时，交叉项数值相同。输出触发一个时，交叉项数值相同。输出Q1叫置叫置1态，态，Q0叫置叫置0态态S与与R皆不触发，即皆不触发，即=0且且=0时，触发器状态不变，处于记忆状态时，触发器状态不变，处于记忆状态SRQQ0110 1 1SRQQ0100 1 11SRQQ001 1 1SRQQ0001 1 1记忆状态记忆状态记忆状态记忆状态置置1态态（2）两个）两个与非门与非门构成的基本构成的基本触发器触发器SRQQ1011置置0态态S与与R皆不触发，即皆不触发，即=1且且=1时，触发器状态不变，处于记忆状态时，触发器状态不变，处于记忆状态SRQQ1110SRQQ1001SRQQ0110记忆状态记忆状态记忆状态记忆状态1、（、（2015浙江考试标准）如图所示的基本触发器是（浙江考试标准）如图所示的基本触发器是（）A.置置1状态状态 B.置置0状态状态 C.保持状态保持状态 D.不定状态不定状态CSRQQ0011触发器练习题 SRQQA.0 0 B.0 1 C.1 0 D.1 12、如图所示是一个由两个与非门组成的基本触发器，当、如图所示是一个由两个与非门组成的基本触发器，当输入从输入从S=1,R=0变化为变化为S=1,R=1，触发器输出，触发器输出Q、Q分别分别为（为（）B3.下列关于如图所示电路的分析中，正确的是（）A4.（2017绍兴模拟）如图所示电路，K为点动开关，初始状态V2不发光。以下关于该电路说法正确的是（）A.该电路为光控路灯电路，光线暗时V2发光，反之不发光 B.光线亮时，V1截止，V2不发光 C.光线暗时，V1导通，V2发光 D.光线暗时，V2发光，光线亮时，V2仍保持发光状态D点动开关点动开关（按下就弹回按下就弹回）课堂小结课堂小结1 1、逻辑门在电路中的应用、逻辑门在电路中的应用2 2、数字集成电路在生活中的应用、数字集成电路在生活中的应用（2）用基本触发器实现电子秤的记忆（3）2只或非门、只或非门、2只与非门只与非门触发器的特点（1）用逻辑门电路实现电子秤四舍五入（1）与门乘，或门加，看见非门换掉它）与门乘，或门加，看见非门换掉它（2）逻辑式、逻辑图、逻辑电路）逻辑式、逻辑图、逻辑电路课堂综合练习课堂综合练习()D（）B()D4()CMN5()ARt()C6.SRQ Q00不不 变变010 1101 011不使用不使用功能表功能表（1）2个个或非门或非门构成的基本构成的基本触发器触发器两输入端皆不加触发信号，即两输入端皆不加触发信号，即=0且且=0时，触发器状态不变，处于记忆状态时，触发器状态不变，处于记忆状态常用常用集成触发器集成触发器是由是由基本触发器基本触发器+控制电路控制电路构成的。构成的。最常用的两种集成触发器是最常用的两种集成触发器是D触发器和触发器和JK触发器。触发器。教材教材三、常用三、常用集成触发器集成触发器（1）D触发器有两个输入端：触发器有两个输入端：D和和C，D是是数据输入端数据输入端，被存储的，被存储的数据加在此处；数据加在此处；C是是时钟信号输入端时钟信号输入端，控制数据的存储操作。通常，控制数据的存储操作。通常在端加时钟信号（在端加时钟信号（clock pulse）.1DC1DCPQQD D触发器逻辑符号触发器逻辑符号说明：说明：“”表示将数据存入触发器的操作是在表示将数据存入触发器的操作是在时钟信号的上升沿（由时钟信号的上升沿（由0变变1时刻）发生的。时刻）发生的。D（data flip-flop或或delay flip-flop)触发器触发器1DC1DCPQQD D触发器逻辑符号触发器逻辑符号 时钟信号时钟信号CP(clock pulse)是一种是一种周期性的矩形脉冲信号周期性的矩形脉冲信号，在由，在由数字电路构成的系统中数字电路构成的系统中作为各部分同步变化的节拍信号作为各部分同步变化的节拍信号。nn+10011功能表功能表时钟信号时钟信号Q的值是在时钟信号的上升沿（由的值是在时钟信号的上升沿（由0变变1时刻）发生的时刻）发生的数据延期JK触发器触发器（Jack Kilby 是美国人是美国人)JK触发器有两个输入端：触发器有两个输入端：J和和K,其作用类似于基本触发器的其作用类似于基本触发器的S和和R，是确，是确定触发器状态的依据。定触发器状态的依据。1J1KCQQJKJK触发器逻辑符号触发器逻辑符号说明：说明：“”表示将数据存入触发器的操作是在表示将数据存入触发器的操作是在时钟信号的下降沿（由时钟信号的下降沿（由1变变0时刻）发生的。时刻）发生的。Jn Kn Qn+10 00 1101 1 Qn 0 1Qn工作波形（初始状态为工作波形（初始状态为0）