电气数字电子电路复习.pptx

总复习总复习要求:1.深入掌握数字电路领域的基本概念和基本理论。因为数字电子技术发展迅速，只有深入掌握基本概念和基本理论，才能在新器件、新技术和新工艺出现时迅速跟踪。2.熟练掌握数字电路的分析方法和设计方法。分析方法和设计方法是贯穿本课程的主线，是应当掌握的基本功。在关心电路的逻辑功能的同时，还应关心电路的性能，如负载能力、功耗、工作速度和抗干扰能力等。3.具有阅读集成电路产品手册的能力。此次考试采取闭卷，试题中出现的集成电路芯片，其功能表应该熟记。考试题型1.选择题：(选择一个正确答案填入括号内，每题2分，共20分)2.填空题（每空2分，共20分）3.判断题(每小题1分，共5分)4.化简下列逻辑函数（每小题5分，共10分）5.综合题（每小题5分，共15分6.分析题（每小题10分，共20分）7.设计题（本大题共1小题，共10分）实验五实验五 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计计数器计数器 74LVC161=74HCT161 实验三译码器实验三译码器 74LS138实验四实验四 数据选择器数据选择器 74LS151 实验九实验九 555时基电路及其应用时基电路及其应用 逻辑代数基础重点掌握:逻辑代数中的三种基本运算逻辑代数的基本公式和常用公式逻辑函数的公式法化简逻辑函数的卡诺图法化简具有无关项的逻辑函数及其化简 一般掌握:码制逻辑代数的基本定理逻辑函数及其表示方法二进制、十进制、八进制、十六进制之间的转换。基本逻辑运算 与、或、非、同或、异或（真值表、逻辑表达式、符号）逻辑代数中一些常用的恒等式三个规则（代入规则）、（反演规则）和（对偶规则）p41-42）逻辑代数代数化简方法-最简与或式卡诺图化简最小项的一些性质（逻辑函数的表达式不是唯一的，但是最小项的表达式是唯一的，真值表也是唯一的）举例几个变量有几个最小项几个概念：逻辑相邻、最小项、对偶式、与或式、占空比占空比 Q-表示脉冲宽度占整个周期的百分比表示脉冲宽度占整个周期的百分比几个主要参数几个主要参数:上升时间上升时间t tr r 和下降时间和下降时间t tf f -从脉冲幅值的从脉冲幅值的10%到到90%上升上升 下降所经历的时间下降所经历的时间(典型值典型值ns)脉冲宽度脉冲宽度 (tw)-脉冲幅值的脉冲幅值的50%50%的两个时间所跨越的时间的两个时间所跨越的时间周期周期 (T)-表示两个相邻脉冲之间的时间间隔表示两个相邻脉冲之间的时间间隔1.1.4 数字信号的描述方法数字信号的描述方法下页下页返回返回一、一、逻辑函数逻辑函数各种逻辑关系中，输入与输出之间的函数关系，各种逻辑关系中，输入与输出之间的函数关系，各种逻辑关系中，输入与输出之间的函数关系，各种逻辑关系中，输入与输出之间的函数关系，称为称为称为称为逻辑函数逻辑函数逻辑函数逻辑函数。表示为：表示为：表示为：表示为：变量和输出（函数）的取值只有变量和输出（函数）的取值只有变量和输出（函数）的取值只有变量和输出（函数）的取值只有0 0和和和和1 1两种状态，两种状态，两种状态，两种状态，这种逻辑函数是这种逻辑函数是这种逻辑函数是这种逻辑函数是二值逻辑函数二值逻辑函数二值逻辑函数二值逻辑函数。三种基本逻辑运算的图形符号三种基本逻辑运算的图形符号三种基本逻辑运算的图形符号三种基本逻辑运算的图形符号&A AY YB B1 1A AY Y1 1 A AB BY YY YA AB BY YA AB BY YA A与与与与或或或或非非非非 两输入变量与非两输入变量与非逻辑真值表逻辑真值表ABL001010111110ABLAB&L与非逻辑符号与非逻辑符号4.几种常用复合逻辑运算几种常用复合逻辑运算与非逻辑表达式与非逻辑表达式L=A B1)与非运算与非运算1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算二值逻辑变量与基本逻辑运算 两输入变量或非两输入变量或非逻辑真值表逻辑真值表ABL001010111000B1AABLL或非逻辑符号或非逻辑符号2)或非运算或非运算L=A+B或非逻辑表达式或非逻辑表达式1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算二值逻辑变量与基本逻辑运算3.3.3.3.与或非与或非与或非与或非A AB BC CD DY YY Y&A AB B&C CD D1 1 Y YDDC CA AB B1 1&图形符号：图形符号：图形符号：图形符号：与或非逻辑表达式：与或非逻辑表达式：与或非逻辑表达式：与或非逻辑表达式：3)异或逻辑异或逻辑若两个输入变量的值相异，输出为若两个输入变量的值相异，输出为1，否则为，否则为0。异或逻辑真值表异或逻辑真值表ABL000101011110BAL=1ABL异或逻辑符号异或逻辑符号异或逻辑表达式异或逻辑表达式L L=A A B B1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算二值逻辑变量与基本逻辑运算4)4)同或运算同或运算若两个输入变量的值相同，输出为若两个输入变量的值相同，输出为1 1，否则为，否则为0 0。同或逻辑真值表同或逻辑真值表ABL001010111001B=ALABL同或逻辑逻辑符号同或逻辑逻辑符号同或逻辑表达式同或逻辑表达式1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算二值逻辑变量与基本逻辑运算二、逻辑函数的表示方法逻辑函数的表示方法常用的表示方法常用的表示方法常用的表示方法常用的表示方法 逻辑真值表逻辑真值表逻辑真值表逻辑真值表 逻辑函数式（逻辑式或函数式）逻辑函数式（逻辑式或函数式）逻辑函数式（逻辑式或函数式）逻辑函数式（逻辑式或函数式）逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图 卡诺图卡诺图卡诺图卡诺图 例例例例 三人表决电路：三人表决电路：三人表决电路：三人表决电路：三人三人三人三人A A、B B、C C当中有两人或两人以上同意时，当中有两人或两人以上同意时，当中有两人或两人以上同意时，当中有两人或两人以上同意时，表决结果表决结果表决结果表决结果Y Y为通过，否则表决结果为通过，否则表决结果为通过，否则表决结果为通过，否则表决结果Y Y为没通过，为没通过，为没通过，为没通过，表决结果表决结果表决结果表决结果Y Y的状态（通过与没通过）是的状态（通过与没通过）是的状态（通过与没通过）是的状态（通过与没通过）是三人三人三人三人A A，B B，C C状态（同意与不同意）的函数。状态（同意与不同意）的函数。状态（同意与不同意）的函数。状态（同意与不同意）的函数。逻辑函数为：逻辑函数为：逻辑函数为：逻辑函数为：A B CY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100010111三人表决电路真值表三人表决电路真值表三人表决电路真值表三人表决电路真值表输入变量输入变量输入变量输入变量A、B、C为为为为1 1表示同意，表示同意，表示同意，表示同意，为为为为0 0表示不同意，表示不同意，表示不同意，表示不同意，输出变量输出变量输出变量输出变量Y 为为为为1 1表示通过，表示通过，表示通过，表示通过，为为为为0 0表示没通过。表示没通过。表示没通过。表示没通过。三人表决真值表三人表决真值表三人表决真值表三人表决真值表A B CA B C Y Y0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 例例例例 ：将下图所示真值表转换为逻辑函数式。：将下图所示真值表转换为逻辑函数式。：将下图所示真值表转换为逻辑函数式。：将下图所示真值表转换为逻辑函数式。&L 1&1 A1 B1.6逻辑函数的建立及其表示方法逻辑函数的建立及其表示方法一般一般一般一般方法：方法：将逻辑函数中各变量之间的与、或、非等逻辑关系，将逻辑函数中各变量之间的与、或、非等逻辑关系，将逻辑函数中各变量之间的与、或、非等逻辑关系，将逻辑函数中各变量之间的与、或、非等逻辑关系，用图形符号表示出来，就可画出表示函数关系的逻辑图。用图形符号表示出来，就可画出表示函数关系的逻辑图。用图形符号表示出来，就可画出表示函数关系的逻辑图。用图形符号表示出来，就可画出表示函数关系的逻辑图。根据逻辑表达式画出逻辑图根据逻辑表达式画出逻辑图 从逻辑图写出逻辑式从逻辑图写出逻辑式从逻辑图写出逻辑式从逻辑图写出逻辑式一般方法一般方法一般方法一般方法:从输入端到输出端逐级写出每个图形符号对从输入端到输出端逐级写出每个图形符号对从输入端到输出端逐级写出每个图形符号对从输入端到输出端逐级写出每个图形符号对应的逻辑式，即可得到对应的逻辑式。应的逻辑式，即可得到对应的逻辑式。应的逻辑式，即可得到对应的逻辑式。应的逻辑式，即可得到对应的逻辑式。&CB1A1 1 Y11&1 1 将真值表中的变量和函数的对应值分别用高、低电平表示将真值表中的变量和函数的对应值分别用高、低电平表示AB0000011000111L0t41t10t21t31t5 真值表真值表ABL001100010111 1.6逻辑函数的建立及其表示方法逻辑函数的建立及其表示方法一般一般方法：方法：根据真值表画出波形图根据真值表画出波形图 2.1.1 逻辑代数的基本定律和恒等式逻辑代数的基本定律和恒等式2.1 逻辑代数逻辑代数2.1.3 逻辑函数的变换及代数化简法逻辑函数的变换及代数化简法2.1.2 逻辑代数的基本规则逻辑代数的基本规则1.1.基本公式基本公式.1.1 逻辑代数的基本定律和恒等式逻辑代数的基本定律和恒等式交换律：交换律：A+B=B+AA B=B A结合律：结合律：A+B+C=(A+B)+C A B C=(A B)C 分配律：分配律：A+BC=(A+B)(A+C)A(B+C)=AB+AC A 1=AA 0=0A+0=AA+1=10 0、1 1律：律：A A=0A+A=1互补律：互补律：重叠律重叠律：A+A=AA A=A反演律反演律：AB=A+B A+B=A B吸收律吸收律 2、常用公式常用公式A B+A B=AAB=A+B A+B=A BA 1=AA 0=0A+0=AA+1=1A A=0A+A=1A+A=AA A=A“或或-与与”表达式表达式“与非与非-与非与非”表达式表达式“与与-或或-非非”表达式表达式“或非或非或非或非”表达表达式式“与与-或或”表达式表达式 2.1.3 逻辑函数的变换与代数法化简逻辑函数的变换与代数法化简1.1.常见的几种逻辑函数表达式及其相互变换常见的几种逻辑函数表达式及其相互变换a.a.常见的几种逻辑函数表达式常见的几种逻辑函数表达式逻辑函数的一般表达式不是逻辑函数的一般表达式不是 唯一的，而其最小项表达式是唯一的，而其最小项表达式是唯一的。唯一的。化简的意义化简的意义：根据化简后的表达式构成的逻辑电路简单，可节根据化简后的表达式构成的逻辑电路简单，可节省器省器 件，降低成本，提高工作的可靠性。件，降低成本，提高工作的可靠性。化简的主要方法化简的主要方法：公式法（代数法）；公式法（代数法）；图解法（卡诺图法）；图解法（卡诺图法）；2.1.3 逻辑函数的代数化简法逻辑函数的代数化简法简化标准简化标准(最简的与或表达式最简的与或表达式)乘积项的个数最少乘积项的个数最少(与门的个数少）与门的个数少）;每个乘积项中包含的变量数最少每个乘积项中包含的变量数最少（与门的输入端个数少）（与门的输入端个数少）。门电路一般掌握TTL门电路和CMOS门电路的外特性。2.4.2 TTL反相器的静态输入特性和输出特性2.4.4其它类型的TTL门电路(CSC门、三态门)2.6.2 CMOs反相器的静态输入特性和输出特性2.6.4其它类型的CMOs门电路2.2半导体二极管和三极管的开关特性2.3最简单的与、或、非门 组合逻辑电路重点掌握:组合逻辑电路的分析方法和设计方法若干常用的组合逻辑电路要求会分析，会设计一般掌握:组合逻辑电路中的竞争一冒险现象 组合逻辑电路特点，与时序逻辑电路有什么不同。体现在电路中最大的不同是没有反馈线路。组合逻辑电路有哪些电路？时序逻辑电路有哪些典型的电路？组合逻辑电路的几种表示方法。组合逻辑电路分析 组合逻辑电路设计要看图写出表达式，真值表，电路图等等编码器（优先编码器特点）译码器(如实现函数),会设计组合逻辑电路,功能表要会画，电路图要会画。数据选择器（如实现函数）几个输入线几个输出线？看一些例子组合逻辑电路：几种典型电路。编码器、译码器、数据选择器件、加法器、数值比较器数据分配器2.组合逻辑电路的分析步骤：组合逻辑电路的分析步骤：4.1组合逻辑电路分析组合逻辑电路分析(1)由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式；由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式；(2)化简和变换逻辑表达式；化简和变换逻辑表达式；(3)列出真值表；列出真值表；(4)根据真值表或逻辑表达式，经分析最后确定其功能。根据真值表或逻辑表达式，经分析最后确定其功能。根据已知逻辑电路，经分析确定电路的的逻辑功能。根据已知逻辑电路，经分析确定电路的的逻辑功能。1.组合逻辑电路分析组合逻辑电路分析分析举例一分析举例一分析图中所示电路的逻辑功能分析图中所示电路的逻辑功能 P129 P129 例例1写表达式写表达式2真值表真值表A B CY0 0 00 0 10 1 00 1 1A B CY1 0 01 0 11 1 01 1 1110000003确定逻辑功能确定逻辑功能符合电路符合电路 判断三个输入信号是否相同的电路判断三个输入信号是否相同的电路 ABC&1 解解 试分析下图所示组合逻辑电路的逻辑功能。试分析下图所示组合逻辑电路的逻辑功能。解：解：1 1、根据逻辑电路写出各输出端的逻辑表达式，并进行化、根据逻辑电路写出各输出端的逻辑表达式，并进行化简和变换。简和变换。X=A分析举例四分析举例四2、列写真值表列写真值表 A B C X Y Z 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1X=A真值表真值表000011110011110001011010这个电路逻辑功能是对输入这个电路逻辑功能是对输入的二进制码求反码。最高位为的二进制码求反码。最高位为符号位，符号位，0表示正数，表示正数，1表示负表示负数，正数的反码与原码相同；数，正数的反码与原码相同；负数的数值部分是在原码的基负数的数值部分是在原码的基础上逐位求反。础上逐位求反。A B C X Y Z 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 03、确定电路逻辑功能、确定电路逻辑功能组合逻辑电路的设计：根据实际逻辑问题，求出所要组合逻辑电路的设计：根据实际逻辑问题，求出所要求逻辑功能的最简单逻辑电路。求逻辑功能的最简单逻辑电路。电路要最简：所用器件数最少；器件种类最少；器件电路要最简：所用器件数最少；器件种类最少；器件之间的连线也最少。之间的连线也最少。4.2 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计1.逻辑抽象：根据实际逻辑问题的因果关系确定输入、逻辑抽象：根据实际逻辑问题的因果关系确定输入、输出变量，并定义逻辑状态的含义；输出变量，并定义逻辑状态的含义；2、根据逻辑描述列出真值表；、根据逻辑描述列出真值表；3、由真值表写出逻辑表达式、由真值表写出逻辑表达式;5、画出逻辑图。画出逻辑图。（1）采用采用SSI-与或式：乘积项少；乘积项所含变量数少；与或式：乘积项少；乘积项所含变量数少；4、根据器件的类型、根据器件的类型,简化和变换逻辑表达式简化和变换逻辑表达式（2）采用采用MSI-所用芯片数最少所用芯片数最少;组合逻辑电路的设计步骤组合逻辑电路的设计步骤 设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。正常情况设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。正常情况下，红、黄、绿灯只有一个亮，否则视为故障状态，发出报警下，红、黄、绿灯只有一个亮，否则视为故障状态，发出报警信号，提醒有关人员修理。信号，提醒有关人员修理。解解 逻辑抽象逻辑抽象输入变量：输入变量：1-亮亮0-灭灭输出变量：输出变量：R（红）（红）Y（黄）（黄）G（绿）（绿）Z（有无故障）（有无故障）1-有有0-无无 列真值表列真值表R Y GZ0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 110010111设计举例一设计举例一P130 例例 卡诺图化简卡诺图化简RYG0100 01 11 101111 列真值表列真值表R Y GZ0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1100101111设计举例一设计举例一 画逻辑图画逻辑图设计举例一设计举例一4.4 常用组合逻辑集成电路常用组合逻辑集成电路1.)编码器编码器(Encoder)的概念与分类的概念与分类编码：赋予二进制代码特定含义的过程称为编码。编码：赋予二进制代码特定含义的过程称为编码。如：如：8421BCD码中，用码中，用1000表示数字表示数字8如：如：ASCII码中，用码中，用1000001表示字母表示字母A等等编码器：具有编码功能的逻辑电路。编码器：具有编码功能的逻辑电路。4.1.1 编码器编码器编码器的概念：编码器的概念：编码器的概念：编码器的概念：在数字系统里，为了区分一系列不同的事物，将其中的每个在数字系统里，为了区分一系列不同的事物，将其中的每个在数字系统里，为了区分一系列不同的事物，将其中的每个在数字系统里，为了区分一系列不同的事物，将其中的每个事物用一个二值代码表示，把二进制码按一定的规律编排，事物用一个二值代码表示，把二进制码按一定的规律编排，事物用一个二值代码表示，把二进制码按一定的规律编排，事物用一个二值代码表示，把二进制码按一定的规律编排，使每组代码具有一定的含义，称为编码。使每组代码具有一定的含义，称为编码。使每组代码具有一定的含义，称为编码。使每组代码具有一定的含义，称为编码。能将每一个编码输入信号变换为不同的二进制的代码输出。能将每一个编码输入信号变换为不同的二进制的代码输出。如如8线线-3线编码器：将线编码器：将8个输入的信号分别编成个输入的信号分别编成 8个个3位二进位二进制数码制数码输出。输出。如如BCD编码器：将编码器：将10个编码输入信号分别编成个编码输入信号分别编成10个个4位码位码输出。输出。编码器的逻辑功能编码器的逻辑功能：1)编码器编码器(Encoder)的概念与分类的概念与分类编码器的分类：普通编码器和优先编码器。编码器的分类：普通编码器和优先编码器。普通编码器：任何时候只允许输入一个有效编码信号，否则普通编码器：任何时候只允许输入一个有效编码信号，否则输出就会发生混乱。输出就会发生混乱。优先编码器：允许同时输入两个以上的有效编码信号。当同优先编码器：允许同时输入两个以上的有效编码信号。当同时输入几个有效编码信号时，优先编码器能按预先设定的优时输入几个有效编码信号时，优先编码器能按预先设定的优先级别，只对其中优先权最高的一个进行编码。先级别，只对其中优先权最高的一个进行编码。1)编码器编码器(Encoder)的概念与分类的概念与分类二进制编码器的结构框图二进制编码器的结构框图普通二进制编码器普通二进制编码器1、编码器的工作原理、编码器的工作原理I0 I1 Yn-1 Y0 Y1 1n2-I二进制二进制 编码器编码器 2n个个 输入输入 n位二进位二进制码输出制码输出 (1)4线线2线普通二进制编码器线普通二进制编码器(设计设计)1000010000100001Y0Y1I3I2I1I0（2）逻辑功能表）逻辑功能表编码器的输入为高电平有效。编码器的输入为高电平有效。（a）逻辑框图）逻辑框图4输输入入二二进进制制码码输输出出110110001、编码器的工作原理、编码器的工作原理I0 I3为为1时时,表示有编码请求表示有编码请求译码器的分类：译码器的分类：译码译码：译码是编码的逆过程，它能将二进制码翻译成代表某译码是编码的逆过程，它能将二进制码翻译成代表某一特定含义的信号一特定含义的信号.(.(即电路的某种状态即电路的某种状态)1 1 译码器的概念与分类译码器的概念与分类译码器译码器：具有译码功能的逻辑电路称为译码器具有译码功能的逻辑电路称为译码器。唯一地址译码器唯一地址译码器代码变换器代码变换器将一系列代码转换成与之一一对应的有效将一系列代码转换成与之一一对应的有效信号。信号。将一种代码转换成另一种代码。将一种代码转换成另一种代码。二进制译码器二进制译码器 二二十进制译码器十进制译码器显示译码器显示译码器常见的唯一地址译码器：常见的唯一地址译码器：4.4.2 译码器译码器/数据分配器数据分配器1 1 1 1、二进制译码器、二进制译码器、二进制译码器、二进制译码器3线线8线译码器线译码器3 3位二进制（位二进制（3 3线线 8 8线）线）译码器的框图译码器的框图二进制译码器的输入是一组二进制代码，二进制译码器的输入是一组二进制代码，二进制译码器的输入是一组二进制代码，二进制译码器的输入是一组二进制代码，输出是一组与输入代码一一对应的高、低电平信号。输出是一组与输入代码一一对应的高、低电平信号。输出是一组与输入代码一一对应的高、低电平信号。输出是一组与输入代码一一对应的高、低电平信号。输输输输入入入入信信信信号号号号输输输输出出出出信信信信号号号号译码器的功能：将每个输入的二进制代码译成对应的高、低电译码器的功能：将每个输入的二进制代码译成对应的高、低电平信号输出。平信号输出。当使能输入端当使能输入端EIEI为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为有为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为有效电平，其余输出端则为相反电平。效电平，其余输出端则为相反电平。4.4.2 译码器译码器/数据分配器数据分配器1 10 00 00 00 01 10 00 00 00 01 10 00 00 00 01 1Y0Y1I3I2I1I0 1 11 10 01 11 10 00 00 0编码器功能表编码器功能表0 00 01 11 10 00 00 01 11 10 01 10 00 01 10 00 0Y3Y2Y1Y0A0A1 1 10 00 01 10 00 00 00 0译码器功能表译码器功能表2 2线线 -4-4线译码器的逻辑电路线译码器的逻辑电路(分析）分析）011111010110101101100111000011111Y3Y2Y1Y0A0A1E输出输出输输 入入功能表功能表000110111111111Y3Y2Y1Y0A0A1E输出输出输输 入入功能表功能表01114.4.2 译码器译码器/数据分配器数据分配器逻辑符号说明逻辑符号说明逻辑符号框外部的逻辑符号框外部的符号，表示符号，表示外部输入或输出信号外部输入或输出信号名称，字名称，字母上面的母上面的“”号说明该输入号说明该输入或输出是低电平有效。符号框或输出是低电平有效。符号框内部的输入、输出变量表示其内部的输入、输出变量表示其内部的逻辑关系。内部的逻辑关系。E1 A 11 1&Y0Y1Y2Y3A0 Y0Y2Y1Y3EA 1A0 4.4.2 译码器译码器/数据分配器数据分配器(b)74HC138(74LS138)集成译码器集成译码器 引脚图引脚图示意框图示意框图4.4.2 译码器译码器/数据分配器数据分配器74HC138集成译码器功能表集成译码器功能表LHHHHHHHHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHLHHHHHHLHLLHHHHLHHHHLLHLLHHHHHLHHHHHLLLHHHHHHLHHLHLLLHHHHHHHLHHLLLLHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHHLHHHHHHHHHXHHHHHHHHHA2E3输输 出出输输 入入A1A04.4.2 译码器译码器/数据分配器数据分配器LHHHHHHHHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHLHHHHHHLHLLHHHHLHHHHLLHLLHHHHHLHHHHHLLLHHHHHHLHHLHLLLHHHHHHHLHHLLLLHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHHLHHHHHHHHHXHHHHHHHHHA2E3输输 出出输输 入入A1A04.4.2 译码器译码器/数据分配器数据分配器1 1、已知下图所示电路的、已知下图所示电路的输入输入信号的波形试画出译码器输信号的波形试画出译码器输出的波形。出的波形。译码器的应用译码器的应用3 3线线8 8线译码器的线译码器的 含三变量函数的全部最小项。含三变量函数的全部最小项。Y Y0 0Y Y7 7基于这一点用该器件能够方便地实现三变量逻辑函数。基于这一点用该器件能够方便地实现三变量逻辑函数。3、用译码器实现逻辑函数。、用译码器实现逻辑函数。.当当E3=1，E2=E1=0时时4.4.2 译码器译码器/数据分配器数据分配器 P148 P148 例例用一片用一片74HC138实现函数实现函数首先将函数式变换为最小项之和的形式首先将函数式变换为最小项之和的形式在译码器的输出端加一个与非门，即可实现给定的组合逻辑函数在译码器的输出端加一个与非门，即可实现给定的组合逻辑函数.4.4.2 译码器译码器/数据分配器数据分配器数据分配器：相当于多输出的单刀多掷开关，是一种能将数据分配器：相当于多输出的单刀多掷开关，是一种能将从数据分时送到多个不同的通道上去的逻辑电路。从数据分时送到多个不同的通道上去的逻辑电路。数据分配器示意图数据分配器示意图用用74HC138组成组成数据分配器数据分配器4.4.2 译码器译码器/数据分配器数据分配器用译码器实现数据分配器用译码器实现数据分配器 0 01 10 01 11 10 00 00 01 1 数据输入数据输入 通道选择信号通道选择信号 Y0 Y1 Y7 +5V D4.4.2 译码器译码器/数据分配器数据分配器4.3.3 数据选择器数据选择器1 1、数据选择器的定义与功能、数据选择器的定义与功能 数据选择的功能：在通道选数据选择的功能：在通道选择信号的作用下，将多个通择信号的作用下，将多个通道的数据分时传送到公共的道的数据分时传送到公共的数据通道上去的。数据通道上去的。数据选择器：能实现数据选择功能的逻辑电路。它的作用数据选择器：能实现数据选择功能的逻辑电路。它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关，又称相当于多个输入的单刀多掷开关，又称“多路开关多路开关”。4选选1数据选择器数据选择器2 位地址位地址码输入端码输入端使能信号输使能信号输入端，低电入端，低电平有效平有效1 1路数据路数据输出端输出端（1 1）逻辑电路）逻辑电路数数据据输输入入端端4.3.3 数据选择器数据选择器0 0I I0 0I I1 1I I2 2I I3 30 11 01 1（2 2）工作原理及逻辑功）工作原理及逻辑功能能=1=10 0=0=001 1YS S0 0S S1 1E E地址地址使能使能输出输出输输 入入功能表功能表000I0001I1010I2011I34.3.3 数据选择器数据选择器74HC151功能框功能框图图D7YYE7474HC151151D6D5D4D3D2D1D0S2S1S02 2、集成电路数据选择器、集成电路数据选择器8 8选选1 1数据选择器数据选择器7 74HC151 14.3.3 数据选择器数据选择器（1）数据选择器组成逻辑函数产生器）数据选择器组成逻辑函数产生器控制控制Di，就可得到不同的逻辑函数。，就可得到不同的逻辑函数。5、数据选择器、数据选择器74HC151的应用的应用 P157 例例当当D0=D3=D5=D7=0D1=D2=D4=D6=1 时：时：当当D0=D3=D5=D7=1D1=D2=D4=D6=0 时：时：D7YYE74HC151D6D5D4D3D2D1D0S2S1S0当当E=0时：时：3)3)利用利用8 8选选1 1数据选择器组成函数产生器的一般步骤数据选择器组成函数产生器的一般步骤将函数变换成最小项表达式将函数变换成最小项表达式将使器件处于使能状态将使器件处于使能状态地址地址信号信号S2、S1、S0 作为函数的输入变量作为函数的输入变量处理数据输入处理数据输入D0D7信号电平。逻辑表达式中有信号电平。逻辑表达式中有mi,则相则相应应Di=1，其他的数据输入端均为，其他的数据输入端均为0。总结总结:4.3.3 数据选择器数据选择器触发器重点掌握:1.熟练使用几种常用的触发器，如D触发器、JK触发器，会用JK触发器构成T触发器，T触发器。2.掌握D、JK触发器的功能，会推导特性方程、会画状态图、波形图。几种触发器的逻辑功能要相当熟练RS，T，T，尤其是JK和D。一个触发器有两个稳定状态，要会画波形。特性表 特性方程 特性图触发器的电路内部结构不需要花太多时间，但是功能一定要很熟练。时序逻辑电路重点掌握:时序逻辑电路的分析方法若干常用的时序逻辑电路同步时序逻辑电路的设计方法 电路特点，用什么来组成？时序逻辑电路分析（大题）激励方程（驱动方程）输出方程 状态方程 方程 状态图 状态表 时序图（波形图）能不能自启动计数器 161要非常熟悉（两种方法）状态转化图要会画比如要构成 24进制、60进制等等进制需要几个芯片？几分频等等几种典型的时序逻辑电路：寄存器、移位寄存器、记数器记数器5.3 触发器的电路结构和工作原理触发器的电路结构和工作原理1.锁存器与触发器锁存器与触发器锁存器在锁存器在E的高的高(低低)电平期间电平期间对信号敏感并更新状态对信号敏感并更新状态触发器在触发器在脉冲脉冲边边沿沿(上升沿或上升沿或下降沿下降沿)的作用下产生状态的的作用下产生状态的刷新刷新(触发触发)J K 触发器触发器J=K=0Qn=0Qn+1=0Qn=1Qn+1=1J=0 K=1Qn=0Qn+1=0Qn=1Qn+1=0J=1 K=0Qn=0Qn+1=1Qn=1Qn+1=1J=K=1Qn=0Qn+1=1Qn=1Qn+1=0逻辑符号逻辑符号5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能不变不变置置0 0置置1 1翻转翻转 翻翻 转转10011111 置置 111010011 置置 000011100状态不变状态不变01010000 说说 明明Qn+1QnKJ功能表功能表 特性方程特性方程1、JK 触发器的触发器的逻辑功能逻辑功能5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能逻辑符号逻辑符号 翻翻 转转10011111 置置 111010011 置置 000011100状态不变状态不变01010000 说说 明明Qn+1QnKJ功能表功能表 状态转换图状态转换图J=XK=1J=1K=XJ=XK=0J=0K=X1、JK 触发器的触发器的逻辑功能逻辑功能5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能工作波形工作波形 JKQn+1 00Qn 01 0 10 1 11Q Qn n JK触发器触发器真值表真值表J K 触发器状态变化发生在时钟触发器状态变化发生在时钟脉冲的下降沿，次态决定于该时脉冲的下降沿，次态决定于该时刻前瞬间输入的刻前瞬间输入的J K信号信号。5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能画出触发器的工作波形画出触发器的工作波形QRDKCPSDJ5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能T触发器触发器 T特性方程特性方程状态转换图状态转换图功能表功能表011101110000T逻辑符号逻辑符号 5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能T触发器触发器1逻辑符号逻辑符号 特性方程特性方程上升沿触发的上升沿触发的T触发器触发器时钟脉冲每作用一次，触发器翻转一次。时钟脉冲每作用一次，触发器翻转一次。5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能：输入信号电平直接控制其状态输入信号电平直接控制其状态传输门控锁存器：传输门控锁存器：维持阻塞维持阻塞触发器触发器传输延迟结构触器传输延迟结构触器存储单元存储单元锁存器锁存器触发器触发器主从触发器主从触发器基本基本SR锁存器锁存器在使能电平作用下由输在使能电平作用下由输入信号决定其状态。入信号决定其状态。在时钟脉冲的上升在时钟脉冲的上升沿或下降沿作用下改变沿或下降沿作用下改变状态。状态。小小 结结1、结构与、结构与工作特点工作特点逻辑门控锁存器：逻辑门控锁存器：2 2、结构与工作特点、结构与工作特点3、触发器的电路结构与逻辑功能、触发器的电路结构与逻辑功能逻辑功能逻辑功能D触发器触发器T（T）触发器）触发器触发器触发器JK触发器触发器SR触发器触发器逻辑功能的描述方式：逻辑功能的描述方式：特性表、特性方程和特性表、特性方程和状态图、波形图。状态图、波形图。触发器的电路结构与逻辑功能没有必然联系。触发器的电路结构与逻辑功能没有必然联系。时序逻辑电路重点掌握:时序逻辑电路的分析方法若干常用的时序逻辑电路同步时序逻辑电路的设计方法 6.1.2 时序电路功能的表达方法时序电路功能的表达方法输出方程输出方程:Of1(I，S)激励方程激励方程:Ef2(I，S)状态方程状态方程:Sn+1f3(E，Sn)1.1.逻辑方程组逻辑方程组 时序电路时序电路功能的四种描述方法：功能的四种描述方法：逻辑方程式、状态表、状态图和波形图。逻辑方程式、状态表、状态图和波形图。表达输出信号与输入信号、状态变量的关系式表达输出信号与输入信号、状态变量的关系式表达了激励信号与输入信号、状态变量的关系式表达了激励信号与输入信号、状态变量的关系式表达存储电路从现态到次态的转换关系式表达存储电路从现态到次态的转换关系式 组合逻辑电路组合逻辑电路 I1 Ii O1 Oj 存储电路存储电路 S1 Sr E1 Er 次次 态输态输 出出现现 态态X=1X=02、状态转换表状态转换表3.状态图状态图现现 态态次次 态输态输 出出X=1X=0现现 态态次次 态输态输 出出X=1X=00 0/01 1/01 11 1/11 0/01 01 0/00 1/00 10 1/00 0/00 0000110111/11/01/0X/Y1/00/00/00/00/0状态转换前的状态转换前的输入变量取值输入变量取值和输出值和输出值现态与输入的现态与输入的函数函数4 4、时序图、时序图 能直观地描述电路输入信号、输出信号及电路状态在时能直观地描述电路输入信号、输出信号及电路状态在时间上的对应关系间上的对应关系 。时序逻辑电路的四种描述方式是可以相互转换的时序逻辑电路的四种描述方式是可以相互转换的1 0/10 0/11 10 1/01 1/01 00 0/01 0/00 11 1/00 1/00 0X=1X=0CPX 1001110011011000YQ1Q26.2.1 分析同步时序逻辑电路的一般步骤分析同步时序逻辑电路的一般步骤:1.了解电路的组成：了解电路的组成：电路的输入、输出信号、触发器的类型等电路的输入、输出信号、触发器的类型等.确定电路的逻辑功能确定电路的逻辑功能.列出状态转换表或画出状态图和波形图；列出状态转换表或画出状态图和波形图；2.根据给定的时序电路图根据给定的时序电路图,写出下列各逻辑方程组：写出下列各逻辑方程组：()电路的输出方程；电路的输出方程；()各触发器的激励方程组各触发器的激励方程组;（3）状状态态方方程程组组:将将每每个个触触发发器器的的激激励励方方程程代代入入其其特特性方程得状态方程性方程得状态方程.分析下图所示同步时序逻辑电路，试画出在分析下图所示同步时序逻辑电路，试画出在CP时钟脉冲信时钟脉冲信号作用下，电路号作用下，电路L1L4的波形图，并确定电路逻辑功能。（设各触发器初态均为的波形图，并确定电路逻辑功能。（设各触发器初态均为0）解：解：1.了解电路组成了解电路组成2.写出各逻辑方程。写出各逻辑方程。例例3莫尔型同步时序电路莫尔型同步时序电路激励方程激励方程状态方程状态方程输出方程输出方程 3.3.列出其状态转换表，画出状态转换图和波形图列出其状态转换表，画出状态转换图和波形图 状态转换表状态转换表 111011101001110010100000次态次态/输出信号输出信号现现 态态 0 0 1 /0 1 1 1 0 1 0 /1 0 1 1 0 0 0 /1 1 0 1 0 1 1 /1 1 1 0 1 0 0 /0 1 1 1 0 1 1 /1 0 1 1 0 1 0 /1 1 0 1 0 0 1 /1 1 1 0000 100 001 0