期末总复习数逻市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

武汉东湖学院武汉东湖学院 .5.5 数字逻辑数字逻辑总复习总复习 第第1 1页页计算机学院10计科/11软工/11计网 数字逻辑课程总复习 .5第第2 2页页计算机学院第一大部分:基础知识 1)数据表示方法和相互转换 二进制 十进制 八进制 十六进制 第第3 3页页计算机学院 例1：将二进制数 101.101 转换成十进制表示。解：按权相加 1 0 1 .1 0 1 2 2 .2 2 4 +1 +1/2 +1/8=5.625 2 2 0 0 -1 -1 -3 -3第第4 4页页计算机学院 例2 将十进制数 23 转换成二进制数表示：解：用除二取余法 2 22 3 2 3 2 21 11 1 1 1 2 2 5 5 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 0 0 2 2 0 0 1 1 (23)(23)十十 =(10111)=(10111)二二第第5 5页页计算机学院 例3：将十进制数 0.6875 转换成二进制数表示 解：用乘二取整法0 0.6875 0 0.6875 .)2 .)2 1 1 .3750 .3750 )2 )2 0 0 .7500 .7500 )2 )2 1 1 .5000 .5000 )2 )2 1 1 .0 .0 (0.6875)(0.6875)十十=(0.1011)=(0.1011)=第第6 6页页计算机学院例4 二进制数与八进制数换 1)二进制数 11010.10011八进制数 2)八进数 52.74二进制数表示 0 0 1 1 0 1 0.1 0 0 1 1 1 1 0 1 0.1 0 0 1 1 0 0 3 2 .3 2 .4 6 =(32.46)4 6 =(32.46)八八5 5 2 .7 4 2 .7 4 1 0 1 0 1 0.1 1 1 1 1 0 1 0 1 0.1 1 1 1 0 0 0 0 =(101010.1111)=(101010.1111)二二第第7 7页页计算机学院例5 二进制数与十六进制数交换1)二进制数 1001101.100101十六进制数 2)十六进制数 73F.4A二进制数 0 0100 1101.1001 01100 1101.1001 0100 00 4 D .9 4 4 D .9 4 7 7 3 F 3 F .4 A.4 A 0 0111 0011 1111.0100 101111 0011 1111.0100 1010 0 第第8 8页页计算机学院2)2)带符号数表示带符号数表示原码、补码、反码原码、补码、反码在正逻辑设计计算机中，数最高位为符号位，0为正数，1为负数。如一字长为8位计算机：bit7 bit6.bit0 符号位 数值位（尾数）机器数：机器数：一个包含符号位在内数在机内编码表示叫做机器数，它是数在计算机中各种不一样表示形式统称。真值：真值：机器数真正数值,符号用+-表示,+可省略。例：0101011187=87，1101011187 机器数常有三种表示方法：原码、反码、补码第第9 9页页计算机学院2 2。带符号数表示。带符号数表示1 1、原码表示、原码表示 (设设X X为小数为小数)原码表示原码表示：正数符号位用0表示，负数符号位用1表示，尾数用数值绝对值表示。原码定义原码定义：X原 X 0=X1 1X -1X=0 例：X=0.1011,X原=01011；X=0.1011,X原=1X=1.0000(0.1011)=11011。第第1010页页计算机学院2 2 带符号数表示带符号数表示2 2、反码表示、反码表示 反码表示反码表示：正数反码符号位为0，尾数用数值表示（与原码相同）；负数反码为正数值连同符号位按位取反。反码定义反码定义：X反 X 0=X1 (2-2-n)+x -1X=0 例例：X=+0.1011,X反01011 X=-0.1011,X反=10100第第1111页页计算机学院2 2 带符号数表示带符号数表示3 3、补码表示、补码表示 补码表示补码表示：正数补码与原码相同，即符号位用0表示，尾数用数值表示；负数补码为该数反码，且在最低位加1，即“取反加1”。补码定义补码定义:X补 X 0=X1 2+X -1=X=0 MOD 2q例：X=+0.1011,X补01011；X=-0.1011，X补10101。第第1212页页计算机学院3)3)惯用编码惯用编码十进制数编码（十进制数编码（BCDBCD码码）1 1、十进制有权码、十进制有权码 编码方法：用4位二进制数表示一个十进制数，每一位有确定位权。（1）8421 码 方法：每一位十进制数用四位二进制数表示。特点：有十个不一样符号，且逢“十”进位,（参见 P,14 表1.3)(2)2421 码 (P,14 表1.3)第第1313页页计算机学院BCDBCD码码2 2、十进制无权码、十进制无权码 编码方法：编码方法：表示一个十进制数4位二进制码每一位没有确定权位。余余3 3码码(Excess-3 Code)(Excess-3 Code)方法：方法：在8421码基础上加0011(3)组成余3码。第第1414页页计算机学院BCDBCD码码(2)(2)格雷码格雷码(Gray Code)(Gray Code)方法：方法：任何两个相邻数代码（数值仅相差1两个数称为相邻数）只有一个二进制位状态不一样，其余三位必须有相同状态。用四位二进制位格雷码表示十进制数十个状态方案很多。(P,15 表1.4是方案之一)特点特点:除有十个不一样符号和逢“十”进位外，从一个编码到下一个相邻编码时，只有一位状态改变，有利于电路安全可靠。第第1515页页计算机学院ASCIIASCII码码字符编码：ASCII码 P,17 表1.6 7位编码A:100 0001(41)H a:110 0001(61)H 0:011 0000 (30)HB:100 0010 42H b:110 0010 62H 1:011 0001 31HC:100 0011 43H c:110 0011 63H 2:011 0010 32H .第第1616页页计算机学院.4)逻辑函数表示方法(P,23)逻辑表示式 真值表 卡诺图第第1717页页计算机学院5)逻辑运算最基本逻辑运算:与运算 或运算 非运算(P,20-21)复合运算:与非 或非 与或非 同或 异或(P,27)第第1818页页计算机学院 6)逻辑代数定理(P,24-25)定理 3,4,7,8第第1919页页计算机学院7)反演规则(求一个函数反函数)原变量 反变量 与运算 或运算 0 1 保持原有运算次序不变如F=(A+B)(C+D)F=A B+C D_ _ _ _ _第第2020页页计算机学院8)对偶规则(求一个函数对偶函数)反演规则如 F=A B+C D F=(A+B)(C+D)_ _ _ _第第2121页页计算机学院9)逻辑函数标准形式及交换 (1)最小项之和 F=m(2,4,5,7)(2)最大项之积 F=M(3,4,6,7)编号/相互转换/4个性质(P,29-31)第第2222页页计算机学院10)逻辑代数化简1)代数法:消去法 A+AB=A+B 定理4 并项法 AB+AB=A 定理7 吸收法 A+AB=A 定理3 配项法 AB+AC+BC=AB+AC 定理82)卡诺图法:(注意带和不带无关项化简时异同)_第第2323页页计算机学院11)二极管开关特征(P,52)静态特征:正向导通 反向截止动态特征:开通时间 反向恢复时间12)三极管开关特征(P,55)静态特征:截止状态 放大状态 饱和状态动态特征:开通时间(延迟时间+上升时间)关闭时间(存放时间+下降时间)第第2424页页计算机学院13)集电极开路门OC（P，67）和三态门TS（P，69）OC门：使用时输出端要外接电阻到电源TS门：有使能端控制，原码控制时1有效；反码控制时0有效；有效时输出0或1;无效控制时输出为高阻（浮空）第第2525页页计算机学院14）逻辑门电路外部特征参数 输出高电平与输出低电平（P，62）开门电平与关门电平（P，62）扇入/扇出系数（P,63）第第2626页页计算机学院15)触发器基本RS触发器钟控触发器（D，T，JK，RS）主从触发器与维持阻塞触发器（克服“空翻”现象）次态方程 功效表 现态+激励函数次态 激励表 现态+次态激励函数第第2727页页计算机学院 第二大部分 逻辑电路第第2828页页计算机学院1。组合逻辑电路分析方法（P，97-98）：第一步：写出逻辑式 第二步：化简 第三步：列真值表 第四步：功效评述第第2929页页计算机学院2。组合逻辑电路设计方法（P，101）第一步：列真值表或用分析法 第二步：写出逻辑式 第三步：化简与变换 第四步：作电路图第第3030页页计算机学院设计举例1：多数（3人）表决器 F=m(3,5,6,7)=AB+AC+BC =AB AC BCAB AC BC _第第3131页页计算机学院设计举例2：大小比较（=）器F大于=m(4，8，9，12，13，14)F小于=m(1，2，3，6，7，11)F等于=m(0，5，10，15)第第3232页页计算机学院设计举例3：正当（非法）代码检测，如8421码/2421码/余3码等 F1(正当8421码)=m(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9)F2(非法8421码)=m(10,11,12,13,14,15)F3(正当余3码)=m(3,4,5,6,7,8,9,10,11,12)F4(非法余3码)=m(0,1,2,13,14,15)F5(正当2421码)=m(0,1,2,3,4,11,12,13,14,15)F6(非法2421码)=m(5,6,7,8,9,10)第第3333页页计算机学院 设计举例4：四舍五入电路F=m（5，6，7，8，9）+d（10，11，12，13，14，15）=A+BC+BD第第3434页页计算机学院 设计举例6:奇偶校验电路 F奇=A1A2A3.An F偶=A1A2A3.An第第3535页页计算机学院3.组合逻辑电路竞争与险像（略）定义 产生原因 判断方法 消除方法第第3636页页计算机学院4。同时时序逻辑电路分析方法：（P，123）第一步：写出输出函数和激励函数表示式并化简 第二步：列次态真值表 第三步：画状态表和状态图 第四步：必要时需画时间表或时间图 第五步：功效描述第第3737页页计算机学院分析举例：P，123 例5.1 图5.8第第3838页页计算机学院5。同时时序逻辑电路设计方法（P，129）第1步：画状态图并化简(等效状态)第2步：状态编码并得到状态表 第3步：列出激励函数真值表 第4步：求出激励函数和输出函数并化简 第5步：画电路图第第3939页页计算机学院设计举例1：设计一个以3为模加法计数器（用D/T触发器）1）状态图 2）状态表 现态 次态 Q1Q0 Q1Q0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 d d n+1n+1第第4040页页计算机学院 激励函数真值表Q Q1 1 Q Q0 0 Q Q1 1 Q Q0 0 D D1 1 D D0 00 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 d d d d 1 1 d d d d n+1 n+1Q Q1 1 Q Q0 0 Q Q1 1 Q Q0 0 T T1 1 T T0 00 0 0 1 0 10 0 0 1 0 10 1 1 0 1 10 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 d d d d 1 1 d d d d n+1 n+1第第4141页页计算机学院写出激励函数并化简：D1=m(1)+d(3)=Q0 D0=m(0)+d(3)=Q1Q0 T1=m(1,2)+d(3)=Q1+Q0 T0=m(0,1)+d(3)=Q1_ _第第4242页页计算机学院q作电路图（D触发器）D D1 1D D0 0CPCPQQ1 1QQ0 0II11OI第第4343页页计算机学院 设计举例2：用T触发器设计模4减法计数器 Q1 Q0 Q1 Q0 T1 T0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 T1=m(0,2)=Q0 T0=1n+1n+1第第4444页页计算机学院 第三大部分：逻辑电路应用第第4545页页计算机学院 1。逻辑门电路与逻辑器件 7408 与门 7400 与非门 7402 或非门 7486 异或门 7420 与非门 555 定时器 74153 4路选择器 74151 8路选择器 74138 3-8译码器 74175 4D触发器 74194 双向移位器 7490 2-5-10进制计数器 74283 4位并行加法器第第4646页页计算机学院二。逻辑电路(试验)1)加/减法器（74283+7486）组合逻辑2)等值比较器（74138+74151）组合逻辑3)代码转换器(7486+7402)组合逻辑4)模4计数器（74175+7400）5)时钟(7490+7420)6)抢答器（74175+7400）7)限时(8秒)抢答器(74175+7490+7408+7404)第第4747页页计算机学院复习(-6)题 型1)填空题 2)选择题（单项选择）3)判断题 4)组合电路设计题 本科:代码检测/大小比较/四舍五入 专科:多数表决/奇偶校验/四舍五入 5)时序电路设计题 模计数器设计.模值=3/4/5 加/减计数 D/T触发器6)应用题(与试验内容相关)第第4848页页计算机学院 答 疑 安 排地点:科技大楼 D-208(试验室)时间:6月6日(周三)8:30-11:30 14:00-15:10 6月8日(周五)8:30-11:30 14:00-17:00第第4949页页计算机学院 考 试 安 排11软工：6月11日 9:00-11:00 教3-21111计网：6月11日 9:00-11:00 教3-21010计科：6月11日 9:00-11:00 教3-212第第5050页页计算机学院 祝全体同学们：身体健康，学习进步!张老师 .6 68761017 13329736525 第第5151页页计算机学院 课堂练习 要求一节课时间完成;下一节课时间作讲评.第第5252页页计算机学院 一.单项选择题(2x15=30)1)选出以下数中最大数:A)二进制数101010 B)八进制数53 C)十六进制数2C D)8421码 010001012)X=-0.0101,(2X)补是:A)-0.1010 B)11011 C)10110 D)010113)X=-0.0010,(1/2X)补是:A)11110 B)01111 C)-0.0001 D)111114)59余3码是:A)111011 B)01011001 C)01011100 D)100011005)对于最小项mi,mj;最大项Mi,Mj;有：A）mi.mj=0;Mi+Mj=0 B)mi.mj=0;Mi+Mj=1 C)mi.mj=1;Mi+Mj=0 D)mi.mj=1;Mi+Mj=16)某门电路输出低电平为0.3V，意即为：A）=0.3V B）0.3V C）0.3V D）0.3V第第5353页页计算机学院7）设AB=AC，则：A）B=C B）BC C）A=0时 B=C D）A=1时B=C8）设A+B=A+C，则：A）B=C B）BC C）A=0时 B=C D）A=1时B=C9）设AB=A+C 则：A）A=0时B=C B）A=1时 B=C C）A=0时 C=1 D）A=1时 B=110）时序电路分析过程中，关键步骤是列出：A）次态真值表 B）激励函数真值表 C）原始状态表 D）功效表11）时序电路设计时要列出：A）次态真值表 B）激励函数真值表 C）功效表 D）流程表12）或非门是：A）7400 B）7402 C）7486 D）74175第第5454页页计算机学院13）F=A+BC 反函数是：A）A（B+C）B）A（B+C）C）A（B+C）D）A BC14）F=AB+AC+BC 对偶函数是：A）AB+BC+AC B）A+B A+C B+C C）AB+AC D）以上都不是15)试验时将14引脚芯片插入到16座插座中,如需引入信号线到芯片第5和第10引脚,则应引入到插座位置是:A）5和10 B）5和11 C）6和10 D)6和11_-_第第5555页页计算机学院二。判断题（正确打，错打x）(2x15=30)：1）A异或B非等于A非异或B；2）时序逻辑电路可能存在险像；3）全部逻辑运算都能够由与非门电路实现；4）正零和负零补码表示是相同；5）相同变量经异或运算和经同或运算结果一定不一样；6）对于T触发器，如T=0，则触发器状态永不会改变；7）对于D触发器，如D=1，则触发器一定会发生改变；8）同一个时序电路中，所用触发器型号必须一致；9）74175是4D触发器，74138是多路选择器；10）三态门输出与其它逻辑门一样，有高电平和低电平两种；11）正逻辑电路和负逻辑电路所用逻辑门普通是不一样；12）化简后电路一定比化简前电路成本低且安全可靠。第第5656页页计算机学院13)组合逻辑电路中一定无触发器;时序逻辑电路中一定无逻辑门;14)等效状态判断条件之一是相同输入时输出要相同;15)时序电路被挂起是因为电路中电压不稳定.第第5757页页计算机学院三。设计一个检测余3码组合逻缉电路，如检测到非法代码则输出为1,不然输出为0。写出逻辑式并化简。(20)四。用T触发器设计MOD5加法计数器，列出激励函数真值表。(20)第第5858页页