数字电路习题课080413.ppt

数字电路习题课（一）,习题第13章,梁 彩 凤 2008.4.13,目 录,第一章：基础引入 第二章：逻辑代数与卡诺图 第三章：门电路,第一章 数字逻辑概论,一、知识回顾,引入作用，引起兴趣,概念性知识,数制及其相互转化,逻辑函数及其表示方法,二进制的算术运算及其代码转换,包括概念、特点、描述方法等,包括真值表、函数表达式、逻辑图、 波形图、卡诺图,二、习题讲解,习题类型,1、 f、T、q、 tw计算 2、数制及其相互转化 3、二进制的算术运算及其代码转换 4、逻辑函数及其表示方法,习题1.1.4 习题1.2.11.2.4 习题1.3.1,1.4.1 习题1.6.1,注意问题,1、误差分析 2、画波形图要标准,习题解析,1.2.2 (4) 2.178转换成二、八、十六进制数 要求转换误差不大于24 2.718= (10.1011)B=(2.54)o =(2.B)H (10.1011)B=2+2-1+2-2+2-3+2-4=2.6875 所以转换误差为 2.718-2.6875=0.03052-4=0.0625,误差分析不能少,二、习题讲解,习题解析,波形图画法 步骤： 判定门或电路类型 分段 逐段画出,二、习题讲解,1.6.1,与非门,虚线不能少,对应波形画,第二章 逻辑代数,一、知识回顾,包括定律、基本规则、化简方法、逻辑图,逻辑代数,卡诺图,包括最小项、卡诺图化简法,二、习题讲解,1、 逻辑代数化简函数式 2、卡诺图化简函数式,习题2.1.4， 2.1.7 习题2.2.3,出现问题,1、2.1.7题出现问题 与非门画成与门, 符号不标准,习题类型,二、习题讲解,2、卡诺图题出现的问题,卡诺图不画圈,卡诺图不画框,与图不对应,未画大圈，没有包围进来,未填零,未写出公式,习题解析,二、习题讲解,卡诺图化简函数式,逻辑表达式,卡诺图,最简式,？,与或式,？,少、大、方、新,2.2.3(2),与或式,结果不唯一,2.2.3(5),法一：圈1做,2.2.3(7),不可以6个画圈，只能2的幂次画圈,法二：圈0做,二、习题讲解,补充练习题,1、函数化简,2、卡诺图化简,二、习题讲解,卡诺图注意问题,1、圈中“1”格数目只能为2i，且相邻 2、同一个“1”可被圈多次 3、每个圈中必须有该圈独有的“1”格 4、首先考虑圈数最少，其次考虑圈尽可能大 5、圈法不唯一,第三章 逻辑门电路,一、知识回顾,认识各种门电路,(1) CMOS反相器、与非门、或非门、异或门,(2) OD门，TG门，三态门,(3) NMOS反相器、与非门、或非门,(4) 二极管与门、或门,(5) 三极管反相器、与非门、或非门、 OD门、三态门,(6) 双极性CMOS门(BiCMOS),各种技术参数,一、知识回顾,(1) 电压参数 (2) 阈值电压 (3) 噪声容限 (4) 扇入扇出数，带拉电阻 (5) 带拉电流负载、带灌电流负载 (6) 传输延迟时间 (7) 功耗、延时-功耗积,门电路的接口问题,一、知识回顾,电压匹配 (2)电流匹配,去干扰问题、正负逻辑、逻辑门转换等,CMOS反相器,CMOS与非门,CMOS或非门,(1) CMOS反相器、与非门、或非门,一、知识回顾,(2) CMOS OD门，TG门，三态门,一、知识回顾,一、知识回顾,(3) NMOS反相器、或非门,NMOS或非门,NMOS反相器,一、知识回顾,(4) 二极管与门、或门,二极管与门,二极管或门,一、知识回顾,(6) 双极性CMOS(BiCMOS)反相器,二、习题讲解,1、 有关技术参数的计算 (习题3.1.13.1.3, 3.1.5, 3.2.3, 3.3.1,3.4.1) 2、逻辑电路的功能识别，写函数表达式 (习题3.1.63.1.7,3.1.11,3.1.12,3.1.13,3.1.14,3.1.15,3.1.16) 3、上拉电阻的计算 （习题3.1.8, 3.2.4） 4、门电路的等效变换（习题3.5.13.5.2） 5、门电路接口题 （习题3.6.13.6.5 ）,习题类型,习题解析,(1) CSi高电平有效，且片选信号高电平持续时间必须大于一次数据传输时间 (2) CSi 不能同时有效，否则会发生冲突 (3) CS信号均无效时，总线处于高阻状态,二、习题讲解,3.1.9,习题解析,3.1.12（a）,0,1,TP2截止,TN2导通,CMOS反相器,该电路为低电平使能的三态非门,TP2导通,TN2截止,输出高阻,0,1,习题解析,3.1.12（b）,0,1,TP2截止,或非门 打开,CMOS反相器,该电路为低电平使能的三态缓冲器,TP2导通,TN1截止,0,输出高阻,习题解析,3.1.12（c）,0,1,TP2截止,与非门 打开,CMOS反相器,该电路为高电平使能的三态缓冲器,TN2导通,TN2截止,1,输出高阻,习题解析,3.1.12（d）,0,1,TG截止,CMOS反相器,该电路为低电平使能的三态非门,TG导通,输出高阻,1,0,习题心得,分析带使能端的电路方法,1、设定使能端一个逻辑状态 2、按电路逐步分析逻辑功能 3、列真值表，写函数式 4、给出逻辑功能,习题解析,可以引入新的变量,3.1.11,习题解析,B1,非门,非门,非门,传输门,1,0,0,T3导通,非门,3.1.11,习题解析,B=0,传输门导通,0,1,1,T3截止,L=A,习题心得,分析含有多种门电路的方法,1、拆分复杂电路为基本门电路 2、将其中一个输入端分别置0和1 3、每种情况按电路逐步分析逻辑功能 4、列真值表。 5、写函数式，给出逻辑功能,习题解析,类似练习题：3.1.6, 3.1.7, 3.1.143.1.16,习题解析,3.1.15,NMOS管串联实现“与”功能 并联实现“或”功能,A,E,习题解析,3.2.4,74LS03的参数,VOH(min)=2.7V,VOL(max)=0.5V,IOL(max)=8mA,负载门的参数,VIH(min)=4V,VIL(max)=1V,IIL=IIH=1,74LS03的漏电流IOZ=0.2mA,习题解析,3.2.4,输出高电平时,为拉电流情况下,VOH(min)=2.7V,VIH(min)=4V,VOH(min)VIH(min),IOZ,IIH,IIH,IIH,IIH,IIH,VIH(min),习题解析,3.2.4,输出低电平时,为灌电流情况下,VOL(max)=0.5V,VIL(max)=1V,IOL,IIL,IIL,IIL,IIL,IIL,VOL(max),VOL(max)VIL(max),习题心得,计算上拉电阻的方法,1、列出电路中门电路的电压电流参数 2、输出端分高低电压两种情况 3、每种情况下画电流流向图， 并分析上拉电阻的电压与电流 4、列公式并计算结果,习题解析,类似练习题：3.1.8,习题解析,3.5.2,法（一）或门等效代换法,法（二）函数转换变换法,二、习题讲解,3.6.1 CMOS门与TTL门匹配问题,驱动门和负载门是否匹配要考虑两个因素,一、逻辑门电路的扇出问题,二、逻辑电平的兼容性问题,VOH(min) VIH(min),VOL(max) VIL(max),当电压条件不满足时，需要考虑上拉电阻,二、习题讲解,1、 有关技术参数的计算 (习题3.1.13.1.3, 3.1.5, 3.2.3, 3.3.1,3.4.1