数字电路逻辑设计.ppt

数字电路逻辑设计,辅导教师：廖晓东,2,本课程的性质和学习目的,性质： 1、现实生活中数字量的电路实现：显示、运算、传送、存储等等，电脑内部的各种数值运算和处理都是用数字电路来实现的。 2、对模拟物理量进行离散化后的各种转换处理 1）为什么要进行离散化处理？有什么好处？举例：程控电话的声音信号数字传输信号不失真。 2）用在何处？举例：电脑内声音处理麦克风输入至音箱输出。软盘信号、光盘信号存储不失真。,3,学习目的： 对计算机应用专业而言，可以更好的了解电脑内部信号处理的具体原理，以及电脑间相互连接网络的电气传输原理。,4,学习方法,循序渐进、由浅入深；掌握基本原理及应用方法 以阅读教材为主、看辅导光盘为辅进行自学，有问题不要积累，应及时通过网络向辅导教师提出问题，必要时也可通过电话联系进行答疑。 学习完一章节后要及时选做书中作业，正确答案可见书后附录，没有答案的可 通过网络向辅导教师咨询。只有这样才能巩固已学习过的内容。 必须及时认真地完成网络作业，这些作业反映了考试的重点，并且作为平时成绩计入总评成绩。,5,本课程学习重点和难点,范围：第1章第7章，以下带下划线部分为难点 第一章重点和难点：数字逻辑信号、信号逻辑值；二进制、八进制、十进制、十六进制、进制转换运算；信号平均传输延迟时间、信号上升时间、下降时间、串行通信、波特率、并行通信；编码、BCD码、有权码、无权码、信息数目与其二进制编码位数的关系；与、或、非、与非、或非、与或非、同或、异或等逻辑关系概念及相应的逻辑符号表示。,6,本课程学习重点和难点（续）,第二章重点和难点：如何由二极管和三极管构成与门、或门及非门；TTL门电路，输入高电平、输入低电平、输出高电平、输出低电平的定义，噪声容限、扇出数，线与的概念、集电极开路门、三态门、上拉电阻、如何控制三态门线与时的控制信号；功耗、延时时间、延时功耗积；CMOS门电路、CMOS和TTL的逻辑电平比较、输入阻抗比较、噪声容限比较、延时时间和功耗比较；如何用CMOS场效应管构造非门、与非门、或非门等等。,7,本课程学习重点和难点（续）,第三章重点和难点：逻辑代数定律和恒等式（见教课书90页表3.1.1）、代数法划简；最小项、最小项下标表示法及下标计算方法；卡诺图的构造、卡诺图方格与最小项的对应，卡诺图划简画包围圈的方法，无关项的概念及卡诺图中无关项的包围圈画法；组合逻辑电路分析方法、组合逻辑电路设计方法；竞争冒险的概念；波形图的画法。,8,本课程学习重点和难点（续）,第四章重点和难点：编码器、译码器、数据选择器、数据分配器的概念及设计和应用，唯一地址译码器、代码变换器，74138译码器作数据分配器用方法、作逻辑函数发生器用方法、74151数据器作逻辑函数发生器用方法，半加器、全加器概念及设计方法、一位数据比较器设计方法、加法器应用方法；,9,本课程学习重点和难点（续）,第五章重点和难点：基本RS触发器（功能表、输入有效电平的确定、其不定状态的理解），同步RS触发器，主从RS触发器（对时钟脉冲的要求、输入信号的加入时刻、翻转时刻），主从JK触发器（构成方式、一次翻转现象的两种情况），主从D触发器，边沿触发器（D触发器和边沿JK触发器的构成、其输入信号的加入时刻）；各种触发器的逻辑符号、特性方程、约束条件、状态转换图，波形图的画法。,10,本课程学习重点和难点（续）,第六章重点和难点：时钟逻辑电路图的结构、输出方程、驱动方程、次态方程，状态图的画法、状态转换表的画法，时序逻辑电路的分析方法、时序逻辑电路的设计方法（原始状态图的设计和划简、状态等效的判断方法、从状态图写状态转换表、从状态转换表写逻辑功能表以构造出驱动信号和输出信号关于输入和现态的逻辑表达式即驱动方程和输出方程）,11,本课程学习重点和难点（续）,第7章重点和难点：计数器的分类，计数器模的确定，异步计数器、同步计数器、计数器的设计，寄存器、移位寄存器、循环移位寄存器。,12,期中测试书面作业举例,一、填空题（20分，每空1分） 1、为了表示2002个信息，至少需要（ ）位二进制编码。 2、BCD码能表示0至（ ）之间的任意整数。 3、余3码是（ ）权码，2421码是（ ）权码。 4、二值数字逻辑中变量只能取值（ ）和（ ）。 5、计算机主机与鼠标是（ ）通信。与键盘是（ ）通信。,13,期中测试书面作业答题纸,一、填空题（20分，每空1分） 1 ( ) 2 ( ) 3( ) ( ) 4 ( ) ( ) 5 ( ) ( ),14,期中测试书面作业举例（续）,二、对下面逻辑符号电路图，写出逻辑表达式（共30分，每图5分）,15,期中测试书面作业答题纸,二、写出逻辑表达式（共30分，每图5分） L1= L2= L3= L4= L5= L6=,16,期中测试书面作业举例（续）,三、画出下面逻辑函数的逻辑电路图，只用与非门和反相器，要求清晰整洁。 （共10分，每小题5分） 1、G=AB,17,期中测试书面作业答题纸,解：将表达式写成如下形式： 逻辑电路图如下：,18,期中测试书面作业举例（续）,四、用CMOS电路实现下面的逻辑函数，画出其内部电路图(用场效应管作为基本单元) ，要求清晰整洁。（共10分，每小题5分） 1、F=,19,期中测试书面作业答题纸,解：内部电路图如图所示,20,期中测试书面作业举例（续）,五、用卡诺图化简下面逻辑函数（共10分，每小题5分） 1、 L(A,B,C,D)=m(0,2,4,6,9,13)+ d(1,3,5,7,10,14),21,期中测试书面作业答题纸,22,期中测试书面作业举例（续）,六、分析下面电路的逻辑功能（10分）,23,期中测试书面作业答题纸,解：1、根据逻辑电路图写出逻辑表达式如下：L=AB+BC+CA 2、根据逻辑表达式可以列出下面的