数电基础总复习课程课件

数字电子学基础总复习1一、 教学目标

《数字电子学基础》是电子类及其他相关各专业的一门必修的技术基础课，通过本课程的学习使学生掌握逻辑代数基础和数字集成电路的基本原理与特性，掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路分析与设计的一整套理论和方法，熟悉编码器、译码器、运算器、比较器、计数器、存储器等常用数字逻辑部件的功能与特点，培养其综合运用能力，为《计算机组成原理》、《计算机体系结构》、《计算机接口技术》、《计算机网络与通信》、《数字集成电路设计》等后续相关课程的学习奠定理论基础，为未来的工程设计与应用打下良好的实践基础。2二、教学内容第一章 布尔代数与逻辑函数第二章 逻辑门电路第三章 组合逻辑电路第四章 集成触发器第五章 同步时序逻辑电路第六章 异步时序逻辑电路第七章 半导体存储器第八章 可编程逻辑器件（PLD）第九章 EDA3总复习4

2.8逻辑变换

2.2逻辑代数的基本公理及基本定理

2.4逻辑函数的表示及逻辑演算

2.6逻辑函数的卡诺图化简法

2.7逻辑函数的Q-M表化简法

2.5逻辑函数的公式化简法主要内容2.1逻辑代数的基本运算2.3逻辑代数的基本规则及基本公式第一章 布尔代数与逻辑函数5逻辑代数的基本定理(律)对偶A*0=0A*1=AA*A=AA*(A+B)=AA*B=B*AA*(B*C)=(A*B)*CA+BC=(A+B)(A+C)A*A=0A=AAB=A+B8.结合律

A+(B+C)=(A+B)+C1.01律

A+1=12.同一律

A+0=A3.重叠律

A+A=A6.吸收律

A+AB=A7.交换律

A+B=B+A9.分配律

A(B+C)=AB+AC4.互补律

A+A=1

5.否定律A=A10.反演律

A+B=A*B

（摩根律）—（扩展）6逻辑代数的常用公式1.A+AB=A+B(消元)2.A+AB=A(消项)4.AB+AC+BC=AB+AC（冗余定理）3.AB+AB=A(并项)7逻辑函数的公式化简法并项法消项法消元法配项法AB+AC+BC

=AB+ACA+AB=A+BA+AB=AA+A=AAB+AB=BA=A+AA=A+ABAB+AC=AB+AC+BC

8逻辑函数的卡诺图化简法9最小项最小项为1时，输入变量的值十进制数iABC00000011010201131004101511061117

最小项10最大项最大项为0时输入变量的值十进制数iABC00000011010201131004101511061117

最大项110000000100110010011001110101010011001101111111101010101110011000格雷朱码0000010110101101111011000000132675400189111014151312011242527263031292801016171918222321201104849515054555352111565759586263616010140414342464745441003233353438393736AB师CDE痰F六变惯量卡仆诺图12卡诺滚图法腾化简游步骤建立晒该逻变辑函胆数的质卡诺过图按最邪大范饰围合哑并最拉小（浊大）歪项—贤确定绿素项寻找蒜实质看素项居（剔盖除非遮实质晋素项偶）确定衡最小半实质忧素项剥集—与（袋或）庭项数方目最弊少每个挑与（病或）羞项所碧包含穿的变虫量最冻少这些呈与（秒或）亚项应吉包含口逻辑粪函数活的所花有最论小（大流）项匪，构进成该沃逻辑哲函数衔的最绍小闭浅覆盖诞。写出脉该逻晶辑函秘数的马最简趋表达锋式（最小实质屯素项匙集）13例:CD

AB0001111000101001111111101110010014例:F=Σm盲(0峡,4支,5丧,7宝,9创,1猾2,炭13冠,1死4)=Π滑(1帐,2膀,3洗,6中,8肤,1舟0,恰11钻,1爬5)其中a为非汇实质心素项（冗唐余项单）110111111110110010110100ABCDbdcea=受Σ(抽b,拢c,批d,师e)=Σ(a,b床,c颈,d贪,e夜)15逻辑氏变换与或甘式：或与封式：与非绣—与巨非式慈：或非采—或末非式蝴：与或洒非式妙：161)最简结与或2)与非—与非3)或与4)或非—或非5)与或倍非17第二震章西逻辑政门电声路二极销管、经三极边管、MO沈S管的厘开关末等效判及开届关特月性；TT醋L逻辑谨门的会电路泡组成暖、工室作原祖理、产电气肤特性胀（逃传输弦特性倾、输傻入特阻性、蜜输出杠特性茂）及败逻辑柄扩展竹；CM监OS门的剂组成命原理齿及逻乎辑扩尸展。18VON=0卵.7馆V截止藏状态导通状态二极租管的盼开关险等效NM辉OS管的留转移彼特性19三极察管的惯开关絮等效OF榴FONE是B晴C三点近断开E仇B色C三点效接通Vcc/RCIceβIbeIce0Ice0.3vVce0.3—VccVceVccVce0.7vVbe0.6vVbe0vVbe饱和区放大区截止区CBEEBC20输入级分相级输出级TT隶L基本笔门岗–7串4系菠列212.司输歇入负鹿载特切性1.党传谁输特蜘性vth22带缓志冲极滋的CM稻OS与非警门带缓虑冲极织的CM抓OS或非内门23第三转章皱组合琴逻辑警电路组合谣逻辑阁电路饿的一毙般分存析方惊法和秋设计梅步骤碎；常用颠逻辑堪部件傍如编长码器曲、译没码器局、运膨算器级、比宫较器盈、多坝路数锡据选犹择器即、代钓码转创换器连、奇构偶发卵生器颠/奇四偶校尺验器糕及典势型MS简I的功弄能、格特点免及应糟用；采用贞典型MS愚I进行俘组合控逻辑荷设计识的原食理与崇方法棍；组合圆网络贞中的盛竞争扬冒险矛问题寺及其惹消除母。24逻辑抽象实际问题真值表逻辑图化简变换最简表达式适当形式的表达式用SSI实现用MSI实现

逻辑化简功能判断

逻辑变换公式化简逻辑表达式卡诺图化简真值表设计蹄步骤分析框方法25全加什器

一

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26利用傻卡诺景图化食简为乔：

SCO27

SCO利用伪卡诺陶图化现简为烦：28多位值加法泥器串行进位加法器CoSCoSCoSABCoSCiCOS3S2S1S0A0B0A1B1A2B2A3B3ABCi

ABCiABCi串行乔进位房诚加法村器的致最大哗缺点侦是速功度慢稿，29多位涛加法纤器串行进位加法器CoSCoSCoSABCoSCiCOS3S2S1S0A0B0A1B1A2B2A3B3ABCi

ABCiABCi串行颈进位俱加法爆器的站最大挡缺点闻是运摸算速半度慢弓，每宫次运考算需泛要四肺个全铜加器脂的传赚输时颗间;提高摘运算翻速度跌的方泡法是旺先行警进位规。30四位全加器CIA0A1A2A3B0B1B2B3COS0S1S2S374LS28331有使找能的梁3/高8线拍译码屋器7脱4LS狠13乳8功能然表74LS138A0A1A2S13274153多路造数据乒选择珠器33第四吧章桶集成腐触发败器触发羊器的歉时序借分析匀方法覆；RS骡、D材、T絮、J饼K触发隐器的遗功能世及特婶点;状态坐表、弊状态距图、羞状态威方程尼、时枝序图弦和激兄厉表瓦的毁运用洞及相源互转燥换；主从封工作层方式萌及维痕持阻杰塞线束路克忘服空望翻的堤原理宵。34&&QG1G2与非挠门构劝成的装基本RS触发绸器当=1，=0时，Q=0，=1当=0，=1时，Q=1，=0当=0，=0时，Q=1，=1信号消失后状态不确定，基本RS触发晕器的裳电路旺结构提与工律作原稻理记忆置位复位基本RS触发器特性表原态次态禁用（禁腔用！认）置位复位当=1，=1时，Q=Q，=稳态35触发狂器的舌逻辑眯功能狠及描悟述方反法S=1,R=001S=0,R=1S=

,R=0S=0,R=

同步RS触发遥器的特性驼方程1.同步RS触发赚器2.崖D触发袋器D触发句器的特性雄方程01D=0D=0D=1D=1363.乏JK触发要器JK触发俊器的并特性队方程JK触发驾器的状态敬转换楼图01J=

,K=0J=0,K=

J=1,K=

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Qn0

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4.坟T触发拌器T触发遍器的特性标方程01T=0T=0T=1T=137触发革器的周特性毅表RSQn+100Qn01110011╳DQn+10011╳00010101Qn11Qn+1SDRDQn1Qn0Qn+1TQn11001110Qn00Qn+1JK38第五讨章榜同步使时序擦逻辑图电路同步遭时序拔逻辑睛电路封的模灯型；同步精时序迟逻辑沉电路摸分析傻的一惑般方搅法；常见处时序醋逻辑聋电路幻玉如：刘各种榆进制辜计数垄器、臭移位峡型计目数器岛、序兴列产脑生器面、序缴列滤递波器泥等的总功能夹、特灭点与岔应用较；同步痛时序忠逻辑揭电路挖设计识的一栗般步土骤；逻辑晋描述蹲、状疼态定药义、捡状态屠化简顶、状掩态分寺配、提激励骡方程罗求宪解及询逻辑冷电路忌的工描程实刃现；异步旦时序无逻辑迫电路粉分析狠与设恐计的主方法烘和特捉点。39列系构统（迎即刻绸）输仍出方即程列驱贤动方盏程列系堤统状规态方啄程列系埋统状惊态表画系侄统状赞态（丧时序鹊）流尖程图判断神时序波逻辑芬功能松（读灰图）时序毙逻辑分析粪方法硬：40同步时序钟逻辑袄设计步骤逻辑从描述看（状筋态图慌）状态削化简状态编码状态辩求解(通过将卡诺顿图求故状态响方程)驱动省方程晃求解佣（选FF、求驱炎动方扯程）画逻共辑图41状态迫化简扔：先按爷输入/输出柳相同杂分类世，再按起到达炕的新耕状态武相同储分类陶，逐次误寻找凡等价博类的列过程琴叫状艳态化圾简。等价殿状态：在相司同的乏输入某下具饼有相硬同的衬输出很、并异且到慕达的供新较状态忧也相鹿同的搅状态养集合凳。42状态缎化简：00CP·XZABCD00000010101111原始状态图110000000110简化状态图43状态中化简糊：D/1A/0DD/1A/0CC/0A/0BB/0A/0A10原始状态表C’/1A/0C’C’/0A/0BB/0A/0A10简化状态表*Q—现态枕；Q’济—次态44状态金编码竿：××/×××/×1110/100/01010/000/00101/000/00010/Z110000000110简化状态图45状态敲求解10

1000

101010××

11××

11××1100

0100

01100100

0010

000000101010XQ1XQ2X1XQ1X0461.若选拣用JK商:2.若选拳用D:3.若选曲用T:4774橡16牙1功能是表C

PE

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T工作状态0置零10预置数1101保持110保

持（C=0）1111计数

D0D1D2D3

Q0Q1Q2Q3EPETCP74161

计数输入进位输出4874电16张0功能乡丰表

D0D1D2D3

Q0Q1Q2Q3EPETCP74160计数输入进位输出C

PE

PE

T工作状态0置零10预置数1101保持110保

持（C=0）1111计数49第六眠章异步绑时序亩逻辑积电路异步坏时序梳逻辑扣电路盼分析粘与设伤计的厚特点50第七悄章江半导窃体存消储器RA舅M、虫RO肿M的结厉构、黎原理饱及使边用方隆法;PR纤OM揭、E蓝PR秋OM喜、E2PR拴OM效、F凉LA捎SH原理何与应尸用。51RO务M—Rea论dOnl北yMem睛or远y盈(掩膜RO促M)PR斩OM剥--涝-Pro衡gr姜am者ma唯bl脖eRO谱M串(可编购程RO朴M)EP等RO柔M-餐--插Era驰sa皱bl毁ePR编OM膜(可擦郑除可已编程RO少M)E2PR非OM—Ele们ct否ri贸cl素lyEra苗sa坊bl崇ePR常OM(电可插擦除垒可编槽程RO伴M)静态RA奋M（SR和AM榴—S腔ta瓜ti幻玉c段Ra危nd灾om寺A钩cc烦es揪s吼Me众mo件ry）动态RA援M（DR扣AM足--缎Dy剂na仙mi近c假Ra珍nd矛om骡A悔cc僻es岔s盒Me较mo缝ry）Fl杏as阵h宴Me低mo旧ry只读传存储买器：随机陆存取慈存储嫁器RA省M52RA红M的结坊构和脉工作冰原理随机校存取箩存储狱器RA增M53只读突存储箭器RO绳M—榜Rea酒dOnl壶yMem匠or吸y固定茅只读柱存储批器RO担MRO狮M电路竟包含耽：地址料译码箱器、蛮存储落矩阵罚、输督出沈缓冲夫器54可编喊程只秒读存仪储器麻（PR黄OM）常用透符号与门输出恒等于零的与门或门互补输出的缓冲器三态输出的缓冲器55PR岭OM阵列泪图A1A0WiD3D2D1D000

0000001

1000110

2010011

31001A1A0D3D2D1D0与固定或编程56第八弯章灶可编跨程逻餐辑器构件（PL闹D）PL逝A、杀PA罪L、咬GA怜L的结谷构、烧原理内与应绣用。57第八固章夫可编板程逻域辑器很件8.眉1概述8.2PL蜜D(Pro劲gr瓜am局ma落bl投eLog旦icDev摆ic愈e清)可编企程逻派辑器刊件8.姓3PL攀A（Pro幅gr否am方ma旷bl芽eLog件icArr穗ay)可编捉程逻默辑阵列8.抢4PA心L(Pro谈gr恳am湾ma夏bl稳eArr烈ayLog忠ic鼻)可编洲程阵羡列逻禾辑8.楚5GA驾L（Gen高er颤alArr短ayLog迟ic火)通用判阵列犬逻辑8.栋6EP粘LD(Era跪sa品bl支ePro虚gr振am新ma商bl竖eLog乐icDev悬ic配e)可擦苗可编任逻辑垫器件8.盾7FP秆GA(Fie雹ldPro检gr标am符ma应bl揪eGat控eArr接ay旦)现场迫可编企程门万阵列58PR弱OM阵列矮图A1A0WiD3D2D1D000

0000001

1000110

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31001A1A0D3D2D1D0与固定或编程59A1A0WiD3D2D1D00000000011000110201001131001PLA阵列D3D2D1D0=P0=A0A1A0或编程