LOGO电子技术基础 (数字部分) 是电类专业的：1.课程性质：获得适应信息时代的数字电子技术方面的基本理论 、基本知识和基本技能培养分析和解决实际问题的能 力，为以后学习与数字电子技术相关学科和专业应用打 好以下两方面的基础:2.课程目标：1）正确分析、设计数字电路，特别是集成电路2）进一步学习设计专用集成电路(ASIC)具入门性质的、重要的专业基础课 3.课程研究内容------数字信号传输、变换、产生等内容涉及信 号处理的器件、功能电路及系统 4.课程特点与学习方法1 ) 发展快2 )应用广3 )工程实践性强• 学习方法打好基础、关注发展、主动更新、 注重实践课程学习中:了解电路功能的应用背景,注重学习分析问题、解决问题 能力的培养• 课程特点每18个月芯片的集成度提高1倍,而功耗下降一半注重理解和掌握功能部件的外特性、多练习、多动手数电的内容第1章 数字逻辑概论 第2章 逻辑代数与HDL基础第3章 逻辑门电路 第4章 组合逻辑电路第5章 锁存器与触发器 第6章 时序逻辑电路第7章 存储器 复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列第8章 脉冲波形的产生与变换第9章 数模与模数转换器第10章 数字系统设计基础第一章 数字逻辑概论v1.1数字电路与数字信号 v1.2数制 v1.3逻辑函数及其表示方法1.1数字电路与数字信号信号承载信息，即信号是信息的物理表现形式 温度波动曲线•电子系统处理电信号，其物理形式是电压或电流波形• 声音、图像、亮度、温度等等物理信息，都可以通过传感器转换而得到相应 的电信号•信号波形代表了相应物理量的变化正弦波三角波调幅波模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号• 具有无限密集的时间定义区间 • 具有无穷密集的数值定义区间模拟信号与数字信号0t数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号• 仅在确定的时间点上有定义(tn) • 定义时间点上的信号幅度仅有量化区间上的数值(量化编码)数字逻辑信号和波形用符号0和1来表示幅度，称为逻辑0和逻辑1数字波形是逻辑电平对时间的图形表示。
a) 非周期数字波形(b) 周期数字波形v二进制数字波形（bit） • 一个比特表示两个状态，多个状态要用更多比特才能表示 • 在数字电子技术和计算机应用中，采用多比特数字信号v 多比特二进制信号的串行或并行处理 v 1）串行方式：多比特信号按比特位依次处理，要求信号按位依次传 送 v 2）并行方式：多比特信号的所有位同时处理，要求各比特位要同时 传送1.2数制v1. 十进制： v以十为基数的记数体制表示数的十个数码： v1、2、3、4、5、6、7、8、9、0 v遵循逢十进一的规律143.75 =任意一个十进制数N可以表示成：ai：第i位的系数v2. 二进制： v以二为基数的记数体制表示数的两个数码： v0、1 v遵循逢二进一的规律（101.11）2 ==（5.75）10任意一个二进制数N可以表示成：v3. 八进制：以八为基数的记数体制表示数的 八个数码：0、1 、2、3 、4、5、6 、7 v遵循逢八进一的规律 v任意一个八进制数N可以表示成： v4. 十六进制： v0 、 1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C 、D、E、F v任意一个十六进制数展开式为：数置转换v1. 二 －十进制转换 v2. 十 － 二进制转换 v3. 十 － 二进制转换 v4. 二进制 –八进制转换v5. 二进制 －十六进制转换 v6. 十六进制－二进制转换 v7. 十六进制数与十进制数的转换v第二章 逻辑代数与硬件描述语言v2.1逻辑代数 v2.2逻辑函数的卡诺图化简法逻辑函数与真值表逻辑代数逻辑值逻辑运算运算的表示0、1－ 代表两种不同的状态三个基本运算－与、或、非最基本的表示－真值表逻辑变量取值为逻辑值0 或 1 A BF0 00 0 10 1 01 1 11例：给定函数F=(A,B)两个自变量，共有四种取值组合 F(0,0)=0；F(0,1)=0； F(1,0)=1；F(1,1)=1；三个自变量，有八种取值组合 四个自变量，有十六种取值组合…序号公式a公式b名称1A 0 = 0A + 1=10-1律2A 1 = AA + 0 =A自等律3A B = B AA + B = B + A交换律4A (B C) = (A B) CA + ( B + C)= (A + B) +C结合律5A (B + C) = A B +A CA + B C= (A + B) (A + C)分配律6互补律7A + A =AA A = A重叠律8非非律9A + AB =AA (A+B) = A吸收律 10摩根律例 证明，按A、B取值A BA BA+BA+B0 0 1 10+0=110·0 = 110 1 1 00+1=000·1 = 111 0 0 11+0=001·0 = 111 10 01+1=001·1 = 00，情况列出真值表，从表中可以直接得出结果。
一个控制楼梯照明灯的电路A、B是两个单刀双 掷开关，A装在楼上，B装在楼下共同控制灯F的亮、灭试写出灯F亮的逻辑函数 只有开关A、B 都接上面或都接下面时，灯F才亮 而一个接上面，另一个接下面时，灯不亮逻辑描述问题分析工程上，一般先提出逻辑命题，然后用真值表加以描述，最后写出 逻辑函数表达式 ABF 001 010 100 111真值表假设输入变量为A、B；用0表示开关接下面，1表示接上面假设输出变量为F；用0表示灯灭，用1表示灯亮则输入输出变量之间的关系可以用真值表来表示由真值表，在A、B的四种组合中，只有一、四两种能使灯亮这两种情况中，A 、B之间是与的关系，而两种状态之间则是或的关系故灯亮的逻辑函数为：逻辑函数：2.2逻辑函数的卡诺图化简法v另外的课件第三章 逻辑门电路v3.1MOS逻辑门电路 v3.2TTL逻辑门电路1 高、低电平产生的原理当S闭合，O=当S断开， O=0 V+5 V(低电平)(高电平)理想的开关：接通状态： 要求阻抗越小越好，相当于短路 断开状态： 要求阻抗越大越好，相当于开路iD/mAO vDS/ VVGS1 VGS2 VGS3 VGS4 饱和区可变电阻区截止区2.产生的高、低电平半导体器件vO Rd VDD vI工作在可变电阻区:输出低电平工作在饱和区:输出低电平27非逻辑门中，小圆圈表示非运算。
可以表示在输入端或输出端对应三种基本逻辑运算，分别有三种门符号与门或门非门3种基本逻辑门基本逻辑门的真值表和相应的基本运算完全相同281. 与、非合成为与非逻辑2. 或、非合成为或非逻辑常用的复合逻辑及其逻辑门与非门： 当且仅当输入全部为1时 输出才为0或非门： 当且仅当输入全部为0时 输出才为1293 异或逻辑及同或逻辑异或门： 输入相异，输出为1同或门： 输入相同，输出为1异或逻辑同或逻辑⊙第四章 组合逻辑电路v4.1组合逻辑电路的分析与设计 v4.2若干典型的组合逻辑集成电路31组合逻辑电路的一般设计步骤（四步法） 原则：电路要最简（要求所用器件的种类和数量都尽可能 少，且器件之间的连线也最少)1.根据实际逻辑问题确定输入、输出变量，并定义逻辑状态的含义；根据题意列真值表逻辑式化简卡诺图化简画逻辑电路图写最简逻辑式4.1 组合逻辑电路的分析与设计2.根据输入、输出的因果关系，列出真值表； 3.由真值表写出逻辑表达式，根据需要简化和变换逻辑表达式4.画出逻辑图322. 设计举例1 设计一个表决电路，该电路输入为A、B、C，输出是L当 输入有两个或两个以上为1时，输出为1，其他情况输出为 0。
用与非门设计该表决电路解：例1 1） 根据题意可列出真值表2） 画出卡诺图3）简化和变换逻辑表达式 L = AB+AC+BC ABC L 000 001 010 011 100 101 110 11100 01 0 1 11BCACABLABC+5V要设 计的 逻辑 电路333）简化和变换逻辑表达式 L = AB+AC+BC 4）画出逻辑电路图342. 设计举例2某董事会有一位董事长和三位董事进行表决，当满足以下 条件时决议通过：有三人或三人以上同意；或者有两人同 意，但其中一人必须是董事长试用两输入与非门设计满 足上述要求的表决电路 解 1) 逻辑抽象 2) 列出真值表； 3) 画出卡诺图，求输出L的表达式； 用变量A、B、C、D表示输入，A代表董事长，B、C、D代表董 事，1表示同意，0表示不同意； 用L表示输出，L＝1，代表决议通过，L＝0，代表不通过4) 画出由与非门组成的逻辑电路 352. 设计举例2L = AB + AC + AD + BCD输 入出 ABCDL0000 000100100011 0100010101100111输 入出 ABCDL1000 10011010101111001101111011110 1 1 1 1 1 1 12) 列出真值表 3) 画出输出L的卡 诺图并化简得 BCDAB4) 画出由与非门组成的逻辑电路。
0 0 0 0 0 0 0 1AC2. 设计举例2L = AB + AC + AD + BCD4) 画出由与非门组成的逻辑电路 (1) 由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式(2) 化简和变换各逻辑表达式或列真值表(3) 根据真值表或逻辑表达式确定逻辑电路功能2. 组合逻辑电路的分析步骤：1. 分析的目的：确定电路的的逻辑功能化简得出结论（逻辑功能）组合逻辑电路图写出逻辑表达式分析方法：38&&&&A BYABAABBAB异或门例1：分析下图所示逻辑电路Y=AAB BAB组合逻辑电路的分析举例方法1：直接写出逻辑表达式例2 一个双输入端、双输出端 的组合逻辑电路如图所 示，分析该电路功能输 入输 出ABSC000001101010 1101 逻辑功能：半加器 方法2：逐级变量代换40例3 逻辑电路如图所示，分析该电路功能1.根据逻辑图写出输出函数的逻辑表达式2. 列写真值表 1011100011011011100101110110101010000000CBA方法3：通过真值表确定逻辑功能： 解：电路完成奇校验功能4.2若干典型的组合逻辑集成电路v编码器 v译码器 v数据选择器 v数值比较器 v算数运算电路• 编码器 (Encoder)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。
如：8421、BCD码中，用1000表示数字8如：ASCII码中，用1000001表示字母A等编码器：具有编码功能的逻辑电路编码器• 编码器的分类： 普通编码器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44十个按键 输出代码 控制使能标志 1. 数字键盘输入8421BCD码编码器分析（1） 逻辑图45（2）功能表 输 入输 出 S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9D8D4D2D1GS 111111111100000 111111111010011 111111110110001 111111101101111 111111011101101 111110111101011 111101111101001 111011111100111 110111111100101 101111111100011 011111111100001 该编码器为输入低电平有效1. 键盘输入8421BCD码编码器4 输 入二进制码输出2. 4线─2线编码器设计I0 I1I2。