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1、第一章第一章 数字逻辑基础数字逻辑基础一、数制一、数制1、 二进制、十进制、十六进制之间的相互转换二进制、十进制、十六进制之间的相互转换2、 十进制和十进制和8421BCD码之间相互转换码之间相互转换 例如：对一年例如：对一年12个月进行编码，需要几位二进制数个月进行编码，需要几位二进制数(公公式式： )3、数字信号与模拟信号的区别、数字信号与模拟信号的区别:数字信号在时间上和数值数字信号在时间上和数值上都是不连续的上都是不连续的二、基本逻辑关系二、基本逻辑关系与、或、非逻辑关系的表达式、真值表、与、或、非逻辑关系的表达式、真值表、逻辑符号逻辑符号(见下表）见下表）end表表1 几种数制之间的
2、关系对照表几种数制之间的关系对照表十进制十进制数数二进制数二进制数BCD码码十六进制数十六进制数0123456789100000000100100011010001010110011110001001101000000001001000110100010101100111100010010123456789A十进制数十进制数二进制数二进制数BCD码码十六进制数十六进制数111213141510111100110111101111BCDEF逻辑代数的基本公式逻辑代数的基本公式 序号序号公式公式a公式公式b名称名称1A + 0=AA 1 = A0、1律律2A + 1 =1A 0 = 03A + A
3、 =AA A = A重叠律重叠律4 互互补补律律5A + ( B + C)= (A + B) +CA (B C) = (A B) C结结合律合律6A + B = B + AA B = B A交交换换律律7A (B + C) = A B +A CA + B C= (A + B) (A + C)分配律分配律8反演律反演律9还还原律原律2. 五个常用公式五个常用公式1)2) A+AB=A3)4)5)3. 代数法化简代数法化简4. 卡诺图化简卡诺图化简（1）最小项的性质）最小项的性质l 对于任意一个最小项，只有一组变量取值使得对于任意一个最小项，只有一组变量取值使得它的值为它的值为1；l 不同的最小项
4、，使它的值为不同的最小项，使它的值为1的那一组变量取的那一组变量取值也不同；值也不同；l 对于变量的任一组取值，任意两个最小项的乘对于变量的任一组取值，任意两个最小项的乘积为积为0；l 对于变量的任一组取值，全体最小项之和为对于变量的任一组取值，全体最小项之和为1。（3）卡诺图化简逻辑函数）卡诺图化简逻辑函数(P53):2.2.4/2.2.6 (P65)习题习题2.2.3 （2）逻辑相邻的概念及判断：）逻辑相邻的概念及判断：逻辑相邻逻辑相邻对于两个最对于两个最小项，组成它们的变量中，只有一个不同，其余都相同小项，组成它们的变量中，只有一个不同，其余都相同1.1997年年“1”做异或运算，结果是
5、什么？做异或运算，结果是什么？4.函数函数F=A+B与下列哪个表达式相等与下列哪个表达式相等:( )A. A+AB B. AB+B C. D.5.用卡诺图化简逻辑函数时用卡诺图化简逻辑函数时, 包围圈内最小项的个数包围圈内最小项的个数是是 ;同一个小方格能否被不同包围圈多次使用同一个小方格能否被不同包围圈多次使用? ;无关项可否被不同包围圈多次使用无关项可否被不同包围圈多次使用? ;如果某如果某个包围圈中的所有小方格都被使用过两次个包围圈中的所有小方格都被使用过两次,则这个包则这个包围圈是否有效围圈是否有效? ;如果某个包围圈中的所有小如果某个包围圈中的所有小方格都是无关项方格都是无关项,则这
6、个包围圈是否有效则这个包围圈是否有效? ; 2.下列等式不成立的是（ ）A BAB+AC+BC=AB+BCC(A+B)(A+C)=A+BC D3.A+B+C+ =（ ） 1.集电极开路与非门集电极开路与非门2. 三态门三态门3门电路的使用注意事项门电路的使用注意事项第三章第三章第三章第三章 逻辑门电路逻辑门电路逻辑门电路逻辑门电路第四章第四章 组合逻辑电路组合逻辑电路1数字逻辑按有无记忆功能的分类数字逻辑按有无记忆功能的分类:组合逻辑电组合逻辑电路和时序逻辑电路路和时序逻辑电路2组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析3组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计4常用组合逻辑器件：编码器、常用组合逻辑器
7、件：编码器、译码器译码器/数据分数据分配器、数据选择器配器、数据选择器、数值比较器、加法器、数值比较器、加法器5例例:数据选择器有多少地址线数据选择器有多少地址线?如如16选一、选一、32选选一等一等（地址线（地址线= ）。如：）。如：16选一的地址线选一的地址线为：为：4；32选一的地址线为：选一的地址线为：5。P148例：例：4.4.4 4.4.7 习题：习题：4.1.4 4.2.9 4.4.6 4.4.19 (1) 由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式；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；化简和变换各逻辑表达式；(3) 列出真值表；列出真值表；(4) 根据真值表
8、和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，最后确定其功能。最后确定其功能。组合逻辑电路的分析步骤：组合逻辑电路的分析步骤：已知逻辑电路，写出逻辑表达式已知逻辑电路，写出逻辑表达式,列真值表。列真值表。组合逻辑电路的设计步骤步骤1.1.根据实际逻辑问题确定输入、输出变量，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；并定义逻辑状态的含义；2.2.根据输入、输出的因果关系，列出真值表；根据输入、输出的因果关系，列出真值表；3.3.由真值表写出逻辑表达式，根据需要简化和变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；换逻辑表达式；4.4.画出逻辑图
9、。画出逻辑图。由两个半加器构成一个全加器由两个半加器构成一个全加器用与非门实现下面的逻辑函数F=AB+AC+BC74138工作条件工作条件 ： G1=1，G2A=G2B=0例例1 用一个用一个3 3线线8 8线译码器实现函数线译码器实现函数集成译码器集成译码器74138的应用举例的应用举例:例例1 试用试用8选选1数据选择器数据选择器74LS151产生逻辑函数产生逻辑函数 将上式写成如下形式将上式写成如下形式:L = m3D3+ m5D5+ m6D6+ m7D7D3=D5=D6=D7=1 ，D0=D1=D2=D4=0 ，解：解：数据选择器数据选择器74LS151的应用的应用将逻辑函数化为最小项
10、表达式：将逻辑函数化为最小项表达式：7415174151的输出即为逻辑函数的输出即为逻辑函数L L。 当当写出八选一数据选择器的逻辑表达式写出八选一数据选择器的逻辑表达式:与逻辑函数表达式相比较与逻辑函数表达式相比较,可见可见:第五章第五章 触发器触发器名称逻辑符号特性方程特性表状态转换图JK触发器D触发器 Qn+1=D除表中内容外，还应掌握以上各触发器的时序图。除表中内容外，还应掌握以上各触发器的时序图。绘制时序图时，还应注意各触发器是上升沿触发，还是下绘制时序图时，还应注意各触发器是上升沿触发，还是下降沿触发。降沿触发。输入信号输入信号CP、D 的波形分别如图所示，设触发器的初态的波形分别
11、如图所示，设触发器的初态为为1，试画出输出端，试画出输出端 L 的波形，设的波形，设Qn=0。 CP D Q JKQn+1 00Qn 01 0 10 1 11Qn JK 触发器真值表触发器真值表J(K)J=D，K= D, 只有置只有置0和置和置1两种功能。两种功能。 上升沿触发上升沿触发JK 触发器应用触发器应用D 触发器触发器画出下图（画出下图（a）所示电路在如图（）所示电路在如图（b）所示输入信）所示输入信号号CP、A、B作用下作用下Q端的波形。假定触发器初始端的波形。假定触发器初始状态为状态为0。 Q第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路时序电路的描述方法：特性方程、状态转换表、时序电路
12、的描述方法：特性方程、状态转换表、状态图、时序图、逻辑电路状态图、时序图、逻辑电路时序电路的分析与设计方法时序电路的分析与设计方法(重点是同步时序电重点是同步时序电路的分析路的分析)例：例：6.2.2 6.3.2 6.5.3习题：习题：6.5.1 6.5.3 6.5.11 6.5.13 6.5.14常用时序电路器件常用时序电路器件:74161（74160）、74194时序电路的分类，同步时序电路和异步时序电时序电路的分类，同步时序电路和异步时序电路的区别路的区别计数器、寄存器计数器、寄存器时序逻辑电路的分析时序逻辑电路的分析步骤步骤1.了解电路组成了解电路组成,确定电路的输入、输出信号、触确定
13、电路的输入、输出信号、触发器的类型等发器的类型等 5.列出状态转换表或画出状态图和波形图列出状态转换表或画出状态图和波形图;2.根据时序逻辑电路写出各触发器的驱动方程根据时序逻辑电路写出各触发器的驱动方程3.将每个触发器的驱动方程代入其特性方程中，得将每个触发器的驱动方程代入其特性方程中，得出其状态方程出其状态方程;4.写出时序电路的输出方程写出时序电路的输出方程;6.综合分析，用文字描述电路的逻辑功能。综合分析，用文字描述电路的逻辑功能。 例例6.2.2 6.2.2 试分析如图所示时序电路的逻辑功能。试分析如图所示时序电路的逻辑功能。电路是由两个电路是由两个JK触发器组成的莫尔型同步时序电路
14、。触发器组成的莫尔型同步时序电路。 解：解：1.1.了解电路组成。了解电路组成。J2=K2=X Q1 J1=K1=1Y=Q2Q1 2.2.写出下列各逻辑方程式：写出下列各逻辑方程式：输出方程输出方程激励方程激励方程J2=K2=X Q1 J1=K1=1将激励方程代入将激励方程代入JK触发器的特性方程得状态方程触发器的特性方程得状态方程整理得：整理得：对对FF2对对FF13.列出其状态转换表，画出状态转换图和波形图列出其状态转换表，画出状态转换图和波形图Y=Q2Q1 1 11 00 10 0X=1X=0状态转换表状态转换表1 0 / 10 0 / 10 1 / 01 1 / 00 0 / 01 0
15、 / 01 1 / 00 1 / 0状态图 X=0时时电路功能：可逆计数器电路功能：可逆计数器 X=1时时Y可理解为进位或借位端。可理解为进位或借位端。电路进行加电路进行加1 1计数计数电路进行减电路进行减1 1计数计数 。. .确定电路的逻辑功能确定电路的逻辑功能. .X/Y0/00/11/00/01/00/01/1001101101/0Q2Q1集成计数器集成计数器74161（ 4位二进制同步加计数器）位二进制同步加计数器）表表7.1.4 74161逻辑功能表逻辑功能表输输 入入输输 出出清零清零预预置置使能使能时钟时钟预预置数据置数据输输入入计计 数数进进位位CEPCETCPD3D2D1D
16、0Q3Q2Q1Q0TCLLLLLLHLD3D2D1D0D3D2D1D0*HHL保保 持持*HHL保保 持持LHHHH计计 数数*表示只有当表示只有当CET为高电平且计数器状态为为高电平且计数器状态为HHHH时输出为高电平，时输出为高电平，其余均为低电平。其余均为低电平。 集成计数器集成计数器74161（ 4位二进制同步加计数器）位二进制同步加计数器）例：用例：用74161设计设计7进制计数器、进制计数器、8进制计数器、进制计数器、用用74160设计设计24进制计数器、进制计数器、36进制计数器、进制计数器、64进制计数器进制计数器P296例例6.5.3第八章第八章 脉冲波形的产生与变换脉冲波形
17、的产生与变换555定时器的工件原理：定时器的工件原理：P416表表8.4.1555定时器的应用：定时器的应用：多谐振荡器：认识电路图，能画其工作波形多谐振荡器：认识电路图，能画其工作波形（P422图图8.4.8)周期：周期：T= 0.7 ( R1 + 2R2 )C、频率频率f、占空比、占空比q单稳态触发器：认识电路图，能画其工作波单稳态触发器：认识电路图，能画其工作波形：计算暂稳态持续时间：形：计算暂稳态持续时间： tW=1.1RC施密特触发器：认识电路图，能画其工作波施密特触发器：认识电路图，能画其工作波形：计算形：计算VT+ 和和VT- 555定时器功能表定时器功能表不变不变不变不变1导通
18、导通01截止截止11导通导通00放电管放电管T输出输出(VO)复位复位(RD)触发输入触发输入(VI2)阈值输入阈值输入(VI1)输输 出出输输 入入0tui0tuC0tuot18 41 53uoui+UDDRC555627t223UDDt3tW暂稳态待续时间暂稳态待续时间:tW = 1.1RC下一页下一页上一页上一页返返 回回上一节上一节单稳态触器单稳态触器:用用555定时器组成定时器组成施密特触发器施密特触发器根据右表所示根据右表所示555定时器的工作原理定时器的工作原理, 输出波形如右输出波形如右下图。下图。uC0t23UDD0tuot1t2t38 41 53uo+UDDR1C55562
19、7R213UDDtW2tW1输出方波周期输出方波周期 T 的计算的计算: T = 0.7 ( R1 + 2R2 ) C占空比占空比Q（%）=tW1T多谐振荡器多谐振荡器图示多谐振荡器中，如果图示多谐振荡器中，如果 UDD = 9 V，R1 = 10 k ， R2 = 2 k ， C = 470 pF。试求电路的振试求电路的振荡周期、频率、占空比？荡周期、频率、占空比？16278R1+ UDD5553R2C50.01FuO 振荡周期振荡周期振荡频率振荡频率解：解：占空比：占空比：第九章第九章 D/AD/A转换器与转换器与A/DA/D转换器转换器3. 3. 倒倒T T形电阻网络形电阻网络D/AD/
20、A转换器及其输出模拟量的计算：转换器及其输出模拟量的计算：4. 4. 并行比较型并行比较型A/DA/D转换器输出数字量计算：转换器输出数字量计算：P449P449表表9.2.19.2.1习题：习题：9.1.1 9.1.1 9.1.2 9.2.1 9.1.2 9.2.11.1.A/DA/D转换器是将模拟信号转换为数字信号的电路；转换器是将模拟信号转换为数字信号的电路；2.2.D/AD/A转换器是将数字信号转换为模拟信号的电路。转换器是将数字信号转换为模拟信号的电路。5. 5. 并行比较型并行比较型A/DA/D转换器采用四舍五入法进行量化时：最转换器采用四舍五入法进行量化时：最小量化单位小量化单位：最大量化误差最大量化误差：
