数电老师给出了期末考试的提纲,我们就通过这个来按知识点和例题分析一波
1、任意进制数转十进制数
方法:按位权展开
2、十进制转其他进制
方法:基数乘除法
整数部分:除r取余,逆序排列
小数部分:乘r取整,顺序排列
3、其他进制转换
二进制转八进制:3位2进制转一位八进制数
二进制转十六进制:4位2进制转一位十六进制数
八进制转十六进制:先转二进制后再转十六进制
二进制转余三码:先转为十进制,后按位转化位余三码
PS:从小数点开始转化,不足补零
1、有权码:
8421BCD码
5421BCD码
2421BCD码
2、无权码:
余三码(8421BCD码+3)
3、格雷码:码距为1
4、二进制的原码、反码、补码
反码:保持符号位,其他按位取反(正数反码与原码相同)
补码:在反码的基础上,加一(正数补码与原码相同)
1、异或(=1)和同或(=)
异或:AB’+A’B
同或:AB +A’B’
2、常用公式
A+A’B = A+B
A+AB = A
含相同元素的多项可删,含相同反元素的多项可删反项
AB+A’C+BC = AB + A’C
AB+A’C+BCD = AB + A’C
(A+B)(A’+C)(B+C) = (A+B)(A’+C)
消除多余项
A+A=A
A+A’=1
配项法
PS:A+BC=(A+B)(A+C)
3、对偶和反演定理
4、卡诺图化简法
PS:
i.对于一个确定的逻辑函数:真值表和卡诺图唯一
ii.卡诺图中圈0的逻辑表达式的反函数
iii.注意利用无关项对逻辑表达式进行化简
5、竞争和冒险的判别和消除方法
竞争:门电路两个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变
竞争-冒险:由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲,若后继负载电路是一个对脉冲敏感的电路,这种尖峰脉冲可能使负载电路发生误操作
a.偏一冒险(主要存在于与或电路中)
F = A+A’
PS:如Y=AB+AC’,当B=C=1时,Y=A+A’,存在偏一冒险
b.偏零冒险(主要存在于或与电路中)
F = AA’
PS:如Y=(A+B)(B’+C),当A=C=0时,Y=BB’,存在偏零冒险
c.消除方法
i.增加多余项
ii.增加选通电路
iii.利用滤波电路
d.利用卡诺图发现静态冒险
若卡诺图中,圈与圈间有相切现象,则可能出现静态冒险。
1、进行逻辑抽象,得到真值表或逻辑表达式
2、选择器件的类型
3、逻辑化简或变换成适当的形式
4、电路处理,得到电路图
1、加法器
i.列出真值表
ii.写出逻辑表达式
iii.画出逻辑图
2、编码器(仍何时刻只有一个输入端有效)
例:8-3编码器(三位二进制编码器)
i.确定编码矩阵和编码表
ii.由编码表列出二进制代码每一位的逻辑表达式
iii.按此表达式画出用门电路组成的编码电路
3、优先编码器
例:8-3优先编码器
http://www.51hei.com/bbs/dpj-51344-1.html
4、译码器
例:3-8译码器(三位二进制译码器)
i.确定译码矩阵和编码表
ii.由译码矩阵列出译码函数的逻辑表达式
iii.按此表达式画出用门电路组成的编码电路
5、数据选择器
图中,D0-D3是数据输入端,其中A1、A0是数据通道选择控制信号,即地址变量;E是使能端(地址变量对侧),他能控制数据选通是否有效,即禁止数据输入,故又称E端为禁止端。
i.通过图片可以写出,四选一数据选择器的输出逻辑表达式
F = (A1’A0’D0 + A1’A0D1 + A1A0D1 +A1A0D3)E’(当E为低电平有效时)
功能表
控制1 | 控制2 | 选择的输出源 |
---|---|---|
A1 | A0 | Y |
0 | 0 | D0 |
0 | 1 | D1 |
1 | 0 | D2 |
1 | 1 | D3 |
1、基本RS触发器(与非门组成)
状态真值表
Rd | Sd | Qn | Qn+1 | 说明 |
---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 1 | 不允许 |
0 | 0 | 1 | 1 | 不允许 |
0 | 1 | 0 | 0 | 置零 |
0 | 1 | 1 | 0 | Qn+1=0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 置一 |
1 | 0 | 1 | 1 | Qn+1=1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 保持 |
1 | 1 | 1 | 1 | Qn+1=Qn |
特征方程:Qn+1= Sd’+RdQn
PS : 若为或非门,则特征方程为Qn+1=Sd+Rd’Qn
Rd | Sd | Qn | Qn+1 | 说明 |
---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 | 保持 |
0 | 0 | 1 | 1 | Qn+1=Qn |
0 | 1 | 0 | 1 | 置一 |
0 | 1 | 1 | 1 | Qn+1=1 |
1 | 0 | 0 | 0 | 置零 |
1 | 0 | 1 | 0 | Qn+1=0 |
1 | 1 | 0 | X | 禁止 |
1 | 1 | 1 | X | 禁止 |
当CP=1时,触发器工作,S=1时置一,R=1时置零,同位0时保持
特征方程:Qn+1 = S + R’Qn
约束条件:RS = 0
3、D触发器(上升沿触发)
因为钟控RS触发器存在禁止条件,不能同时为1,所以D触发器令R=S’,排除了禁止条件。
状态真值表
D | Qn | Qn+1 |
---|---|---|
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
特征方程:Qn+1=D
PS:
i.为克服空翻和震荡,应采用CP边沿触发
3、JK触发器(下降沿触发)
J | K | 动作 | Q | Qnext | 动作 |
---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 保持 | X | X | 不变 |
0 | 1 | 设置 | X | 0 | 置零 |
1 | 0 | 设置 | X | 1 | 置一 |
1 | 1 | 反转 | 1(0) | 1(0) | 反转 |
特征方程:Qn+1=JQn’ + K’Qn
5、
激励方程:观察电路写出输入端表达式
特征方程:根据触发器给出
次态方程:将激励方程带入特征方程
时序逻辑电路的分析步骤一般有如下几步
1)看清电路,确定是同步时序电路还是异步时序电路。
2)写出方程。
3)列出状态真值表
4)做出状态转换图
5)进行功能描述
6)画波形图
7)检查自启动能力
时序逻辑电路设计步骤
1)逻辑抽象
i.确定输入输出变量,电路状态数
ii.定义输入输出逻辑状态以及每个电路状态的含义,并对电路状态进行编号
iii.按设计要求列出状态转换表,或画出状态转换图
2)状态化简
若两个状态在相同的输入下有相同的输出,并转换到同一个状态,则称为等价态,等价状态可合并
3)状态分配(编码)
i.确定 触发器数量
ii.给每个状态一个编码(按照一定规律)
4)选定触发器类型
求出状态方程,驱动方程,输出方程
5)画出逻辑图
6)检查自启动
1、74LS90(实现2-5-10进制计数)
功能归纳:
1)直接置零。当R都为高电平,S都为低电平时,触发器输出均为零。实现清零功能。
2)置9(输出1001)当S都为高电平时,实现置9功能,它是异步方式置9
3)计数。当RS均为低电平时,具有计数功能
4)功能拓展。
2、74LS161(同步四位二进制计数器)
功能描述:
1)异步清零。当清零端Cr=0时,立即清零,与CP无关
2)同步预置。当预置端LD=0,Cr=1时,在CP处于上升沿时,将数据送入计数器
3)保持。当LD=Cr=1时,只要控制端P,T有低电平,就使每级触发器J=K=0,处于维持态。
4)计数。当LD=Cr=P =T=1时,电路时模16同步递增计数器。
单稳态电路
多谐振荡器
施密特电路