(1)若两个最小项相邻,可合并为一项消去一对不同因子;
(2)若四个最小项相邻,可合并为一项消去两对不同因子;
(3)若八个最小项相邻,可合并为一项消去三对不同因子;
注意:最小项是乘积项,最大项是和的形式;卡诺图中如果只有三个项,则高一位,低两位;排列顺序是00 01 11 10
,最小项的序号从左到右依次是m0 m1 m3 m2
逻辑函数的表达方式有四种,分别是逻辑函数式、逻辑真值表、逻辑图、卡诺图。
- 逻辑函数式转换为真值表,首先需要将输入逻辑变量的组成情况按顺序写出,再一一判断输出逻辑变量。
- 真值表转换为函数式,首先要把输出逻辑变量为1的情况标出,再看对应的输入逻辑变量——1对应原变量,0对应反变量,每一组组内变量相乘,组外相加。
- 其它方式转换为逻辑图,最好统一转换为函数式,再根据函数式的情况分类画图,最后统一起来。 其它方式转换为卡诺图
电源范围更宽,更低功耗,抗干扰能力更强,连接方便
(2)优先编码器:在优先编码器中,对每一位输入都设置了优先权,因此允许两位以上的输入信号同时有效,但优先编码器只对优先级较高的输入进行编码,从而保证编码器工作的可靠性。
图为高电平有效的8线-3线优先编码器功能表,I7优先级最高,I0优先级最低
(3)74LS148
低电平有效的。
~S
为选通输入端,当~S=1
时,所有的输出端均被封锁在高电平;只有在~S=0
时,编码器才能正常工作。~Ys
为选通输出端,当~S=0,~Ys=0
时,表示电路工作,但无编码输入。~Yex
为拓展段,当且~S=0,~Yex=0
时,表示电路工作,而且有编码输入。- 表中
~I7
的优先权最高,~I0
的优先级最低,注意编码也是取的反码
S1, ~S2, ~S3
为片选输入端,控制多片连接,拓展功能。- 当
S1=1, ~S2+~S3=0
时,译码器工作,否则译码器被禁止,所有的输出端被封锁在高电平。- 输出取
反码
3线-8线译码器辅以门电路后,更适用于实现3输入多输出的组合逻辑函数,因为它的每个输出都对应输入3位代码的最小项的非。
(1)两个能自动保持稳定的状态,“1”态和“0”态;
(2)根据不同的输入信号,可以置成“1”态和“0”态;
(3)输入信号消失后,获得的新状态能自行保持下来。
(1)从电路结构不同:直接型、同步型、主从型、边沿型。
(2)从逻辑功能不同:RS 触发器、JK触发器、T触发器、T’ (翻转型)触发器。
(3)从存储数据的原理不同:静态、动态。
~SD
为置位段,低电平有效;~RD
为复位端,低电平有效;~SD
和~RD
不能同时作用,约束条件~SD+~RD=1
;
S
为置位段,高电平有效;R
为复位端,高电平有效;S
和R
不能同时作用,约束条件:SR=0
;CP=0
,触发器的状态保持不变;CP=1
,输入信号能随时多次改变触发器的状态。
- 利 用 各 种 形 式 的 多 谐 振 荡 器 电 路 直 接 产 生 所 需 要 的矩 形 脉 冲 ;
- 通 过 各 种 整 形 电 路 把 已 有 的 周 期 性 变 化 波 形 变 换 为 符 合 要 求 的 矩 形 脉 冲
性 能 特 点
1 ) 输 出 从 低 电 平 跳 到 高 电 平 时 对 应 的 输 入 电 平 , 与 输 出 从 高 电 平 跳 到 低 电 平 时 对 应 的 输 入 电 平 不 同 , 电 路 有 两 个 不 同 的 阈 值 电 压 。
2 ) 在 电 路 状 态 转 换 时 , 通 过 电 路 内 部 的 正 反 馈 过 程使 输 出 电 压 波 形 的 边 沿 变 得 很 陡 。利 用 这 两 个 特 点 不 仅 能 将 边 沿 变 化 缓 慢 的 信 号 波 形 整 形 为 边 沿 陡 峭 的 矩 形 波 , 而 且 可 以将 叠 加 在矩形 脉冲 高 、 低 电 平 上 的 噪 声 有 效 地 清 除 。
(1) 工 作 特 点
1 ) 它 有 稳 态 和* 暂 稳 态* 两 个 不 同 的 工 作 状 态 :
2 ) 在 外 界 触 发 脉 冲 作 用 下 , 能 从 稳 态 翻 转 到 暂 稳 态 , 在 暂 稳 态 维 持 一 段 时 间 以 后 , 再 自 动 返 回 稳 态 :
3 ) 暂 稳 态 维 持 时 间 的 长 短 取 决 于 电 路 本 身 的 参 数 , 与 触 发 脉冲 的 宽 度 和 幅 度 无 关 。
由 于 具 备 这 些 特 点,单 稳 态 触 发 器 被 广 泛 应 用 于 脉 冲 整 形 、 延 时 ( 产 生 滞 后 于 触 发 脉 冲 的 输 出 脉 冲 》 以 及 定 时 《 产 生 固 定 时 间 宽 度 的 脉 冲 信 号 ) 等 。
主要参数:暂稳态脉冲宽度tw(脉冲宽度tw是指从脉冲前沿到达__0.5___Vm起,到脉冲后沿到达__0.5___Vm为止的一段时间。)
( 1 ) 特 点
多 谐 振 荡 器 是 一 种 自 激 振 荡 器 , 也 称 为== 无 稳 态 触 发 器== 。* 在 接 通 电 源 以 后 , 不 需 外 加 触 发 信 号 , 便 能自 动 输 出 一 定 频 率 的 矩 形 脉 冲* 。 由 于 矩 形 波 中 含 有 丰 富 的 高 次 谐 波 分 量 , 所 以 习 惯 上 又 把 矩 形 波 振 荡 器 叫 做 多 谐 振 荡 器 。
( 2 ) 主 要 参 数
振 荡 周 期 T 或 振 荡 频 率 f
(1)三 种 电 路 中 , 只 有 多 谐 振 荡 器 属 于 脉 冲 波 形 的 *产 生 电 路 *, 而 施 密 特 触 发 器 和 单 稳 态 触 发 器 都 属 于 脉 冲 波 形 的 整 形 电 路 ;
《 2 》 三 种 电 路 中 , *多 谐 振 荡 器 没 有 稳 态 , 施 密 特 触 发 器 有 两 个 稳 态 , 单 稳 态 触 发 器 只 有 一 个 稳 态 *。
(1) 由555定时器不可以组成____D______。
A.单稳态触发器
B.多谐振荡器
C.施密特触发器
D.JK触发器
(2)施密持触发器常用于对脉冲波形的______C_____。
A.定时
B.计数
C.整形
D.产生
(1)根据存储电路中触发器的动作特点分为:
- 同步时序逻辑电路:所有触发器的状态在同一时刻发生变化;
- 异步时序逻辑电路:触发器的状态不是在同一时刻发生变化。
(2)根据输出变量的特点分为:- 米利型:Y=F(X,Q);
- 穆尔型:Y=F(Q).
A. 分 析 方 法 的 任 务 :
给 定 时 序 逻 辑 电 路 , 找 出 其 变 化 规 律
B. 步 骤 :
1). 写 出 驱 动 方 程
2). 写 出 输 出 方 程
3). 求 状 态 方 程
4). 计 算 状 态 转 换 表
5). 画 状 态 转 换 图
6). 画 时 序 图
7). 说 明 其 逻 辑 功 能
(1)时 序 逻 辑 电 路 的 设 计 的 任 务
要 求 设 计 者 根 据 给 出 的 具 体 逻 辑 问 题 , 求 出 实 现 这 一 逻 辑 功 能 的 逻 辑 电 路 。
(2) 时 序 逻 辑 电 路 的 设 计 的 原 则 :所 得 到 的 设 计 电 路 结 果 应 力 求 简 单 。
a. SSI 设 计 : 电 路 最 简 的 标 准 是 所 用 的 触 发 器 和 门 电 路 的 数 目 最 少 , 而 且 触 发 器 和 门 电 路 的 输 入 端 数 目 也 最 少 。
b. MSI 设 计 电 路 最 简 的 标 准 则 是 使 用 的 集 成 电 路 数 目 最 少 , 种 类 最 少 。 而 且 互 相 间 的 连 线 也 最 少 。
(3)同步时序逻辑电路的设计步骤
(1)两拍接收工作模式:发清零脉冲、准备数据、发接收脉冲。
(2)单拍接收工作模式:准备数据、发接收脉冲。
(3)多位数码接收工作模式:并出并入。
(4)串行移位接收工作模式:串入并出。
(5)环形移位工作模式;
(6)扭环形移位工作模式。
a. 按 工 作 方 式 分 : 异 步 计 数 器 , 同 步 计 数 器
b. 按 编 码 方 式 分 : 二 进 制 计 数 器 , 二 一 十 进 制 计 数 器 , 任 意 进 制 计 数 器
c. 按 工 作 特 点 分 : 加 法 计 数 器 , 减 法 计 数 器 , 可 逆 计 数 器
(1)功能拓展:由多片同一类型芯片组成的数字系统称为功能拓展,主要分为:
a. 中规模集成组合逻辑电路的功能拓展
例 : 由 2 片 3-8 译 码 器 74LS138 扩 展 成 4-16 线 译 码 器 。
b. 中 规 模 集 成 *时 序 逻 辑 电 路 *的 功 能 扩 展
例 : 用 2 片 74161 构 成 256 以 内 的 任 意 进 制 计 数 器 。
c. 存 储 器 容 量 的 扩 展
例 : 将 多 片 存 储 器 组 合 起 来 , 形 成 一 个 大 容 量 的 存 储 器 。(2)系统综合:由多片不同类型芯片组成的数字系统称为系统综合,主要分为:
a. 组 合 复 合 型 : 由 多 片 *不 同 组 合 逻 辑 芯 片 *构 成 的 数 字 系 统 称 为 组 合 复 合 型 。
例 : 由 2 片 74LS283 和 1 片 74LS85 组 成 BCD 码 加 法 器
b. 时 序 复 合 型 :由 多 片 *不 同 时 序 逻 辑 芯 片 *构 成 的 数 字 系 统 称 为 时 序 复 合 型 。
例 :由74LS194和 74LS160 组 成 跳 频 信 号 发 生 器 。
c. 组 合 时 序 型: 由 组 合 逻 辑 芯 片 控 制 时 序 逻 辑 芯 片 所 构 成 的 数 字 系 统 称 为 组 合
例 : 用 8 线 一 3 线 优 先 编 码 器 74LS148 和 同 步 四 位 二 进 制 计 数 器 74LS161 组 成 的 可 控 分 频 器
d. 时 序 组 合 型 : 由 时 序 逻 辑 芯 片 控 制 组 合 逻 辑 芯 片 所 构 成 的 数 字 系 统 称 为 时 序 组 合 型 。
例 :74LS161 和 74LS138 组 成 顺 序 脉 冲 发 生 器;74Ls161 和 74LS151 组 成 的 序 列 信 号 发 生 器 。
步骤:
(1)模块功能: 列 出 各 功 能 模 块 的 逻 辑 功 能 。
( 不 必 从 模 块 内 部 电 路 分 析 , 把 各 模 块 看 成 黑 箱 处 理 )
( 2 )模块关系: 根 据 给 出 的 电 路 图 理 清 各 模 块 之 间 的 连 接 关 系 或 控
制 关 系 。
( 3 )工作状态: 根 据 给 定 条 件 分 析 各 模 块 的 工 作 状 态 以 及 整 个 系 统
的 工 作 状 态 。
( 4 ) 状态分析:列 出 整 个 系 统 的 功 能 表 或 状 态 转 换 图 或 者 画 出 其 时
序 图 。
( 5 ) 总结:说 明 整 个 系 统 的 逻 辑 功 能 。
( 1 ) 逻 辑 抽 象 : 确 定 输 入 、 输 出 逻 辑 变 量 和 电 路 状 态 数
( 2 ) 确 定 系 统 的 时 钟 信 号 。
( 3 ) 根 据 系 统 的 设 计 要 求 , 划 分 系 统 的 模 块 。
( 4 ) 根 据 各 功 能 模 块 的 要 求 选 用 SSI 、 MS 1 、 LSI 实 现 。
( 5 ) 画 出 数 字 系 统 电 路 图 。
特点:掉电之后存储的数据不会丢失。
电路结构:包含存储矩阵、地址译码器和输出缓冲器三个组成部分。
用途:
( 1 ) 存 储 各 种 程 序 代 码 ;
( 2 ) 实 现 多 输 入 、 多 输 出 逻 辑 函 数 真 值 表 ;
( 3 ) 代 码 的 变 换 、 符 号 和 数 字 显 示 等 有 关 数 字 电 路 及 存 储 各 种 函 数 等 。
8k*8表示:内存共有8K个单元(每单元8位二进制数)
则内存容量为8KB=8x1024B =8192B =2^13 B
地址线至少需13根
(1)UVEPROM:采用浮栅型MOS器件,紫外线照射擦除。
(2)E^2PROM:采用浮栅工艺,但可利用一定宽度电脉冲擦除。
(3)快闪存储器:既 吸 收 了 EPROM 结 构 简 单 、 编 程 可 靠 的 优 点 , 又 保 留 了 E2PROM 用 隧 道 效 应 擦 除 的 快 捷 特 性 , 而 且 集 成 度 可 以 做 得 很 高 。
特点:所存储信息会因断电而丢失。
用途:常 用 来 放 一 些 采 样 值 、 运 算 的 中 间 结 果 , 数 据 暂 存 、 缓 冲 和 标 志 位 等 。
(1)存储容量:该存储器基本存储单元的总数,存储器中的存储容量写成(字数×位数)的形式。
(2)存储时间:一般用读(或写)周期描述,周期越短,工作速度越快。
(1)作函数运算表电路;
(2)实现组合逻辑函数;
存储器用于存储数据,寄存器主要用于存放硬件地址,而锁存器一般用于做控制
寄存器存在于CPU中,速度很快,数目有限;
存储器就是内存,速度稍慢,但数量很大;
计算机做运算时,必须将数据读入寄存器才能运算。
(1) 通 用 型 SS | 、 MSI 、 LS | · 一 模 块 化 设 计 方 法 。 使 用 方 便 灵 活 。 但 是 系 统 体 积、 功 能 、 重 量 较 大 ,可 靠 性 和 可 维 护 性 较 差 。
(2)专 用 集 成 电 路 (ASIC) 一 · 能 把 所 设 计 的 数 字 系 统 做 成 一 片 大 规 模 集 成 电 路 , 体 积 小 、 重 量 轻 、 功 耗 低 , 可 靠 性 高 。 但 是 成 本 很 高 , 而 且 设 计 、 制 造 的 周 期 较 长 。
(3) 可 编 程 逻 辑 器 件 ( PLD) 一 · 作 为 一 种 通 用 器 件 生 产 的 , 但 它 的 逻 辑 功 能 是 由 用 户 通 过 对 器 件 编 程 来 设 定 。
(1)PROM的基本结构:由于 PROM 的“ 与 ” 阵 列 为 --全 译 码 制-- , 当 输 入 有 n 个 变 量 时 , 有 2^n 个 与 项 , 阵 列 较 大 、 开 关 时 间 较 长
(2)FPLA 与 ( P ) ROM 的 比 较
1 ) *电 路 结 构 极 为 相 似 , 都 是 由 一 个 与 逻 辑 阵 列 、 或 逻 辑 阵 列 和 输 出 缓 冲 器 组 成 。
2 ) ( P ) ROM 的 与 逻 辑 阵 列 是 固 定 的 , 而 FPLA 的 与 逻 辑 阵 列 是 可 编 程 *的 。
3 ) §ROM 的 与 逻 辑 阵 列 将 输 入 变 量 的 全 部 最 小 项 都 译 出 了 , 而 FPLA 的 与 逻 辑 阵 列 只 产 生 所 需 要 的 少 得 多 的 乘 积 项 。
(1)专用输出结构:
a. 其 输 出 端 是 一 个 与 或 门 、 与 或 非 门 或 者 是 互 补 输 出 结 构 :
b. 其 共 同 特 点 是 所 有 设 置 的 输 出 端 只 能 用 作 输 出 使 用 ;
c. 该 结 构 的 PAL 器 件 只 能 用 来 产 生 组 合 逻 辑 函 数 。
(2)可编程输入/输出结构:
输 出 端 是 一 个 具 有 可 编 程 控 制 端 的 三 态 缓 冲 器 , 控 制 端 由 与 逻 辑 阵 列 的 一 个 乘 积 项 给 出 。 同 时 。 输 出 端 又 经 过 一 个 互 补 输 出 的 缓 冲 器 反 馈 回 与 逻 辑 阵 列 。
(3)寄存器输出结构:
a. 该 结 构 在 输 出 三 态 缓 冲 器 和 与 - 或 逻 辑 阵 列 的 输 出 之 间 串 进 了 由 D 触 发 器 组 成 的 寄 存 器 。 同 时 , 触 发 器 的 状 态 又 经 过 互 补 输 出 的 缓 冲 器 反 馈 回 与 逻 辑 阵 列 的 输 入 端 。
b. 该 结 构 不 仅 可 以 存 储 与 或 逻 辑 阵 列 的 输 出 的 状 态 , 而 且 能很方便的组成各种时序逻辑电路。
优点: (1) PAL 选 定 芯 片 型 号 后 , 其 输 出 结 构 就 选 定
(2) PAL 有 20 多 种 不 同 的 型 号 可 供 用 户 使 用
(3) PAL 器 件 的 出 现 为 数 字 电 路 的 研 制 工 作 和 小 批 量 产 品 的 生 产 提 供 了 很 大 的 方 便
缺点:(4) PAL 采 用 的 是 双 极 型 熔 丝 工 艺 , 只 能 一 次 性 编 程
(5) PAL 输 出 方 式 是 固 定 的 , 不 能 重 新 组 态 , 因 而 编 程 灵 活 性 较 差 。
(1) GAL 采 用 电 可 擦 除 的 CMOS (E2CMOS) 工 艺 制 造 , 可 反 复 多 次 编 程
(2)G A L 采 用 可 编 程 的 输 出 逻 辑 宏 单 元 0 L M C ( Output Logic Macro Cell) , 输 出 组 态 灵 活 , 具 有 很 强 的 通 用 性
(3) GAL 具 有 加 密 功 能
专 用 输 入 模 式
专 用 组 合 输 出 模 式
带 反 馈 的 组 合 输 出 模 式
时 序 逻 辑 的 组 合 输 出 模 式
寄 存 器 输 出 模 式
(1) A/D 转 换
把 模 拟 信 号 转 换 为 数 字 信 号 的 过 程 称 为 模 一 数 转 换 , 简 称 为 A/D 转 换
把 实 现 A/D 转 换 的 电 路 称 为 A/D 转 换 器 , 简 称 为 ADC
(2)D/A 转 换
把 数 字 信 号 转 换 为 模 拟 信 号 的 过 程 称 为 数 一 模 转 换 , 简 称 为 D / A 转 换
把 实 现 D / A 转 换 的 电 路 称 为 D / A 转 换 器 , 简 称 为 DAC
(1)转换速度
(2)转换精度
为 了 保 证 采 样 信 号Vs 、 能 正 确 地 表 示 模 拟 输 入 信 号 Vi, 必 须 满 足 :fs≥fimax
其中,fs表示采 样 频 率 ,即 每 秒 钟 采 样 的 次 数 ;fimax表示输入信 号 的 最 高 频率分量的频率。
A.并联比较型
B.计数器型
C.逐次逼近型
D.双积分型
A.并联比较型ADC
B.计数型ADC
C.逐次渐近型ADC
D.双积分型ADC