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第一章逻辑代数基础
一、本章知识点.码制定义、码的表示方法BCD码的定义、常用BCD码特点及表示十进制数的方法.逻辑代数的基本公式和常用公式掌握逻辑代数的基本公式和常用公式.逻辑代数的三个基本定理定义、应用.逻辑函数的表示方法及相互转换.逻辑函数最小项之和的标准形式.逻辑函数的化简公式法化简逻辑函数卡诺图法化简逻辑函数的基本原理及化简方法
二、例题
1.BCD码和十进制数相互转换根据BCD码的编码规则,四位一组对应十进制数⑴⑶=丽⑵596阚/.分别求下列函数的对偶式丫•和反函数V1Y=A+BC+n2Y=AB+C+AD.写出函数丫=AB+AB的与非-与非式.将下列函数展成最小项之和的标准形式6Y=A.B+B.C2Y=S+RQ.假设开关闭合用1表示,开关断开用0表示,电灯亮用1表示,不亮用0表示,试写出图示开关电路的真值表和逻辑表达式解答略.用公式法化简下列函数YABC=AC+ABC+BC+ABC.熟练掌握555定时器构成的施密特电路的分析与计算.熟练掌握555定时器构成的单稳态电路的分析与计算.熟练掌握555定时器构成的多谐振荡器的分析与计算
二、例题.在施密特电路,单检态电路和多谐振荡器三种电路中,没有稳态的电路是有一个稳态的电路是有二个稳态的电路是,工作过程中不需要外触发信号的电路是解依次为多谐振荡器,单稳态电路,施密特电路及多谐振荡器.用施密特触发器构成的电路如图所示,设VTVTR.R2O1说明电路功能2I所出输出电压波形3说明输出的高电平宽度和低电平宽度各由那些电容、电阻决定.图示电路向1这三个电路的功能2分别画出输出电压的波形,输出电压的由那些参量决定3图c中A线的作用.下图是延迟报警器当开关S断开后,经一定的延迟时间后扬声器发声试求延迟时间的具体数值和扬声器发出声音的频率图中G1是CMOS反相器,输出的高、低电平分别为12V和0V解左边定时器接成了施密特电路,右边定时器接成了振荡器2当开关断开后电容C充电,充至V=-V=8V时反相器G1输出高电平,振荡器T+3CC开始振荡故延迟时间为扬声器发出声音频率为推广该题有如下几种演变情况,请思考如何分析.左边定时器接成单稳态电路,右边不变.左边定时器接成低频振荡器,右边定时器接成高频振荡器.右边接成单稳态电路,左边不变第七章半导体存储器
一、本章知识点
1.存储器的分类及每种类型的特点掩模ROM信息出厂时已固化在里面,用户无法更改PROM信息由用户写入,只能写一次,不能改写EPROM信息由用户写入,可用光擦除后重写E2PROM信息由用户写入,可用电擦除后重写SRAM靠触发器存储信息,不需刷新DRAM利用MOS管栅电容存储信息,需要刷新器电路的结构框图,对框内具体情况有一个大概的了解.了解存储器相关名词术语,如地址数、字数、字长、数据线及容量等.掌握用ROM构成组合逻辑函数的方法及ROM构成的组合电路的分析
二、例题.已知某存储器标有1Kx4字样,回答下列问题:1该存储器有几条地址线?2该存储器能存储多少个字?3每个字长是几位?4该存储器有几条数据线?5该存储器的容量是多少位?答10条地址线1024个字4位4条⑸4096位.ROM由哪几部分组成?各部分的作用是什么?答ROM由地址译码器、存储矩阵及输出缓冲谓三部分组成地址译码器的作用是将输入地址码译成相应的控制信号,该控制信号从存储矩阵中把对应单元的信息送到输出存储矩阵的作用是存储二进制信息输出缓冲器作用有二个一是提高负载能力,二是实现对输出的三态控制.哪些类型的ROM可用来设计组合电路?组合电路的输入变量及输出变量如何安排?答EPROM、E2PROM及FlashMemory都可以用来设计组合电路输出变量安排在ROM的地址端,输出变量安排在数据端.根据存储数据原理的不同,RAM可分为哪几种?它们存储数据的原理分别是什么?答可分为静态RAM和动态RAM两种静态RAM靠触发器存储数据动态RAM是利用MOS管栅极电容存储电荷的原理制成的.图示电路是用ROM组成的逻辑电路,分析其功能能.S=m+m+m+m忤1247Z=m0+m+mc+m7该电路是全加渊•第八章可编程逻辑器件
一、本章知识点PLDPALGALFPGACPLD(P445下)的中文含义是什么PAL编程的组合电路、时序电路分析用PAL设计组合电路、时序电路
二、例题
1.分析下图由PAL构成的组合逻辑电路,输入人140刀1臼0;输出丫3丫2丫1丫0;试分析电路画出真值表,总结电路功能自行计算真值表;功能AAxBB=YYYY
10103210.分析下图由PAL构成的时序逻辑电路,写出电路的驱动方程、状态方程,画出电路的Q3Q2Q1状态转换图自行计算状态表状态图见下功能M=o-六进制计数器;m=1t三进制计数器.用图示PAL设计下列逻辑函数解答整理为第九章数-模和模.数转换
一、本章知识点.权电阻、倒T形D/A转换器的原理.D/A转换器V的计算,考虑线性误差后V的实际范围.A/D转换的步骤.A/D转换的分辨率基本概念.采样定理的内容和物理含义.并联比较型、计数型、逐次比较型、双积分型A/D转换器转换速度的比较.计数型、逐次比较型A/D转换器转换时间的计算
二、例题.一个8位D/A转换器,Vrff=10V其线性误差为±1LSB当输入为10001000时,其输出ncr电压实际值的范围为1360-10/256-1360+10/256=
5.27V^
5.35V;其中10001000€=136用.D/A转换器如图所示,当D=1时,对应的S开关接运放-端,D=0时,对应的S开关接iiii运放+端,V=-10VR=10kREF1试推算从V提供的电流I;REF2写出输出电压的表达式,并计算V的取值范围,;3该D/A电路的分辨率是多少?解:提示I=Vref/R=-10/10=-1mAV0v=-kD0V~15ad6V=02434位.图示由D/A转换器CB7520和N进制计数器构成的波形发生器电路V=-10V74LS161ref是二进制加法计数器EP、ET为选通端,旧为同步预置端,画为异步清零端1画出N进制计数器的状态转换图2试对应CP波形画出V的波形,并标出波形图上各点的电压幅度解提示18进制000—001—010^0111114-110-1014-100⑵V=乂3幽02101024€15=1-25=32d6=1^26=64d7=l-27=l28000-0—0V001—32-320/1024=
0.3125V010—
0.625V011-
0.9375V1875V对应CP波形的V波形.一个8位D/A转换器,若要求最小分辨电压V.SB=20mV试问2分辨率是多少用百分数表示?3最大输出电压是多少?时输出电压为多少?2Y=AB+AC+BC+CD+D
7.用卡诺图化简下列逻辑函数1YABCD=Em24561011121314152YABCD=Xm24671215+Xd0138911YABCD=Zm0125789⑶约束条件AB+AC=0第二章门电路
一、本章重点.各类门电路的符号及功能.TTL电路的外特性及其应用.CM0S电路的外特性及其应用
二、本章知识点
(一)基本概念.熟练掌握各种门电路的功能及逻辑符号.熟记TTL、CMOS门的主要电气参数(高低电平的典型值、转折电压值).正确理解噪声容限的概念.正确理解哪些TTL门电路可以将输出端并联使用.正确理解门电路多余输入端的处理方法(应该接什么逻辑电平).熟练掌握TTL门电路输入端的负载特性,开门电阻值、关门电阻值,会判断输入端在接不同负载电阻时所对应的相应逻辑值.熟练掌握TTL门电路的输入端、输出端电压电流关系特性(在输入高、低电平时相应的电流方向及大小).熟练掌握门输出端连接同类门的最多个数的计算方法
(二)简要分析熟练掌握各种功能门电路的逻辑功能熟练掌握TTL门电路输入端的负载特性、输入/输出端的电压电流关系特性,会判断各种情况下输入端的逻辑值熟练掌握集电极开路门的线与结构、三态门工作状态的判断、CMOS传输门工作状态的判断在掌握以上知识点的前提下,具备以下分析能力.根据各种门电路的给定接法,写出相应的输出逻辑表达式.根据各种门电路的给定接法,求出相应的输出逻辑值.根据各种门电路的给定接法、及输入波形,画出相应的输出波形.根据给定的门电路的输入、输出参数,计算能最多驱动多少个门或计算其它参数
三、例题
1.已知图示TTL门电路的输入端波形,试分别画出Y
1、Y
2、Y
3、Y4的输出波形解波形如图所示2指出下图中由TTL门电路组成的逻辑电路的输出是什么(高电平、低电平、高阻)?解丫1=低电平丫2=高电平丫3=高阻丫4=高电平.下图电路均由TTL门组成,R0n=2KRoff=
0.7K试分别写出输出函数的表达式解Y=A.1+C.0+B=
0.已知CMOS逻辑电路如图所示,试写出输出逻辑函数Y
1、Y2的表达式解Y=A
1.TTL门电路如图所示⑴图中多余输入端B应接2为使图中电路F1=fAC正常工作,该电路是否还有错误?为什么?如有错误,请改正在上述
1、2问题解决后3如A=
1、C=01门输出YF1=;如A=
1、C=11门输出丫F1=解1图中多余输入端B应接低电平2或非门输入端通过10K电阻接地,相当于常接高电平,封锁了或非门,使它出低电平,与A、C无关了因此,为使图中电路F1=fAC正常工作,该电路确实有错误改正把10K电阻改换为小于700Q的电阻即可3如A=
1、C=01门输出Y0F=1:如A=
1、C=11门输出Y高阻,F1=0;.在图示电路中,当开关S闭合时,要求门电路的输入电压V1L
0.4V;当S断开时,要求门电路的输入电压Via4VoG1〜G3为74LS系列TTL门,输入电流I产-
0.4mA、1M=20卬\inilin试求电阻用、1%的最大允许值解1开关S闭合时,输入低电平|VJ=4|Iil|xR
0.4
①2开关S断开时,输入高电平IV|=V-R+Rx4|卜4
②*IH1cc121IH1由
①和
②式得R1250,R+R12500Q所以,R1最大250,R2最大12500推广1如门改成与非门、或非门后如何计算?2如门的个数改变后如何计算?3如门的输入端个数改变后如何计算?
7.在图示电路中,已知门的输入电流为l.=-
1.6mA.l=40pA输出电流L.m_=16mA.ilinloHmax=94mA计算门Gm能驱动多少同样的或非门解见习题推广1如负载门改成非门、与非门后如何计算?2如门的输入端个数改变后如何计算?第三章组合逻辑电路
一、本章知识点
(一)概念.组合电路电路在任一时刻输出仅取决于该时刻的输入,而与电路原来的状态无关电路结构特点只有门电路,不含存储(记忆)单元.编码器的逻辑功能把输入的每一个高、低电平信号编成一个对应的二进制代码优先编码器几个输入信号同时出现时,只对其中优先权最高的一个进行编码.译码器的逻辑功能输入二进制代码,输出高、低电平信号显示译码器半导体数码管(LED数码管)、液晶显示器(LCD).数据选择器从一组输入数据中选出某一个输出的电路,也称为多路开关
5.加法器半加器不考虑来自低位的进位的两个1位二进制数相加的电路全加器带低位进位的两个1位二进制数相加的电路超前进位加法器与串行进位加法器相比虽然电路比较复杂,但其速度快.数值比较器比较两个数字大小的各种逻辑电路.组合逻辑电路中的竞争一冒险现象竞争门电路两个输入信号同时向相反跳变(一个从1变0另一个从0变1)的现象竞争-冒险由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲的现象消除竞争一冒险现象的方法接入滤波电容、引入选通脉冲、修改逻辑设计
(二)组合逻辑电路分析熟练掌握由门、译码器、数据选择器、ROM等器件构成的组合电路的分析方法
(三)组合逻辑电路设计熟练掌握由门、译码器、数据选择器、ROM等器件设计组合电路的方法注ROM构成组合电路的方法见第七章设计步骤.逻辑抽象,列真值表设计要求一一文字描述的具有一定因果关系的事件逻辑要求一真值表
(1)设定变量-根据因果关系确定输入、输出变量;
(2)状态赋值定义逻辑状态的含意输入、输出变量的两种不同状态分别用
0、1代表
(3)列真值表.由真值表写出逻辑函数式真值表一函数式(有时可省略).选定器件的类型可选用小规模门电路、中规模常用组合逻辑器件或存储器、可编程逻辑器件.逻辑式化简或变换式1用门电路进行设计从真值表一卡诺图/公式法化简2用中规模常用组合电路设计把函数式变换为与所用器件逻辑表达式相似的形式3使用存储器、可编程逻辑器件设计组合电路.画出逻辑图原理性设计逻辑设计完成
二、例题析
3.设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路正常情况下,红、黄、绿灯只有一个亮,否则视为故障状态,发出报警信号,提醒有关人员修理要求1用门电路实现;2用3-8线译码器实现;3用4选1数据选择器实现;4用ROM设计解1用门电路实现
①逻辑抽象愉入变量R、A、G红、黄、绿灯;灯亮为1不亮为0输出变量Z-故障信号,正常工作Z为0发生故障Z为1列出真值表
②写出函数式并化真值率简1用4选1数据选择器来设计~L.
①标准与或式F=ABC+ABC+A^O+ABO1数据选择器Y=DAA+DAA+DAA+DAA010110210310
②确定输入变量和地址码的对应关系令A1=AA0=B则D0=0D1=D2=CD3=1
③画连线图⑵用8选1数据选择器来实现
①标准与或式=O.ABCT+
0.ABC+
0.ABU+
1.ABC+
0.ABC+
1.ABC+
1.ABC+
1.ABC8选1数据选择器:Y=DAA7\+DAAA+D灭AA+DAAA+DAAK+DAAA+DAAA+DAAA02101210221032104210521062107210
②确定输入变量和地址码的对应关系令A=A2,B=A1,C=A0D3=D5=D6=D7=1D0=D1=D2=D4=0
③画图a—ayB—A274LS152$C—ADDpDDDdD~0
[0]1a~」[4JJ617第四章触发器
一、本章知识点.掌握触发器的逻辑功能(其中JK触发器逻辑功能最强)..掌握触发器的特性方程.触发器的相互转换方法(JK、D转换成其它类型触发器).掌握JK、D触发器的动作特点(主从、边沿、维持阻塞触发器).掌握由JK、D触发器等构成的电路分析及工作波形绘制
二、例题.JK触发器的触发信号和输入信号如图所示试画出Q1端的输出波形(所有触发器的初态为0)解.用边沿D触发器组成的电路如图所示已知触发信号和输入信号,试画出Q
1、GJ2的输出波形(所有触发器的初态为0)第五章时序逻辑电路
一、本章知识点.时序逻辑电路通常由组合电路和存储电路两部分组成,而存储电路是必不可少的.时序逻辑电路逻辑功能特点任一时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号,且取决于电路原来的状态.米利、穆尔型MealyMoore时序逻辑电路的概念.熟练掌握由中规模时序集成电路构成N进制计数器的分析方法.熟练掌握根据单片集成计数器的功能表构成N进制计数器的方法置0法、置数法、74LS16074LS
161、74LS162注意同步、异步的区别
二、举例.分别用置数法和置0法将十进制计数器74LS160接成九进制计数器解置数法置0法.由4位同步二进制计数器74LS163组成的可变进制计数器如图所示试分析当控制变量A为1和0时电路各为几进制计数器,并画出状态转换图74LS163解A=1时,电路为十四进制计数器;A=0时,电路为十进制计数器A=1时QQQQ状态转换图210A=o时QQQQ状态转换图
32103.用双向移位寄存器74LS194组成的时序电路如图所示试画出状态转换图,分析其功能解194接成是的右移模式,右移的输入信号为QQQ=Q+QTT所以是以下状312312态转移图扭环形计数器第六章脉冲波形的产生和整形
一、本章知识点.了解用CMOS门构成的施密特电路的分析与“算.了解微分型和积分型二种单稳态电路的比较,前者波形好但抗干扰差,后者波形差但抗干扰好.了解晶体振荡器的振荡频率等于晶体的固有频率.了解占空比的定义.熟练掌握用施密特电路构成的多谐振荡器的分析ABcsz
00000001100101001101100101010111001111111.组合电路如图所示,分析该电路的逻辑功能解ABCL1由逻辑图逐级写出逻辑表达式00002化简与变换0011L=ABCA+B+C=ABC+A+B+C=ABC+ABC3由01010111表达式列出真值表10014分析逻辑功能1011由真值表可知,当A、B、C三个变量不一致时,电路输出为T1101所以这个电路称为“不一致电路”11102第四版书P179图T
3.
3、图T
3.
4、P401图P
7.7等组合电路的分RAGz00010010010001111000101111011111。