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1、电子技术基础数字部分,期末复习,一、基础知识第一二三章 1.数制的转换 2.逻辑函数代数法化简、证明 3.逻辑函数卡洛图化简 4.基本门电路、OC门、三态门、传输门电路分析二、组合逻辑电路第四章 5.组合逻辑电路的分析 门电路或者功能器件组成的电路 6.组合逻辑电路的设计 用门电路或者功能器件设计,第 3 页,三、时序逻辑电路第五六章1.触发器 RS、JK、D触发器特性方程 状态转换图 做各种波形图2.同步时序逻辑电路的分析 逻辑方程 状态表 状态图 功能3.时序逻辑电路功能器件及应用 集成计数器设计各种计数器和分频器 寄存器及集成寄存器的分析 4.同步时序逻辑电路的设计（触发器设计寄存器、计
2、数器）集成计数器、寄存器的应用,四、脉冲信号产生与整形第八章 单稳 多谐振荡器 施密特触发器的概念 555定时器的结构 工作原理 555定时器的应用 电路构成 工作波形 计算公式,所学中规模集成电路汇集,1.优先编码器CD4532的示意框图、引脚图,2.74HC139集成译码器,3.74HC138(74LS138)集成译码器,引脚图,逻辑图,4.CMOS七段显示译码器74HC4511,5.集成二十进制译码器 7442,74LS151功能框图,6.集成电路数据选择器,8选1数据选择器74HC151,集成双4选1数据选择器74LS153,7.集成数值比较器74LS85的功能,74LS85的引脚图,
3、74LS85是四位数值比较器，其工作原理和两位数值比较器相同。,74LS85的示意框图,基本SR锁存器,逻辑门控SR锁存器,74HC/HCT74双D触发器,74LS74D触发器,D 触发器,JK 触发器,T 触发器,RS 触发器,不同逻辑功能的触发器国际逻辑符号,CMOS 4位双向移位寄存器74HC/HCT194,中规模集成电路74HC/HCT393中集成了两个4位异步二进制计数器在 5V、25工作条件下，74HC/HCT393中每级触发器的传输延迟时间典型值为6ns。,74HC/HCT393的逻辑符号,74LVC161逻辑功能表,异步清零,同步置数,74LVC163与161基本相同。不过它是
4、同步清零、同步置数。,第一、二章习题,第 17 页,第 18 页,解：,（1）(10110.0101)2=124+122+121+12-2+12-4=(22.3125)10,（2）(1101101.111)2=126+125+123+122+120+12-1+12-2+12-3=(109.875)10,例：将十进制数225.246转换为二、八和十六进制数,解：,（1）(225.246)10=(11100001.011)2,（2）(225.246)10=(341.175)8,（3）(225.246)10=(E1.3E)16,第 19 页,解：,(1)(526.72)10=(1000,0101,1
5、001.1010,0101)余3码,(2)(645.89)10=(1001,0100,1000.1011,1100)5421BCD,例：某数(1100,1101,1110.1111)其对应的十进制数(678.9)10,问该数是什么BCD码,解：,(1100,1101,1110.1111)2421BCD=(678.9)10,第 20 页,例：用公式法证明下列等式,解：,解：,第 21 页,例：用公式法化简,解：用对偶函数的方法,第 22 页,例：用公式法化简,解：,第 23 页,例：将下列各函数用与非门实现,解：,第 24 页,例：将下列各函数用或非门实现,解：用圈0的方法,第 25 页,解：,
6、第 26 页,解：,第三章习题,第 27 页,第 28 页,例：已知CMOS电路和 输入A,B及控制端C的波形,试画出Q端的波形,解：,当C=0时，TG1导通、TG2截止，,当C=1时，TG2导通、TG1截止，,第 29 页,例：试写出下图所示的逻辑功能,解：,第 30 页,例：试写出下图所示的逻辑功能,解：,第 31 页,例：试说出如下各TTL电路输出电平（高、低、高阻）,低,高,高,低,高阻,高阻,低,低,第 32 页,例：试说出如下各CMOS电路输出电平（高、低、高阻）,高,低,低,第 33 页,例：试按输出逻辑表达式连接TTL电路,VCC,GND,第四章习题,第 34 页,第 35 页
7、,例：由与非门构成的表决电路如图所示，ABCD表示4个人，L=1时表示决议通过，试分析（1）通过决议有几种情况；（2）谁的权力最大。,解：,（2）C的权力最大。,第 36 页,例：已知某组合电路的输入ABC和输出F的波形如图所示，试写出F的最简与或表达式。,解：,第 37 页,例：试说明如下电路的功能。,解：,写出逻辑表达式：,第 38 页,得到逻辑真值表：,当ABC取值全相同时，输出0，否则输出1，该电路为“不一致”判断电路,第 39 页,例：与非门组成的电路如图所示。试画出化简后用与非门组成的电路。,解：,写出逻辑表达式：,第 40 页,例：试说明如下电路的功能。,解：,A=1时，G3,G
8、4关闭，输出均为0；两三态门输出高阻，此时C与D间隔离。,A=0时，G3,G4打开，B=1时G4输出1，G3输出0，数据由C传向D;B=0时G3输出1，G4输出0，数据由D传向C;,带门控的双向传输电路。,第 41 页,例：用红绿黄三个灯表示三台设备的工作情况，绿灯亮表示全部正常，红灯亮表示一台不正常，黄灯亮表示两台不正常，红黄灯同时亮表示全不正常，试选用合适芯片设计电路。,解：,根据题意得到真值表,由真值表得到逻辑函数表达式,第 42 页,选用译码器和与非门实现。,第 43 页,例：设计一个判断输入8421BCD码时能被2或3整除的电路,解：,根据题意得到真值表,利用卡诺图进行化简得到表达式
9、：,逻辑电路：,第 44 页,例：用74LS138译码器构成如所示电路，写出输出F的逻辑表达式，列出真值表并说明电路功能。,解：,由图可得逻辑函数表达式：,列出真值表如下：,电路的逻辑功能为：奇偶判别电路。,第 45 页,例：用8选1数据选择器74LS151构成如图所示电路，（1）写出输出F的逻辑表达式，（2）用与非门实现该电路；（3）用译码器74LS138和与非门实现该电路。,解：,（2）图略；,第 46 页,（3）当D=1时，,当D=0时，,第 47 页,例：试将74LS85接成一个五位二进制数比较器。,解：可将高四位正常接入，最低位可利用级联的三个端子,第 48 页,例：用两个4选1数据
10、选择器实现L，允许使用反相器。,解：7个变量，先尝试化简函数,第 49 页,例：用8选1数据选择器74LS151设计一个组合电路。该电路有3个输入ABC，一个工作模式控制变量M；当M=0时，电路实现“意见一致”功能；当M=1时，电路实现“多数表决功能”,解：,根据题意得到真值表,利用卡诺图进行化简得到表达式：,第 50 页,例：设X,Z均为3位二进制数，X为输入、Z为输出，要求两者有如下关系：当3x 6 时，z=x+1；当 x 6时，Z=3;试用一片3线-8线译码器构成实现上述要求的逻辑电路。,解：,根据题意得到真值表,图略,第 51 页,例：TTL或非门组成的电路如图所示。分析电路在什么时刻
11、可能出现冒险现象？用增加冗余项的方法来消除冒险，电路应该怎样修改？,解：写出逻辑表达式,从表达式可清楚看到，当AB两者至少有一个0,且D=0时，表达式将成为：,从而出现竞争冒险。,可在电路最后的或非门添加一项：,第五章习题,第 52 页,第 53 页,例：逻辑电路如图所示。画出Q0和Q1的波形，设初态为0,第 54 页,例：逻辑电路如图所示。画出Q0和Q1的波形，设初态为0,第 55 页,例：写出如图所示的触发器的特征方程,此电路完成的是哪一种触发器的逻辑功能？,解：,同T触发器的特征方程相比较，此即为T触发器,第 56 页,例：一种特殊的同步R-S 触发器如图所示。(1)列出状态转换真值表。
12、(2)写出次态方程。(3)R与S是否需要约束条件？,解：该电路分为2级，后一级为由与非门构成的低电平有效的简单RS触发器，G为置位端、P为复位端。,根据题意列出状态转换真值表,第 57 页,利用卡诺图进行化简,特性方程：,RS无需约束条件,第 58 页,例：试画出JK 触发器转换成AB触发器的逻辑图。AB触发器的功能表如图所示。,解：先写出AB触发器的特性方程,与JK 触发器特性方程比对后有：,第 59 页,例：逻辑电路如图所示。画出Q和Z的波形，设初态为0,解：,第 60 页,例：电路如图所示，试画出Q1、Q2在输入信号CP、Rd和D下的波形。,解：,第 61 页,例：由各种TTL逻辑门组成
13、如图所示电路。试分析图中各电路是否具有触发器的功能。,不具有,不具有,不具有,具有,具有,不具有,第 62 页,例：边沿触发器组成的电路和输入波形如图所示，设初态为0。试画出Q1Q0 的波形,解：,第 63 页,例：电路和输入波形CP、A 如图 所示，设起始状态Q1Q0=00，试画出Q1、Q0、B、C 的波形。,解：,第 64 页,例：一逻辑电路如图所示，试画出时序电路部分的状态图，并画出在CP作用下24 译码器74LS139 输出Y 0、Y1、Y 2、Y 3的波形，设Q1、Q0的初态为0,解：首先作出Q1Q0的状态转换图。,第 65 页,第六章习题,第 66 页,第 67 页,例：分析图所示
14、电路，画出在5个时钟CP作用下Q1Q2的时序图。根据电路的组成及连接直接判断出电路的功能,异步4进制减计数器,第 68 页,例：分析该电路为几进制计数器？画出电路的状态转换图,解：写激励方程、输出方程，并结合特性方程求解状态方程,第 69 页,得出状态转换表,同步5进制计数器,转换次序 现态次态S0000001S1001010S2010011S3011100S4100000,第 70 页,例：异步计数电路。分析电路为几进制计数器，画出电路的状态转换图,解：写激励方程、输出方程，并结合特性方程求解状态方程，并列写时钟方程。,第 71 页,得出状态转换表,异步6进制计数器，能自启动,第 72 页,
15、例：设计一个同步7进制加法计数器。,解：由题意可得状态转换图,状态编码，得出状态转换真值表,第 73 页,选择JK触发器，利用卡诺图化简求得驱动方程和输出方程,第 74 页,第 75 页,化简后得到：,检查111，1CP后进入000，电路具有自启动能力,第 76 页,例：用JK触发器设计一个能产生如图所示波形的同步时序逻辑电路，不得使用其它门电路。要求：给出设计过程，检查自启动，画出逻辑图，包括进位输出。,解：由波形图可得状态转换图,第 77 页,得出状态转换真值表,结合真值表和特性方程求激励方程,能自启动,第 78 页,例：试用74161和数据选择器构成一个01100011序列发生器,第 7
16、9 页,例：用十六进制同步加法计数器74161设计能自启动的2421BCD 码十进制加法计数器，可用必要的门电路。,解：2421码状态转换图,计数至4时进行置数1101,第 80 页,例：用中规模集成计数器74LS161 构成初始状态为0010 的七进制计数器,解：状态转换图,第 81 页,例：试分析如图所示电路的逻辑功能。图中74LS160 为十进制同步加法计数器，其功能如表所示。,解：28进制加计数器,第 82 页,例：由四位二进制计数器74161 及门电路组成的时序电路如图所示。要求：（1）分别列出X=0 和X=1 时的状态图；（2）指出该电路的功能。,第 83 页,（2）X=1时，电路
17、为5进制加计数器，状态转换图为：,（1）X=0时，电路为8 进制加计数器，状态转换图为：,解：,第 84 页,例：74163 为4位同步清零二进制计数器，试分析下图为几进制计数器。,解：从0101计数到1100，同步清零，共8个稳定状态，8进制计数器,第八章习题,第 85 页,第 86 页,例：由555定时器构成的单稳态电路和其输入触发信号如图所示，试回答下列各问题：,解：,555构成的如图单稳，利用负脉冲触发进入暂稳态。看哪个脉冲适合关键在于求解暂稳态的时间。,tw=1.33300.1=36.3us,第2脉冲合适,第 87 页,由图可知周期为100us，则稳态时间为：,t1=100-36.3
18、=63.7us,第 88 页,例：由555定时器构成的多谐振荡器如图所示，图中VDD=12V，R1=10K。要求输出电压VO的振荡频率为25KHZ，占空比70%,试选择定时元件R2和 C的数值。,解：,取,第 89 页,例：由主从JK触发器和555定时器组成的电路如图所示。已知R1=10K,R2=56K,C1=1000PF,C2=4.7uF,CP为10Hz的方波。触发器初态为1，555输出端初态为0。试（1）画出Q,UI,UO相对于CP的波形。（2）计算Q端输出波形周期。,第 90 页,解：,T=0.4s,第 91 页,例：由555定时器构成的施密特触发器输入信号如图所示，试画出输出波形。,第 92 页,例：由555定时器和74LS14组成如图所示电路，已知74LS14的正向和负向阀值电压分别为1.7V和0.9V，输出高低电平分别为3.6V和0.3V，电路元件参数为R1=R2=10K，C1=C2=0.2uF，VR=3.6V。试回答:（1）74LS14和R1,C1构成何种电路，并求其主要参数。（2）555定时器构成何种电路，并求其主要参数。（3）说明VR和Rd，Cd的作用。,第 93 页,解：,（1）构成多谐振荡器。T=2.4ms，q=29.3%。,（2）构成单稳。T=2.2ms。,（3）VR保证稳态时触发输入为高电平，Rd和Cd将宽脉 冲变为窄脉冲，为1微分电路。,
