2024年最新数字电子技术基础笔记整理及物联网嵌入式开发教程
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4.2组合逻辑电路的分析方法(逻辑电路图->逻辑函数->真值表->逻辑功能)
通常分析方法:从电路的输入到输出逐级写出逻辑函数式,最后得到输入与输出的逻辑函数式。再画出真值表直观看出逻辑结构。
graph LR
逻辑图-->逻辑函数
逻辑函数-->真值表
真值表-->逻辑功能
4.3组合逻辑电路的设计方法<–重要
由实际问题到实现逻辑电路图。步骤为:
一.逻辑抽象(问题->真值表)
- 确定输入和输出变量:取…为输入(输出)变量,用…表示
- 对变量进行编码:规定…
- 列出真值表
二.写出逻辑函数式(真值表->函数)
由真值表化简得函数式(公式化简、卡诺图)
三.选定器件
- 门电路
- MSI组合电路或者PLD
四.根据所选器件对函数进行化简或转换
- 门电路->化简
- MSI组合电路或者PLD->转换
函数式的转化:
五.画出逻辑电路图
至此,设计已完成。
graph LR
问题-->真值表
真值表-->函数
函数-->根据器件化简或转换函数
根据器件化简或转换函数-->电路图
4.4常用组合电路模块
4.4.1编码器
逻辑功能:将高低电平转化为二进制代码
一.普通编码器
任何时候只允许一个编码信号。
位二进制编码器为例:输入为I0~I7八个高电平信号,输出是二进制代码Y2Y1Y0。
二.优先编码器
允许同时输入两个以上的编码信号,当几个输入信号同时出现时,只对优先级最高的有个进行编码。
以74HC148(8线-3线优先编码器)为例:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YTUdzWiA-1577953904276)(4FBCA71A3F6E4ED08A6A54C6B9DBE717)]
二-十进制优先编码器(以74HC147为例);将I0’~I9’输入信号分别编成10个BCD代码
- 编码器的输出是反码形式的BCD码
- 优先级I9’最高,I0’最低
4.4.2译码器<–很重要
逻辑功能:将二进制代码译成对应的输出高低电平信号或例外一个代码,是编码的反操作。
一.二进制译码器
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-456lQeae-1577953904277)(DB3EA98979E94AAB8B70E05D1CC2E856)]
- S1为1,S2’、S3’为0的时候,输出为低电平(有效),正常译码状态;否则,输出为封锁在高电平(无效)
- A2~A0为输入,Y7-Y0为输出(输入高电平有效,输出低电平有效)
- 不仅能译码,还能实现逻辑函数(Y7~Y0代表极小项)
- S1~S3控制端也称为“片选”输入端,利用片选的作用可实现扩展译码器的功能
二.二-十进制译码器
逻辑功能:将BCD码的10个代码译成10个高低电平输出信号
这个电路结构具有拒绝伪码的功能
三.显示译码器
逻辑功能:4位输入,7位输出
RBI’(灭零输入)是为了把不希望显示的零熄灭。
4.4.3数据选择器<–很重要
功能:从一组信号中选出某一个。
以74HC153为例:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kmV21J4z-1577953904278)(E915DD272FFE45F684682C807A7AC1F5)]
Y=Domo+D1m1+D2m2+D3m3(m=最小项)–>表明:S’=0是正常工作,S’=1是数据选择器被禁止工作。
4.5层次化和模块化的设计方法
4.6组合逻辑电路中的竞争-冒险
4.5.1竞争-冒险现象及形成原因
4.5.2检查(判断)竞争-冒险的方法
在输入变量只有一个改变状态的情况下,通过逻辑函数式判断组合逻辑电路是否有竞争-冒险现象存在
所以上面的方法局限性太大,只能一个状态改变,所以难判断。
另一种方法:用实验检查是否存在因竞争-冒险显现而产生的尖端脉冲。此时加到输入端的信号应该包含输入变量所有可能变化的状态变化。
4.5.3消除竞争-冒险的方法
- 接入滤波电容
- 引入选通脉冲
- 修改逻辑设计
第五章:半导体存储电路
5.1 SR锁存器
- S=0,D=0–>Q保持
- S=1,D=0–>Q写1
- S=0,D=1–>Q写0
- S=1,D=1–>Q不定(S、D=1的状态同时消失后状态不定)
5.2 触发器
按触发方式划分
1. 电平触发
2. 脉冲触发<–注意理解
3. 边缘触发
按逻辑功能触发(先Q’,再Q)
- SR触发器:Q*=S+R’Q;SR=0(S、R不同时为1)
- JK触发器:Q*=JQ’+K’Q
- T触发器:Q*=TQ’+T’Q
- D触发器:Q*=D
第六章:时序逻辑电路
6.1概述
- 电路通常包括组合电路和存储电路
- 存储电路的输出状态必须反馈到组合电路的输入端
- 米利型:输出信号不仅取决于存储电路的状态,还取决于输入变量(X、Q)
- 穆尔型:输出信号仅取决于存储电路的状态(Q)–>可当计数器
- 同步时序电路:所有出发起的变化都是在同一时钟信号下同时发生的
- 异步时序电路:触发器状态的变化不是同时发生的
6.2时序逻辑电路的分析方法
6.2.1同步时序电路的分析方法<–重要
一般步骤:
- 逻辑图–>驱动方程(存储电路中每个触发器输入信号的函数)
- 驱动方程(代入)–>特征方程(Q*)–>状态方程(Q*)
- 逻辑图–>输出方程
6.2.2时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图和时序图
一、状态转换表
将输入变量和电路初态的曲取值代入状态方程和输出方程;接着在再一以得到的次态作为新的初态和此时的输入变量一起再代入状态方程输出方程。
二、状态转换图
圆圈内表示电路的各个状态,箭头表示状态转换的方向,箭头上注明输入变量取值和输出变量取值(输入变量/输出变量)
三、时序图
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明输入变量取值和输出变量取值(输入变量/输出变量)
三、时序图
[外链图片转存中…(img-FIIdwoYy-1715646129936)]
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作者:普通网友