數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)的定義數(shù)字電路的分類數(shù)制、編碼其及轉(zhuǎn)換

《數(shù)字電子技術(shù)》學(xué)問(wèn)點(diǎn)1章數(shù)字規(guī)律根底要求：10進(jìn)制、2進(jìn)制、8進(jìn)制、16進(jìn)制、8421BCD之間進(jìn)展相互轉(zhuǎn)換。舉例

=( )=( )=( )10 2 16 8421BCD〔37.2〕10=(100101.02=(25.16=(00110111.00100108421BCD根本規(guī)律運(yùn)算的特點(diǎn)與運(yùn)算：見(jiàn)零為零，全1為1；或運(yùn)算：11，全零為零；與非運(yùn)算：11為零；或非運(yùn)算：11；異或運(yùn)算：1，一樣為零；同或運(yùn)算：1，相異為零；非運(yùn)算：零變1，1變零；要求：嫻熟應(yīng)用上述規(guī)律運(yùn)算。數(shù)字電路規(guī)律功能的幾種表示方法及相互轉(zhuǎn)換。①真值表〔組合規(guī)律電路〕或狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表〔時(shí)序規(guī)律電路應(yīng)的函數(shù)值所構(gòu)成的表格。②規(guī)律表達(dá)式3④規(guī)律圖：是由表④規(guī)律圖：是由表示規(guī)律運(yùn)算的規(guī)律符號(hào)所構(gòu)成的圖形。⑤波形圖或時(shí)序圖：是由輸入變量的所有可能取值組合的高、低電平及其對(duì)應(yīng)的輸出函數(shù)值的高、低電平所構(gòu)成的圖形。⑥狀態(tài)圖〔只有時(shí)序電路才有：要求：把握這五種〔對(duì)組合規(guī)律電路〕或六種〔對(duì)時(shí)序規(guī)律電路〕。6．規(guī)律代數(shù)運(yùn)算的根本規(guī)章對(duì)于任何一個(gè)規(guī)律表達(dá)式，假設(shè)將表達(dá)式中的全部“·”換成“＋“0”，那么所得到的表達(dá)式就是函YY〔或稱補(bǔ)函數(shù)。這個(gè)規(guī)章稱為反演規(guī)章。對(duì)于任何一個(gè)規(guī)律表達(dá)式Y(jié)··110，則可得到的一個(gè)的函數(shù)表達(dá)式Y(jié)稱為函Y的對(duì)偶函數(shù)。這個(gè)規(guī)章稱為對(duì)偶規(guī)章。要求：嫻熟應(yīng)用反演規(guī)章和對(duì)偶規(guī)章求規(guī)律函數(shù)的反函數(shù)和對(duì)偶函數(shù)。3：求以下規(guī)律函數(shù)的反函數(shù)和對(duì)偶函數(shù)：YABCDEYAB)(CDE)YDAB)(CDE)7．規(guī)律函數(shù)化簡(jiǎn)最小項(xiàng)的定義及應(yīng)用；二、三、四變量的卡諾圖。要求：嫻熟把握規(guī)律函數(shù)的兩種化簡(jiǎn)方法。①公式法化簡(jiǎn)：規(guī)律函數(shù)的公式化簡(jiǎn)法就是運(yùn)用規(guī)律代數(shù)的根本公式、定理和規(guī)章來(lái)化簡(jiǎn)規(guī)律函數(shù)。1舉例4：用公式化簡(jiǎn)規(guī)律函數(shù)：Y1

ABCABCBCY1

ABCABCBC(AA)BCBCBCBCB5：FACBACBBCFACBACBBCACBACBBCAC(BBBCACBCACBCAC6：FABABCA(BA)解：FABABCA(BA) (ABABC)A(BA)=(ABABC)(ABA)=(ABABC)(AAB)=(ABABC)A=0②圖形化簡(jiǎn)：規(guī)律函數(shù)的圖形化簡(jiǎn)法是將規(guī)律函數(shù)用卡諾圖來(lái)表示，利用卡諾圖來(lái)化簡(jiǎn)規(guī)律函數(shù)〔主34個(gè)變量的化簡(jiǎn)〕解：畫(huà)出卡諾圖為則YCB7解：畫(huà)出卡諾圖為則YCB

m(0,2,3,7)d(4,6)8：規(guī)律函數(shù)ZABABCABCBC0。用卡諾圖化簡(jiǎn)。00ZABABC00最簡(jiǎn)規(guī)律表達(dá)式為 BC0(1)根本概念

2章規(guī)律門(mén)電路數(shù)字電路中晶體管作為開(kāi)關(guān)使用時(shí)，是指它的工作狀態(tài)處于飽和狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)。TTL門(mén)電路典型高電平為3.6V，典型低電平為0.3 V。OC門(mén)和OD門(mén)具有線與功能。三態(tài)門(mén)電路的特點(diǎn)、規(guī)律功能和應(yīng)用。高阻態(tài)、高電平、低電平。NL o VNH或V 、扇出系數(shù)N、平均傳輸時(shí)間t NL o OC門(mén)〔集電極開(kāi)路門(mén)〕的主要應(yīng)用。三態(tài)門(mén)的主要應(yīng)用。門(mén)電路多余輸入端的處理。要求：OCOD門(mén)，三態(tài)門(mén)電路的規(guī)律功能；能依據(jù)輸入信號(hào)畫(huà)出各種規(guī)律門(mén)電路的輸出波形。舉例9：畫(huà)出以下電路的輸出波形。解：由規(guī)律圖寫(xiě)出表達(dá)式為：YABCABC，則輸出Y見(jiàn)上。10：P91，2.7、2.8.3章組合規(guī)律電路常用組合規(guī)律部件的作用和特點(diǎn)會(huì)用組合規(guī)律部件設(shè)計(jì)規(guī)律函數(shù)要求：把握編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)值比較器、半加器、全加器的定義，功能和特點(diǎn)，以及應(yīng)用。111半加器。觸發(fā)器的的概念和特點(diǎn)：

4章觸發(fā)器觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序規(guī)律電路的根本規(guī)律單元。其具有如下特點(diǎn)：①它有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)：01狀態(tài)；②在不同的輸入狀況下，它可以被01狀態(tài)，即兩個(gè)穩(wěn)態(tài)可以相互轉(zhuǎn)換；③當(dāng)輸入信號(hào)消逝后，所置成的狀態(tài)能夠保持不變。具有記憶功能不同規(guī)律功能的觸發(fā)器的特性方程為：RSQn1SRQn，約束條件為：RS＝0，具有01、保持功能。JKQn1

JQnKQn，具有01、保持、翻轉(zhuǎn)功能。DQn1D，具有01功能。T觸發(fā)器：Qn1TQnTQn，具有保持、翻轉(zhuǎn)功能。T′觸發(fā)器：Qn1

Qn(計(jì)數(shù)工作狀態(tài))，具有翻轉(zhuǎn)功能。要求：能依據(jù)觸發(fā)器〔重點(diǎn)是JK-FFD-FF〕的特性方程嫻熟地畫(huà)出輸出波形。電路和其輸入波形，試畫(huà)出5章時(shí)序規(guī)律電路1．常用時(shí)序規(guī)律部件的作用和特點(diǎn)時(shí)序規(guī)律部件：計(jì)數(shù)器、存放器。2．同步時(shí)序規(guī)律電路的設(shè)計(jì)方法用中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)時(shí)序規(guī)律電路要求：把握編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)值比較器、半加器、全加器的定義，功能和特點(diǎn)，以及應(yīng)用。6章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器與可編程規(guī)律器件半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類、根本構(gòu)造、工作原理；PLDPALGAL的分類、根本構(gòu)造、根本功能和使用方法，可編程規(guī)律器件的編程方法和在系統(tǒng)可編程技術(shù)。PLD、PAL、GAL的分類、根本構(gòu)造、根本功能；把握半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程規(guī)律器件的編程方法。7章脈沖波形的產(chǎn)生與整形施密特觸發(fā)器是一種能夠把輸入波形整形成為適合于數(shù)字電路需要的矩形脈沖要求會(huì)依據(jù)輸入波形畫(huà)輸出波形。特點(diǎn)：具有滯回特性，有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)，輸出僅由輸入打算，即在輸入信號(hào)到達(dá)對(duì)應(yīng)門(mén)限電壓時(shí)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，沒(méi)有記憶功能。多諧振蕩器是一種不需要輸入信號(hào)掌握，就能自動(dòng)產(chǎn)生矩形脈沖的自激振蕩電路。特點(diǎn)：沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，且兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)能自動(dòng)轉(zhuǎn)換。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在輸入負(fù)脈沖作用下，產(chǎn)生定時(shí)、延時(shí)脈沖信號(hào)，或?qū)斎氩ㄐ握巍Ｌ攸c(diǎn)：①電路有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。②在外來(lái)觸發(fā)脈沖作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。③暫穩(wěn)態(tài)是一個(gè)不能長(zhǎng)期保持的狀態(tài)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，電路會(huì)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。要求：嫻熟把握555定時(shí)器構(gòu)成的上述電路，并會(huì)求有關(guān)參數(shù)〔脈寬、周期、頻率〕和畫(huà)輸出波形。7：施密特電路具有逆時(shí)針的滯回特性，試畫(huà)出輸出波形。解：1〕A/DD/A

8A/DD/A模數(shù)轉(zhuǎn)換器：能將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的電路稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC。由采樣、保持、量化、編碼四局部構(gòu)成。數(shù)模轉(zhuǎn)換器：能將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱D/A轉(zhuǎn)換器或DAC。由基準(zhǔn)電壓、變換網(wǎng)絡(luò)、電子開(kāi)關(guān)、反向求和構(gòu)成。ADC和DAC是溝通模擬電路和數(shù)字電路的橋梁，也可稱之為兩者之間的接口。2〕D/A區(qū)分率用輸入二進(jìn)制數(shù)的有效位數(shù)表示。在區(qū)分率為nD/A2n個(gè)不同2n個(gè)不同等級(jí)的輸出模擬電壓。區(qū)分率也可以用D/A轉(zhuǎn)換器的最小輸出電壓與最大輸出電壓的比值來(lái)表示。8：10D/A1 1 0.0011 10233〕A/D轉(zhuǎn)換器的區(qū)分率A/D轉(zhuǎn)換器的區(qū)分率用輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)表示，位數(shù)越多，誤差越小，轉(zhuǎn)換精度越高。90～5V85V×2－8＝20mV125V×2－12≈1.22mV。典型題型總結(jié)及要求〔一〕分析題型1．組合規(guī)律電路分析：分析思路：①由規(guī)律圖寫(xiě)出輸出規(guī)律表達(dá)式；①將規(guī)律表達(dá)式化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)與或表達(dá)式；③由最簡(jiǎn)與或表達(dá)式列出真值表；④分析真值表，說(shuō)明電路規(guī)律功能。要求：嫻熟把握由門(mén)電路和組合規(guī)律器件74LS138、74LS153、74LS151構(gòu)成的各種組合規(guī)律電路的分析。解：①由規(guī)律圖寫(xiě)出輸出規(guī)律表達(dá)式Y(jié)解：①由規(guī)律圖寫(xiě)出輸出規(guī)律表達(dá)式Y(jié)YYY1 2 3ABBCAC②將規(guī)律表達(dá)式化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)與或表達(dá)式Y(jié)ABBCCA③由最簡(jiǎn)與或表達(dá)式列出真值表④分析真值表，說(shuō)明電路規(guī)律功能當(dāng)輸入A、B、C231時(shí)，輸出Y1，否則輸出Y03人表決用的組合規(guī)律電路232．時(shí)序規(guī)律電路分析：分析思路：①由電路圖寫(xiě)出時(shí)鐘方程、驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程；②將驅(qū)動(dòng)方程代入觸發(fā)器的特征方程，確定電路狀態(tài)方程；③分析計(jì)算狀態(tài)方程，列出電路狀態(tài)表；④由電路狀態(tài)表畫(huà)出狀態(tài)圖或時(shí)序圖；⑤分析狀態(tài)圖或時(shí)序圖，說(shuō)明電路規(guī)律功能。要求：嫻熟把握同步時(shí)序電路，比方同步加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器、環(huán)形計(jì)數(shù)器、扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的分析。解：舉例12：如下圖時(shí)序規(guī)律電路，試分析它的規(guī)律功能，驗(yàn)證是否能自啟動(dòng)，并畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖。解：時(shí)鐘方程為：CP0=CP1=CP鼓勵(lì)方程為：J0

Qn1

J Qn1 01K01

K 11將鼓勵(lì)方程代入J-K-FF的特性方程可得狀態(tài)方程為Qn1J0QnKQnQnQn 0

0 0 0 Qn1

J1Qn

KQn

QnQn1 1 1 0 1由狀態(tài)方程做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表為：QQnQn1 0Qn10010Qn101011010001100則狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖為：可見(jiàn)電路具有自啟動(dòng)特性，這是一個(gè)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器?！捕吃O(shè)計(jì)題型1．組合規(guī)律電路設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)思路：①由電路功能描述列出真值表；②由真值表寫(xiě)出規(guī)律表達(dá)式或卡假設(shè)圖；③將表達(dá)式化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)與或表達(dá)式；④實(shí)現(xiàn)規(guī)律變換，畫(huà)出規(guī)律電路圖。要求：嫻熟把握用常用門(mén)電路和組合規(guī)律器件74LS138、74LS153、74LS151設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各種組合規(guī)律電路。13：某汽車(chē)駕駛員培訓(xùn)班進(jìn)展結(jié)業(yè)考試，有三名評(píng)判員，其中AB和C在評(píng)判時(shí)依據(jù)聽(tīng)從多數(shù)原則通過(guò)，但主評(píng)判員認(rèn)為合格也通過(guò)，試用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)該規(guī)律電路〔或用74138、74151、74153〕解：由題意可作出真值表為：用卡諾圖化簡(jiǎn)為ABCY00000010010001111001101111011111則輸出規(guī)律表達(dá)式為YABCABC用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)規(guī)律電路圖為：時(shí)序規(guī)律電路設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)思路：①由設(shè)計(jì)要求畫(huà)出原始狀態(tài)圖或時(shí)序圖；②簡(jiǎn)化狀態(tài)圖，并安排狀態(tài)；③選擇觸發(fā)器類型，求時(shí)鐘方程、輸出方程、驅(qū)動(dòng)方程；④畫(huà)出規(guī)律電路圖；⑤檢查電路能否自啟動(dòng)。要求：嫻熟把握同步時(shí)序電路，比方同步加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。14：7解：①建立原始狀態(tài)圖：狀態(tài)方程：狀態(tài)方程：②簡(jiǎn)化狀態(tài)圖，并安排狀態(tài)：已經(jīng)是最簡(jiǎn)，已是二進(jìn)制狀態(tài)；③選擇觸發(fā)器類型，求時(shí)鐘方程、輸出方程、驅(qū)動(dòng)方程：因需用33CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。由于要求承受同步方案，故時(shí)鐘方程為：輸出方程：CPCPCPCPCP012④畫(huà)出電路圖⑤檢查電路能否自啟動(dòng)：④畫(huà)出電路圖111111000，電路能夠自啟動(dòng)。Qn1QnQnQn1Qn 002 100Qn1QnQnQnQnQn10 12010Qn21Qn nQQ QQ 0nn n10212集成計(jì)數(shù)器和存放器的應(yīng)用：構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器，構(gòu)成環(huán)形計(jì)數(shù)器和扭環(huán)形計(jì)數(shù)器。要求：74LS160、74LS161、74LS162、74LS163N74LS194用同步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成N進(jìn)置計(jì)數(shù)器SN-1

的二進(jìn)制代碼。求歸零規(guī)律，即求同步清零端或置數(shù)掌握端信號(hào)的規(guī)律表達(dá)式。畫(huà)連線圖。用異步清零端或置數(shù)端歸零構(gòu)成N進(jìn)置計(jì)數(shù)器SN的二進(jìn)制代碼。求歸零規(guī)律，即求異步清零端或置數(shù)掌握端信號(hào)的規(guī)律表達(dá)式。畫(huà)連線圖。15：74LS161用異步清零端CR歸零：SN＝S12＝1100CRCRQnQn3 2注：這里D0～D3可隨便處理。LD歸零：SN＝S11＝1011LDLDQnQnQn3 1 0則電路為：注：這里D0～D30。16：74LS1604874LS1604874LS160用異步清零實(shí)現(xiàn)：S48=01001000QC和低位片的QD作歸零反響信號(hào)。即清零端CR歸零信號(hào)為：CRQ QC高 D低

，則電路連線圖為：〔三〕計(jì)算和畫(huà)圖題型：要求：會(huì)分析電路工作原理，說(shuō)明電路功能；會(huì)依據(jù)題意計(jì)算電路參數(shù)，或正確畫(huà)出電路波形。17：如圖電路，完成以下問(wèn)題：1)說(shuō)明這是什么電路？求電路的輸出信號(hào)頻率f畫(huà)出VVC O解：2)其振蕩周期為555多諧振蕩器2)其振蕩周期為T(mén)0.7(R1

2R)C20.7(2040)103201060.84s則其頻率為f

1 1 1.2HzT 0.843)VV為：C O三、根本概念練習(xí)一、推斷題CMOS門(mén)電路為雙極型電路，而TTL門(mén)電路則為單極型電路〔 〕能夠?qū)崿F(xiàn)“線與”功能的門(mén)電路是OC門(mén)或OD門(mén)〔 〕施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)是只有一個(gè)穩(wěn)態(tài)，需在外加信號(hào)作用下才能由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)〔 〕TT觸發(fā)器。〔 〕某電路任意時(shí)刻的輸出不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)而且與電路的原狀態(tài)有關(guān)該電路為時(shí)序規(guī)律電路。( )假設(shè)集成555定時(shí)器的第4腳接低電尋常，不管輸入信號(hào)為任意值，定時(shí)器始終輸出高