《數(shù)字電路與數(shù)字邏輯》第三章課件數(shù)字邏輯基礎(chǔ)邏輯門電路組合邏輯電路時序邏輯電路可編程邏輯器件目錄CONTENTS01數(shù)字邏輯基礎(chǔ)123邏輯變量是用來表示二值邏輯的變量，通常用字母表示，取值為0或1。邏輯變量邏輯運(yùn)算包括與、或、非等基本運(yùn)算，以及異或、同或等復(fù)合運(yùn)算。邏輯運(yùn)算邏輯函數(shù)是指由邏輯變量經(jīng)過邏輯運(yùn)算得到的表達(dá)式或函數(shù)關(guān)系。邏輯函數(shù)邏輯代數(shù)的基本概念交換律結(jié)合律分配律重疊律邏輯代數(shù)的基本定律和規(guī)則01020304交換律是指邏輯運(yùn)算的順序可以任意交換，例如A+B=B+A。結(jié)合律是指邏輯運(yùn)算的結(jié)合順序可以任意組合，例如(A+B)+C=A+(B+C)。分配律是指邏輯乘法分配于加法，例如A(B+C)=AB+AC。重疊律是指邏輯乘法可以重疊，例如AB=AA。03卡諾圖卡諾圖是一種表示邏輯函數(shù)的方法，它使用方格圖來表示函數(shù)的輸入和輸出關(guān)系。01真值表真值表是一種表示邏輯函數(shù)的方法，它列出所有輸入變量的取值組合和對應(yīng)的輸出值。02表達(dá)式表達(dá)式是一種表示邏輯函數(shù)的方法，它使用邏輯運(yùn)算符和邏輯變量來表示函數(shù)的輸出值。邏輯函數(shù)的表示方法02邏輯門電路是實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算的電子元件，其輸出信號僅與輸入信號的邏輯關(guān)系有關(guān)。邏輯門電路邏輯關(guān)系真值表指輸入信號之間的真假關(guān)系，邏輯門電路根據(jù)輸入信號的邏輯關(guān)系決定輸出信號的狀態(tài)。描述邏輯門電路輸入輸出之間真假關(guān)系的表格。030201邏輯門電路的基本概念或非門實(shí)現(xiàn)邏輯或非運(yùn)算，先對輸入信號進(jìn)行或運(yùn)算，再進(jìn)行非運(yùn)算。與非門實(shí)現(xiàn)邏輯與非運(yùn)算，先對輸入信號進(jìn)行與運(yùn)算，再進(jìn)行非運(yùn)算。非門實(shí)現(xiàn)邏輯非運(yùn)算，對輸入信號進(jìn)行取反操作。與門實(shí)現(xiàn)邏輯與運(yùn)算，當(dāng)所有輸入信號都為真時，輸出信號為真?；蜷T實(shí)現(xiàn)邏輯或運(yùn)算，當(dāng)至少一個輸入信號為真時，輸出信號為真。常用邏輯門電路及其功能描述邏輯門電路在各種輸入條件下的輸出行為。特性描述邏輯門電路在工作過程中消耗的能量，包括靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗。功耗描述邏輯門電路性能的數(shù)值，如電壓傳輸特性、電流傳輸特性、功耗等。參數(shù)描述邏輯門電路輸入電壓與輸出電壓之間關(guān)系的曲線。電壓傳輸特性描述邏輯門電路輸入電流與輸出電流之間關(guān)系的曲線。電流傳輸特性0201030405邏輯門電路的特性與參數(shù)03組合邏輯電路組合邏輯電路的特點(diǎn)無記憶功能，輸出僅與當(dāng)前輸入有關(guān)。組合邏輯電路的表示方法邏輯函數(shù)表達(dá)式、真值表、邏輯圖等。組合邏輯電路的定義由門電路組成的數(shù)字電路，其輸出僅與當(dāng)前輸入有關(guān)，不涉及存儲元素。組合邏輯電路的基本概念數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)輸入選擇信號從多路數(shù)據(jù)中選擇一路輸出。編碼器將輸入的無規(guī)律二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為有一定規(guī)律的二進(jìn)制碼。譯碼器將輸入的二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號。加法器實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制加法運(yùn)算。減法器實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制減法運(yùn)算。常用組合邏輯電路及其功能組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟根據(jù)實(shí)際需求，確定輸入和輸出變量，列出真值表，化簡邏輯表達(dá)式，設(shè)計(jì)邏輯門電路等。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的組合邏輯電路，如加法器、比較器、多路選擇器等，并利用基本門電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。組合邏輯電路的分析步驟根據(jù)給定的邏輯圖或邏輯函數(shù)表達(dá)式，分析電路的邏輯功能，確定輸入和輸出變量，列出真值表，化簡邏輯表達(dá)式等。組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)04時序邏輯電路組成時序邏輯電路由組合邏輯電路和存儲元件（如觸發(fā)器）組成。工作原理時序邏輯電路在時鐘信號的驅(qū)動下，按照一定的時序進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移和輸出變化。概述時序邏輯電路是一種具有記憶功能的電路，其輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還與之前的輸入狀態(tài)有關(guān)。時序邏輯電路的基本概念用于存儲二進(jìn)制數(shù)據(jù)，具有數(shù)據(jù)輸入、輸出和時鐘控制端。寄存器用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字計(jì)數(shù)功能，具有預(yù)定的計(jì)數(shù)值和進(jìn)位輸出。計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位移操作，具有數(shù)據(jù)輸入、輸出和移位控制端。移位器用于產(chǎn)生一定時序的脈沖信號，用于控制電路的工作流程。順序脈沖發(fā)生器常用時序邏輯電路及其功能通過分析電路的輸入、輸出關(guān)系，以及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和狀態(tài)表，理解電路的工作原理和功能。分析方法根據(jù)實(shí)際需求，選擇合適的觸發(fā)器和組合邏輯電路，設(shè)計(jì)滿足要求的時序邏輯電路。設(shè)計(jì)步驟利用同步和異步控制方式，合理安排時鐘信號和控制信號，實(shí)現(xiàn)電路的穩(wěn)定可靠工作。設(shè)計(jì)技巧時序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)05可編程邏輯器件可編程邏輯器件（PLD）是一種集成電路，其邏輯功能可以根據(jù)需要進(jìn)行編程配置。PLD通常由邏輯門、觸發(fā)器和存儲器等基本邏輯單元組成，可以通過編程實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能。PLD的編程語言通常包括硬件描述語言（如VHDL和Verilog）和特定廠商的專用語言?？删幊踢壿嬈骷幕靖拍瞵F(xiàn)場可編程邏輯門陣列（FPGA）01FPGA是一種常見的可編程邏輯器件，由可配置的邏輯塊和可編程的互連資源組成。其編程方法通常包括硬件描述語言和圖形化工具。復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）02CPLD是一種可編程邏輯器件，由多個宏單元和可編程互連組成。其編程方法通常包括硬件描述語言和特定廠商的專用軟件?，F(xiàn)場可編程邏輯陣列（FPLA）03FPLA是一種可編程邏輯器件，由可配置的邏輯塊和可編程的互連資源組成。其編程方法通常包括硬件描述語言和特定廠商的專用軟件。常用可編程邏輯器件及其編程方法可編程邏輯器件可以用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號處