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数字电路技术基础复习
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客 天
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：
旺 小
服
宝 蓝
客
淘 蔚
旺
一 ：
旺
唯 服
宝
， 客
1 逻辑代数基础 淘
品 旺
一
出 旺
唯
室 宝
，
作 淘
品
工 一
出
英 唯
室
1.1 概述 精 ，
作
场 品
工
职 出
英
室
1、什么是模 拟信号？什么精是数字信号？
作
场
用电信号模拟自然界的物理量，其特征是工幅度随时间连续变化，即在时间和幅度上连续变化的信号称为模拟信号。
职
英
数字信号是用有限个数字代表模拟量特征的信号，其特征是在时间和幅度上均为离散的信号。即用一系列的矩形波
精
来表示一个数字。因此数字信号有两种场，一是用模拟信号直接转换而来，用数字表示模拟信号在不同时刻的量化值；二
是为控制、处理等目的人为产生的。职
2、数字信号的表示方法：波形、主要参数。
用矩形脉冲表示，脉冲参数：幅度U 、宽度t 、周期T、上升时间t、下降时间t。
m w r f
T
tw
0.9Um
0.5Um Um
0.1Um
tr tf
计算参数：脉冲频率f=1/T，占空比q=t /T。
w
理想矩形波一般用幅度、宽度、周期表示。
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数字波形：一般为二进制，固定幅值，以矩形脉冲宽度为单位，正逻辑规定为高电平表示“1”，低电平表示“0”。
负逻辑反之。例6位二进制数110100的波形为（先输出低位）：
U
1 1 1
UH
0 0 0
UL
0 t
3、数制
1）数：用来表示物理量的大小。
2）数制：多位数中每一位的构成方法及进位规则称为数制。
使
例：十进制由0-9十个数码组成，逢十进一。二进制由0、1两个数码组成，逢二进一。
天
十六进制由0-9、A-F十六个数码组成，逢十六进一。 小
3）表示方法：一个任意进制数的十进制值是以该进制为基数的加权系小数之和。
使
蓝
天
蔚
小
n−1 ：
D r = ∑k i ×ri 服 小 使
蓝
i=−m 客 天
蔚
i-表示位数。 旺 小
：
k
i
-表示第i位的系数,可以是该进制
宝
数 旺 码中的任意一个。服
蓝
小
ri-表示第i位的权值，r是该进淘制的基数。 客
蔚
旺
n-表示整数位。 一 ：
旺
唯 服
m-表示小数位。 宝
， 客
淘
4、常用数制的转换方法 品 旺
一
1）十-二转换、二-十转换 出 唯 旺
室 宝
，
十-二转换：求加权系数作公式中各位的系数，对十进制数的整数和
淘
小数分别转换。
品
整数部分的权是乘2关 工 系，转换时需除2。 一
出
英 唯
小数部分的权是除2关系，转换时需乘室2。
精 ，
作
例：将25.62场5转换为二进制数 品
工
职 出
① 整数部分：连续除2，取英余数，直到商为0。
室
精
2 场 25 1 低作位
2 职12
0工
英
2 6 0
精
2 3 场 1
2 1 职 1 高位
0
②小数部分：连续乘2，取整数，直到要求的精度为至。
0.625
2
1.250 1 高位
2
0.500 0
2
1.000 1 低位
（25.625） =（11001.101）
10 2
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二-十转换：求加权系数和。
例：（1101.11）=23+22+20+2-1+2-2=（13.75）
2 10
2）二-十六转换、二-八转换
由于24=16，4位二进制数正好对应16个状态，将二进制数从小数点开始每4位划分成一组，每组对应转换为一位十
六进制数即可（按8421权值转换）。
例：（01101110.11011100）=（6E.DC）
2 16
同理，二-八转换每3位按421权值相互转换。
5、二进制算术运算
1）数的表示方法：正负数、原码、反码、补码。
原码：最高位为符号位，“0”表示正数，“1”表示负数，其余各位表示二进制值。
反码：将原码除符号外逐位求反，“0”变“1”，“1”变“0”。
使
补码：正数的补码与原码相同，负数的补码为反码加1。
天
补码的物理意义就是补齐、补满，如十进制数，6再补4即够10，4就是小6的补码。一个十进制数x的补码=10-x。
以4位二进制为例，24可表示16个状态，满值是16，因此一个二进制数A小的补码=2n-A,n为A的 位数。然而这种运算在
使
蓝
电路中的实现是复杂而又速度缓慢的，电路求反、加 1 运算是非常简单的。因此，我们用天求反加 1 来代替复杂的补码运
蔚
小
算。 ：
小
2）二进制数的减法运算 服 蓝 使
客 天
两数求补相加，结果再求补。 旺 蔚 小
：
5、二进制编码 旺 小
服
宝 蓝
编码：用文字、符号或数码表示某种信息的过程叫编码。 客
淘 蔚
旺
代码：编码的结果称为代码。 一 ：
旺
唯 服
二进制编码：用一组二进制代码表示数字、符号、图形、宝图像、声音等信息。
， 客
淘
1）BCD码：有权码、循环码 品 旺
一
用4位二进制数码表示1位十 出 进制数。 旺
唯
室 宝
有权码：对应的十进制数为加权系数和。其中，最常用的是8421码，还有5211码、2421码等。
作 淘
品
循环码：对应的十进制工数，二进制编码的不同位按不同的规律一循环，如余3循环码、格雷码等。
出
英 唯
8421码：用二进制的十进制值代表10室个十进制数。
精 ，
作
8421码与十进场制的转换是直接进行，比二-十转换要容
品
易得多。
工
十进制的 职 二进制值是按照十-二转换方法得来的，出十进制的二进制代码是将十进制的每一位用对应的二进制代码替
英
室
换得来的。 精
作
场
例：（29.3） =（ 0010 1001.0011） 工
10 职 8421-BCD
英
2）其它二进制码：奇偶校验码、ASCII码
精
奇偶校验码：在一组信息码的后场面增加一奇（偶）校验位，使传输码中“1”的个数为奇（偶）数，用于数据传输
中的检错。 职
ASCII码：美国信息交换标准码。
用7位二进制代码表示某种常用标准操作、10个数字、26个英文字母及专用符号，共128个。
二-十进制代码是进行处理或运算的，ASCII码事用来进行信息传输和交换的。
注：二进制代码与二进制值是完全不同的两回事。
例：十进制25的二进制值为：11001
8421BCD码为：00100101
ASCII码为：0110010 0110101
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1.2 基本逻辑函数及运算定律
1、基本逻辑运算
与、或、非、与非、或非、与或非、异或、同或；真值表、表达式、逻辑符号、运算规则。
与非：Y = ABC
或非：Y = A+B+C
与或非：Y = AB+CD
使
异或：Y = AB+ AB= A⊕B，AB相同时输出为0，不同时输出为1。
天
小
小
同或（异或非）：Y = AB+ AB= A⊙B，AB相同时输出为1，不同时输出为0。 使
蓝
天
蔚
逻辑符号如下图所示： 小
：
小
国标 & ≥1 =1 服 = 蓝 & 使
客
蔚 ≥1
国天标
旺 小
： &
旺 小
惯用 + 宝 ⊕ ⊙服 蓝
客
淘 蔚
旺
一 ：
旺
国际 唯 服 + 惯用
宝
， 客
淘
品 旺
与非 出 或非 一异或 同或 旺
唯
室 （异或 宝 非） 与或非
，
作 淘
2、逻辑代数的运算定律 品
工 一
出
基本公式 英 唯
室
A+1=1 精 ，
作
场 品
A·A=A 工
职 出
英
A+A=A 室
精
作
场
A• A=0
职
工
英
A+ A=1 精
场
A(A+B)=A
职
A+BC=（A+B）（A+C）
AB = A+B
A+B = A•B
A=1
常用公式
A+ AB = A+B
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AB+ AC +BC = AB+ AC
1.3 逻辑函数表示方法
1.3.1 基本表示方法：真值表、表达式、逻辑图
1、真值表：列出输入变量所有可能取值，根据要求写出输出变量取值。
真值表是逻辑功能的最为直观的表达方式，在一些简单的设计中，根据要求很容易画出真值表。
2、表达式：将真值表中结果为1的变量相与后再相或，1用原变量表示，0用使反变量表示。
天
3、逻辑图：将表达式中各输入变量的逻辑关系用基本逻辑门或组合逻辑门符号及其连接导线表示，得到逻辑电路图
小
。 小
使
蓝
例、三人表决器，当两人以上同意时，结果有效，否则结果被否决。
天
蔚
设三个输入变量为A、B、C，输出变量为Y，根据要求列出真值表。 小
：
小
1）真值表 服 使
蓝
客 天
A B C Y 蔚
旺 小
：
0 0 0 0 旺 小
服
0 0 1 0 宝 蓝
客
淘 蔚
0 1 0 0 旺
一 ：
旺
0 1 1 1 唯 服
宝
， 客
1 0 0 0 淘
品 旺
一
1 0 1 1 出 旺
唯
1 1 0 1 室 宝
，
作 淘
1 1 1 1 品
工 一
出
2）表达式 英 唯
室
精 ，
由真值表可知，使输出有效的输入作状态共有四种，用反变量表示0，原变量表示1,将它们或起来，就得到逻辑表达
场 品
工
式。 职 出
英
室
精
Y = ABC+ ABC+ ABC+ ABC 作
场
工
职
3）逻辑图 英
精
A 场
职
B Y
+
C
∑i
1.3.2 最小项：定义、编号、表达式（最小项之和，编号之和，和表达式 ）。
1、最小项
1）最小项：在n变量逻辑函数中，n个变量的乘积称为最小项，变量以原变量或反变量的形式出现，且仅出现一
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次。n变量逻辑函数有2n个最小项。
2）最小项编号：原变量用1表示，反变量用0表示，得到二进制数的十进制值。
3）最小项表达式：任何一个逻辑函数表达式都可以转换成最小项之和的形式，称为最小项表达式。利用配项法把
逻辑函数转为最小项表达式， A+ A=1。
例：将逻辑函数Y = AB+BC(C+D)转为最小项表达式。
Y = AB+BC(C+D)
= AB+BC+CD
= AB(C+C)(D+D)+BC(A+ A)(D+D)+CD(A+ A)(B+B)
使
= ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD
天
=m +m +m +m +m +m +m +m 小
15 14 13 12 7 6 11 3 小
=∑i(i=3,6,7,11,12,13,14,15) 蓝 使
天
蔚
小
：
利用公式： AB= A+B、 A+B= AB、A+ A=服1、 A+ A= A 小 使
蓝
客 天
2、最大项 旺 蔚 小
：
最大项：在n变量逻辑函数中，n个变量的或称为 旺 最大项，变量以原变量或反变量的形式小出现，且仅出现一次。n
服
宝 蓝
变量逻辑函数有2n个最大项。 客
淘 蔚
旺
最大项编号：反变量用1表示，原变量用一0表示，得到二进制数的十进制值。 ：
旺
唯 服
最大项表达式：任何一个逻辑函数表达式都可以转换成最宝大项之积的形式，称为最大项表达式。利用配项法把逻辑
， 客
淘
品 旺
函数转为最大项表达式， AA=0出。 一
旺
唯
室 宝
表示方法： ，
作 淘
品
工 一
例：将逻辑函数Y英=(A+B)(A+B+出C)转换为最大项
唯
之积的形式。
室
精 ，
作
Y =(A+B 场 )(A+B+C) 品
工
职 出
英
=(A+B+CC)(A+B+C) 室
精
作
=(A+B+C )(A+场 B+C)(A+B+C)
工
职
英
利用公式 A+BC =( A+B)(A+精C)
场
职
1.4 逻辑函数的公式化简法
逻辑函数表达式越简单，实现的逻辑电路就越简单，所用的元器件越少，可靠性就越高。从实际命题中抽象出来的
逻辑表达式不一定是最简单的，所以要进行逻辑化简，找到最简表达式。由于逻辑门电路已经模块化和系列化，有时最
简单的表达式不一定适合现有的逻辑门，所以要进行适当变换，才能用现有的逻辑门画出逻辑电路图。例如，给定的表
达式是或逻辑，但手中只有与门，就可以变换成与逻辑实现。
1、逻辑函数的最简形式：化简、变换
化简：表达式中所含乘积项（与项）最少，每个乘积项中变量的个数最少。
变换：适合给定的逻辑门，门的种类数最少。
2、常用公式化简法：合并项法、吸收法、消去法、配项法
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1）合并项法：利用 A+ A=1，合并两项为一项，消去一个变量。
2）吸收法：利用A+AB=A，消去多余的乘积项。
3）消去法：利用 A+ AB= A+B，消去多余因子 A。
4）配项法：利用 AA=0、A+ A=1、 A+ A= A的特点，把一项变成两项，重新组合后再合并化简。
1.5 逻辑函数卡诺图化简
1、卡诺图画法：相邻规则、2变量卡诺图、3变量卡诺图、4变量卡诺图。
使
按最小项相邻关系画出来的方格图，上下左右均相邻，n变量卡诺图有2天n 个方格。
小
1）两变量卡诺图
小
使
B B B 蓝
A B B A 0 1 A 0 1 天
蔚
A AB AB 0 m0 m1 0 00 01 小
：
小
服 使
A AB AB 1 m2 m3 1 10 11 蓝
客 天
蔚
旺
：
小
旺 小
2）三变量卡诺图 宝 服 蓝
客
淘 蔚
旺
BC 一 ：
A 00 01 11 10 旺
唯 服
宝
0 m0 m1 m3，m2 客
淘
品 旺
一
1 m4 m5 出m7 m6
旺
唯
室 宝
，
3）四变量卡诺图 作 淘
品
工 一
出
AB精
CD英 00 01 11室10
，
唯
作
场00 m0 m1 m3 m2
品
工
职 出
英
01 m4 m5 m7 m6 室
精
作
场
11 m职12 m13 m15 工 m14
英
精
10 m8 m9 m11 m10
场
职
我们注意到卡诺图中最小项的编号不是按顺序排列的，是按相邻项的要求排列的。
2、用卡诺图化简逻辑函数：步骤与规则
①将逻辑函数转换成最小项表达式，卡诺图最小项对应的方格填1，其余填0或不填；
②将为1的相邻项圈起来，每个圈内1的个数为2的整数倍，即2k（k=1，2，3…）。圈过的1可以重复圈，但每个
圈内至少有一个未被圈过的1。每个圈尽可能大，圈的个数尽可能少；
③对每个框合并最小项，取其相同变量作为结果，将每个框的合并结果相加，即为化简结果。
Y = ACD+ ABD+ ACD+ ABD+ ABC
例：
= ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCD
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CD
AB 00 01 11 10
00 1 1 1 1
01 1 1 1 1
11 0 0 0 0
10 0 0 1 1
Y = A+BC 使
天
在画卡诺图时，也可不转换为最小项，将逻辑函数中的每个乘积项在卡诺小图所包含的方格中均画1即可。
小
Y = AB+BC 使
蓝
天
蔚
例：= AB(C+C)+BC(A+ A) 小
：
小
= ABC+ ABC+ ABC+ ABC 服 使
蓝
客 天
蔚
旺 小
BC ：
A 00 01 11 10 旺 服 小
宝 蓝
0 0 1 0 0 客
淘 蔚
旺
一 ：
1 0 1 1 1 旺
唯 服
宝
， 客
淘
也可对应真值表直接填写卡诺图。品
旺
一
3、具有无关项的逻辑函数化简 出 ：任意项、约束项、无关项表示方法 旺
唯
室 宝
约束项：在函数中，变量取值的某些组合所对，应的最小项不会出现或不允许出现。
作 淘
品
任意项：在一些函数工中，变量取值的某些组合既可以是1，也一可以是0，不影响结果。
出
英 唯
约束项和任意项统称为无关项。 室
精 ，
作
无关项在逻场辑函数化简时可以取值为1，也可以为0
品
。在卡诺图中用X表示。
工
无关项的 职 表示方法 出
英
室
1）F(A,B,C,D )=m+m+m+m精+m +m
2 4 6 9 13 14 作
场
约束项：m+ m+m+m +m =0，不表示对工应每个约束最小项的取值该式等于0，
0 1 职3 11 15
英
2）F(A,B,C,D)=∑(2,4,6,9,13,14)+ ∑(0,1,3,11,15)
d
精
3）约束条件：AB+CD=0，转换成最场小项表达式。
4）约束条件：ABCD不会同时为职0，AB也不会同时为1，约束项为ABCD同时为0时等于1的最小项，AB同时等于1
的最小项，则 ABCD,ABCD,ABCD,ABCD,ABCD
例：用卡诺图化简逻辑函数
不考虑无关项 考虑无关项
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CD CD
AB 00 01 11 10 AB 00 01 11 10
00 X X X 1 00 X X X 1
01 1 0 0 1 01 1 0 0 1
11 0 1 X 1 11 0 1 X 1
10 0 1 X 0 10 0 1 X 0
Y = ABD+ ACD+ ACD+ BCD Y = AD+ AB+ AD+BCD
使
用无关项化简逻辑函数的物理意义是：若是任意项，其值为0或为1不影响函数值。若是约束项，用它进行函数化
天
简后，得到的是约束项可以出现的结果，实际应用时约束项是不会出现的，所小以化简后得到的函数在不出现约束状态时
结果是正确的。 小
使
蓝
天
蔚
小
：
1.6 引入变量卡诺图化简逻辑函数
小
服 使
蓝
客 天
蔚
引入变量卡诺图：引入变量、相邻规则 旺 ： 小
旺 小
从逻辑函数中取出一个（或多个）输入变量作宝为引入变量，函数值不服再是单纯的“0”、
蓝
“1”，而是增加了引入变量
客
的原变量和反变量，将引入变量填到到卡诺图中，淘就称为引入变量卡诺图。 蔚
旺
一 ：
旺
例1：四变量逻辑函数Y = ACD+ 唯 ABCD+BC+B宝CD，将D分离出来 服 作为引入变量，真值表和卡诺图如下
， 客
淘
品 旺
一
：D+D=1 出 旺
唯
室 宝
，
作 淘
品
A B工C Y 一
出
0 英 0 0 0 室 唯
精 BC ，
场 0 0 1 D作 A 00 品 01 11 10
工
职0 1 0 英 D 0 出 0 D D+D D
0 1 精 1 1 室
作
1 0 场 0 D
1 D 0 D+D D+D
工
1 职0 1 0
英
1 1 0 D+D精
1 1 1 1场
职
例2：用VEM方法化简逻辑函数
Y = ABCE+ ABCD+ ABCD+ ABCD+ ABCDE
分离出E作引入变量，画出卡诺图如下（可转化为最小项表达式，也可用所含公用项法画出，不含E的乘积项填
E+E）：
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CD
AB 00 01 11 10
00 E E 0 0
01 0 0 E E+E
11 0 0 0 0
10 E+E E+E 0 0
将相邻项圈住，E、E与E+E相邻的同时，E+E又单独相邻。 使
天
小
Y = ABC+BCE+ ABCE+ ABCD
小
使
蓝
天
蔚
是因为图中所填的这些项均为A、B、C、D最小项取值为1的项，具有四变量的逻小辑相邻性，而在填E+E的最小
：
小
项中，函数的取值恒为1，与E无关，所以又单独相邻。 服 蓝 使
客 天
复习题：（27.48） D =（ ） 8421-BCD =（ ） B =( 旺 ) H 蔚 小
：
1.2(2)(4)、1.3、1.5、1.7（3）（4）、1.10（2） 旺 （3）、1.15（1）（5）、1.18（1）、1.19、小1.21（2）。
服
宝 蓝
客
淘 蔚
旺
一 ：
旺
2 门电路 唯 服
宝
， 客
淘
品 旺
一
出 旺
唯
室 宝
，
作 淘
2.1 半导体管的开关特性 品
工 一
出
英 唯
室
精 ，
1、二极管：场导通（电压、特性）、作截止、反向恢复时
品
间（t
re
）。
工
导通电压职：硅管0.6-0.7V，锗管0.2-0.3V，导通出后保持不变。
英
室
截止电压：硅 管≤0.5V，精锗管≤0.1V。
作
场
反向恢复时间： t re 职 工
二极管外加正向电压时，需要一定时间英才能导通，产生正向电流，称为正向导通时间。当电压突然反向时，二极管
精
不会立即截止，而是产生一个瞬时反向电流，经过t 时间后才进入截止状态。t 称为反向恢复时间，为纳秒（ns）数量
场 re re
级，t 越小，开关速度越快。正向导职通比反向恢复时间小的多，故t 是反映二极管开关速度的重要参数。
re re
2.三极管：导通、截止、饱和、开启时间、关闭时间
三极管有3个工作区：截止区、放大区、饱和区。在数字电路中三极管一般作为开关元件使用，工作在截止区和饱
和区，两种状态转换时通过放大区。
截止电压：V <0.5V
BE
导通电压：V ≈0.6-0.7V，导通后保持不变。
BE
饱和电压：V =0.1-0.3V
CE
开启时间：由截止到饱和所需时间：t 。
on
关闭时间：由饱和到截止所需时间：t 。
off
3、MOS管开关特性
开启电压V ：V >V 导通，V <V 截止。V 为高电平导通，低电平截止。
T GS T GS T GS
MOS管是金属-氧化物半导体场效应管，栅极和衬底之间被二氧化硅绝缘层隔开，厚度极薄，大约在0.1μm之内。
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由于极性不同分为N沟道管和P沟道管。
D D
i i
D D
B B
G G
S S
N沟道管 P沟道管
G—栅极，D—漏极，S—源极，B—衬底。
MOS管有3个工作区：截止区、可变电阻区、恒流区，以N沟道管为例说明。
截止区：在漏极与源极之间加上电压，若栅源电压V 为0，i=0。相当于开关断开。
GS D
可变电阻区：当V 增大到某个值时，由于栅极与衬底的电场作用，漏源之间形成导电沟道，有i 流通，该V 值称
GS D GS
为开启电压 V 。随着 V 增加，导电沟道加宽，i 随之增加，可通过 V 控制 i，所以又叫场效应管，类似于在电路中
GS（th） GS D GS D
使
控制可变电阻。
天
恒流区：当 V
GS
》V
GS（th）
时，i
d
只取决于 V
GS
，受 V
DS
的影响非常小，处于恒小流状态，导通电阻非常小。相当于开关闭
合。 小
使
蓝
天
蔚
小
：
2.2 TTL集成门电路
小
服 使
蓝
客 天
蔚
1、熟悉TTL与非门电路结构和工作原理。 旺 ： 小
旺 小
2、了解TTL与非门的外部特性及参数。（定义、宝作用） 服
蓝
客
1）输入特性：输入电压与输入电流之间的伏淘安特性。 蔚
旺
一 ：
旺
唯 服
VCC=5V
，
宝
客
淘
R1 品i I(mA)
一
旺
4K 出 旺
唯
室 宝
，
作
品
IIH<40μA淘
i I 工 一
T1
英
出0
0.5 1.0 1.5 2.唯0
精 VBE2 室-0.5 ， VI(V)
VI D1 场 D2 作-1.0 品
VBE5 工 -1.5
职 出
英
室
精
作
场
工
输入低电平时，该级职电流流向前级（灌电流），输入高电平时，该级从前级吸收电流（拉电流）。了解它有助于弄清
英
后级电路对前级电路的影响。 精
2）输出特性：输出电压与负 载电场流之间的关系曲线。
职
VCC
i
L
RL
VoL(V)
Vo 3
T5 2
1
0
5 10 15 i (mA)
L
低电平输出特性：输出低电平V 随负载电流的增加稍有增高，当负载电流I 过大时，T 管有可能损坏，因此，74
OL OL 5
系列输出低电平时的灌电流最大值限制为I =16mA。
OL（max）
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VCC
R2 R4 VoL(V)
T4 3.6
3.0
i L 2.0
Vo
1.0
RL
0
5 10 15 i L(mA)
高电平输出特性：输出电压随负载电流增加而下降，当下降到一定值时，将破坏正常逻辑状态。因此，限制输出高
电平时的最大负载电流不能超过0.4mA。
使
3）输入负载特性
天
描述输入端外接电阻Ri与Vi之间的关系曲线，在没有输入信号的情况下小，当电阻增加时Vi将上升，上升到1.4V
时被钳位。输出逻辑状态发生翻转。因此，R 的大小可影响逻辑状态。 小
I 使
蓝
天
蔚
VCC=5V 小
：
小
R1 服 使
4K 客 蓝 天
蔚
旺 小
：
UI (V) 旺
服
小
T1 宝 蓝
2.0 客
UI + _ RI V VB B E E 5 2 ， 唯 一 淘 1 1 . . 0 4 0 1 2宝 旺 3 旺 R L(k) 客 服 ： 蔚
淘
品 旺
一
关门电阻R ，保证TTL与非门 出 关闭，输出为标准高电平时，所允许的旺Ri最大值。
off 唯
室 宝
开门电阻R ，保证TTL与非门导通，输出为标，准低电平时，所允许的Ri最小值。
on 作 淘
品
4）带负载能力 工 一
出
英 唯
TTL与非门带负载能力表示一个与非门室所能驱动同类门的最大数目，用扇出系数No表示。
精 ，
作
场 工 I 0.4 品 mA
输出高电平职时为拉电流负载：N = OH(max) = 出 ≈40
英H
I 室0.01mA
精 IH
作
场
工
职 I 16mA
输出低电平时为灌电流负载：N = 英OL(max) = =16
O 精I 1mA
IL
场
一般来讲，扇出系数No取决于职输出低电平时所能驱动的同类门的个数。
5）电压传输特性：描述输出电压Vo与输入电压Vi之间对应关系的曲线。
Vo
A B
3.6
3.0
C
2.0
1.0
D E
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Vi
给出输入电压波形，可据此画出输出电压波形。
例：电路图（a）中非门的电压的传输特性曲线如图（b）所示，输入点压波形如图（b）所示，画出V 、V 波形图
01 02
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。
Vi
V2 3
2
1
V1 0
Vo1
3
Vi 2
(a) 1
0
Vo Vo2
3 3
2 2
1 1 使
0
0 1 2 Vi 天
(b) 小
6）噪声容限：是指保证逻辑门完成正常逻辑功能的情况下，输入端所小能承受的最大干扰电 压值。又称抗干扰能力
使
蓝
。 天
蔚
小
关门：与非门关闭，T5截止，输出高电平。 ：
小
开门：与非门导通，T5包和，输出低电平。 服 蓝 使
客 天
关门电平V
Off
，输出为标准高电平时，所允许的最大低旺电平值。通常V
Off
=0.蔚8V。
小
：
开门电平Von，输出为标准低电平时，所允许的最 旺 小低电平值。通常Von=1.8V。 小
服
宝 蓝
输入低电平抗干扰能力：V =V -V ，一般输入低电平最大值0.3客V, V =0.8-0.3=0.5V
NL off Ilmax 淘 NL 蔚
旺
输入高电平抗干扰能力：V
NH
= V
IHmin
-V
oN
，一一般输入高电平最小
旺
值2.4V, V
NH
=2.4-1.8：=0.6V
唯 服
实际应用中取20%余量，可按0.4V取值。输入输出之间的宝关系见P55。
， 客
淘
7）动态特性 品 旺
一
传输延迟时间：由于晶体管内 出 部的电荷存储效应和元件及电路的寄生电旺容作用，输出电压V 的波形不仅前后沿变缓
唯 O
室 宝
，而且比输入电压V 的波形滞后，称为传输延迟时，间。
i 作 淘
品
平均传输延迟时间tp工d=（t +t ）/2，一般为10-20ns。 一
PHL PLH 出
英 唯
动态尖峰电流：输出状态转换过程中，室T4、T5管会瞬间同时导通，产生尖峰电流，又称浪涌电流。一方面会使电源
精 ，
作
的平均电流增大，场增加功耗，另一方面会在电源和地线上产
品
生压降，形成内部干扰源。应采取合理的接地和去偶措施。
工
职 出
英
室
精
2.3 其它类型的TTL门电路 作
场
工
职
英
1、集电极开路门（OC门 ） 精
1）原理与结构 场
职
线与：将门电路的输出端并联在一起，实现逻辑与，如图所示。
Vcc
A Y1 RL
A Y1
B Y
B
Y
C Y2
C Y2
D
D
Y =YY = ABCD
1 2
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VCC
& Y1 Vcc
R1 R2
RL
Y2
A T2 Y Y
T1
B
T5
D1 D2
R3 Yn
OC门电路原理图 逻辑符号 输出并联（线与）
OC门在使用时，必须外接上拉电阻R ，几个OC门输出端并联时共用一个上拉电阻。
L
2）集电极负载电阻R 的选择
L
使
既要保证输出高电平不低于规定的V 值，又能保证输出低电平不高于规定的V 值。如图n个OC门并联使用，m
OHmin 天OLmax
个与非门作为负载，有P个输入端。 小
小
Vcc Vcc 使
蓝
IRL RL IRL RL 天
蔚
Y1
nIOH pIIH
1 Y1
IOL： mIIL
1
小
F1 F1 小
VOH 2 服VOL 2 使
蓝
客 天
3 3 蔚
Y2 F2 旺Y2 F2 小
：
4 旺 4 小
服
p-1 宝 p-1 蓝
Yn p Fm 淘 Yn 旺 客 p Fm 蔚
一
旺
：
唯 服
当所有OC门同时截止，输出为高
，
电平，为保证高电平不宝低于规定的最小值
客
V
OHmin
，R
L
不能选的太大，由图可知
淘
V
CC
-（nI
OH
+pI
IH
）品R
L
≥V
OHmin 旺
一
R =(V -V 出 )/( nI +pI ) 旺
Lmax CC OHmin OH IH 唯
室 宝
I ：OC门截止时输出端漏电，流
OH 作 淘
品
当有OC门导通时，输工出低电平，极端情况只有一个OC门导通一，负载电流全部流入导通的OC门，R 不能选择的太小
出 L
英 唯
，应保证灌入OC门的电流不超过最大的允室许负载电流I ，又保证低电平不高于规定的最大值V 。
精 LM ， OL（max）
作
场V
CC
-（I
OL
-mI
IL
）R
L
≤V
OLmax 品
工
职 R =(V -V )/(I -mI ) 出
Lmin CC 英OLmax OL IL
室
R <R< 精R
Lmin L Lmax 作
场
I ：输出高电平负载输入工端拉电流。
IH职
英
I ：输出低电平负载门灌电流。
IL
精
3）OC门应用 场
线与、电平转换（外接高电源职）、用作驱动器。
2．三态输出门（TSL门）
与一般的门电路相比，增加了一个控制端。三态即除了高电平和低电平两种状态外，还有第三种状态-高阻态。
当控制端EN有效时（EN=1），电路处于正常逻辑功能状态，Y = AB
EN无效时，电路输出呈现高阻状态，相当于输出端对外开路。
2.4 MOS逻辑门
1．NMOS门电路
开启电压V，当V >V 时导通（DS接通），否则截止（DS断开）。
T GS T
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D
i
D
B
G
S
N沟道管
2．CMOS门电路
1）CMOS反相器
VDD
T2
使
A Y
天
T1 小
小
使
蓝
天
蔚
CMOS反相器 ： 小
小
PMOS:当V GS <V T 时导通（DS接通），否则截止（DS断开）。 客 服 蓝 天 使
输入为低电平时，V
IL
<V
T1
，T
1
截止，T
2
由于栅源电压（旺反向）大于V
T2
绝对值蔚，T
2
导通，输出高
小
电平。输入为高电平时
：
，T 导通，T 截止，输出低电平。 旺 小
1 2 服
宝 蓝
利用NMOS、PMOS的互补特性，解决MOS电路的速度和功耗问题，工客作时必有一个截止另一个导通，电源提供的仅为
淘 蔚
旺
纳安级的漏电流，静态功耗非常小。 一 ：
旺
唯 服
要求电源电压大于两个管子开启电压
，
的绝对值之和V
DD
>|V宝T1 |+|V
T2
|。
客
淘
2）CMOS与非门 品 旺
一
出 旺
室
VDD 唯
宝
，
作 淘
品
工T4 T3 一
出
英 室Y 唯
精 ，
场A
T作2
品
工
职 出
英T1
B 室
精
作
场
工
职
CMOS与非门 英
精
A、B有一个为低电平时，T
1
或T
2
截场止，T
3
或T
4
导通，输出高电平。A、B均为高电平时，T
1
、T
2
导通，T
3
、T
4
截止，输
出低电平。 职
Y = AB
2.5 数字集成电路接口
1．TTL与CMOS接口
2．TTL与三极管、LED接口
例：写出下列电路逻辑表达式。
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V
D
F A B F
0 0 1
A
0 1 0
1 0 0
1 1 1
B
F = A⊕B
习题：2.10、2.11、2.13、2.15、2.14a）b）
使
天
小
3 组合逻辑电路 小
使
蓝
天
蔚
小
：
小
服 使
蓝
3.1特点 客 蔚 天
旺 小
：
旺 小
服
宝 蓝
1、任意时刻的输出状态只取决于该时刻的输入状态，而与该时刻客前的电路状态无关。
淘 蔚
旺
2、不同的逻辑函数具有相同的逻辑变量一（不同输出具有相同的输入）。
：
旺
唯 服
宝
， 客
淘
3.2 分析与设计 品 旺
一
出 旺
唯
室 宝
，
1.分析：步骤、方法 作 淘
品
根据给定的电路找出其 工 逻辑功能。 出 一
英 唯
1）由输出到输精入逐级写出逻辑函数表室达式。
，
作
2）利用公式 场 或卡诺图进行化简。 品
工
职 出
3）列出真值表。 英
室
精
2. 设计：步骤、方法 作
场
工
按照给定的逻辑命题职，设计逻辑电路。是分析的逆过程。
英
1）定义逻辑变量，列出真值表。
精
2）写出逻辑函数表达式， 并进行场化简和变换。
职
3）画出逻辑图。
3.3 编码器和译码器
1.编码器
1）二进制编码器原理、真值表、表达式
二进制编码器：用n位二进制代码对2n个状态进行编码的电路称为二进制编码器。
2）优先编码器：功能、74LS148真值表、逻辑符号、扩展方法
功能：在输入端同时加入多个信号时，只对优先级别最高的信号编码。
优先编码器扩展：芯片的级联一般应考虑一下几个问题。
①输入端接法：一是输入端与输入信号个数相等，直接相连；二是输入端多于输入信号个数，对多余端接地或接1
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处理；三是输入信号多于输入端，尽量利用控制端（按真值表），实在不行时再加芯片。本例16个输入端，两片74148
正好够用，按优先权顺序I～I 接第一片，I～I 接第二片；
0 7 8 15
②输出端接法：输出端一般不够用，需利用真值表对控制端或其他信号进行组合后作为输出高位。本例由于两片不
可能同时编码，被禁止时输出又全为1，所以低三位应为两片输出的与（如需原码可用与非）。第四位利用控制端，当第
二片正常编码时Y =0，不正常编码时Y =1，由真值表可知对I～I 编码时，高四位输出应为1，对I～I 编码时，
EX EX 0 7 8 15
高四位输出应为0，与Y 对应，因此可用Y 作为第四位。
EX EX
③允许端的连接：采用第二片的允许端直接对外，由于第二片不工作且在允许编码的情况下才允许第一片工作，由
真值表可知，Y 正好符合要求，因此，第二片的Y 接第一片的片选。
S S
使
④对外控制端：与真值表对应，第一片的Y 符合要求，直接对外。Y 要天求有效输出时为0，无效输出时为1，因
S EX
小
小
使
此，需用两片的Y 相与完成。 蓝
EX 天
蔚
小
2、译码器：功能、逻辑符号 ：
小
编码器的反过程，输入一组二进制代码，输出一组高低电 服 平信号。 蓝 使
客 天
1）74LS138真值表、表达式、扩展方法 旺 蔚 小
：
2）用74138实现逻辑函数：原理、方法 旺 小
服
宝 蓝
每项表达式是一个逻辑函数的最小项，将逻辑函数化为最小项之客和的形式，用74138加或门实现。利用反演律将
淘 蔚
旺
逻辑函数的最小项转换为74138输出端与非的一形式，用74138加与非门实现。 ：
旺
唯 服
宝
， 客
淘
3.4 数据选择器和分配器 品 旺
一
出 旺
唯
室 宝
，
1、选择器（八选一、四作选一）：真值表、表
品
达式、扩展方法、逻淘辑符号
工 一
数据选择器也称多
英
路开关，是通过控制出端从多路输入中选
唯
择一路送到输出端。
室
八选一数据选择精器 ，
作
场 品
工
F= A A职A D +A A A D +A A A D +A出A A D +A A A D +A A A D +A A A D +A A A D
2 1 0 0 2 1 0英1 2 1 0 2 2 1 0 3 2 1 0 4 2 1 0 5 2 1 0 6 2 1 0 7
室
精
四选一数据选择器 作
场
工
职
F= A A D +A A D +A A英D +A A D
1 0 0 1 0 1 1精 0 2 1 0 3
2.用数据选择器实现逻辑函 数：步场骤、方法
职
由于数据选择器的逻辑函数是最小项之和的形式，可以用来实现任一逻辑函数。
1）四选一实现两变量、八选一实现三变量逻辑函数：按照逻辑函数的最小项表达式，将数据选择器每个与之对应的
项D 置“1”，其余置“0”即可。
i
2）四选一实现三变量、八选一实现四变量逻辑函数：将数据位D 作为最后一个变量，与逻辑函数对比，得出对应变
i
量的原变量或反变量，原变量直接连接，反变量非门接入。
3.6 奇偶检验：原理、规则、真值表
原理：奇偶校验是发送端在有效数据位之外再增加一位校验位，形成发送代码。接收端按形成规则检查校验位，即
可发现是否有传输错误。
规则：判断有效数据位中1的个数，决定校验位置1或0。奇校验1的个数为奇数，偶校验1的个数为偶数。
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3.6 算术运算电路
1、半加器和全加器：真值表、表达式、逻辑符号
半加器：只考虑两个一位二进制数相加，不考虑低位进位。
按二进制加法规则，列出真值表、表达式，画出逻辑图及逻辑符号如下。
Ai Bi Si Ci+1
0 0 0 0 Ai
0 1 1 0 + Si
Bi Ai Si Ai Si
1 0 1 0 Σ
HA
1 1 0 1
Bi Co Ci+1 Bi Ci+1
Si=AiB i + AiBi=Ai ⊕ Bi Ci+1
使
Ci+1=AiBi 天
小
全加器：考虑低位进位的一位二进制加法器。
小
使
Ai Bi Ci Si Ci+1 蓝
Ai
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 Si = = ( A A i i B ⊕ iC B i i + ) A C i i B + i ( C A i i + ⊕ A B iB i) iC C i i + A iB i . C i Bi ： 蔚 + 小 天 Ci+1 A Bi i Σ Si
0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 =Ai⊕Bi⊕Ci . 服 + 小 Ci 使 CI Co Ci+1
蓝
1 0 0 1 0 Ci+1=AiBiCi+AiBiCi+AiBiCi+Ai BiC客i 天
1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 =(Ai⊕Bi)Ci+AiBi . 旺 ： 蔚 + Si 小 A Bi i FA Si
1 1 1 1 1 旺 Ci 服 小Ci Ci+1
宝 蓝
客
2、多位加法器 淘 旺 蔚
一 ：
1）串行进位并行加法器：原理、特点唯 旺
服
宝
每一位带进位相加，必须使用全加，器，全加器个数等于相加位的位数。四位客串行进位加法器如图。
淘
品 旺
一
出 旺
C3 S3 S2 S1 唯S0
室 宝
，
作 淘
品
Ci Si C工i Si Ci Si Ci Si 一
Σ Σ Σ出 Σ
英 唯
AiBiCi-1精 AiBiCi-1 AiB室iCi-1 AiBiCi
，
-1
作
场 品
工
A3 B 职 3 A2 B2 A1 B1 A0出B0 0
英
室
精
作
特点：电路简单，连接场方便。
工
职
缺点：高位运算必须等到低位运算完成后才能得到正确结果，运算速度较慢。
英
2）超前进位并行加法器 ：原理、特精点
场
当前位的进位与加数被加数 及下级进位有关，下级的进位又与下下级的AB有关，最下级的进位为0，只与AB有关
职
。所以每级进位可以用A、B 通过运算得到，得到进位的电路称为超前进位电路。
i i
提高运算速度。
3.7 数值比较器：比较原理、74LS85真值表、
3.8 组合逻辑电路中的竞争冒险：产生、判断、消除方法
1.竞争-冒险的产生
1）竞争
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A Y A A
B B B
Y Y
图示与非门电路中，稳态时无论A=1，B=0还是A=0，B=1，输出皆为Y=0。但在A、B向相反变化的瞬间，若信
号边沿不好，如A从0变到1，B从1变到0，若B的延迟时间大于A，当B上升到高电平范围时，B尚未降到低电平，
转换瞬间出现同时为高的情况，Y会出现一个瞬间的低电平脉冲，脉冲的宽度视延迟时间而定，向相反方向同时转化的
过程叫竞争。
2）冒险
在上述竞争过程中，若B的延迟时间小于A，即A在未升到高电平范围时，B已降至低电平范围，则不会出现输出低
使
电平脉冲，反之则会出现。在这种转换过程中出现瞬时脉冲的情况称为冒险。可见，有转换就有竞争，但有竞争不一定
天
出现冒险。 小
在如下电路中，从原理上讲，不论A怎么变化，Y都应当等于0。但在小实际应用中，由于门电 路的延迟，都会出现冒
使
蓝
险。 天
蔚
小
：
A A 小
Y
A 客
服 + 蓝Y
A 天
使
B B B 蔚 B
旺 小
：
旺 小
服
宝 Y 蓝
Y=AB=AA=0 Y=A+B客=A+A=1
淘 蔚
Y 旺
一 ：
旺
唯 服
2、竞争-冒险的判断 宝
， 客
淘
1）代数法 品 旺
一
出 旺
唯
由竞争-冒险的分析可知，室两只要输出逻辑在一定条件下能变换成宝Y = AA，Y = A+ A就可能存在竞争-冒险。
，
作 淘
品
2）卡诺图法 工 一
出
英 唯
只要卡诺图中存在两个相切但不相交室的圈，就会产生冒险现象。
精 ，
作
3）计算机辅场助分析：输入原理图，检查复杂电路的
品
竞争冒险现象。
工
例：试判 职 断图示电路是否存在竞争-冒险。 出
英
室
精
作
场 BC
工 00 01 11 10
A 职 A
英
B + Y 0 0 1 1 0
精
场
职 1 0 0 1 1
C Y=AB+AC
当B=C=1时，Y = A+ A，存在竞争-冒险，由卡诺图也可以看出，有两个相交但不相切的圈。
3. 竞争-冒险的消除
1）修改逻辑设计，加入冗余项。
如：Y = AB+ AC,当B=C=1时，Y = A+ A，存在竞争-冒险。
根据 F=AB+AC+BC=AB+AC，在上式中加入BC，电路复杂了，但当B=C=1时，F=A+A+1• 1=1,消除了竞争-冒险。
2）引入封锁脉冲
3）引入选通脉冲
4）加滤波电容
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复习题：3.1（a）（b）、3.2、3.7、3.11（2）、3.13（1）、3.20、3.21
4 触发器
4.1 定义、特点、分类
定义：具有1位二进制信号的接收、保存和输出功能。
特点：
1）两个稳定状态和两个互补的输出，用来表示二进制的0和1。 使
天
2）根据不同的触发信号，可置成0态或1态。
小
分类： 小
使
蓝
1）按电路结构分为RS触发器、JK触发器、T触发器和D触发器等。 天
蔚
小
2）按触发方式分为电平触发和边沿触发。 ：
小
服 使
蓝
客 天
蔚
4.2 RS触发器 旺 小
：
旺 小
服
宝 蓝
客
1.闩锁电路：构成、特点 淘 蔚
旺
将两个非门的输入和输出端交叉互联，就 一 构成闩锁电路。 旺 ：
唯 服
宝
， 客
Q Q 淘
品 旺
一
出 旺
唯
室 宝
，
作 淘
品
工 一
出
英 唯
室
精 ，
工作时处于稳
场
定的互锁状态，Q、Q作为互补输出，又
品
是对方的输入，规定Q=1为1状态，锁存二进制的1，Q=0为
工
职 出
二进制的0状态，锁存二进制数0英。
室
精
2、基本RS触发器：构成、特性表、 作
场
工
在闩锁电路上增加两职个控制输入端，就构成了基本RS触发器。
英
Q Q
精
场
职 S R Q Q 说明
0 1 1 0 置1
1 0 0 1 置0
1 1 X X 保持
S R 0 0 1 1 不定
基本RS触发器 特性表
3、同步RS触发器：构成、定义、现态、次态、特性表、特性方程、状态转换表、时序波形图、逻辑符号。
定义：触发器状态不随RS的变化随时转换，而是等待同步时钟脉冲到来时才按RS转换。
现态：输出Q端在同步信号到来前状态（触发前），用Qn表示。
次态：输出Q端在同步信号到来后状态（触发后），用Qn+1表示。
触发方式：高电平触发。
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构成、特性表
Q Q
n+1 n n+1
CP R S Q 说明 R S Q Q
RS
0 X X Q n 保持 1 0 0 0 n 00 01 11 10
1 0 0 Q n 保持 1 0 1 0 Q
0 0 1 X 0
1 0 1 1 置1 0 1 0 1
1 1 0 0 置0 0 1 1 1
1 1 1 X 0
1 1 1 X 不定 0 0 0 0
0 0 1 1
S CP R
特性方程：Qn+1 =S +RQn，约束条件RS不能同时为1。
使
天
状态转换图 小
小
R=0 使
蓝
S=1 蔚 天
小
：
R S = = X 0 0 客 1 服 S R = = X 0 蓝 小 天 使
蔚
旺 小
：
R=1旺 小
服
S宝=0 蓝
客
淘 蔚
旺
时序波形图 一 ：
旺
唯 服
宝
CP ， 客
淘
品 旺
一
出 旺
R 唯
S 室 ， 宝
作 淘
品
工 一
出
英 唯
室
Q 精 ，
作
Q 场 工 品
职 出
英
室
逻辑符号： 精
作
场
职 S IS Q 工
英
CP CI
精
R IR Q
场
4、D触发器：构成、特性表、职特性方程、逻辑符号。
1）逻辑图、特性表、特性方程、逻辑符号。
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Q Q
Q Q
n+1
CP D Q 说明
n
0 X Q 保持
G1 G2
1 0 0 置0
D CI
1 1 1 置1
G3 G4 D CP
n+1
Q =D
D CP
使
特点：满足了约束条件，但失去了CP=1时的保持状态，适用于单端输入场合。一般作为锁存器使用，当需要锁存
天
一个数据时，将数据送到输入D端，然后发出一锁存信号CP，数据将被锁存在小输出端。
5、主从RS触发器：结构、特点、逻辑符号（了解抗干扰能力） 小
使
蓝
天
蔚
S Q 小
：
CI 服 小 使
蓝
Q 客 天
R 蔚
旺 小
：
旺 小
服
宝 蓝
客
4.3 JK触发器 淘 蔚
旺
一 ：
旺
唯 服
宝
1、JK触发器：构成、特性表、特性，方程、状态转换表、逻辑符号。 客
淘
品 旺
一
Q Q 出 唯 旺
室 宝
作
品CP
，
J K
Q淘n +1
说明 J K Q
n
Q
n +1
工 出 0 X X 一 Q n 保持 0 0 0 0
英 唯
G1 精 G2 室 1 0 ， 0 Q n 保持 0 0 1 1
S 场 R 工 作 1 1 品 1 Q n 翻转 1 1 0 1
职 英 1 出 1 0 1 置1 1 1 1 0
室
G3 G精4 1 0 1 0 置0 1 0 0 1
作
场
工 1 0 1 1
职
英 0 1 0 0
J CP K
精
0 1 1 0
场
职
特性方程：Qn+1 = JQn +KQn
状态转换图
J=1
K=X
J=0 J=X
0 1
K=X K=0
J=X
K=1
逻辑符号：
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J Q
CI
K Q
特点：允许JK同时为1，无约束项，实现了状态翻转。
但在CP=1期间，JK的变化仍会引起触发器的多次翻转，即需要JK在触发脉冲有效期间稳定，抗干扰能力较差。
2、主从JK触发器：结构、特点
用两个JK触发器组成主从JK触发器，可保证每个CP脉冲触发器只翻转一次。
3、T触发器：构成、特性表、特性方程
在单端应用场合，将JK连在一起，得到T触发器。
Q Q 使
天
小
CP T Q
n+1
说明
小
使
蓝
n
G1 G2 0 X Q 保持 天
蔚
S R 1 0 Q n ：保持 小
1 1 Q
n服翻转 小
使
蓝
G3 G4 客 天
蔚
旺 小
：
旺 小
服
宝 蓝
客
T CP 淘 蔚
一
旺
：
旺
唯 服
宝
特性方程Qn+1 =TQn +TQn，只 ， 有保持和翻转两种淘状态，失去了置0、客置1功能。
品 旺
一
出 旺
唯
室 宝
，
4.4 边沿触发器 作 淘
品
工 一
出
英 唯
室
1、维持阻塞结构精边沿触发器：特点 ，
作
其真值表与普 场 通D触发器真值表工相同。保证触发器在品CP上跳沿可靠动作，而在其它时间均能抑制干扰的影响。
职 出
2、利用传输延迟时间的边沿英触发器
室
精
可见这种触发器在CP=1及CP=0期间均能抑作制干扰信号，触发器的次态取决于CP下跳沿JK的状态，称之为负边沿
场
工
触发型JK触发器。真值表职与JK触发器相同。
英
精
场
4.5 触发器的主要参数
职
1、建立时间t ：输入信号应先与CP到达的时间。即输入信号稳定t 时间后，才能发出CP信号。一般为两个门
set set
延迟时间2t 。
pd
2、保持时间t：为保证触发器的可靠翻转，CP信号到达后，输入信号需再保持一段时间才能撤掉。一般为一个门
h
延迟时间1t 。
pd
3、传输延迟时间t 、t ：从触发信号CP上升沿或下降沿开始，触发器新状态稳定建立起来的时间。一般地t =2t 、
PLH PHL PLH pd
t =3t 。
PHL pd
4、最高时钟频率 f ：时钟信号 CP 的高低电平持续时间要大于触发器的传输延迟时间，保证下一个触发信号到
C（max）
来之前，触发器已建立稳定状态。
f
1
C(max)=
t +t +t
PHL set pd
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4.6 触发器逻辑功能转换
将特性方程转换为相同形式，对比得到输入表达式，画出逻辑图。
1）JK转D：Qn+1 = JQn +KQn Qn+1 = D= DQn +DQn 对比得J = D K = D
2）D转JK：Qn+1 = D，Qn+1 = JQn +KQn， D = JQn + KQn = JQn •KQn
3）D转换为T：Qn+1 = D=TQn +TQn =T ⊕Qn
注意：1、触发方式
使
Q Q
天
CP CI CP CI 小
Q Q小
使
蓝
前沿触发 后沿触发蔚 天
小
：
主从结构时下跳沿改变Q状态。 服 小 使
蓝
2、触发器结构：若定义为主从触发或电平触发，应注客意RS、D触发器触发电平有效期间，输入天影响输出；JK主从
蔚
旺 小
触发器，当主从触发器为相反状态时，输入不再影响输出。 ：
旺 小
服
3、RS触发器若RS同时出现约束状态11时，宝输出画为虚线（不定状态）。 蓝
客
复习题：4.4、4.6、4.14、4.21 淘 旺 蔚
一 ：
旺
例1：一个触发器的特性方程为Qn+1 唯 =(X +Y)⊗Q宝n，试用JK、D触发器 服 实现。
， 客
淘
品 旺
一
Qn+1 = JQn +KQn 出 唯 旺
室 宝
，
作 淘
品
Qn+1 =(X +Y)Q 工n +(X +Y)Qn J=K=X+Y 一
出
英 唯
室
精 ，
D=(X +场Y)⊗Qn 作
品
工
职 出
英
精 Q Q 室 Q Q
作
场
工
职
英
J 精CI K CI D
场
职 ⊕
+
+
X YCP
CP X Y
例2写出图示电路的特性方程。
A ⊕
J Q
CP CI
K Q
1
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Qn+1 = JQn + KQn =(A⊕Qn)Qn =(AQn + AQn)Qn = AQn
复习题：4.4、4.6、4.7、4.8、4.9、4.14、4.21
使
天
5 时序逻辑电路
小
小
使
蓝
天
蔚
小
：
小
5.1 时序电路的分析 服 使
蓝
客 天
蔚
旺 小
：
1、同步时序逻辑电路的分析步骤：1）、2）、3）、旺4）5） 小
服
宝 蓝
同步时序逻辑电路是指在一个CP脉冲的作用下，电路中所有触发客器都在同一时刻翻转，分析方法如下。
淘 蔚
旺
1）写出电路中每个触发器的驱动方程（一输入信号的逻辑表达式）。
：
旺
2）将各触发器的驱动方程代入各自的 唯 特性方程中，求得每个触发器的状态方服程。
宝
， 客
3）写出输出方程。 淘
品 旺
一
4）求出在时钟作用下电路的出状态转换图、状态表或波形图。 旺
唯
室 宝
5）判断电路能否自启动。 ，
作 淘
品
2、异步时序逻辑电路工分析方法 一
出
异步时序电路的触 英 发器不共用一个 C室P 脉冲，即时序电路唯中所有触发器不在同一时刻翻转。当 CP 脉冲到来时，只
精 ，
有哪些接CP脉冲场的触发器才能用特性方作程去计算次态。其
品
它触发器只有确定状态方程有效，才可以将电路的初始状态和
工
输入变量取值代职入状态方程。 出
英
室
精
作
场
5.2 寄存器 工
职
英
精
1、数码寄存器：组成、功能 。 场
职
一个触发器存储一位二进制代码，N 位寄存器由 N 个触发器组成，具有接收、存放、输出和清零功能，一般用 D
触发器构成。
2、移位寄存器：组成、功能、作用
移位寄存器是将D触发器的输出Q与下一位D触发器的D端相连，当时钟脉冲到来时，每一个时钟脉冲将上一位
移到下一位。下图为右移以为寄存器。
右移串 Q0 Q1 Q2 Q3
D 右移串
行输入 ID Q ID Q ID Q ID Q
行输出
CP CI CI CI CI
C R R Q R Q R Q R Q
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可实现串入并出、串入串出。
5.3 计数器
1、四位同步二进制计数器74LS161：功能表、时序图、逻辑符号、扩展方法。
2、任意进制计数器的组成方法：
1）乘数法：计数脉冲接到N进制计数器的时钟输入端，N进制计数器的进位输出端接到M进制计数器的时钟输入
端，两个计数器一起构成NXM进制计数器。
2）复位法：N进制的定义就是逢N进一，利用附加逻辑门，在计数脉冲达到N个时，输出负脉冲送到R 端，使输
D
使
出清0。进位信号需附加逻辑门产生。 天
小
3）置数法：置起点、改变终点、跳过中间状态。
小
实质是利用置数端使计数器跳过某些状态。 蓝 使
天
1）置起点：改变计数起点，计满后输出进位信号，重新置入起蔚点开始下一周期计数，计数值不再等于输入脉冲数
小
：
小
，以状态顺序号表示脉冲个数，或者说脉冲个数等于计数值减起 服 始值。利用进位信蓝号取反接L ，D端使置初值。初值=计
客 D 天
蔚
数器容量-进制值，自动产生进位信号。 旺 ： 小
旺 小
2）改变终点：计数到某个数后，置入最大数，宝然后从0开始计数。服如果用N进制计数
蓝
器构成M进制计数器，应跳
客
淘 蔚
旺
过N-M个状态。置数脉冲应在M-2个CP脉冲产一生。自动产生进位信号。不同进制计数器：只需改变L 和接入Q的关系即
旺 D
唯 服
宝
可。 ， 客
淘
3）跳过中间状态 品 一 旺
出 旺
如12进制，可跳过中间任室意4个状态，如跳过唯6、7、8、9四个状
宝
态，当计数值达到(5)0101时，通过组合逻辑在
，
下一个CP脉冲到来时，置入作（10）1010，计满后产生进位，自动复位淘。
品
工 一
出
英 唯
室
5.4 时序电路的设计 精 方法 ，
作
场 品
工
职 出
英
掌握时序电路 的设计步骤精和方法：1）、2）、3）室、4）、5）、6）
作
1、功能描述 场
工
职
1）对给定的逻辑问题进行逻辑抽象，英确定输入变量、输出变量和状态数。通常取原因和条件作为输入变量，取其
精
结果作为输出变量。
场
2）对输入、输出和电路状态进职行定义，并对电路状态顺序进行编号，然后按命题要求画出状态转换图或列状态转
换表。
2、状态化简
若两个电路状态在相同的输入下有相同的输出，并且转换到同一个次态，则称这两个状态为等价状态。等价状态是
重复的，可以合并为一个。
3、状态编码
又称状态分配，时序电路的状态是用触发器状态的不同组合来表示的。首先要确定触发器的数目，n个触发器有2n
状态组合，所以要得到M个状态组合，必须取2n-1<M≤2n，其次要给每个电路状态规定对应的触发器组合。由于每一组触
发器的状态组合都是一组二值代码。如果状态分配得当，设计电路可能简单，否则电路会复杂。
4、确定触发器类型，并求出驱动方程和输出方程。
5、按驱动方程和输出方程画出逻辑图。
6、检查所设计的电路能否自启动。
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无效状态能够在时钟脉冲的作用下，进入有效循环中，说明电路能够自启动，否则不能自启动。
如果电路不能自启动，则需采取措施加以解决，一是在电路开始工作时通过预置数将电路状态循环中的某一种。另
一种解决方法是通过修改逻辑设计加以解决。
复习题：例5.6.1、例5.6.2、5.3、5.4、5.8、5.17、5.21
6 脉冲波形的产生和整形
使
天
小
6.1 555定时器：电路结构、工作原理、功能表。 小
使
蓝
天
蔚
小
1、电路结构 ：
小
由比较器、RS触发器和集电极开路的放电三极管组成。 服 使
蓝
客 天
2、功能表P221。 蔚
旺 小
：
旺 小
服
宝 蓝
6.2 施密特触发器：特点、组成、波形、电压传输淘特性、作用 客
蔚
旺
一 ：
旺
唯 服
1、特点 ， 宝 客
淘
1）是一种电平触发器，能将变化品缓慢的各种周期波形（如正弦波、锯齿旺波）变换成矩形波。可用于消除矩形波上
一
出 旺
的噪声。 唯
室 宝
，
2）输入电平上升时使触作发器翻转的阈值电压与输入电平下降时淘使触发器翻转的阈值电压是不同的，两者的差值称
品
为回差电压。具有较强的抗 工 干扰能力。 出 一
英 唯
2、组成 精 室 ，
作
1）用门电路 场 组成 品
工
职 出
2）由555定时器组成 英
室
精
V CC 场V DD 作
工Vi
职
英
8 4 R 精 2V CC /3 V + Vo
场 V CC /3 V - 1
V I 6 7 D职ISC 0 t
555
Vo
2 3 Vo
5 1 0 V /3 2V /3 Vi
CC CC
0 t
V
CO
3、施密特触发器的应用
1）脉冲整形，P227；
2）波形变换，P228；
3）脉冲幅度鉴别，P228；
4）光控路灯开关，P229。
5）电子琴等。
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6.3 单稳触发器：特点、组成、作用
1、特点
1）有一个稳定状态（稳态）和一个暂时稳定状态（暂态）。
2）在外来触发脉冲作用下，能够从稳态翻转到暂态，维持一段时间后，自动返回稳态。暂态时间仅取决于电路参
数，与触发脉冲宽度和幅度无关。
2、组成
1）用门电路组成
2）由555定时器构成
V
CC
使
天
小
R
8 4 小
使
Vc 7 蓝
Q 天
蔚
6 555：3 Vo(Q) 小
小
服 使
V I 2 客 蓝 天
蔚
旺5 1 小
：
旺 小
C 服
宝 蓝
客
淘 蔚
旺
一 ：
3、单稳触发器的应用 唯 旺 服
宝
1）脉冲整形 ， 客
淘
品 旺
2）脉冲定时 一
出 旺
唯
3）脉冲延时 室 宝
，
作 淘
品
工 一
出
6.4 多谐振荡器：构成、英应用 唯
室
精 ，
作
场 品
工
1、构成 职 出
英
室
1）对称式多 谐振荡器 精
作
场
职 工 C2
英 V I1 放电 充电
精
V
场 TH
C2
职 0 t
V
IK
V V V V
O1 I2 O2 O1
V
I1
C1
G1 G2
0 t
C1
R1 R2
V I2 充电 放电
对称式多谐振荡器
V
TH
0 t
V
IK
V
O2
T1 T2
0 t
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2）石英晶体多谐振荡器
3）施密特触发器构成的多谐振荡器
4）用555定时器构成的多谐振荡器
2、应用
1）方波发生；
2）延迟报警；
3）救护车发音；
4）温度/频率变换。
例1：画出图示电路V 波形。
O
V 使
CC
V 天
b
小
8 4 V a 小 使
蓝
天
V a 6 V 蔚 小
555 3 Vo b ： 小
服 使
2 蓝
客 天
Vo 蔚
旺 小
1 旺 ： 小
服
宝
客
蓝
淘 蔚
旺
例2：画出图示电路输出波形，有何功能？一 ：
旺
唯 服
R 宝
V ， 客
C 淘
品 旺
一
出V 旺
+ 唯
室 宝
V C V 作 o V - ， 淘
0 品
工 一
C 英 V O 室 出 唯
精 ，
作
场 品
工
职 0 出
英
室
占空比为1/2 的多谐振荡器精。
作
场
例3、画出图示电 路输出波形 工
职
英
精V
i
场
C 职 V
V Vo +
i V
-
R
V
O
复习题：例6.4.1、6.2、6.5、6.6、6.18、例1、例2、例3。
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7 存储器和可编程逻辑器件 使
天
小
小
使
蓝
天
蔚
7.1存储器：分类、构成、技术指标、扩展方法、实现组合逻辑函数原理 小
：
小
服 使
蓝
客 天
1、分类：ROM、RAM、静态、动态 蔚
旺 小
：
2、构成：地址译码、存储矩阵、读写控制 旺 小
服
宝 蓝
3、技术指标：存储量（存储单位）、存取周期（连续两次读（写）客操作间隔的最短时间成为存取周期。）
淘 蔚
旺
4、输出是输入的最小项表达式 一 ：
旺
5、扩展方法：位扩展、字扩展、混合扩 唯 展 服
宝
， 客
地址线数：16 15 14 13 12 11 10 9 淘 8 7 6 5 4 3 2 1
品 旺
一
寻址范围：64K，32K，16K，出8K，4K，2K，1K，512，256，128，64，旺32，16，8，4，2
唯
室 宝
以位为单元存储器（单根数据线）使用时需根，据字长扩展，除数据线外，其余线全部并联。
作 淘
品
位数够用，字数不够工用时，需进行字扩展。按单片存储量分页一，高位地址译码，片选端分别接译码器输出，其余线
出
全部并联。 英 室 唯
精 ，
复习题： 场 作 品
工
1）存储器职在功能上分为那两类？各有什么特点？ 出
英
室
2）什么是静态 RAM？什么精是动态RAM？
作
场
3）只读存储器RO M为什么可以实现任意组工合逻辑函数？
职
4）位、字节、字长的定义是什么？4KX英4位存储器有几根子线？几根位线？几根地址线？
精
5）什么是存储器的位扩展？什么是字扩展？
场
6）现需16K字节存储器，用1职6KX1位存储器进行 扩展需 片？用4KX8位存储器进行 扩展需 片？用
4KX4位存储器进行 扩展需 片？
7.2 可编程逻辑阵列（PLD）
1、PLD的逻辑表示：交叉点、与或阵列、输入输出缓冲、输出极性选择、数据选择
1）阵列交叉点表示
实体连接 可编程连接 断开单元
2）与阵列和或阵列逻辑表示
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A A B B C C P1 P2 P3
F(A、B、C)=0 f=P1+P2+P3
3）输入缓冲、输出缓冲
A A A A
A EN EN
A
A A A A A
EN EN
互补输入 三态输出（同相） 三态输出（反相）
4）输出极性可编程
A Y
使
天
0:Y=A 同相输出 小
1:Y=A 反相输出 小 使
蓝
天
蔚
小
5）数据选择可编程 ：
小
服 使
蓝
客 天
MUX MUX 蔚
旺 小
：
旺 小
服
宝 蓝
客
淘 蔚
旺
二选一 四选一 一
旺
：
唯 服
2、PLD的基本阵列结构 宝
， 客
淘
由可编程的与阵列、或阵列和输品出三态缓冲器组成。
旺
一
出 旺
唯
A 室 与 宝
，
作 逻 淘
工B 品 辑
一
出 阵
精
英
C 室 ，
列唯
EN
作
场 品
工
职 出
英 Y1
室
精
场 作 Y2
工
职
英 Y3
精
或逻辑阵列
场
例：用PLD实现下列组合逻辑职函数
Y1= ABC+ ABC
Y2= B⊕C = BC+CB
Y3= AΘB= AB+ AB
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A 与
逻
B 辑
阵
列
C
EN
Y1
Y2
Y3
或逻辑阵列
使
3、通用阵列逻辑（GAL）：电路结构、控制方式、工作模式、行地址图
天
1）电路结构 小
由输入缓冲器、可编程与阵列、不可编程或阵列和可编程逻辑宏单元小(OLMC)、输出缓冲器 等构成。16V8的意思是
使
蓝
最多有16个引脚作为输入，8个引脚作为输出。 天
蔚
小
8个输入缓冲器，8个反馈缓冲器，8个输出三态缓冲器，8：个输出逻辑宏单元。
小
与阵列有64条行线和32条列输入线，按行分为8个阵列 服 块，每块8条线，蓝每条线各接一个与门，使与门的输出称为
客 天
乘积项（与项）。 旺 蔚 小
：
旺 小
宝 CK 服 蓝
客
淘 蔚
旺
一 ：
旺
唯 OLMC 服
宝
， 客
(n淘)
品 旺
一
出 旺
唯
室 m 宝
，
作 CK 淘
品
工 一
出
英 唯
2）控制方式 室
精 ，
作
输出宏单元场的功能是通过结构控制字编程的，修改结
品
构控制字，可实现不同的电路连接，完成不同的逻辑功能。图
工
中的AC0、AC1( 职 n)、XOR(n)都是结构控制字中的可编程位出。
英
室
结构控制字有 5种，82位精，其中(n)表示OLMC的编号（引脚号），组成如图所示。
作
场
工
职
英
82位
PT63-PT32 PT31-PT0
精
乘积项禁止位 XOR(n)场SYN 结构控制位AC1(n) AC0 XOR(n) 乘积项禁止位
32位 4位职 1位 8位 1位 4位 32位
12-15 12-19 16-19
SYN：同步控制字，1位，共用，决定整个GAL是纯组合逻辑输出还是寄存器输出。
AC0：结构控制字，1位，共用，决定整个GAL的控制结构。
AC1(n)：结构控制字, 8位，分别决定每个宏单元在AC0前提下的控制方式。
XOR(n)：极性控制字，8位，分别控制各宏单元的输出极性。
PT：乘积项禁止控制字，64位，分别控制64个与阵列的输出，“1”允许输出，“0”禁止输出，被禁止的与门输出
为“0”。
3）工作模式
OLMC的5种工作模式
SYN AC0 AC1(n) XOR(n) 工作模式 输出极性 备注
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1 0 1 - 专用输入 - 1、11脚输入，输出高阻
0 低有效
1 0 0 专用组合输出 1、11脚输入，输出选通
1 高有效
0 低有效 1、11脚输入，输出三态门由第一与项
1 1 1 反馈组合输出
1 高有效 控制。
0 低有效
1 脚 CLK，11 脚OE，至少另有一个
0 1 1 时序组合输出
1 高有效 为寄存器输出。
0 低有效
0 1 0 寄存器输出 1脚CLK，11脚OE。
1 高有效
4）行地址图
S
CLK
S 移位寄存器 S
DIN DOUT
使
PT63 PT32 PT31 PT0
天
ROW0
小
小
使
蓝
与阵列 与阵列 天
蔚
小
：
小
ROW31 服 使
蓝
32 电子标签 客电子标签 天
蔚
旺 小
33 ：
旺 小
保留地址空间 服
宝 蓝
59 客
淘 蔚
旺
60 一 结构控制 旺 字 ：
唯 服
61 保密单元 宝
， 客
品62 备用 淘
旺
一
出ROW63 整体擦除 旺
唯
室 宝
，
作
品
淘
5、GAL应用举例 工 出 一
英 唯
1）逻辑功能设精计：根据题意定义逻辑室变量，列出逻辑表
，
达式；
作
2）GAL引脚场安排：一是根据逻辑功能要求和各种模式品下引脚的限制；二是PCB设计中连线最短，交叉最少原则；
工
职 出
3）建立用户源文件； 英
室
精
4）通过编译； 作
场
5）写GAL。 职 工
英
精
场
职
例1：实现基本逻辑非门、与门、或门、或非、异或非、三输入与非。
1)定义逻辑变量，写出表达式,u =a，v=ab，w=d +e，x = m+n, y = p+q,z = hij
2)引脚定义：要实现的是简单组合逻辑电路，全部电路共有12个输入端，6个输出端。其中8个输入信号安排在2
、3、4、5、6、7、8、9专用输入引脚上，1和11安排两个输入信号，剩下两个输入信号安排在12和19号引脚上，因
此将OLMC12和OLMC19设置为邻级输入组态，其余6个OLMC设置为组合输出组态。引脚配置如图：
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V
b 1 20 CC
C 2 19 a
d 3 18 u
e 4 17 v
m 5 16 w
n 6 15 x
p 7 14 y
q 8 13 z
h 9 12 j
10 11 i
使
用ABEL-HDL语言编程如下：
天
Module example1 小
Title ‘basic logic gate Li Ming 2006.10’ ”标题 小
使
蓝
Name device ‘P16V8S’； ”器件声明 天
蔚
小
a,b,c,d,e Pin 19,1,2,3,4； ”引：脚声明
小
m,n,p,q,h Pin 5,6,7,8,9； 服 蓝 使
客 天
i,j Pin 11,12； 旺 蔚 小
：
u,v,w,x,y,z Pin 18,17,16,15,14,13； 旺 小
服
宝 蓝
equations ”逻辑功客能描述
淘 蔚
旺
u=!a； 一 ：
旺
唯 服
v=b&c； 宝
， 客
淘
w=d#e； 品 旺
一
x=!(m#n) ； 出 旺
唯
室 宝
y=!(p$q) ； ，
作 淘
品
z=!(h&i&j)； 工 一
出
英 唯
test_vector 室 ”测试向量
精 ，
作
[h,i,j]->[场z] ；
品
工
[0,0,0]- 职 >[1] ； 出
英
室
[0,0,1]->[1 ] ； 精
作
场
[0,1,0]->[1] ； 工
职
英
[1,1,1]->[0] ；
精
…… 场
end example1 职
例2：使用GAL实现下列组合逻辑及时序逻辑
X = AS+BS
Y = I ，三态门输出，高电平使能E
D触发器，三态输出，外部使能OE
四进制计数器，三态输出，外部使能OE
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解：定义 X1= AS+BS,因X在测试向量中表示任意值。
D触发器输出Q，逻辑表达式Qn+1 = D
D D
四进制计数器输出Q、Q，求逻辑表达式
A B
四进制计数器有四个状态，状态转换图和次态卡诺图如下：
00 01 QB
QA
0 1
QB QA
0
01 10
11 10 1 11 00
由次态卡诺图得出逻辑函数如下：
使
Qn+1 =Q 天
A A 小
小
Qn+1 =Q Q +Q Q 蓝 使
B A B A B 天
蔚
小
定义引脚如下图： ：
小
服 使
V CC X1 QD QA QB 客Y OE 蓝 天
蔚
20 19 18 17 16 15 14旺 13 12 11 ： 小
旺 小
服
宝 蓝
客
淘 蔚
旺
一 ：
旺
唯Q 四进制宝 服
， D 计数淘器 客
品 旺
一
出 旺
唯
1 室 2 3 4 5 ， 6 7 8 9 10 宝
作 淘
工 CLK A S B 品D I E 一 GND
出
英 唯
Title ‘composite logic Limi室ng 2007.7’
精 ，
作
Name d场evice ‘P16V8R’
品
工
职 CLK,A,S,B pin 1,2,3,4; 出
英
室
D, I,E,OE 精 pin 5,8,9,11;
作
场
X1,QD ,QA,QB,Y pin 18,16,工15,14,13;
职
英
X1 istype ‘com’ “输出类型：三态门直通
精
Y istype ‘com’ 场 “输出类型：三态门直通
Equations 职
X1=A&S#B&!S;
Y=!I;
enable Y=E “定义使能端
QD：=D；
QA：=！QA；
QB：=QA&!QB#！QA&QB;
Test_vectors
[A,B,S,I,E]->[X1,Y];
[0,0,0,X,1]->[0,X];
…… ……
End
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复习题：例7.4.1、例7.4.2、7.3、7.4、7.5、7.7、7.8
使
天
小
小
使
蓝
天
蔚
8 数/模和模/数转换 小
：
小
服 使
蓝
客 天
蔚
旺 小
：
旺 小
服
8.1 D/A转换器 宝 蓝
客
淘 蔚
旺
一 ：
旺
1、简述D/A转换原理。二进制的十进 唯 制是以2为基数的加权系数之和，用电服阻或电流源与每一位权值对应，数字
宝
， 客
量与每一位的系数用加法器得到加权系数和（模拟电压）。淘
品 旺
一
2、权电阻DAC与倒T型电阻出网络DAC各有什么特点？ 旺
唯
室 宝
权电阻DAC电路简单，原理直观，但当位数增，多时，权电阻种类增多，取值范围大，电阻精度难以保证，高位电阻
作 淘
品
值误差电流可能大于低位的工权电流值，无实用价值。 一
出
倒T型电阻网络D 英 AC所需电阻只有室两种，有利于集成，支唯路电流不变，速度快。
精 ，
3、DAC的技场术指标 作
品
工
分标率：职DAC所能分辨的最小输出电压与满量程输出出电压之比称为DAC的分辨率。
英
室
1 精
分辨率= 作
场
2n −1 工
职
转换误差：实际转换特性曲线和理想特英性曲线之间的最大偏差。由失调误差、增益误差和非线性误差。
精
失调误差产生的主要原因有：参考电压V 的波动，运放的温漂，电阻网络的阻值偏差。非线性误差是方式本身带
场 REF
来的误差。 职
转换速度：是输入数字量发生变化时，输出模拟电压达到稳定时所需要的时间。即转换器完成一次转换所需的时间。
例：8.1、8.2
8.2 A/D转换器
1、A/D转换许经过几个步骤？
一般需经采样、保持、量化、编码四个步骤。
2、什么是采样定理？
只有当采样频率大于模拟信号最高频率分量的2倍时，所采集的信号样值才能不失真地反映原来模拟信号变化的规
律。
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3、为什么要量化？量化单位是什么？有几种量化方式？最大误差是什么？
采样-保持得到的信号在时间上是离散的，但其幅值仍是模拟的。在数字量表示中，只能以最低有效位来区分幅值，
因此是不连续的。所以就要用近似的方法对采样信号转化为与之最接近离散数字电平，称之为量化。
量化单位：数字量的最低有效位为1所代表的模拟电平，用Δ表示。
量化误差：把模拟采样信号幅度划分为量化单位的整数倍时会引入误差，称为量化误差。
量化就是将采样得到的模拟电压用与之最为接近的量化电平单位的整数倍来表示。有两种处理方法：一是只舍不入
法，量化误差为一个量化单位；另一种是四舍五入法，量化误差为1/2个量化单位。
4、直接比较式ADC和间接比较ADC各有什么特点？
1）直接比较式
并行比较AD转换速度快，精度主要取决于位数（量化单位），但每增加一位比较器的个数就要增加一倍。当位数>4
时，电路复杂，不实用。
使
计数器型ADC速度慢，最长需要2n-1个时钟周期。
天
逐次逼近型ADC转换速度高，每次转换需n个时钟周期。 小
直接比较式ADC对输入模拟电压进行瞬时采样比较，抗干扰能力差。小
使
蓝
2）间接比较ADC 天
蔚
小
双积分型： ：
小
①转换的是输入信号的平均值，对交流干扰信号有很强
客
的抑 服 制能力，尤其是对蓝工频干扰，如果转换
天
周使期选择合适（2nT
C
为工频电压周期的整数倍），从理论上讲可以完全消除工频旺干扰。 蔚
小
：
②工作性能稳定。转换精度只与V 有关，只需稳 旺 定V 。 小
REF REF 服
宝 蓝
③工作速度低，且转换的是V 的平均值，适用于对直流或变化缓客慢的电压进行转换。
i 淘 蔚
旺
V/F型ADC：调频型，适合于远距离传输一，速度较慢。 ：
旺
唯 服
5、ADC主要技术指标 宝
， 客
淘
1）分辨率 品 旺
一
输出数字信号最低有效位为1 出 时所需的输入模拟电压。它表明ADC对旺输入信号的分辨能力，n位ADC能区分2n个不
唯
室 宝
同等级的输入模拟电压，在最大输入电压相同的情，况下，位数越多，所能分辨的电压越小，分辨率越高。
作 淘
品
2）转换误差 工 一
出
英 唯
主要指量化误差。四舍五入法的转换室误差为±1/2LSB。另外还有零点误差、飘移误差、非线性误差等。
精 ，
作
3）转换速度场
品
工
完成一次 职 转换所需时间。取决于电路类型，直接转出换ADC一般在10μs～100μs之间，并联比较型最快可达50ns。
英
室
间接转换ADC在10 ms～100ms之精间。
作
场
工
职
英
复习题：8.13、8.14、8.15、8.16（3）（4）
精
场
职
- 37 -本资料仅限购买者一个人使用，不得分享/转赠/转卖；祝各位获得心仪offer。版权所有，违者必究。
