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数字逻辑复习

数字逻辑复习

逻辑代数基础

符号

  • 冗余定理(是的 A , A  ̄ , B , C A, \overline A, B, C A,A,B,C)

  • 消去法: A A  ̄ B = A B A \overline AB = A B A AB=A B

  • 最小项

    • 任意两个最小乘积为0
    • 最小项之和为1
    • 任何逻辑函数都是由它变量的构成可以表示为的形式。
  • 卡诺图:用几何相邻表示逻辑相邻

  • 看看什么是,不能操作和改变,逻辑关系不直观。

小结

  • 数制:由基数和位权组成
  • 码值:常用 BCD 码有 8421 码、2421 码、5421 码、余 3 码、余 3 其中,循环码 8421 码使用最广泛
  • 简化的主要方法有两种。
  • 图形简化的变量不得超过六个
  • 常用的逻辑函数表示方法:
  • 最简单的逻辑函数表达式
    • 在最简单或类型的基础上,两次取反,最简单和非式
    • 在反函数最简单或类型的基础上,取反,得到最简单或类型
    • 在最简单或与式得的基础上,两次取反以得到最简或非式。

注意什么是数字逻辑

门电路

实现

三极管

  • 集电极、基极、发射极

MOS管

  • N沟:打开电压2V

  • P沟:打开电压-2V

  • 导通后 u o = 0 V u_o=0V uo​ = 0V

  • MOS管间电容:栅源电容,栅漏电容,漏源电容

  • 噪声容限:0.3 V D D V_{DD} VDD​, V D D : 3 V V_{DD}:3V VDD​:3V~ 18 V 18V 18V

  • 传送门:TG

  • 三态门: E N ‾ = 1 , Y = Z \overline {EN} = 1, Y = Z EN=1,Y=Z; E N ‾ = 0 , Y = A ‾ . \overline {EN} = 0, Y = \overline A. EN=0,Y=A.

  • OOD(漏极开路门)

    • 可以实现线与功能
    • 输出端用导线连接可实现与运算
    • Y = P 1 ⋅ P 2 = A B ‾ ⋅ C D ‾ Y = P_1\cdot P_2 = \overline{AB}\cdot \overline{CD} Y=P1​⋅P2​=AB⋅CD.
  • 注意的问题:

    • 输出端不能和电源、地短接。
    • 多余的输入端不应悬空.
    • 输入端外接电阻的大小不会引起输入电平的变化,因为

TTL

  • TTL反相器门电路输出端不能接地的原因:

  • 集电极开路门:OC门

  • OC 门必须外接负载电阻和电源才能正常工作。

  • 输出三态门 (TSL):用作多路开关;用于信号双向传输;构成数据总线

小结

  • 半导体二极管:是的,利用其开关特性可构成二极管
  • 半导体三极管:是一种用控制且的开关元件, 利用三极管的可构成 和其它
  • MOS管:是一种具有放大特性的由电压控制的开关元件,利用 可构成 和其它 CMOS 集成门电路。
  • 特殊功能:三态门、OC门、OD门和传输门。
  • TTL 100 kΩ接地或者悬空,是1;其他TTL, CMOS等情况都是0. CMOS 输入端不能悬空

组合逻辑电路

概述

基本分析方法与设计方法

  • 符合电路:判断输入信号极性是否相同的电路
  • 检奇电路:检验输入中1的个数;奇数输出1,偶数输出0。

加法器

二进制

  • 规则:加法“逢2进1”,减法“借2当1”.
  • 补码运算规则:补码再求补码是原码;两数补码之和两数之和的补码。

半加器 (Half Adder)

  • 函数式: S i = A i ⊕ B i S_i = A_i \oplus B_i Si​=Ai​⊕Bi​; C i = A i B i C_i = A_iB_i Ci​=Ai​Bi​
  • 符号:HA, CO

全加器 (Full Adder)

  • 注: S i = A i ⊕ B i ⊕ C i − 1 S_i = A_i \oplus B_i \oplus C_{i-1} Si​=Ai​⊕Bi​⊕Ci−1​
  • 符号:FA, CO(CI)

加法器

  • 串行进位加法器:电路简单,连接方便;速度低 4 t p d 4t_{pd} 4tpd​.
    • A = A 3 A 2 A 1 A 0 , B = B 3 B 2 B 1 B 0 A=A_3A_2A_1A_0, B=B_3B_2B_1B_0 A=A3​A2​A1​A0​,B=B3​B2​B1​B0​
  • 超前进位加法器:速度快;电路比较复杂。
    • C i = A i B i + ( A i + B i ) ∗ C i − 1 C_i = A_iB_i+(A_i+B_i)*C_{i-1} Ci​=Ai​Bi​+(Ai​+Bi​)∗Ci−1​

编码器

  • 循环码又叫

  • 二-十进制代码:又称为BCD码

  • 常见的BCD码:8421码,余3码,2421(A)码,5211码,余3循环码, 5421

  • 恒权代码:8421, 2421, 5211

  • 变权码:余3码,余3循环码

  • 编码器分类:二进制编码器,二-十进制编码器

  • 编码器分类:

    • 普通编码器
      • 二进制编码器: I 0 I_0 I0​ ~ I 7 I_7 I7​ 是一组互相排斥的输入变量,任何时刻只能有一个端输入有效信号
    • 优先编码器
      • 二进制优先编码器:允许几个信号同时输入,但是只对优先级别最高的进行编码。优先顺序: I 7 → I 0 I_7 \rightarrow I_0 I7​→I0​

译码器

  • 2线-4线译码器,3线-8线译码器,4线-16线译码器
  • 集成3线-8线译码器:74LS138, S 1 , S 2 , S 3 S_1,S_2,S_3 S1​,S2​,S3​ 都是1时才工作。即:
    • S 1 = 0 S_1=0 S1​=0 或 S ‾ 2 + S ‾ 3 = 1 \overline S_2+\overline S_3=1 S2​+S3​=1,禁止工作
    • S ‾ 1 = 0 \overline S_1=0 S1​=0 且 S ‾ 2 + S ‾ 3 = 0 \overline S_2+\overline S_3=0 S2​+S3​=0,正常工作

显示译码器

  • 数码显示器:半导体显示 (LED),液晶显示 (LCD)。
  • 共阳极:低电平驱动;共阴极:高电平驱动

数据选择器和分配器

  • 并行传送
  • 在发送端和接收端不需要数据 并-串 或 串-并 转换装置
  • 并-串转换:数据选择器;串-并转换:数据分配器

数据选择器

  • 32选1数据选择器两种方法:
    • 四片8选1 (74151) + 一片74LS139(双2线-4线译码器)
    • 四片8选1 (74151) + 一片74LS153

数据分配器

奇偶检验器和数值比较器

  • 可靠性代码

格雷码

  • 又叫循环码

  • 相邻代码间只有一位不同,且首尾相连。

  • 电路每次状态的更新都只有一位码元变化,从而减少了计数错误。

  • G i = B i + 1 ⊕ B i G_i = B_{i+1} \oplus B_i Gi​=Bi+1​⊕Bi​

奇偶校验码

数值比较器

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