数电课件：课程实验及总结.ppt

1、Digital Electronics Technology2022-1-21课课 程程 总总 结结Digital Electronics Technology2022-1-211、课程特点：数字电路是一门技术基础课，是学习、课程特点：数字电路是一门技术基础课，是学习微机原理、接口技术等计算机课程的基础课程。它微机原理、接口技术等计算机课程的基础课程。它既有丰富的理论体系，又有极强的实践性。既有丰富的理论体系，又有极强的实践性。2、学习重点：、学习重点： （1）具体电路以）具体电路以分析和分析和 设计方法设计方法为主。为主。 （2）在具体设计步骤和所涉及的）在具体设计步骤和所涉及的概念原理概念

2、原理之间，之间， 以以概念原理概念原理为主。为主。 （3）在集成电路的内部工作原理与）在集成电路的内部工作原理与外部特性外部特性之之 间，间，以外部特性以外部特性为主。为主。课程总结课程总结Digital Electronics Technology2022-1-21二、课程主要内容简介二、课程主要内容简介数字电子技术数字电子技术基础知识：基础知识：数制和码制、逻辑代数基础数制和码制、逻辑代数基础门电路：门电路：二极管门电路、二极管门电路、CMOS门电路、门电路、TTL门电路门电路组合逻辑：组合逻辑：分析与设计、组合逻辑器件、竞争分析与设计、组合逻辑器件、竞争-冒险冒险时序逻辑时序逻辑：触发器

3、、分析与设计、时序逻辑器件：触发器、分析与设计、时序逻辑器件波形产生与整形波形产生与整形：施密特触发器、单稳态触发器、多谐：施密特触发器、单稳态触发器、多谐 振荡器、振荡器、555定时器定时器半导体存储器半导体存储器：ROM、RAM可编程逻辑器件可编程逻辑器件：PAL、GAL、EPLD、CPLD、FPGAD/A、A/D转换转换Digital Electronics Technology2022-1-21课程总结课程总结第一章第一章 数制和码制数制和码制重点：重点：二进制、八进制、十六进制、余二进制、八进制、十六进制、余3码、格雷码、码、格雷码、十进制代码及十进制代码及8421BCD的相互转换。

4、的相互转换。难点：难点：补码运算补码运算Digital Electronics Technology2022-1-21课程总结课程总结第二章第二章 逻辑代数基础逻辑代数基础重点：重点：逻辑代数中的三种基本运算；逻辑代数的基本公式和常用公式：逻辑代数中的三种基本运算；逻辑代数的基本公式和常用公式：基本公式、若干常用公式；基本公式、若干常用公式；逻辑函数及其表示方法；逻辑函数及其表示方法；逻辑函数的化简方法：逻辑函数的化简方法：重点是卡诺图化简法重点是卡诺图化简法、具有无关项的逻具有无关项的逻辑函数及其化简。辑函数及其化简。难点：难点：公式的灵活应用。公式的灵活应用。卡诺图化简法，具有无关项的逻辑

5、函数卡诺图化简法。卡诺图化简法，具有无关项的逻辑函数卡诺图化简法。Digital Electronics Technology2022-1-21课程总结课程总结第三章第三章 门电路门电路 重点：重点： 随着技术的发展，随着技术的发展，CMOS器件已经走上数字电器件已经走上数字电路的舞台，担任起主角。因此，门电路将以前的以路的舞台，担任起主角。因此，门电路将以前的以TTL门电路为重点发展成以门电路为重点发展成以CMOS器件为重点。重器件为重点。重点介绍点介绍CMOS电路的外特性，使用注意事项。电路的外特性，使用注意事项。TTL门重点介绍门重点介绍74LS系列。系列。难点：难点：CMOS和和TTL

6、电路的内电路工作原理，两种器件外电路的内电路工作原理，两种器件外特性的比较特性的比较Digital Electronics Technology2022-1-21课程总结课程总结第四章第四章 组合逻辑电路组合逻辑电路 重点：重点：重点是方法的培养。重点是方法的培养。组合逻辑电路的分析方法。组合逻辑电路的分析方法。组合逻辑电路的设计方法。组合逻辑电路的设计方法。常用的组合逻辑电路：编码器，译码器，数据选择器，加常用的组合逻辑电路：编码器，译码器，数据选择器，加法器。法器。组合逻辑电路中的竞争冒险现象：由于在时序逻辑电路组合逻辑电路中的竞争冒险现象：由于在时序逻辑电路的应用中（例如计数器）竞争冒险

7、常常造成错误的结果，的应用中（例如计数器）竞争冒险常常造成错误的结果，因此，因此，竞争冒险现象要知道如何判断及克服竞争冒险现象要知道如何判断及克服。难点：难点：组合逻辑电路的设计步骤：变量定义、变量赋值、根据实组合逻辑电路的设计步骤：变量定义、变量赋值、根据实际问题画出真值表。际问题画出真值表。中规模集成电路的应用：扩展应用，实现逻辑函数。中规模集成电路的应用：扩展应用，实现逻辑函数。Digital Electronics Technology2022-1-21课程总结课程总结1. 组合电路的分析步骤组合电路的分析步骤 （1）由已知的逻辑图，写出相应的逻辑函数式；）由已知的逻辑图，写出相应的逻

8、辑函数式； （2）对函数式进行化简；）对函数式进行化简； （3）根据化简后的函数式列真值表，）根据化简后的函数式列真值表， （4）描述逻辑功能。）描述逻辑功能。所谓组合逻辑电路的分析，就是根据给定的逻辑电路图，所谓组合逻辑电路的分析，就是根据给定的逻辑电路图，求出电路的逻辑功能。求出电路的逻辑功能。Digital Electronics Technology2022-1-21 与分析过程相反，组合逻辑电路的设计是根据给定的实与分析过程相反，组合逻辑电路的设计是根据给定的实际逻辑问题，求出实现其逻辑功能的最简单的逻辑电路。际逻辑问题，求出实现其逻辑功能的最简单的逻辑电路。4.2 组合逻辑电路的分

9、析与设计方法组合逻辑电路的分析与设计方法Digital Electronics Technology2022-1-21 设计步骤：设计步骤： (1)进行逻辑抽象：进行逻辑抽象： 分析设计要求，设置输入输出变量并逻辑赋值分析设计要求，设置输入输出变量并逻辑赋值,列真值表列真值表 ； (2)写出逻辑表达式，并化简；写出逻辑表达式，并化简； (3) 选定器件的类型：选定器件的类型：门电路组合逻辑电路门电路组合逻辑电路 (4)根据所选定的器件将逻辑函数变成适当的形式。根据所选定的器件将逻辑函数变成适当的形式。 (5)根据化简或变换后的逻辑函数式，画出逻辑电路图根据化简或变换后的逻辑函数式，画出逻辑电路

10、图 (6)工艺设计：工艺设计： 电路板、机箱、电源、面板、显示电路、控制开关电路板、机箱、电源、面板、显示电路、控制开关 (7)组装、调试组装、调试4.2 组合逻辑电路的分析与设计方法组合逻辑电路的分析与设计方法Digital Electronics Technology2022-1-211 1、组合逻辑电路的分析方法及步骤组合逻辑电路的分析方法及步骤2 2、组合逻辑电路的设计方法及步骤组合逻辑电路的设计方法及步骤3 3、什么是半加器？什么是全加器？、什么是半加器？什么是全加器？4 4、什么是竞争？什么是冒险？消除竞争冒、什么是竞争？什么是冒险？消除竞争冒 险有哪些方法？险有哪些方法？5 5、

11、用、用74HC13874HC138，75HC151,74HC15475HC151,74HC154实现逻辑函数，实现逻辑函数，本章重点及考点：本章重点及考点：Digital Electronics Technology2022-1-21课程总结课程总结第五章第五章 触发器触发器重点：重点：触发器的逻辑功能及其描述方法，触发器按逻辑功触发器的逻辑功能及其描述方法，触发器按逻辑功能的分类，触发器的电路结构和逻辑功能、触发方能的分类，触发器的电路结构和逻辑功能、触发方式的关系。式的关系。重点介绍边沿触发器重点介绍边沿触发器。Digital Electronics Technology2022-1-21

12、5.1 概述概述JK触发器、触发器、D触发器、触发器、T触发器、触发器、SR触发器触发器 1、学会用特性表（功能表）、特性方程式、和、学会用特性表（功能表）、特性方程式、和状态翻转图来描述上述触发器的逻辑功能状态翻转图来描述上述触发器的逻辑功能2、理解电平触发、脉冲触发和边缘触发的不同动、理解电平触发、脉冲触发和边缘触发的不同动作特点作特点,能够根据触发器类型画出输入输出波形图。能够根据触发器类型画出输入输出波形图。 3、了解触发器的内部电路结构、了解触发器的内部电路结构 本章重点本章重点Digital Electronics Technology2022-1-21特性方程特性方程 Digit

13、al Electronics Technology2022-1-21 逻辑符号逻辑符号 “”表示边沿触发方式表示边沿触发方式, , “”表示主从触发方式表示主从触发方式, , 非号非号“”：表示低电平有效：表示低电平有效, , 加小圆圈加小圆圈“”：表示低电平有效触发：表示低电平有效触发, , 不加小圆圈不加小圆圈“”：表示高电平有效触发。：表示高电平有效触发。总结：触发器的两要素总结：触发器的两要素1 1逻辑功能逻辑功能 描述方法：逻辑符号、特性表、状态转换图、描述方法：逻辑符号、特性表、状态转换图、特性方程特性方程 Digital Electronics Technology2022-1-

14、21 (1) (1) 基本基本RSRS触发器触发器 直接电平触发（低电平有效直接电平触发（低电平有效/ /高电平有效），无高电平有效），无CPCP2. 2. 触发方式触发方式 (2) (2) 同步触发同步触发 CPCP的（高的（高/ /低）电平期间触发，低）电平期间触发， 在整个电平期间接收信号在整个电平期间接收信号RS/JK/D/TRS/JK/D/T， 在整个电平期间状态相应更新，所以存在空翻。在整个电平期间状态相应更新，所以存在空翻。 (3) (3) 边沿触发边沿触发 只在只在CPCP的的或或边沿触发，边沿触发， 只在只在CPCP的的或或边沿接收信号边沿接收信号RS/JK/D/TRS/JK

15、/D/T， 只在只在CPCP的的或或边沿状态更新，克服了空翻。边沿状态更新，克服了空翻。Digital Electronics Technology2022-1-21课程总结课程总结第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 重点：重点：重点是方法的培养重点是方法的培养。同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法：特性方程同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法：特性方程(状状态方程态方程)驱动方程，输出方程，状态表，状态图，时序图，驱动方程，输出方程，状态表，状态图，时序图，次态卡诺图。次态卡诺图。若干常用的时序逻辑电路：寄存器和移位寄存器。若干常用的时序逻辑电路：寄存器和移位寄存器。难点：难点：同步时序

16、电路的分析：由逻辑图产生状态转换图。同步时序电路的分析：由逻辑图产生状态转换图。同步时序逻辑电路的设计：由实际问题设计出逻辑电路同步时序逻辑电路的设计：由实际问题设计出逻辑电路的步骤。的步骤。Digital Electronics Technology2022-1-21本章小结本章小结1要求一般了解、理解与掌握的内容：要求一般了解、理解与掌握的内容： (1) 了解时序逻辑电路的特点及和组合逻辑电路的区别。了解时序逻辑电路的特点及和组合逻辑电路的区别。 (2) 了解寄存器和计数器的特点和分类。了解寄存器和计数器的特点和分类。 (3) 中规模集成电路计数器和移位寄存器的应用。中规模集成电路计数器和

17、移位寄存器的应用。2要求深刻理解与熟练掌握的重点内容：要求深刻理解与熟练掌握的重点内容： (1) 理解常用时序电路，尤其是计数器、移位寄存器组理解常用时序电路，尤其是计数器、移位寄存器组 成及工作原理。成及工作原理。 (2) 重点掌握重点掌握同步时序逻辑电路同步时序逻辑电路的的分析分析与设计方法。与设计方法。 (3) 中规模集成电路中规模集成电路74160和和74161的应用。的应用。 3难点：时序逻辑电路的设计方法及异步逻辑电路的分析难点：时序逻辑电路的设计方法及异步逻辑电路的分析 方法。方法。Digital Electronics Technology2022-1-21本章小结本章小结1.

18、 时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析方法 同步时序逻辑电路的分析是已知同步时序逻辑电路的同步时序逻辑电路的分析是已知同步时序逻辑电路的逻辑图，找出其逻辑功能。逻辑图，找出其逻辑功能。 分析步骤：分析步骤： 1. 写驱动方程；写驱动方程； 2. 写状态方程；写状态方程； 3. 写输出方程；写输出方程； 4. 建立状态建立状态/输出表；输出表； 5. 画状态图；画状态图； 6. 据状态表或状态图说明时序逻辑电路的功能。据状态表或状态图说明时序逻辑电路的功能。 Digital Electronics Technology2022-1-216.4 时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路的设计方法2

19、2、 同步时序逻辑电路的设计方法同步时序逻辑电路的设计方法设计的一般步骤设计的一般步骤一、逻辑抽象，求出状态转换图或状态转换表一、逻辑抽象，求出状态转换图或状态转换表1. 1. 确定输入确定输入/ /输出变量、电路状态数。输出变量、电路状态数。2. 2. 定义输入定义输入/ /输出逻辑状态以及每个电路状态的含意，并输出逻辑状态以及每个电路状态的含意，并 对电路状态进行编号。对电路状态进行编号。3. 3. 按设计要求列出状态转换表，或画出状态转换图。按设计要求列出状态转换表，或画出状态转换图。二、状态化简二、状态化简 若两个状态在相同的输入下有相同的输出，并转换到同若两个状态在相同的输入下有相同

20、的输出，并转换到同一个次态，则称为等价状态；等价状态可以合并。一个次态，则称为等价状态；等价状态可以合并。Digital Electronics Technology2022-1-216.4 时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路的设计方法三、状态分配（编码）三、状态分配（编码）1. 1. 确定触发器数目。确定触发器数目。2. 2. 给每个状态规定一个代码。给每个状态规定一个代码。 （通常编码的取法、排列顺序都依照一定的规律）（通常编码的取法、排列顺序都依照一定的规律）四、选定触发器类型四、选定触发器类型 求出状态方程，驱动方程，输出方程。求出状态方程，驱动方程，输出方程。五、画出逻辑图五、画出逻

21、辑图六、检查自启动六、检查自启动22n1 -n MDigital Electronics Technology2022-1-21本章要点：本章要点：1.1.只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)电路结构及特点。电路结构及特点。2.2.随机存取存储器随机存取存储器(RAM)(RAM)的电路结构及特点的电路结构及特点。3.3.多片多片RAMRAM的字和位同时扩展。的字和位同时扩展。4.4.存储器的存储容量、地址线、数据线的算法存储器的存储容量、地址线、数据线的算法第七章第七章 半导体存储器半导体存储器Digital Electronics Technology2022-1-21课程总结课程总结第

22、十章第十章 脉冲波形的产生和整形脉冲波形的产生和整形 重点：重点： 简单介绍数字电路中使用的脉冲整形电路：施密特简单介绍数字电路中使用的脉冲整形电路：施密特触发器和单稳态触发器的作用和特性，多谐振荡器的作用。触发器和单稳态触发器的作用和特性，多谐振荡器的作用。 重点介绍重点介绍555555定时器及其应用：定时器及其应用：555555定时器的电路结定时器的电路结构与功能，用构与功能，用555555定时器接成的施密特触发器，用定时器接成的施密特触发器，用555555定时定时器接成的单稳态触发器，用器接成的单稳态触发器，用555555定时器接成的多谐振荡器。定时器接成的多谐振荡器。时间常数计算。时间

23、常数计算。难点：难点：555555定时器的应用。定时器的应用。Digital Electronics Technology2022-1-21课程总结课程总结第十一章第十一章 数模和模数转换数模和模数转换 重点：重点：DADA转换器和转换器和ADAD转换器的工作原理和电路结构。转换器的工作原理和电路结构。DADA转换器和转换器和ADAD转换器的转换精度与转换速度转换器的转换精度与转换速度Digital Electronics Technology2022-1-21 1. 常用的常用的D/A转换器主要有权电阻型和转换器主要有权电阻型和R-2R网络网络型两种电路。由于型两种电路。由于R-2R网络型的

24、电阻种类少，易于网络型的电阻种类少，易于集成和提高精度，因此多为集成集成和提高精度，因此多为集成D/A转换器所采用。转换器所采用。 2. 常用的常用的A/D转换器主要有双积分型、逐次比转换器主要有双积分型、逐次比较型和并行比较型三种。三种电路在精度、转换速较型和并行比较型三种。三种电路在精度、转换速率及其他参数等方面各具特色，因而应用都比较广率及其他参数等方面各具特色，因而应用都比较广泛。泛。 Digital Electronics Technology2022-1-21DAC网络网络DAC权电阻权电阻倒梯形电阻网络倒梯形电阻网络DACADC直接直接ADC：并联比较型、：并联比较型、 反馈比较

25、型（计数型、逐次比较型）反馈比较型（计数型、逐次比较型）间接间接ADC：双积分型和：双积分型和V-F变换型变换型权电流型权电流型DAC权电容型权电容型DAC开关树型开关树型DAC输入输入/输输出方式出方式并行并行串行串行D/A,A/DD/A,A/D的分类的分类Digital Electronics Technology2022-1-21数字电子技术数字电子技术 Digital Electronics Technology课程实验课程实验Digital Electronics Technology2022-1-21课程实验课程实验实验一（实验一（2 2学时）学时） 基本逻辑门逻辑实验基本逻辑门逻

26、辑实验实验二（实验二（2 2学时）学时） TTLTTL、HCHC和和HCTHCT器件的参数测试器件的参数测试实验三（实验三（2 2学时学时 三态门实验三态门实验实验四（实验四（2 2学时）学时） 全加器构成及测试全加器构成及测试实验五（实验五（2 2学时）学时） 触发器实验触发器实验实验六（实验六（2 2学时）学时） 简单时序电路简单时序电路实验七（实验七（2 2学时）学时） 计数器计数器实验八（实验八（2 2学时）学时） 555555时基电路及其应用时基电路及其应用时间安排：时间安排： 12月月1日至日至1月月1日的数电上课时间日的数电上课时间实验场所：实验场所： 南区南区S703室室 Di

27、gital Electronics Technology2022-1-21一一 请同学们请同学们注意注意如下问题：如下问题：1 1请大家先在门口处签到（不签到视为缺席）请大家先在门口处签到（不签到视为缺席）2 2检查座位抽屉内是否有万用表一块，及导线若干，如检查座位抽屉内是否有万用表一块，及导线若干，如有缺少，请及时向老师反映；实验时，不要和其他同有缺少，请及时向老师反映；实验时，不要和其他同学抽屉里的东西混在一起。学抽屉里的东西混在一起。3 3保持室内卫生，不要乱扔纸屑和废弃物；保持室内卫生，不要乱扔纸屑和废弃物；4 4做实验时，要做到做实验时，要做到“听、看、摸、闻听、看、摸、闻”。所谓。

28、所谓“听听”，即听是否有异常的声音；即听是否有异常的声音；“看看”，即看是否有冒烟、，即看是否有冒烟、起火的现象；起火的现象；“摸摸”，摸芯片是否发烫；，摸芯片是否发烫；“闻闻”，即，即是否闻到有烧焦的糊味。如有上述异常现象发生，请是否闻到有烧焦的糊味。如有上述异常现象发生，请及时关掉电源，检查电源是否接错。及时关掉电源，检查电源是否接错。实验注意事项实验注意事项Digital Electronics Technology2022-1-211请同学们请同学们注意注意如下问题：如下问题：5抽屉中的导线分细线和粗线两种，在使用实验箱的过抽屉中的导线分细线和粗线两种，在使用实验箱的过程中，注意用粗线

29、插粗孔，细线插细孔，切勿将粗线程中，注意用粗线插粗孔，细线插细孔，切勿将粗线插在实验板上。插在实验板上。6芯片管脚缺口朝左，逆时针数管脚，对好插孔，管脚芯片管脚缺口朝左，逆时针数管脚，对好插孔，管脚平行插入与拿起，切勿折损管脚。平行插入与拿起，切勿折损管脚。7请同学们不要在实验箱里面的面板上写字、做标记！请同学们不要在实验箱里面的面板上写字、做标记！8做完实验拆线时，手要捏住导线的底部，以防导线断做完实验拆线时，手要捏住导线的底部，以防导线断开。开。9、实验中须更改连线，必须切断电源后才能进行实验中须更改连线，必须切断电源后才能进行。10、需要器件时，不要从器件盒里拿走器件，可向老师提需要器件

30、时，不要从器件盒里拿走器件，可向老师提出申请。出申请。实验注意事项实验注意事项Digital Electronics Technology2022-1-21二二 如何写实验报告如何写实验报告 （一）一） 实验前的准备工作实验前的准备工作 在每次实验之前，请大家写好前次实验报在每次实验之前，请大家写好前次实验报告交给老师批阅。告交给老师批阅。Digital Electronics Technology2022-1-21 实验报告要求实验报告要求1 实验目的实验目的2 实验内容及要求实验内容及要求3 实验电路实验电路4 画出记录实验数据的表格画出记录实验数据的表格Digital Electroni

31、cs Technology2022-1-21 （二）、（二）、 实验过程实验过程1 1 实验时请同学们带上实验指导书、器件手册、实验时请同学们带上实验指导书、器件手册、实验报实验报 告本，铅笔、橡皮、直尺。告本，铅笔、橡皮、直尺。2 2 实验中测得的数据注意记录，保留。实验中测得的数据注意记录，保留。3 3遵守实验室的规章制度。遵守实验室的规章制度。 有问题自己先思考，再请老师解答。有问题自己先思考，再请老师解答。4. 4. Digital Electronics Technology2022-1-21三、实验报告要求三、实验报告要求1 实验结果记录；实验结果记录；2 实验过程中遇到的问题及解

32、决方法；实验过程中遇到的问题及解决方法；3 心得体会和意见心得体会和意见，以及改进实验的建议。，以及改进实验的建议。Digital Electronics Technology2022-1-21四四 实验结束语实验结束语请同学们请同学们注意注意： 做完实验后，将元件放回元件盒，关掉万用表电做完实验后，将元件放回元件盒，关掉万用表电源，（看它的电源开关是否弹出来了）凳子放到桌子源，（看它的电源开关是否弹出来了）凳子放到桌子下面，桌上的实验设备均摆放整齐，方可离开。下面，桌上的实验设备均摆放整齐，方可离开。 Digital Electronics Technology2022-1-21细节决定成败细节决定成败