《数字电子技术》复习资料

《数字电子技术》复习大纲

第 一 部 分 说 明

一、课程的性质和作用

数字电子技术是自动化专业、电子信息专业、以及其它电类专业的一门重要专业基础课，是自动化专业的必修课程。本课程主要介绍半导体逻辑器件的性能和组成结构、数字逻辑电路分析和设计以及大规模可编程逻辑器件的应用，是进入专业学习的入门课程。其作用就是使学生获得数字电子技术必备的基本理论知识，掌握数字电路的基本分析设计方法。本课程的任务就是培养学生针对计算机科学，控制科学、电子信息及工程专业领域内，面对数字信号，初步具备分析与解决问题的能力，掌握各种规模集成电路的使用及各种数字系统的构成和基本工作原理，为学习后续课程及从事实际工作奠定坚实的基础。 二、课程的任务与基本要求

本课程的任务是针对数字逻辑信号，在掌握数字逻辑信号的处理和基本逻辑器件的原理和组成结构的基础上，对逻辑电路进行分析和设计。通过数字电子技术的学习，应达到如下基本要求：

1、了解二值数字逻辑、逻辑电平、脉冲波形、数制及编码等概念，掌握几种数制的转换规律，能正确运用二进制数表达十进制数。掌握与、或、非及其组合逻辑门电路的工作原理，各触发器的逻辑功能及使用方法，能正确运用逻辑器件。

2、了解逻辑函数的几种表达方法与逻辑函数的化简，掌握组合逻辑电路的分析与设计。了解常用组合逻辑功能器件的基本原理与使用方法，能正确运用常用组合逻辑功能器件。

3、掌握时序逻辑电路的分析与设计，了解常用时序逻辑器件的基本原理与使用方法，能正确运用常用时序逻辑器件。

4、了解半导体存储器和可编程逻辑器件的基本结构与基本原理，掌握它们的功能及使用方法与功能扩展，能正确运用半导体存储器和可编程逻辑器件。

5、了解常用脉冲波形产生与整形电路的结构及原理，掌握施密特触发器及555时基电路的功能与应用，能正确运用于实际电路或控制之中。

6、了解D/A、A/D转换的基本原理，掌握常用D/A、A/D芯片的使用方法，能正确运用于相应的转换电路之中。 三、本课程与其他课程的关系

本课程是以工程数学、电路理论和模拟电子技术等课程为基础知识，为后续课程:自动控制系统、检测与传感技术、计算机控制系统和微机原理与应用等专业基础课和专业课打下必备的基础。是学好专业课的前提。要学好这门课程，还要求学生具备基本的分析和解决逻辑问题的能力。

第 二 部 分 本 文

一、基本内容与学时分配 （一）数字逻辑基础??????????????????????????（4学时）

1、模拟信号与数字信号??????????????????????（1学时） 教学内容要点：

正确理解一些常用术语或定义，如：二值数字逻辑、逻辑电平、脉冲波形、数字波形、数制、编码、有权码、无权码。

2、数制和二进制码?????????????????????????（2学时） 教学内容要点：

（1）掌握二进制、十六进制、十进制等不同进制之间的关系及相互转换规律； （2）掌握数字系统中常用的几种BCD码（8421码、2421码、余3码）及可靠性编码（格雷码）。

3、基本逻辑运算和逻辑函数????????????????????（1学时） 教学内容要点：

（1）初步建立逻辑变量与逻辑函数和与、或、非三种基本逻辑运算的概念； （2）掌握逻辑问题的描述方法。 练习题：

1.1、在逻辑门电路中，最基本的三种逻辑门是非门、与门、( 或门 )。 1.2、在逻辑门电路中，最基本的三种逻辑门是非门、( 与门 )、或门。 1.3、在逻辑门电路中，最基本的三种逻辑门是（非门）、与门、或门。

1.4、在数字电路中，高电平或低电平表示的是一定的( 电压 )范围，而并不是固定不变的数值。

1.5、正逻辑体制规定高电平和低电平分别用( 1和0 )表示。 1.6、数制转换：(147)10= (10010011)2。 1.7、数制转换：(147)10= ( 93 H )16。 1.9、数制转换：(E7)16= ( )10=( )2。

1.10、数、码转换：用8421BCD码表示数A=101001，则它的余3码表示时为( 1011100 )。 1.11、十进制数79的8421BCD码表示为（ 1111001 ）。 1.12、十进制数79的余3码的表示为 （10101100 ）。 1.13、正逻辑体制下的非门对应负逻辑体制下的( 非门 )。 1.14、正逻辑体制下的与门对应负逻辑体制下的( 或门 ) 门。 1.15、十进制数233的十六进制数表达形式为（ ）。

（二）逻辑门电路???????????????????????????（6学时）

1、二极管和BJT管的开关特性???????????????????（2学时） 教学内容要点：

（1）了解半导体二极管、BJT、FET的开关特性； （2）正确理解门电路、数字电路及系统的工作速度。

2、基本逻辑门电路和TTL、CMOS、NMOS逻辑门电路??????????（4学时）

教学内容要点：

（1）掌握TTL集成门电路的外部特性，即逻辑功能和外部电气特性（包括电压传输特性、输入特性、输出特性、动态特性等）； （2）掌握CMOS、NMOS集成门电路的外部特性，即逻辑功能和外部电气特性（包括电压传输特性、输入特性、输出特性、动态特性等）；

（3）掌握门电路的主要参数，如输入、输出高低电平时的电压与电流范围，

噪声容限，扇入数，扇出数，平均传输延迟时间，功耗等；

（4）了解正、负两种逻辑体制及相互关系。

3.1、CMOS与非门电路中，负载管是( P )沟道增强型绝缘栅场效应管，驱动管是( N )沟道增强型绝缘栅场效应管；

3.2、 三态门电路的输出，除具有高电平、低电平外，还会出现 ( 高阻 )状态。 3.3、某TTL与非门带同类门时，若IOL=16mA，IIL=-1.4mA， IOH=0.4mA，IIH=0.04mA，数据中负号表示电流方向，则低电平输出时的扇出系数NOL =（ 11 ）。

3.4、某TTL与非门带同类门时，若IOL=16mA，IIL=-1.6mA， IOH=0.4mA，IIH=0.04mA，数据中负号表示电流方向，则高电平输出时的扇出 系数NOH =（ 10 ）

3.5、74系列TTL门电路高、低电平所对应的标准电压值分别为： VOL=0.4V，VOH=2.4V，VIL=0.8V，VIH=2V，则高电平的噪声容限为VNH= （ 0.4V ）。

3.6、74系列TTL门电路高、低电平所对应的标准电压值分别为： VOL=0.4V，VOH=2.4V，VIL=0.8V，VIH=2V，则低电平的噪声容限为VNL=（ 0.4V ）。 3.7、数字电路中的BJT工作在（ 开关 ）工作状态。

3.8、在TTL与非门电路中，若A＝1，B端悬空，则F＝( )。 3.9、TTL 与非门的多余输入端悬空时，相当于输入( )电平。 3.10、在TTL与非门电路中，若A＝0，B端悬空， 则F＝( )。 3.11、TTL与非门的扇出系数是指（ ）。

3.12、门电路输出为（ ）电平时，门电路输出的电流为拉电流。 3.13、门电路输出为（ ）电平时，门电路输出的电流为灌电流。

3.14、CMOS 门电路的闲置输入端不能悬空，对于与门应当接到（ ）电平。 3.15、CMOS 门电路的闲置输入端不能悬空，对于或门应当接到（ ）电平。 3.16、已知某TTL门电路的部分参数为：最小输出高电平VOHmin=2.7V，最大输出低电平VOLmax=0.5V，开门电平Von(VIHmin)=2V，关门电平Voff(VILmax)=0.8V，则其高电平噪声容限VNH=（ ）。

3.17、已知某TTL门电路的部分参数为：最小输出高电平VOHmin=2.7V，最大输出低电平VOLmax=0.5V，开门电平Von(VIHmin)=2V，关门电平Voff(VILmax)=0.8V，则其低电平噪声容限VNL=（ ）。

4.1、消除竞争冒险的方法中通常利用补项的方法，通过增加( )来修改逻辑 设计。 4.2、数字电路按逻辑功能的不同分为组合逻辑电路和（ 时序逻辑电路） 两大类； 4.3、函数F?A?B?A?C克服冒险后的表达式为（ ）。

4.4、两个1位二进制进行加法运算，而不考虑由低位来的进位，这种加法器称为（半加器）。 4.5、设计的编码器是将 31 个一般信号转换成二进制代码，则输出应是一组 N= （ ）位的二进制代码。

4.6、一个4选1的数据选择器，应具有( )个地址输入端( )个数据输入端。

4.7、当数据选择器的数据输入端的个数为8时，则其地址码选择端应有( )位。 4.8、74LS138是3线—8线译码器，译码为输出低电平有效，若输入为A2A1A0=110时，输出Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0应为( )。

（三）组合逻辑电路的分析与设计????????????????????（8学时）

1、 逻辑代数和逻辑函数的化简???????????????????（4学时）

教学内容要点：

（1）熟练掌握逻辑代数的基本定律与基本规则；

（2）了解代数法化简逻辑函数， （3）掌握图形法化简逻辑函数。

2、组合逻辑电路的分析与设计???????????????????（4学时）

教学内容要点：

（1）掌握组合逻辑电路的分析方法和具体步骤； （2）掌握组合逻辑电路的分析方法和具体步骤；

（3）理解组合电路中的竞争冒险产生的原因以及最基本的消除措施。 2.1、摩根定理：A?B?C? ( A?B?C )。 2.2、同或门的逻辑表达式为( A?B?A?B )。 2.3、逻辑代数运算的分配律：A( A+B)=( A )。

2.4、F（A，B）=1，其最小项表达式F=Σm（ ）。

2.5在绘制卡诺图时，卡诺图中任何几何位置相邻的最小项在逻辑上都具有( )。 2.6、 一般地，n个输入变量的逻辑函数有( )个不同的取值组合。

2.7、 4个变量可构成( )个最小项，每种变量取值可使( )个最小项的值为1。 2.8、任意两个最小项之积恒为( 0 )。 2.9、全体最小项之和恒为( 1 )。

2.10、最小项ABCD的逻辑相邻最小项是( )。

2.11、逻辑上具有相邻性的两个最小项的特点是( 只有一个变量取值不同 )。 2.12、约束项(无关项)及约束条件是一个逻辑值为( 0 ) 的条件等式。 2.13、异或门的逻辑表达式为（ ）。 2.14、依据逻辑代数运算的摩根定律：A?B?C?（ ）。

2.15、卡诺图画包围圈时，应遵循的基本原则是：包围圈内的方格数必定是（ ）个。 2.16、对于任意一个最小项，只有一组变量取值使得它的值为（ ）。 2.17、根据逻辑代数的反演规则，函数F?A?B?C?D的反演函数是F?(偶函数是Fd?()。

)；对

2.18、函数F?A?AB?A(C?D)，其反函数F?(对偶式Fd?()；

)。

2.19、使函数Y=AB+BC取值为1的最小项共有（ ）个。

2.20、设F?AB?CD则它的反函数是（ (A?B)(C?D) ）。 2.21、最小项ABCD的逻辑相邻项是（ ）。 化简：

1、 将逻辑函数F=A?B?C?D+C?D?A?D为与或形式。 2、将逻辑函数F=AB+AC化为与非形式。 3、将逻辑函数F=AB?AC化为或非形式。 4、将逻辑函数F=A(B?C)化为最小项形式。 5、利用公式法化简函数F1?AC?AB?BC?ACD

6、利用公式法化简函数Y?ABC?AC?BC

7、利用公式法化简函数F=AC?ABC?BC?ABC 8、利用公式法化简函数F=ABC?ABCD?AB?AD?ABC 9、利用公式法化简函数F=AC?ABC?BC?ABC

10、利用公式法化简函数F=ABCD?ABCD?AB?AD?ABC

11、利用公式法化简函数Y?(A?B)C?AB?AC?BC

12、利用公式法化简函数F?A?ABCD?ABC?BC?BC

13、利用公式法简化逻辑函数F?AB?BCD?AC?BC，并化为用2输入与非门实现该最简逻辑函数的形式。

14、利用公式法简化逻辑函数F?A?B?C?ABCD。 15、利用公式法简化逻辑函数Y?AC B+AC?B?BC。

16、利用公式法简化逻辑函数F?AB?AC?ABD?BCD，并化为用2输入与非门实现该最简逻辑函数的形式。 17、利用公式法化简函数实现该最简逻辑函数的形式。 18、利用公式法化简函数19、利用公式法化简函数20、利用公式法化简函数逻辑电路图。

21、利用公式法化简函数F=AD+AD+AB+AC+BD+DEFG 22、利用公式法化简函数F=(A?B)CD?(A?C)BD?ABC

23、利用卡诺图法简化逻辑函数 F(A、B、C、D)=Σm（0 , 1 , 5 , 7 , 8 , 10 , 14）+∑Φ（3 , 9 , 11 , 15）。 24、利用卡诺图法简化逻辑函数

，并用二输入或非门绘制该函数最简的

，并化为用2输入与非门

F(A,B,C, D)??m(0,2,3,4,6,8,10)???(11,12,14,15)。

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