数字电路基础讲课提纲本科补修课程

本科补修课程数字电路基础

面授辅导提纲

分六讲介绍

第一讲：数制与编码（教材第三章） 一、数的几种常用进制

十进数制的特点并扩展到二进制、十六进制 二、数制转换

十进制、二进制、十六进制之间的转换 三、二-十进制编码 8.4.2.1BCD码

第二讲：逻辑代数（教材第三章） 一、逻辑代数与普通代数的区别 1、变量取值不同 2、值的含义不同 3、运算方式不同 4、用途不同

二、公理、定理、规则及其常用公式 1、公理

定义逻辑代数的二值性及与、或、非运算 2、定理

注意一些形式上在普通代数中不成立的定理 3、规则

代入规则、反演规则、对偶规则 4、常用公式

三、逻辑函数的几种表示方法及其转换

1、五种表示方法：真值表、表达式、逻辑图、卡诺图和波形图

卡诺图表示方法将在图形法化简中详细介绍 表达式表示方法中同时介绍最小项表达式 2、逻辑函数表示方法之间的转换 四、逻辑函数的化简

1、最简与或表达式的标准 2、公式法化简

逻辑函数相对较简单时使用

3、图形法化简（卡诺图法化简） 适合于三变量、四变量函数化简

卡诺图及逻辑函数的卡诺图表示、卡诺图化简步骤及最简条件、带有随意项逻辑函数的化简

第三讲：组合逻辑电路（教材第五章） 一、组合逻辑电路的分析 分析步骤及举例

二、组合逻辑电路的设计

1

设计步骤及举例

三、常见的组合逻辑电路

编码器、译码器、多路选择器、加法器 四、中规模集成组合逻辑电路及应用 中规模集成译码器及容量扩展

中规模集成多路选择器及用多路选择器实现逻辑函数

第四讲：触发器（教材第六章） 一、基本RS触发器 触发器的基本特点、基本RS触发器的构成及工作原理、基本RS触发器的动作特点 二、边沿触发型触发器 什么叫边沿触发型触发器、现态次态的概念、边沿触发型D、JK触发器、边沿触发型触发器的动作特点、异步输入端

三、触发器的逻辑功能及其描述方法

RS、D、JK、T触发器的逻辑功能描述、功能表、特性方程、卡诺图、状态（转换）图 第五讲：时序逻辑电路（教材第六章） 一、同步时序电路的一般分析方法 分析步骤及举例

二、用触发器构成的异步时序电路的一般分析方法

分析步骤及举例

三、常见的时序逻辑电路 寄存器、移位寄存器、计数器 四、中规模集成计数器及应用 74LS161（二进制加法计数器）、74LS160（十进制加法计数器）、计数器的级联应用、置数法构成任意进制计数器 第六讲：其它

一、脉冲波形的产生和整形（教材第六章） 三类电路：施密特触发器、单稳态电路、多谐振荡器的概念、外特性及主要参数 二、半导体存储器（教材第七章）

半导体存储器的分类、RAM的结构和参数、 ROM：内容固定的ROM、可编程ROM 三、可编程器件（教材第七章）

可编程逻辑阵列PLA，与阵或阵都可编 可编程阵列逻辑PAL，与阵可编或阵不可编 ROM，与阵不可编或阵可编 用可编程逻辑器件实现逻辑函数

练习题

一、填空题：

1、十进制数126表示为二进制、十六进制、8.4.2.1BCD

码分别为__________、

__________和__________。

2、（1011011）2、、（DA5）16转换为十进制数分别为_________和_________。

3、（246）10、（E9）16、（100100100）2中，最大数是_________，最小数是_________。 4、逻辑代数中，加对乘的分配律为__________________。

5、F=AB+BC+AC的标准与或式（即最小项表达式）为__________________。

6、四变量共有_________个最小项，请写出一

对

逻

辑

相

邻

的

最

小

项

__________________。

7、组合逻辑电路的输出只与___________有关，而与___________无关。组合逻辑电路没有___________功能。

8、用二进制代码表示具有某种含义的信息称为___________，能实现此类功能的电路称为___________。

9、一个有10个输入的编码器， 它的输出至少需要有 位。

10、3个输入的译码器最多可译出 路的输出。

11、一个8线-3线优先编码器的优先编码顺序是I7、I6、I5、……、I0，输入为高电平有效。当输入I7、I6、I5、……、I0为00101010时，输出Y2Y1Y0为___________。 12、某款3线—8线译码器，译码输出为高电平有效。若输入A2A1A0=100时，输出Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0应为___________。 10、能根据需要从多路信号中选择一路信号输出的电路称为___________。

13、只能实现一位二进制相加的电路称为___________。

14、触发器是一个具有 功能的基本逻辑单元，它能存储 位二进制代码。

15、基本RS触发器的动作特点是输入直接决定输出，所以它的 能力较差。并且由于正常使用时，输入应满足约束方程 ，所以给使用带来不便。

16、边沿触发器的动作特点是，触发器的输入仅在 到达才对触发器有效，所以 能力大大增强。 17、JK触发器的特性方程为 ，它具有置0、置1、 和 功能。 18、D触发器的特性方程为 ，它仅具有 和 功能。 19、时序逻辑电路任意时刻的输出不仅与该时刻的 有关，还与电路原来的 有关。电路中必须含有 单元。 20、 用4个触发器组成的计数器最多有 个有效状态。若要做一个五进制计数器，最少要用 个触发器，这时会有 个无效状态。

21、电路能在CP的作用下，由无效状态自动转入有效状态叫做能 。 22、施密特触发器具有 特性，当输入电压从小变大和从大变小时，输出电压发生跳变时所对应的输入电压值是 。

23、单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态，由稳态到暂稳态的转换需要 的作用，暂稳态维持时间的长短由 决定。 24、多谐振荡器是 产生电路，其振荡周期由 决定。

25、RAM分为动态RAM和静态RAM，一

般动态RAM 高，但 慢；静态RAM则 低，但 快。掉电时，RAM的信息将 。 26、只读存储器ROM在掉电后，信息 。

27、只读存储器ROM的与阵是 ，或阵是 。

28、用只读存储器ROM实现逻辑函数时，一般要先将逻辑表达式转换成 表达式。

2

29、可编程逻辑阵列PLA的 和 都是可编的，它可以按照 表达式编程。 30、可编程阵列逻辑PAL的与阵是 ，或阵是 。 二、计算题

第一讲：数制与编码 教材第三章练习题第2题 第二讲：逻辑代数

教材第三章练习题第3、5（1）、6、8、13、17（1、2、5）、18（1、2、5）、19（1、3）题

第三讲：组合逻辑电路

1、组合电路分析：教材第五章练习题第15、16题

2、组合电路设计：教材第五章练习题第2、19（1、2）题

3、中规模集成组合电路及应用：教材第五章练习题第4、8题 第四讲：触发器

教材第六章练习题第1、10题 第五讲：时序逻辑电路

教材第六章练习题第18、22、23（a、d）、24题

第六讲：其它

教材第七章练习题第1、3题 三、补充题

如图2所示，请画出uO1和uO2的波形。设JK触发器初始为0状态。 Y3 Y2 Y1 Y0 & =1 & & & & & A3 A2 A1 A0 1、某同学根据表1真值表，设计了一个如图

1所示的电路。问此电路有无错误？，若有错误请予以纠正。

A3A2A1A0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 Y3Y2Y1Y0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 表1 图1 “1” Q J u uO2 uI 反相型施密 O1F 特触发器 CP Q K uI (v) 5 5×2/3

5/3

t 0

uO1 (v)

t 0 uO2 (v)

t 0 图2

3、用ROM实现下列两个函数，请在图3中画出ROM阵列结构示意图。 F1=ABC+ABC+ABC+ABC F2=A(B+C)

ABC 地

A ABC 址 ABC 译B ABC 码 ABC C ABC 器

ABC

ABC

图3

3

2、一反相型施密特触发器（阈值电压UT1和UT2分别为5×2/3和5/3）和边沿触发型JK触发器组成的电路如下所示。已知输入uI波形

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