数字电子技术基础学习总结

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数字电子技术基础学习总结

光阴似箭，日月如梭。有到了这个学期的期末，对我来说又是一次对知识的大检查。

这学期总共学习了4章，分别是数字逻辑基础、逻辑门电路基础、组合逻辑电路、触发器。

在第一章学习数字逻辑基础包括模拟信号与数字信号、数字电路、数制、各种数制之间的转换和对应关系表、码制（BCD码、格雷码、ASCII码）、逻辑问题的描述（这个是重点）、逻辑函数的五种描述方法、逻辑函数的化简；

在数制里学习四种进制 十进制、二进制、八进制、十六进制；十进制是逢十进一，二进制是逢二进一，在八进制中只是二进制的一种简便表示方法而已，它的规律是逢八近一，而十六进制有0123456789ABCDEF十六个数码这个要记住和一些算法。 比如十进制的534，八进制为1026，过程为： 534/8=66,余数为6; 66/8=8,余数为2; 8/8=1,余数为0; 1/8=0,余数为1;

仍然是从下往上看这些余数，顺序写出，答案为1026

所以在数制的之间转换有5种转换，10和2转换（除2取余数法，如上题一样），10和8转换对整数除8取余，对小数点乘8取整。10和16转换对整数除16取余，对小数点乘16取整,2和8转换对应关

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系3位二进制对应1位八进制可看对应关系图。2和16转换4位二进制对应1位十六进制数，可看对应关系图。

在码制的学习中学习了3种码BCD码、格雷码、ASCII码。 BCD码：用4位二进制数来表示1位十进制数中的0~9这10个数码，简称BCD码，还有几个常用的BCD码：8421（常用）、5421、2421、余3。

如8421码321的8421码就是（查表）

3 2 1

0011 0010 0001

原因:0011=8x0+4x0+1x2+1x1=3 、 0010=8x0+4x0+2x1+1x0=2、 0001=8x0+4x0+2x0+1x1=1；

格雷码：有两个特点1相邻性2循环性。

ASCII码：ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息互换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统。

第五节逻辑问题的描述

在自然界中有3种基本逻辑关系1：与逻辑关系、2：或逻辑关系、3：非逻辑关系

利用与、或、非、三种基本运算来了解门电路，门电路是数字电路的基本组成单元。它有一个或多个输入端和一个输出端，输入和输出为低电平和高电平（分别代表2进制0和1）。门电路一般有：与门、或门、非门、与非门、或非门等。各种门电路有着不同的功能，

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即针对不同的输入数值给出输出数值（比如或门要求两个输入值中有一个或以上为1时输出1；与门在两个输入值都为1是输出1，否则输出0；非门只有一个输入，而输出与输入反相），就像数学上简单的方程式；不同种类的门就像不同的方程式；大量的各种门可以描述更为复杂的方程式。

符号！！与门、或门、

非门。

与非门、或非门。和它们的真值表。

还有P18页1-18题三人表决一件事，结果按少

数服从多数 的原则来决定。

逻辑函数的五种描述方法中什么是真值表：表征逻辑事件输入和输出之间全部可能状态的表格。

逻辑表达式有最小项和最小项表达式、最大项和最大项表达式、最大项与最大项之间的关系、两个最小项的逻辑相邻、两个与项（乘积项）的逻辑相邻。

卡诺图：逻辑函数的卡诺图是美国工程师卡诺发明的一种逻辑函数的图形描述方法。 结构：两变量的逻辑函数的卡诺图。

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（两个变量的）。

三变量的逻辑函数的卡诺图。

（三个变量的）。

四变量的逻辑函数的卡诺图。

卡诺图的化简法

卡诺图化简的原则是：

☆ 在覆盖函数中的所有最小项的前提下，卡诺圈的个数达到最少。 ☆ 在满足合并规律的前题下卡诺圈应尽可能大。

☆ 根据合并的需要，每个最小项可以被多个卡诺圈包围。

当需要求一个函数的最简“或-与”表达式时，可采用“两次取反法”。

具体如下：

☆ 先求出函数F的反函数F的最简“与-或”表达（合并卡诺图上的0方格）； ☆ 然后对F的最简“与-或”表达式取反，从而得到函数F的最简“或-与”表达式。

例如， 用卡诺图求逻辑函数L(A,B,C,D)=∑m(3,4,6,7,11,12,13,14,15)的最简“或-与”表达式。

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在第2章我们学习了关于逻辑门电路基础的概念和特性。

二极管。

逻辑门电路构成 三极管。

MOS管。

二极管的开关特性中包括了几个方面：一是当做非线性电阻来使用，所有时间内二极管全部工作在正导通区；二是当做开关来使用，二极管某段时间内导通，某段时间内截止；三是当做小电压稳定器来使用，所有时间内的二极管全部工作在正向导通区，四是当做大电压稳定器件来使用是，所有时间内的二极管全部工作在反向击穿区。这四点十分的重要，可以充分的了解二极管的特性。

二极管的静态开关特性：当二极管稳定地处于导通与截止状态时，所呈现出的性质特点。

二极管的动态开关特性：二极管在导通与截止两种状态转变过程中的行为特性。

二极管的动态开关特性 反向恢复过程 从正导通转为反截止所出经历的转换过程 对输入信号Ui的要求

一是在模拟电路中当做电压控制器用来组成放大电路。

MOS管的开关特性 二是在数字电路中给当做电路中的开关元件。

三是当做压控可变电阻，即在非线性电阻中使用。

三个状态：放大、压控可变电阻、截止；两个特性：静态和动态；

第 两个二极管组成的与门电路，是理想二极管。

正与门电路 正逻辑体系。

负逻辑体系。

在二极管逻辑门电路 正或门电路 正逻辑体系。

负逻辑体系。

非门电路 无论使用正逻辑体系还是负逻辑体系都 得到非门电路。

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第三章 组合逻辑电路

在逻辑组合电路中我们主要学习了小规模集成现实完全描述的组合逻辑电路设计（简称“小完组”）我就得这个比较重要，还有不完全描述和编码器。首先给大家说说小完组。 什么事小完组呢？就是所谓完全描述不含不关项的逻辑问题的描述。如列题

*设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的路灯，使之在上楼前，用楼下开关打开电灯，上楼后，用楼上开关关灭电灯；或者在下楼前，用楼上开关打开电灯，下楼后，用楼下开关关灭电灯。

解：a）由实际问题写出真值表

设楼上开关为A，楼下开关为B，灯泡为Y。 并设A、B闭合时为1，断开时为0； 灯亮时Y为1，灯灭时Y为0。

真值表

逻辑电路

编码器

在编码器学习中，学习了普通编码器和优先编码器和其应用

编码器有若干个输入时在某一时刻只有一个输入信号被转化成二进制码，用N位二进制代码可以实现最多对N=2N个信号进行编码

在普通编码器在任何时刻中，只能输入一个信号有效，否则输出混乱。

（1）:二进制普通编码：用N位二进制代码可以实现最多对N=2N个信号进行编码。

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（2）二—十进制编码——————键控8421BCD码编码器

所谓二—十进制编码是将十进制的十个数码0~9分别编成8421BCD的电路

键控8421BCD码编码器真值表

输 入 S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 A 输 出 B C D GS 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1

ABCD≥1VCC1kΩ×10S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9&&&&GS&逻辑电路图

（3）优先编码器

优先编码器——允许同时输入两个以上的编码信号，编码器给所有的输入信号规定了优先顺序，当多个输入信号同时出现时，只对其中优先级最高的一个进行编码。

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第五节 译码器

译码器有时又叫做解码器,译码是编码的逆过程,它的功能是将具有特定含义的二进制数码的作何转换成对应的信号,具有译码功能的逻辑电路叫译码器.

现在给大家介绍二进制译码器 二进制译码器又称变量译码器、全译码器、最小项译码器、唯一地址译码器。 下面以2线—4线译码器的设计为例来说说译码器的工作原理。

2线—4线译码器功能表

输 入 EI A B 1 × × 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 输 出 Y0 Y1 Y2 Y3 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 写出各输出函数表达式：

Y0?EIAB Y1?EIAB Y2?EIAB Y3?EIAB

Y0&EI1Y1&Y2&Y3&AB112线—4线译码器的逻辑电路图。

四．数字显示译码器

在数字系统中，常常需要将数字、字母、符号等直观地显示出来，供人们读取或监视系统的工作情况。能够显示数字、字母或符号的器件称为数字显示器。

在数字电路中，数字量都是以一定的代码形式出现的，所以这些数字量要先经过译码，才能送到数字显示器去显示。这种能把数字量翻译成数字显示器所能识别的信号的译码器称为数字显示译码器。

常用的数字显示器有多种类型。

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gfCOM按显示方式分，有字型重叠式、点阵式、分段式等。

按发光物质分，有半导体显示器，又称发光二极管(LED)显示器、荧光显示器、液晶显示器、气体放电管显示器等。

目前应用最广泛的是由发光二极管构成的七段数字显示器。 1．七段数字显示器原理

七段数字显示器就是将七个发光二极管（加小数点为八个）按一定的方式排列起来，七段a、b、c、d、e、f、g（小数点DP）各对应一个发光二极管，利用不同发光段的组合，显示不同的阿拉伯数字。

abafededCOMgbcDPcDP七段显示译码器74X48

七段显示译码器74X48是一种与共阴极数字显示器配合使用的集成译码器，它的功能是将输入的4位二进制代码转换成显示器所需要的七个段信号a～g。

数据选择器的基本概念及工作原理

数据选择器——根据地址选择码从多路输入数据中选择一路，送到输出。 集成数据选择器

74X151是一种典型集成8选1数据选择器，它有8个数据输入端D0~D7，3个地址输入端A2、A1、A0，2个互补的输出端Y和Y，1个使能输入端G，使能端G仍为低电平有效。

数据选择器的应用

数据选择器的通道扩展

作为一种集成器件，最大规模的数据选择器是16选1。如果需要更大规模的数据选择器，可进行通道扩展。

第四章 触发器

第一节 触发器的电路结构及工作特点

锁存器个触发器是构成各种时序电路的储存单元电路，其共同特点是具有0和1两种稳定状态，一旦状态被确定，就能自行保存，长期储存1位二进制码，直到有外部信号作用是才有可能改变。

基本RS触发器的电路

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逻辑电路图 逻辑符号

2 两个稳态

这种电路结构，可以形成两个稳态，即 Q =1，Q=0，Q=0，Q =1

当 Q=1时，Q=1和 Rd =1决定了A门的输出，即Q=0 ， Q=0反馈回来又保证了Q=1 ；当 Q=0时，Q=1，Q=1和 Sd =1决定了B门的输出，即 Q=0，Q=0又保证了Q =1 。

在没有加入触发信号之前，即 Rd和Sd 端都是高电平，电路的状态不会改变。

例：画出基本RS触发器在给定输入信号 Rd 、和Sd 的作用下，Q端和 Q 端的波形。

状态转换图

对触发器这样一种时序数字电路，它的逻辑功能的描述除了用真值表外，还可以用状态转换图。真值表在组合数字电路中已经采用过，而状态转换图在这里是第一次出现。实际上，状态转换图是真值表的图形化，二者在本质上是一致的，只是表现形式不同而已。

二个圆圈，其中写有0和1代表了基本RS触发器的两个稳态，状态的转换方向用箭头表示，状态转换的条件标明在箭头的旁边。从“1”状态转换到“0”状态，为置“0”，对应真值表中的第一行；从“0”状态转换到“1”状态，为置“1”，对应真值表中的第二行；从“0”状态有一个箭头自己闭合，即源于“0”又终止于“0”，对应真值表的第一行置“0”和第三行的保持；从“1”状态有一个箭头自己闭合，即源于“1”又终止于“1”，对应真值表的第二行置“1”和第三行的保持。

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边沿触发器：边沿触发器不仅可以将触发器的触发翻转控制早CP触发沿到来的前一瞬间，而且可以将接收输入信号的时间在控制CP触发沿到来的前一瞬间，这样输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性也降低了。

维持阻塞 D 触发器:

负跳沿触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。如果在CP 高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。而边沿触发器允许在CP 触发沿来到前一瞬间加入输入信号。这样，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。边沿D触发器也称为维持-阻塞D触发器。

脉冲特性:

1.建立时间:维持阻塞触发器的电路可见,由于CP信号是加到门G3和G4上的,因而在CP上升沿到达之前门G5和G6输出端的状态必须稳定地建立起来。输入信号到达D端以后，要经过一级门电路的传输延迟时间G5的输出状态才能建立起来,而G6的输出状态需要经过两级门电路的传输延迟时间才能建立,因此D端的输入信号必须先于CP的上升沿到达，而且建立时间应满足： tset=2tpd。

以上这是我这学期的在数字电子技术基础学科所学的知识，虽然我学的不是很好，但是我要以认真的态度去做它，希望老师您给我指教。

2010年7月3日 发电083

王龙

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ky48.html