数字电路基础_D06-00第六章学习要点

第一篇：数字电路基础_D06-00第六章学习要点

第六章可编程逻辑器件

本章将系统介绍半导体存储器的电路结构及工作原理，讲述存储器扩展容量的方法，介经用存储器设计组合逻辑电路的概念。然后集中讲述可编程逻辑器件的原理及应用，依次介经PLA、PAL、GAL和FPGA等各种可编程逻辑器件的结构特点、工作原理及使用方法。学习要点

1．熟悉ROM的不同类型，了解相应的电路结构及工作原理。

2．熟悉RAM的不同类型，了解相应的电路结构及工作原理。

3．掌握ROM和RAM的区别。

4．掌握存储器扩展容量的方法。

5．掌握用存储器设计组合逻辑电路的原理及方法。

6．了解PLA、PAL的基本结构和工作原理。

7．掌握阵列图的使用方法。

8．熟悉GAL的基本结构和工作原理，以及不同类型GAL的特点。

9．熟悉PLD器件的开发过程，了解可编程逻辑语言ABEL—HDL的应用。

10．熟悉FPGA的基本结构和工作原理。

11．了解FPGA的编程配置及工作模式。

12．熟悉FPGA的主要特点及FPGA芯片设计的特点。

13，了解VHDL语言及其特点。

第二篇：数字电路基础问答题总结

数字电路基础问答题总结

1.什么是同步逻辑和异步逻辑？同步电路和异步电路的区别是什么？

同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。

异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。

电路设计可分类为同步电路和异步电路设计。同步电路利用时钟脉冲使其子系统同步运作，而异步电路不使用时钟脉冲做同步，其子系统是使用特殊的“开始”和“完成”信号使之同步。

同步电路是由时序电路(寄存器和各种触发器)和组合逻辑电路构成的电路，其所有操作都是在严格的时钟控制下完成的。这些时序电路共享同一个时钟CLK，而所有的状态变化都是在时钟的上升沿(或下降沿)完成的。比如D触发器，当上升延到来时，寄存器把D端的电平传到Q输出端。

异步电路主要是组合逻辑电路，用于产生地址译码器、FIFO或RAM的读写控制信号脉冲，但它同时也用在时序电路中，此时它没有统一的时钟，状态变化的时刻是不稳定的，通常输入信号只在电路处于稳定状态时才发生变化。也就是说一个时刻允许一个输入发生变化，以避免输入信号之间造成的竞争冒险。

在同步电路设计中一般采用D触发器，异步电路设计中一般采用Latch。

2.什么是“线与”逻辑，要实现它，在硬件特性上有什么具体要求？

线与逻辑是两个输出信号相连可以实现与的功能。在硬件上，要用OC门来实现（漏极或者集电极开路），由于不用OC门可能使灌电流过大，而烧坏逻辑门，同时在输出端口应加一个上拉电阻。（线或则是下拉电阻）

3.什么是竞争与冒险现象？怎样判断？如何消除？

在组合逻辑中，由于门的输入信号通路中经过了不同的延时，导致到达该门的时间不一致叫竞争。产生毛刺叫冒险。

如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象。

解决方法：一是添加布尔式的消去项，二是在芯片外部加电容。

4.你知道哪些常用逻辑电平？TTL与COMS电平可以直接互连吗？

常用逻辑电平：12V，5V，3.3V； TTL和CMOS不可以直接互连，由于TTL是在0.3-3.6V之间，而CMOS则是有在12V的有在5V的。CMOS输出接到TTL是可以直接互连。TTL接到CMOS需要在输出端口加一上拉电阻接到5V或者12V。

5.如何解决亚稳态

亚稳态：是指触发器无法在某个规定时间段内达到一个可确认的状态。当一个触发器进入亚稳态时，既无法预测该单元的输出电平，也无法预测何时输出才能稳定在某个正确的电平上。在这个稳定期间，触发器输出一些中间级电平，或者可能处于振荡状态，并且这种无用的输出电平可以沿信号通道上的各个触发器级联式传播下去。

解决方法：

1)降低系统时钟

2)用反应更快的FF

3)引入同步机制，防止亚稳态传播

4)改善时钟质量，用边沿变化快速的时钟信号

关键是器件使用比较好的工艺和时钟周期的裕量要大。

6.IC设计中同步复位与异步复位的区别

同步复位在时钟沿采复位信号，完成复位动作。异步复位不管时钟，只要复位信号满足条件，就完成复位动作。异步复位对复位信号要求比较高，不能有毛刺，如果其与时钟关系不确定，也可能出现亚稳态。

7.MOORE 与 MEELEY状态机的特征

Moore 状态机的输出仅与当前状态值有关, 且只在时钟边沿到来时才会有状态变化。Mealy 状态机的输出不仅与当前状态值有关, 而且与当前输入值有关。

8.什么是集电极开路与非门(OC门)? OC门和普通的TTL与非门所不同的是，它用一个外接电阻RL来代替由VT3、VT4组成的有源负载，实现与非门逻辑功能，OC门逻辑功能灵活，应用广泛。

9.什么是TTL集成电路? TTL集成电路是一种单片集成电路。在这种集成电路中，一个逻辑电路的所有元器件和连线都制作在同一块半导体基片上。由于这种数字集成电路的输人端和输出端的电路结构形式采用了晶体管，所以一般称为晶体管一晶体管(Transistor-tranSiS-tor Logic)逻辑电路，简称TTL电路。

10.MOS电路的特点：

优点: 1)工艺简单，集成度高。

2)是电压控制元件，静态功耗小。3)允许电源电压范围宽（318V）。4)扇出系数大，抗噪声容限大。缺点：工作速度比TTL低。

11.什么是三态与非门(TSL)? 三态与非门有三种状态： 1)门导通，输出低电平。2)门截止，输出高电平。

3)禁止状态或称高阻状态、悬浮状态，此为第三态。

三态门的一个重要用途，就是可向同一条导线(或称总线Y)上轮流传送几组不同的数据或控制信号。

12.请画出用D触发器实现2倍分频的逻辑电路

把D触发器的输出端加非门接到D端。

13.用D触发器做4进制的计数器

14.MOS门电路在使用时应注意哪些问题？

1)输入端不能悬空。因MOS电路是一种高输入阻抗的器件，若输入端悬空，由于静电感应形成的电荷积聚而产生的高压将栅极击穿；另外由静电感应而产生的电压易使电路受到干扰，造成逻辑混乱。

2)集成MOS逻辑电路在保存时一般应将各管脚短接以防止静电感应；在焊接时，电烙铁应真正接地线。

15.电子计数器测量频率的基本原理是什么？

电子计数器进行频率测量是通过在一定的闸门时间内对被测量信号进行计数来完成的。被测信号送入输入电路后，经放大、整形变换成与其周期相同的脉冲被送至闸门电路，同时，晶体振荡器产生的信号经分频器分频后，通过门控双稳电路，选定闸门开通时间，闸门开通后对被测信号计数。最后，通过显示电路显示被测频率。

第三篇：数字电路学习感想

数字电路学习感想

姓名：xxx 学号：xxxxxxxxxxxx

现在已经是第十二周了，离数字电路课程结课也只剩下一周时间了。时间真的过的好快。回想过去，感觉昨天才踏进西大校园，而下周就要上完，紧接着就是不知道什么时候就来的考试，哎！感觉挺纠结的，只是还没学会，马上就要考试了。

接下来就简单谈谈自己对数字电路课程的感受吧。

第一章，数制与码制只是一些常用的基础知识。其实好多码制我们也不

用去可以的去记，只用知道它是怎么回事就行，用到的时候查一

下就行了。主要就熟练地掌握反码补码的求法以及2、10、16进

制数之间的快速转化就差不多了。

第二章，逻辑代数基础我觉得代入、反演、对偶定理都挺重要的，还有

就是逻辑表达式的常用化简公式以及卡诺图法化简逻辑函数。个

人觉得卡诺图是最好用的（可能是老记不住那几个公式吧），所以

一定要熟练掌握卡诺图的使用方法。总之第二章是基础，是以后

几章学习的工具。

第三章，第四章，主要介绍了MOS管这里就不做详尽的探讨了。组合逻辑电路到这一章，我们才真正的接触到电路，以前的都

是铺垫罢了。主要掌握几种常见的组合逻辑电路：编码器、译码

器、数据选择器、加法器、数值比较器等。这些都是常见常用的电路，所以如果我们现在没记牢，下去一定要多看几遍，争取把

这几个电路弄懂弄通，不然感觉以后更深层次的电路设计我们就

更无从下手了。

第五章，触发器这章也是重点，我们要在认识SR、JK、T、D触发器的基础上熟练掌握各种电路结构触发器所具有的动作特点，以及触

发器的逻辑功能分类和描述方法。

第六章，时序逻辑电路时序是区别组合的。这里对CLOCK的引入又加

深的它的难度，所以我们要特别注意，看清电路的出发方式。设

计电路时更要选择合适的触发器。差不多就这么多了。

第四篇：数字电路学习感想

数字电路学习感想

姓名：xxx 学号：xxxxxxxxxxxx 现在已经是第十二周了，离数字电路课程结课也只剩下一周时间了。时间真的过的好快。回想过去，感觉昨天才踏进西大校园，而下周就要上完，紧接着就是不知道什么时候就来的考试，哎！感觉挺纠结的，只是还没学会，马上就要考试了。

接下来就简单谈谈自己对数字电路课程的感受吧。第一章，数制与码制

只是一些常用的基础知识。其实好多码制我们也不用去可以的去记，只用知道它是怎么回事就行，用到的时候查一下就行了。主要就熟练地掌握反码补码的求法以及2、10、16进制数之间的快速转化就差不多了。

第二章，逻辑代数基础

我觉得代入、反演、对偶定理都挺重要的，还有就是逻辑表达式的常用化简公式以及卡诺图法化简逻辑函数。个人觉得卡诺图是最好用的（可能是老记不住那几个公式吧），所以一定要熟练掌握卡诺图的使用方法。总之第二章是基础，是以后几章学习的工具。

第三章，第四章，主要介绍了MOS管

这里就不做详尽的探讨了。

组合逻辑电路

到这一章，我们才真正的接触到电路，以前的都是铺垫罢了。主要掌握几种常见的组合逻辑电路：编码器、译码器、数据选择器、加法器、数值比较器等。这些都是常见常用的电路，所以如果我们现在没记牢，下去一定要多看几遍，争取把这几个电路弄懂弄通，不然感觉以后更深层次的电路设计我们就更无从下手了。

第五章，触发器

这章也是重点，我们要在认识SR、JK、T、D触发器的基础上熟练掌握各种电路结构触发器所具有的动作特点，以及触发器的逻辑功能分类和描述方法。

第六章，时序逻辑电路

时序是区别组合的。这里对CLOCK的引入又加深的它的难度，所以我们要特别注意，看清电路的出发方式。设计电路时更要选择合适的触发器。差不多就这么多了。

第五篇：数字电路基础教案

第7章

数字电路基础

【课题】

7.1 概述

【教学目的】

1.让学生了解数字电子技术对于认知数码世界的重要现实意义，培养学生学习该科目的浓厚兴趣。

2.明确该科目的学习重点和学习方法。【教学重点】

1.电信号的种类和各自的特点。2.数字信号的表示方法。

3.脉冲波形主要参数的含义及常见脉冲波形。4.数字电路的特点和优越性。【教学难点】

数字信号在日常生活中的应用。【教学方法】

讲授法，讨论法 【参考教学课时】

1课时 【教学过程】

一、新授内容

7.1.1 数字信号与模拟信号

1.模拟信号：在时间和数值上是连续变化的信号称为模拟信号。2.数字信号：在时间和数值上是离散的信号称为数字信号。讨论： 请同学们列举几种常见的数字信号和模拟信号。7.1.2 脉冲信号及其参数

1.脉冲信号的定义：在瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流信号。2．脉冲的主要参数：脉冲幅值Vm、脉冲上升时间tr、脉冲下降时间tf、脉冲宽度tW、脉冲周期T及占空比D。7.1.3 数字电路的特点及应用

特点：1.电路结构简单，便于实现数字电路集成化。2.抗干扰能力强，可靠性高。（例如手机）

3.数字电路实际上是一种逻辑运算电路，电路分析与设计方法简单、方便。4.数字电路可以方便地保存、传输、处理数字信号。（例如计算机）5.精度高、功能完备、智能化。（例如数字电视和数码照相机）

应用：数字电路在家电产品、测量仪器、通信设备、控制装置等领域得到广泛的应用，数字化的发展前景非常宽阔。

讨论：1.你用过哪些数字电路产品，请列出1~2个较为典型的例子，并就其中一个产品说明它的功能及优点和缺点。

二、课堂小结

1.数字信号与模拟信号的概念 2.脉冲信号及其参数 3.数字电路的特点及应用

三、课堂思考

讨论：谈谈如何才能学好数字电路课程？

四、课后练习

P143思考与练习题：1、2、3。

【课题】

7.2 常用数制与编码

【教学目的】

1.掌握二进制、十进制、十六进制数的表示方法及数制间的相互转换。

2.了解8421BCD码的表示形式。【教学重点】

1.二进制、十六进制数的表示方法。

2.数字电路中为什么广泛采用二、十六进制数。3.为什么要进行不同数制之间的转换。

4.进行二进制、十进制数、十六进制之间的相互转换。5.8421BCD码。【教学难点】

十进制数与十六进制数之间的相互转换。【教学方法】

讲授法 【参考教学课时】

2课时 【教学过程】

一、复习提问

数字电路的特点及应用。

二、新授内容

7.2.1 数制

基本概念：（1）进位制（2）基数（3）位权

1.十进制：十进制数有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10个数码。十进制数作加法运算时遵循“逢十进一”，作减法运算时遵循“借一当十”的规则。

小提示：在实际的数字电路中，采用十进制十分不便，因为十进制有十个数码，要想严格地区分开必须有十种不同的电路状态与之相对应，这在技术上实现起来比较困难。因此，在实际的数字电路中一般不直接采用十进制数。

2.二进制：二进制数仅有0和1两个不同的数码。进位规则为“逢二进一”；借位规则为“借一当二”。

小提示：二进制是数字电路中使用最广泛的一种数制。因为二进制数只有0、1两个数码，容易通过电路或器件的状态来表示；其次，二进制的运算规则简单。

3．十六进制：十六进制的进位规律是“逢十六进一”。7.2.2数制间的转换

1．二进制数转换为十进制数

转换方法是：写出二进制的权展开式，然后将各数值按十进制相加，即可得到等值的十进制数。

2．十进制整数转换为二进制数

转换方法是：将十进制整数逐次用2除取余数，一直除到商为零。其中最先出现的余数为二进制数的最低位数码。这种转换方法通常称为短除取余倒计法。

3．二进制数转换为十六制数

转换方法是：将二进制数自右向左每4位分为一组，最后不足4位的一组，高位用零补足；然后写出每一组等值的十六进制数。

4．十六进制数转换为二进制数

转换方法是：只要把每一位十六进制数用相应的四位二进制数代替即可。7.2.3 编码

1．二-十进制代码

常用的二-十进制代码是用4位二进制数表示1位十进制数，也称BCD码。2.字符代码

三、课堂小结

1．数制

2．数制间的转换

3．编码

四、课堂练习

1.将下列二进制数转换成十进制数：（1）(101001)

2(2)（10110)2

2.分别求出10~20所对应的二进制数。3．将下列十进制数用8421BCD码表示：（1）17

（2）432

五、课后练习

P147思考与练习题：1、2、3。

【课题】

7.3 逻辑门电路

【教学目的】

1.掌握基本逻辑门和常用复合门的逻辑功能及电路符号。2.了解集成逻辑门的内部结构和常用集成逻辑门的系列品种。【教学重点】

1.基本逻辑门的逻辑功能。

2.与非门、或非门、与或非门、异或门等复合逻辑门的逻辑功能，会画电路符号，会使用真值表。【教学难点】

特殊逻辑门的作用和应用。【教学方法】

讲授法、讨论法及实物展示。【参考教学课时】

4课时 【教学过程】

一、复习提问

1.简述各数制之间的转换方法。2.将下列十进制数用8421BCD码表示。（1）28

（2〕3895

二、新授内容 7.3.1 基本逻辑门

基本概念： 逻辑关系、逻辑门电路 1.与逻辑门

（1）与逻辑关系：“只有当决定一件事情（灯亮）的各种条件（开关S1、S2闭合）完全具备时，该事情（灯亮）才发生，否则就不发生”，这样的逻辑关系称为与逻辑关系。（2）与门电路： 逻辑符号、表达式、真值表 讨论：联系生活说明有哪些常见的与逻辑。2．或逻辑门

（1）或逻辑关系：“在决定一件事情（灯亮）的各种条件（开关S1、S2闭合）中，只要有一个条件具备，该事情（灯亮）就会发生”，这样的逻辑关系称为或逻辑关系。（2）或门电路：逻辑符号、表达式、真值表 讨论：联系生活说明有哪些常见的或逻辑。3．非逻辑门

(1)非逻辑关系：“事情的结果（灯亮）与条件（开关闭合）总是呈相反状态”。(2)非门电路：逻辑符号、表达式、真值表 讨论：联系生活说明有哪些常见的非逻辑。7.3.2 复合逻辑门

1．与非门：逻辑功能、逻辑符号、表达式、真值表 2．或非门：逻辑功能、逻辑符号、表达式、真值表 3．与或非门：逻辑功能、逻辑符号、表达式、真值表 4．异或门：逻辑功能、逻辑符号、表达式、真值表

5.同或门：逻辑功能、逻辑符号、表达式、真值表（补充）* 7.3.3 特殊逻辑门 1.集电极开路与非门（OC门）

（1）OC门的工作原理、逻辑符号、逻辑表达式及逻辑功能（2）OC门的应用举例 ①实现线与

②驱动显示器 ③实现电平转换 2.三态门（TSL门）

（1）三态门的逻辑符号及功能（2）三态输出门的应用举例 ①用三态输出门实现数据单向传送 ②用三态输出门实现数据双向传送 7.3.4 常用集成逻辑门

1.集成门电路的内部结构（教材图7.19）补充： 双列直插式集成电路(1)外形封装（实物展示）（2）引脚的编号辨认

2.集成与门、与非门：逻辑功能，电路符号 3.集成或门、或非门：逻辑功能，电路符号 4.常用集成非门

三、课堂小结

1．基本逻辑门的逻辑符号及逻辑功能

2．复合逻辑门的逻辑符号及逻辑功能 3．特殊逻辑门的逻辑符号及逻辑功能 4．常用集成逻辑门

四、课堂练习

1．写出下列各门电路的输出结果：

2.如何判别双列直插式集成电路引脚的编号顺序？

3.在一条长廊中，想用三个开关去控制一盏灯，如奇数个开关合上时，则灯亮；如偶数个开关合上时（0是偶数），则灯熄。根据该文字描述建立真值表。

五、课后练习

1.P156思考与练习题： 2、3、5。

2.将学过的各种门电路的逻辑功能归总列表。

【课题】

7.4 逻辑函数的化简

【教学目的】

掌握逻辑代数的基本定律、常用公式与化简方法。【教学重点】

1.了解逻辑函数化简和变换的意义。2.掌握逻辑代数的基本定律和基本公式。3.理解逻辑表达式化简的标准。4.用逻辑函数基本公式化简逻辑函数。【教学难点】

利用配项法进行逻辑函数化简。【教学方法】

讲授法、讨论法 【参考教学课时】

2课时 【教学过程】

一、复习提问

画出基本逻辑门的逻辑符号并说明其逻辑功能。

二、新授内容

7.4.1逻辑代数的基本定律 7.4.2 逻辑函数的代数法化简 补充：化简在实用中的意义 1．逻辑函数的表示方法 2．逻辑函数化简的基本原则 3．逻辑代数常用公式 4．逻辑函数的化简方法 5.例题讲解

讨论：通过例题讲解可知，对于比较复杂的逻辑函数式，可用不同的公式和方法进行化简，其结果是相同的，但有繁有简。我们要善于选择比较精炼的方法来完成。

三、课堂小结

1.逻辑代数的基本定律 2.逻辑函数的代数法化简

四、课堂思考

P159 思考与练习题：

1、2。

五、课后练习

1.P159 思考与练习题：3、4、5。

2.在课外资料上寻找有关题目，扩展学生知识面。

【课题】

* 7.5 数字集成电路的基本使用常识

【教学目的】

1.了解典型TTL、CMOS数字集成电路的主流系列品种、主要特点及使用常识。

2..培养学生应用能力，提高学生的动手能力。【教学重点】

1.TTL、CMOS集成电路的主流系列品种、主要特点及使用常识，并会测试其逻辑功能。2.逻辑门闲置引脚的处理方法。【教学难点】

根据要求，合理选用集成门电路。【教学方法】

讲授法、举例法 【参考教学课时】

1课时 【教学过程】

一、复习提问

写出各种逻辑门电路的逻辑功能与逻辑表达式。

二、新授内容

7.5.1数字集成电路的分类

1.TTL数字集成电路 2.CMOS数字集成电路 7.5.2数字集成电路的使用注意事项

1.闲置输入引脚的处理 2.集成电路使用应注意的问题

3.TTL数字集成电路应用举例（补充）

图7.1所示为简易逻辑测试笔电路图，可用来检测TTL数字集成电路的逻辑电平值。说明该电路的工作原理。（提示：分析TTL输出电平值为0和1时，发光二极管的发光情况）

图7.1

三、课堂小结

1.数字集成电路的分类

2.数字集成电路的使用注意事项

四、课堂思考

P163 思考与练习题：

2、3。

五、课后练习

P163 思考与练习题：

1、4

【课题】

实训项目 7.1 数字电路实训箱的初步使用

【实训目标】

1.认识数字实训箱的结构。2.掌握数字实训箱的使用。【实训重点】

数字实训箱的使用。【实训难点】

实训箱故障的诊断与排除。【实训方法】 实验实训 【参考实训课时】

1课时 【实训过程】

一、实训任务

任务一

认识数字实训箱的结构

1.认识实训箱的结构 2.使用注意事项 任务二

实训箱的初步使用

1.观察实训箱插件板的结构。

2.开机后，可以看到操作面板上十六位红色发光二极管点亮，六位数码管显示出初始状态，这时可用万用表测出数码管驱动芯片接Vcc引脚的电平值=

V；接GND引脚的电平值=

V。可用万用表检查电源电压=

V，看是否符合电路或集成组件的要求，一般TTL电路为5V。

3.测试十六位逻辑开关和十六位发光二极管红、绿灯的显示功能 4.测试单脉冲及连续脉冲的输出功能

二、实训总结

1.数字实训箱的操作面板上包含有哪几部分内容，使用时有哪些注意事项？ 2.总结数字实训箱的使用方法。

三、课堂思考

1．数字实训箱的操作面板上包含有哪几部分内容，使用时有哪些注意事项？

四、课后作业

完成实训报告，写出本次实训的体会和收获。

【课题】

实训项目7.2 集成逻辑门电路的功能测试

【实训目标】

1.掌握逻辑门电路的逻辑功能测试方法。

2.掌握在实训箱上连接实现数字电路的方法。【实训重点】

掌握在实训箱上连接实现数字电路的方法。【实训难点】

集成电路多余输入端的处理方法。

【实训方法】

实验实训 【参考实训课时】

1课时 【实训过程】

一、复习提问

1．基本逻辑门电路的逻辑功能。

2．数字实训箱使用时有哪些注意事项？

二、实训任务

任务一

与非门逻辑功能测试

1.测试电路原理 2.操作步骤

任务二

用与非门控制信号输出

1.实训电路原理 2.实训内容

三、实训总结

1.画出电路原理图，并标明集成块名称和接线时使用的引脚号。2.按照实训操作过程记录、整理实训内容和结果，填好测试数据。

四、课堂思考

1．当与非门的一个输入端接脉冲源时，请问其余输入端在什么状态下允许脉冲通过？什么状态下禁止脉冲通过？

2．如何检测与非门集成电路质量的好坏？

五、课后作业

完成实训报告，写出本次实训的体会和收获