可編程邏輯器件

1、可編程邏輯器件數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課CDBACBCAABFCBCAABCDBACBCAABFCABCABABCBAAB）（例5 用公式法化簡邏輯函數(shù)解 試用卡諾圖法將下列具有約束條件的邏輯函數(shù)化為最簡與或式：F（A，B，C）=m(1，3，4）+d(5，6，7）數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課一、門電路的邏輯功能按邏輯功能分：與、或、非、與非、或非、與或非、異或、同或。要重視異或門和同或門的的邏輯功能（邏輯符號、表達(dá)式、應(yīng)用）傳輸門：既可以傳輸數(shù)字信號，也可以傳輸模擬信號。數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課例2分析下圖所示電路的邏輯功能。列出真值表，寫出電路輸出函數(shù)S的邏輯表達(dá)式。數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課 關(guān)鍵是熟練掌握用以構(gòu)

2、成CMOS門電路的兩種基本單元電路，即CMOS反相器和CMOS傳輸門為基礎(chǔ)擴(kuò)展而來。 一般規(guī)律是：將多個CMOS反相器的工作管（TN）串聯(lián)，負(fù)載管（TP）并聯(lián)，可得到CMOS與非門；反之，將多個CMOS反相器的工作管（TN）并聯(lián)，負(fù)載管（TP）串聯(lián)，可得到CMOS或非門。 為了避免經(jīng)過多次串、并后帶來的電平平移和其它輸出特性的影響，常在各種CMOS電路中引入反相器作為每個輸入端和輸出端的緩沖器。數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課二、TTL門電路和CMOS門電路的電氣特性（外特性） 正確理解極限值的含義。VOHmin、VOLmax、VIHmin、VILmax例2 某集成電路芯片，查手冊知其最大輸出低電平VOL

3、max，最大輸入低電平VILmax，最小輸出高電平VOHmin，最小輸入高電平VIHmin，則其低電平噪聲容限VNL= 。VNL=VILmaxVOLmaxVNH=VOHminVIHmin1電壓傳輸特性數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課2輸入輸出特性 TTL門電路的輸入特性：接低電平時，電流流出；接高電平時，電流流入。CMOS門電路的輸入特性：無論接低電平還是接高電平時，都無電流輸入，阻抗相當(dāng)于無窮大。CMOS門電路和TTL門電路輸入端接電阻時的分析。 CMOS門電路和TTL門電路的多余輸入端的正確處理。數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課例二輸入TTL與非門接成如圖所示電路。已知與非門的VOH，VOL，IOH，IOL=8.

4、0 mA，RC=1k，EC=+10V，=40。若要實現(xiàn)L=AB試確定電阻RB的取值范圍。數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課三、門電路的3種不同輸出結(jié)構(gòu)1推拉式輸出2OC（OD）輸出3三態(tài)輸出例 寫出下列邏輯電路的函數(shù)表達(dá)式。數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課一、組合邏輯電路的分析例1 已知邏輯電路如圖所示，試分析其邏輯功能。邏輯圖表達(dá)式真值表功能數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課例2 已知用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151構(gòu)成的邏輯電路如下圖所示，請寫出輸出L的邏輯函數(shù)表達(dá)式，并將它化成最簡“與或”表達(dá)式。CBACBACBALCBBA數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課二、組合邏輯電路的設(shè)計 組合邏輯電路的設(shè)計應(yīng)掌握兩種方法：用門電路設(shè)計組合邏輯電路；

5、用MSI設(shè)計組合邏輯電路。例用二個4選1數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)函數(shù)L，允許使用反相器。BCEDEFBAEDCBADECBAEDCBAEL數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課BCEDEFBAEDCBADECBAEDCBAELBECADFDACDCADCAEBEBEB）（BECEBADFCDACDACDAEBEB）（數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課例 某一組合電路如圖所示，輸入變量（A，B，D）取值為（0，1，0）為不可能發(fā)生輸入組合。分析它的競爭冒險現(xiàn)象，如存在，則用最簡單的電路改動來消除之。三、組合邏輯電路的競爭冒險競爭冒險的判斷、排除數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課ACDCBCBAFDCAACDCBCBAF數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)

6、課復(fù)習(xí)課一、基本RS觸發(fā)器的邏輯功能二、觸發(fā)器5種不同功能的觸發(fā)器（觸發(fā)器功能的互相轉(zhuǎn)換）三、觸發(fā)器的觸發(fā)方式（畫波形圖）例5 試畫出下圖所示時序電路在一系列CP信號作用下，Q1、Q2、Q3的輸出電壓波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0。 數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課例 由維持阻塞D觸發(fā)器和邊沿JK觸發(fā)器的電路如圖(a)所示，各輸入端波形如圖(b)，當(dāng)各個觸發(fā)器的初態(tài)為“0”時，試畫出Q1和Q2端的波形，并說明此電路的功能。 一個單發(fā)脈沖發(fā)生器，A可以為隨機(jī)信號，每一個A信號的下降沿后；Q2端輸出一個脈寬周期的脈沖。數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課一、同步時序邏輯電路的分析 例1 試分析以下同步時

7、序邏輯電路，并寫出分析過程。 驅(qū)動方程狀態(tài)方程狀態(tài)真值表狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖自啟動校驗功能。數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課二、同步時序邏輯電路的設(shè)計例 試用兩只JK觸發(fā)器和最少量的接線設(shè)計一個能產(chǎn)生如圖所示波形的時序邏輯電路，要求寫出完整的設(shè)計過程。 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)真值表狀態(tài)方程驅(qū)動方程自啟動校驗邏輯圖。數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課三、計數(shù)器1、模2n異步加減計數(shù)器構(gòu)成規(guī)律2、模2n同步加減計數(shù)器構(gòu)成規(guī)律3、M進(jìn)制（任意進(jìn)制）計數(shù)器的設(shè)計（用觸發(fā)器設(shè)計、用MSI計數(shù)器設(shè)計）數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課四、寄存器1、并行寄存器和移位寄存器例、下列所示電路的功能為 。A并行寄存器 B移位寄存器 C計數(shù)器 D隨機(jī)存儲器數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)

8、習(xí)課 采用二片如圖所示的74LS194雙向移位寄存器、一個1位全加器和一個D型觸發(fā)器設(shè)計二個4位二進(jìn)制數(shù)A=A3A2A1A0、B=B3B2B1B0的加法電路。要求畫出電路，說明所設(shè)計電路的工作過程以及最后輸出結(jié)果在何處。數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課CRS1 S0DSRDSLCPQ0 Q1Q2Q301111 1 10 00 11 0AB0 D0 Q0 A Q1 0D1Q1Q0Q20D2Q2Q1Q30D3Q3Q2B數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課 采用一片74LS194雙向移位寄存器和4選1數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個4色彩燈控制電路。彩燈在時鐘信號作用下按表規(guī)定的順序循環(huán)轉(zhuǎn)換狀態(tài)。表中的1表示燈亮，0表示

9、燈滅。要求畫出電路圖。紅紅 綠綠 黃黃 藍(lán)藍(lán)0 00 00 00 01 10 00 00 01 11 10 00 01 11 11 10 01 11 11 11 10 01 11 10 00 00 01 11 10 00 00 01 11 10 01 10 01 11 10 01 10 01 11 10 01 10 01 11 1數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課施密特觸發(fā)器：波形變換單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：定時、整形多諧振蕩器：產(chǎn)生方波脈沖產(chǎn)生與整形的3種電路數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課1.由門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課)(21DDT121RRVV2.由門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器)(21DD-T121RRVV

10、數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課3.由施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課4.由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課5.由555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課6.由555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課例.四個電路輸入vI、輸出vO的波形如圖所示，試寫出分別實現(xiàn)下列功能的最簡電路類型（不必畫出電路）。 （a） ；（b） ；（c） ；（d） 。數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課例 N位權(quán)電阻D/A轉(zhuǎn)換器如圖所示。 （1）試推導(dǎo)輸出電壓vO與輸入數(shù)字量的關(guān)系式；（2）如n=8，VREF=-10V時，如輸入數(shù)碼為20H，試求輸出電壓值。10iiREFO22ninDVvV251

11、3225610O.v數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課例10位倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器如圖所示，當(dāng)Rf=R時，（1）求輸出電壓的取值范圍；（2）若要求輸入數(shù)字量為200H時輸出電壓vO=5V，試問VREF應(yīng)取何值？S1vORC+ +-VREFvI- -A開關(guān)S1合到vI一側(cè) I10I1)(1vRCTdtRvCvTO開關(guān)S1接到VREF一側(cè) 012REFI10REFI12RCTVvRCTdtRVCvRCTvTOIREF12vVTT T1為常數(shù)，T2與vI成正比0vOtT1T2T2固定時間積分，到時結(jié)束固定時間積分，到時結(jié)束固定斜率積分，過零固定斜率積分，過零 結(jié)束結(jié)束第一步：將電壓轉(zhuǎn)化為時間第一步：將電壓轉(zhuǎn)

12、化為時間T，使，使T與輸入電壓成正比與輸入電壓成正比 數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課雙積分型雙積分型A / D轉(zhuǎn)換器原理圖轉(zhuǎn)換器原理圖S2CP1TC11TC11TC11TC1RRRRd0d2d n-11111&vCn位異步計數(shù)器FFCS1vORC-VREF+AvIG1G2C+數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課思考：若被測電壓vI(max)，要求分辨率1mV，則異步二進(jìn)制計數(shù)器的計數(shù)總?cè)萘縉應(yīng)大于多少？121mLSBnVV分分辨辨率率2048111004721123.Nn分辨率需要多少位的二進(jìn)制計數(shù)器：n=11 思考：若時鐘頻率fcp=200kHz，則采樣保持時間為多少？例：例： 逐次逼近型逐次逼近型AD 轉(zhuǎn)換器如圖所示。當(dāng)轉(zhuǎn)換器如圖所示。當(dāng)vI時，問：時，問： （1）輸出的二進(jìn)制數(shù)）輸出的二進(jìn)制數(shù)D4D3D2D1D0？（2）轉(zhuǎn)換誤差為多少？）轉(zhuǎn)換誤差為多少？（3）如何提高轉(zhuǎn)換精度？）如何提高轉(zhuǎn)換精度？ 數(shù)電數(shù)電復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課解：解：1.量化單位量化單位 為：為：V15625. 032V596. 815625. 04 . 1nD轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換結(jié)果Dn=（01000）22.轉(zhuǎn)換誤差為