《電工電子技術(shù)》課件 項目八 四路搶答器的分析與調(diào)試

四路搶答器的分析與調(diào)試目八項數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)組合邏輯電路和時序邏輯電路任務(wù)1任務(wù)2目錄CONTENTS認識電路基本元件任務(wù)3安全用電任務(wù)4任務(wù)1數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)一、數(shù)制與編碼1

.幾個基本概念（1）數(shù)碼數(shù)碼是能表示物理量大小的數(shù)字符號。例如，日常生活中十進制數(shù)使用的是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個不同數(shù)碼。（2）數(shù)制計數(shù)制的簡稱，表示多位數(shù)碼中每一位的構(gòu)成方法，以及從低位到高位的進制規(guī)則。常用的有十進制、二進制、八進制和十六進制等。（3）權(quán)每種數(shù)制中，數(shù)碼位于不同位置，它所代表的位置的含義是不同的。各數(shù)位上數(shù)碼表示的數(shù)量等于該數(shù)碼與相應數(shù)位的權(quán)之乘積。例如：十進制數(shù)123中，“1”表示1×102，“2”表示2×101，“3”表示3×100。2.十進制、二進制、八進制、十六進制數(shù)的表示方法（1）十進制數(shù)十進制數(shù)是人們在日常生活中最熟悉的一種數(shù)制，它由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個數(shù)碼構(gòu)成，按“逢十進一”、“借一當十”的原則計數(shù)，10是它的基數(shù)。任一個十進制數(shù)都可以用加權(quán)系數(shù)展開式來表示，n位整數(shù)十進制數(shù)用加權(quán)系數(shù)展開式表示，可寫為（2）二進制數(shù)二進制數(shù)中只有0和1兩個數(shù)碼，按“逢二進一”、“借一當二”的原則計數(shù)，2是它的基數(shù)，二進制數(shù)的各數(shù)位的權(quán)為2的冪。（3）八進制數(shù)八進制數(shù)由0、1、2、3、4、5、6、7八個數(shù)碼構(gòu)成，按“逢八進一”、“借一當八”的原則計數(shù)，8是它的基數(shù)，各數(shù)位的權(quán)為8的冪。（4）十六進制數(shù)十六進制數(shù)由0～9、A、B、C、D、E、F十六個數(shù)碼構(gòu)成，分別對應十進制的0～15，按“逢十六進一”、“借一當十六”的原則計數(shù)，16是它的基數(shù)，各數(shù)位的權(quán)為16的冪。（1）非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)，就是把非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為等值的十進制數(shù)。只需將非十進制數(shù)按權(quán)展開，然后各項相加，就得到相應的十進制數(shù)。3.

數(shù)制轉(zhuǎn)換（2）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進制數(shù)把十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進制數(shù)，需要把十進制數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進行轉(zhuǎn)換，然后再將整數(shù)部分和小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換結(jié)果合并起來。（3）二進制數(shù)與八進制、十六進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)，只需要把二進制數(shù)從低位到高位，每3位分成一組，高位不足3位時補0，寫出相應的八進制數(shù)，就可以得到與二進制數(shù)對應的八進制轉(zhuǎn)換值。反之，將八進制數(shù)中每一位都寫成相應3位二進制數(shù)，所得到的就是與八進制對應的二進制轉(zhuǎn)換值。4.編碼編碼，就是用數(shù)字或某種文字和符號來表示某一對象或信號的過程，十進制編碼或某種文字和符號的編碼難于用電路來實現(xiàn)，在數(shù)字電路中一般采用二進制數(shù)。用二進制表示十進制的編碼有二—十進制編碼，又稱BCD碼。常見BCD碼有8421碼、5421碼、2421碼等編碼方式。十進制編碼8421碼十進制編碼8421碼00000501011000160110200107011130011810004010091001二、邏輯代數(shù)及應用1.基本邏輯門電路邏輯門是數(shù)字電路的基本單元。一個邏輯門有一個輸出端和一個或多個輸入端。輸出端只有1或0兩種狀態(tài)，或者說只有高電平和低電平兩種狀態(tài)，這取決于輸入的信號和邏輯門的功能。邏輯門可進行與、或、非等邏輯運算，對應的也就有與門、或門、非門等基本邏輯門和組合邏輯電路。（1）與邏輯和與門電路ABF=A?B000010100111（2）或邏輯和或門電路ABF=A+B000011101111（3）非邏輯和非門電路AF=

01102.復合邏輯門電路（1）與非門AB001011101110（2）或非門AB001010100110（3）異或門AB000011101110（4）同或門AB0010101001113.布爾代數(shù)與邏輯函數(shù)化簡（1）布爾代數(shù)的基本公式基本運算交換律分配律結(jié)合律重疊率吸收率還原率冗余率摩根定理（2）邏輯函數(shù)的代數(shù)法化簡并項法吸收法消去法配項法（3）卡諾圖化簡邏輯函數(shù)的卡諾圖表示相鄰最小項：有邏輯相鄰和幾何相鄰。邏輯相鄰：若兩個最小項只有一個變量為互反變量，其余變量均相同，則這樣的兩個最小項為邏輯相鄰，例如，最小項和就是相鄰最小項。幾何相鄰：幾何相鄰的情況如下，相接——緊挨著；相對——任意一行或一列的兩頭（即循環(huán)相鄰性，也稱滾轉(zhuǎn)相鄰性）。用卡諾圖表示邏輯函數(shù)由于卡諾圖與真值表一一對應，即真值表的某一行對應著卡諾圖的某一小方格。因此如果真值表中的某一行函數(shù)值為“1”，卡諾圖中對應的小方格填“1”；如果真值表中的某一行函數(shù)值為“0”，卡諾圖中對應的小方格填“0”。即可以得到邏輯函數(shù)的卡諾圖。ABCL00000010010001111000101111011111邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法卡諾圖化簡邏輯函數(shù)的原理是具有相鄰性的最小項可以合并，并消去不同的因子，合并的結(jié)果為這些項的公因子。用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)的步驟如下：①把給定的邏輯函數(shù)表達式填到卡諾圖中。②找出可以合并的最小項（畫圈，一個圈代表一個乘積項）。③寫出合并后的乘積項，并寫成“與—或”表達式。畫圈的原則如下：①圈的個數(shù)盡可能減少（因一個圈代表一個乘積項）。②圈盡可能大（因圈越大可消去的變量越多，相應的乘積就越簡）。③每畫一個圈至少包括一個新的“1”格，否則是多余的，所有的“1”都要被圈到。任務(wù)2組合邏輯電路和時序邏輯電路一、組合邏輯電路1.組合邏輯電路的分析對于數(shù)字邏輯電路，當其任意時刻的穩(wěn)定輸出僅僅取決于該時刻的輸入變量的取值，而與過去的輸出狀態(tài)無關(guān)，則稱該電路為組合邏輯電路，簡稱組合電路。（1）由已知的邏輯圖寫出輸出端邏輯表達式；（2）變換和化簡邏輯表達式；（3）列真值表；（4）根據(jù)真值表和邏輯表達式，確定其邏輯功能。由真值表可知，當3個輸入變量A、B、C表示的二進制數(shù)小于或等于2時，F(xiàn)1=1；當這個二進制數(shù)在4和6之間時，F(xiàn)2=1；而當這個二進制數(shù)等于3或等于7時F1和F2都為1。因此，這個邏輯電路可以用來判別輸入的3位二進制數(shù)數(shù)值的范圍。2.組合邏輯電路的設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計出符合需要的組合邏輯電路，并畫出組合邏輯電路圖，這個過程稱為組合邏輯電路的設(shè)計。使用與非門設(shè)計一個3輸入、3輸出的組合邏輯電路。輸出F1、F2、F3為3個工作臺，由3個輸入信號A、B、C控制，每個工作臺必須接收到兩個信號才能工作：當A、B有信號時F1工作，B、C有信號時F2工作，C、A有信號時F3工作。3.常用組合邏輯電路（1）編碼器二進制編碼器二—十進制編碼器（2）譯碼器3位二進制譯碼器二—十進制譯碼器（BCD譯碼器）顯示譯碼器二、時序邏輯電路時序邏輯電路簡稱時序電路，它由邏輯門電路和觸發(fā)器組成，是一種具有記憶功能的邏輯電路。其輸出狀態(tài)不僅與