《数字电子技术基础》复习指导.docx
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《数字电子技术基础》复习指导
第一章数制与码制
第二章逻辑代数基础
一、本章知识点
1．数制及不同数制间的转换
熟练掌握各种不同数制之间的互相转换。
2．码制定义、码的表示方法
BCD码的定义，常用BCD码特点及表示十进制数的方法。
3．原码、反码、补码的表示方法
正数及负数的原码、反码、补码。
4．逻辑代数的基本公式和常用公式
掌握逻辑代数的基本公式和常用公式。
5．逻辑代数的三个基本定理
定义，应用
6．逻辑函数的表示方法及相互转换
7．逻辑函数最小项之和的标准形式
8．逻辑函数的化简
公式法化简逻辑函数
卡诺图法化简逻辑函数的基本原理及化简方法
二、例题
（一）概念题
1．数字信号是指在和数量上都是离散的信号。
2．BCD码是指用二进制数码表示一位十进制数。
3．一个三位十进制数的余3BCD码是100100111010，则与它相应的8421BCD码是。
4．逻辑函数
表达的逻辑符号为。
5．如果两个表达式相等，那么它们的对偶式也。
6．常用的逻辑函数的表示方法有及函数式、逻辑图、卡诺图等。
7．最简与或表达式的条件，不仅要求其中的乘积项最少，而且要
求。
8．利用卡诺图化简逻辑函数的基本原理就是。
9．逻辑代数中逻辑变量的取值只有0和1两种可能，它们不再表示数量的大小，只代表二种不同的。
（二）数制转换
1.（46.125）10=（）2=（）8=（）16
2.（13.A）16=（）2=（）10
3.（10011.1）2=（）8=（）10
（三）写出下列数的八位二进制数的原码、反码、补码
原码，就是用最高位表示数符（0表示正数、1表示负数）。
正数，原码=反码=补码；负数，反码：
除符号位以外，对原码逐位取反；补码：
反码+1
1.（-35）10=（）原码=（）反码=（）补码
2.（+35）10=（）原码=（）反码=（）补码
3.（-110101）2=（）原码=（）反码=（）补码
4.（+110101）2=（）原码=（）反码=（）补码
5.（-17）8=（）原码=（）反码=（）补码
（四）将下列三位BCD码转换为十进制数
根据BCD码的编码规则，四位一组展成对应的十进制数。
1.（10110010110）余3码=（）10
2.（10110010110）8421码=（）10
（五）分别求下列函数的对偶式Y‘和反函数
1.
2.
（六）求下列函数的与非-与非式。
1.
（七）将下列函数展成最小项之和的标准形式
1.Y=
2.
（八）用公式法化简下列函数
1.
2.
（九）用卡诺图化简下列逻辑函数
1.
2.
3.
第三章门电路
一、本章重点
1．各类门电路的符号及功能；
2．TTL电路的外特性及其应用
3．CMOS电路的外特性及其应用
二、本章知识点
（一）基本概念
1、熟记各种功能门电路的逻辑符号。
2、熟记TTL、CMOS门的主要电气参数（高低电平的典型值、转折电压值）。
3、正确理解噪声容限的概念。
4、正确理解哪些TTL门电路可以将输出端并联使用。
5、正确理解门电路多余输入端的处理方法（应该接什么逻辑电平）。
6、熟练掌握TTL门电路输入端的负载特性，开门电阻值、关门电阻值，会判断输入端在接不同负载电阻时所对应的相应逻辑值。
7、熟练掌握TTL门电路的输入端电压电流关系特性（在输入高、低电平时相应的电流方向及大小）。
8、熟练掌握TTL门电路的输出端电压电流关系特性（在输出高、低电平时相应的电流方向及大小）。
9、会判断负逻辑的门电路转换成正逻辑时门电路新的逻辑功能。
10、会比较TTL电路系列产品（74、74H、74S、74LS）的性能（工作速度、功耗）。
11、熟记集电极开路门、三态门、CMOS传输门的功能及逻辑符号。
12、正确理解集电极开路的门电路（OC门）使用时时需要外接电源和限流电阻，输出端能并联使用实现“线与”的工作特点。
13、会根据使能端逻辑值判断三态门的工作状态，会根据控制端逻辑值判断CMOS传输门的工作状态。
14、正确理解CMOS传输门输入、输出端可以互换使用、实现数据双向传输的特点；CMOS传输门又称为电子模拟开关，可用来传输连续变化的模拟电压信号，正确理解其电路的基本组成。
（二）简要分析
熟练掌握各种功能门电路的逻辑功能。
熟练掌握TTL门电路输入端的负载特性、输入/输出端的电压电流关系特性，会判断各种情况下输入端的逻辑值。
熟练掌握集电极开路门的线与结构、三态门工作状态的判断、CMOS传输门工作状态的判断。
在掌握以上知识点的前提下，具备以下分析能力：
1、根据各种门电路的给定接法，写出相应的输出逻辑表达式。
2、根据各种门电路的给定接法，求出相应的输出逻辑值。
3、根据各种门电路的给定接法、及输入波形，画出相应的输出波形。
4、分析给定的各种门电路的接法，指出电路中存在的问题并改正。
三、例题
（一）概念题
1．若以输出的高电平表示逻辑1，以低电平表示逻辑0，则称这种表示方法为逻辑。
2．TTL与非门多余输入端应该接。
3．TTL或非门多余的输入端应该接。
4．对于TTL门电路，在保证输出高、低电平基本不变的条件下，输入电平的允许波动范围称之为。
5．利用三态门电路可以实现数据的传输。
6．集电极开路的门电路（OC门）能实现“线与”，但这种门电路工作时需要外接才能正常工作。
7．在各种TTL门电路中，可以将输出端并联使用的是
门。
8．TTL电路的74、74H、74S、74LS几个系列产品中，系列产品工作速度快，功耗小。
9．工厂在组装和调试由CMOS器件构成的电路时，把电烙铁接地的目的
是。
10．CMOS传输门属于双向器件，所以它的可以互易使用。
11．电子模拟开关用来传输连续变化的模拟电压信号，它的基本电路是由
组成的。
（二）指出下图中由TTL门电路组成的逻辑电路的输出是什么（高电平、低电平、高阻）？
（三）下图电路均由TTL门组成，RON=2K，ROFF=0.7K，试分别写出输出函数的表达式。
（四）已知图示TTL门电路的输入端波形，试分别画出Y1、Y2、Y3、Y4的输出波形。
（五）已知CMOS逻辑电路如图所示，试写出输出逻辑函数Y1、Y2的表达式。
（六）TTL门电路如图所示。
（1）图中多余输入端B应接。
（2）为使图中电路F1=f（A,C）正常工作，该电路是否还有错误？
为什么？
如有错误，请改正。
在上述
（1）、
（2）问题解决后：
（3）如A=1、C=0，1门输出Y，F1=；
如A=1、C=1，1门输出Y，F1=；
（七）已知逻辑电路如图所示，试分别写出Y1、Y2、Y3、Y4的输出逻辑值。
第四章组合逻辑电路
一、本章知识点
（一）概念
1.组合电路：
电路在任一时刻输出仅取决于该时刻的输入，而与电路原来的状态无关。
电路结构特点：
只有门电路，不含存储（记忆）单元。
2.编码器的逻辑功能：
把输入的每一个高、低电平信号编成一个对应的二进制代码。
优先编码器：
几个输入信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。
3.译码器的逻辑功能：
输入二进制代码，输出高、低电平信号。
显示译码器：
半导体数码管（LED数码管）、液晶显示器（LCD）
4.数据选择器：
从一组输入数据中选出某一个输出的电路，也称为多路开关。
5.加法器
半加器：
不考虑来自低位的进位的两个1位二进制数相加的电路。
全加器：
带低位进位的两个1位二进制数相加的电路。
超前进位加法器与串行进位加法器相比虽然电路比较复杂，但其速度快。
6.数值比较器：
比较两个数字大小的各种逻辑电路。
7.组合逻辑电路中的竞争一冒险现象
竞争：
门电路两个输入信号同时向相反跳变（一个从1变0，另一个从0变1）的现象。
竞争-冒险：
由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲的现象。
消除竞争一冒险现象的方法：
接入滤波电容
、引入选通脉冲
、修改逻辑设计
（二）组合逻辑电路的分析方法
分析步骤
：
1.由图写出逻辑函数式，并作适当化简；
注意：
写逻辑函数式时从输入到输出逐级写出。
2.由函数式列出真值表；
3.根据真值表说明电路功能。
（三）组合逻辑电路的设计方法
设计步骤：
1.逻辑抽象：
设计要求----文字描述的具有一定因果关系的事件。
逻辑要求---真值表
（1）设定变量--根据因果关系确定输入、输出变量；
（2）状态赋值：
定义逻辑状态的含意
输入、输出变量的两种不同状态分别用0、1代表。
（3）列出真值表
2.由真值表写出
逻辑函数式
真值表→函数式，有时可省略。
3.选定器件的类型
可选用小规模门电路，中规模常用组合逻辑器件或可编程逻辑器件。
4.函数化简或变换式
（1）用门电路进行设计：
从真值表----卡诺图/公式法化简。
（2）用中规模常用组合电路设计：
把函数式变换为与所用器件函数式相似的形式。
（3）使用存储器、可编程逻辑器件设计组合电路
5.画出逻辑图
原理性设计（逻辑设计）完成。
（四）常用组合逻辑电路的功能
编码器、译码器、数据选择器、加法器、数值比较器
（五）用常用中规模集成组合逻辑器件计组合电路
1.用译码器器设计组合电路
方法：
（1）选择集成二进制译码器；
（2）写函数的标准与非-与非式；
（3）确认变量和输入关系；
（4）画连线图。
2.用数据选择器设计组合电路
方法：
（1）写出函数的标准与或式和数据选择器表达式；
（2）对照比较确定输入变量和地址码的对应关系；
输入变量可能是变量（原变量或反变量），也可能是常量（0或1）。
（3）画连线图。
3.用加法器设计组合电路--用在加（减）某一常数的场合
二、例题
（一）概念题
1．超前进位加法器与串行进位加法器相比虽然电路复杂，但其特点是。
2．组合逻辑电路在结构上的共同特点是。
3．编码器的逻辑功能就是把输入的信号编成一个对应的代码。
4．组合逻辑电路在逻辑功能上的共同特点是任意时刻的输出仅取决于该时刻的
输入，与无关。
5．优先编码器，当同时有几个输入信号时，只对其中进行编码。
6．全加器就是能实现电路。
7．消除竞争—冒险现象的方法除采用接入滤波电容、引入选通脉冲外，还可以
采用方法。
8．当二个多位数相加时，必须采用电路。
9．编码器、译码器、数据选择器这三种器件中，可用来设计组合逻辑电路的器件是。
10．LED显示器是指显示器。
（二）组合电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。
（三）由一个8选1数据选择器组成的逻辑电路如图所示，试分析其逻辑功能。
（四）由3线-8线译码74LS138（输出低电平有效）和4选1数据选择器（74LS153）组成如图所示的电路，B1、B2和C1、C2为二组二进制数，试列出真值表，并说明功能。
（五）设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。
正常情况下，红、黄、绿灯只有一个亮，否则视为故障状态，发出报警信号，提醒有关人员修理。
要求：
（1）用门电路实现
（2）用3-8线译码器实现（3）用4选1数据选择器实现
。
（六）分别用74LS153（4选1数据选择器）和74LS152（8选1）实现函数F=AB+BC+AC。
（七）设计一组合电路，要求当输入的8421BCD码DCBA的数值能被3整除时（0作为能被整除处理）输出为1，否则为0。
（1）用与非门实现上述电路
（2）用8选1数据选择器实现上述电路（可附加必要的门）
（八）试用一片4选1数据选择器，构成一位全减器。
（全减器的被减数为Ai，减数为Bi，低位来的借位为Bi-1，输出差为Fi，向高位的借位为Bi）
第五章触发器
一、本章知识点
1、掌握触发器的逻辑功能（其中JK触发器逻辑功能最强）
2、掌握触发器的特性方程
3、触发器的相互转换方法（JK、D转换成其它类型触发器）
4、掌握JK、D触发器的动作特点（主从、边沿、维持阻塞触发器）
5、掌握由JK、D触发器等构成的电路分析及工作波形绘制
二、例题
（一）概念题
1．触发器按逻辑功能的不同可分为触发器等几种类型。
2．若将D触发器的输入端D与输出端Q相连，则此触发器具有触发器的逻辑功能。
3．JK、RS、T三种类型触发器中，触发器逻辑功能最强。
4．D触发器的特征方程为。
5．要把JK触发器转换成T`触发器，只要将J与K分别与相连接。
6．T触发器的特性方程为。
7．根据存储数据的原理不同，触发器可分成、等两大类。
8．RS触发器的特征方程为。
（二）分析题：
1、JK触发器的触发信号和输入信号如图所示。
试画出Q1端的输出波形。
（所有触发器的初态为0）
2、用主从的D触发器和边沿触发的JK触发器组成的电路如图所示。
已知触发信号和输入信号，试画出Q1、Q2的输出波形。
（所有触发器的初态为0）
3、维持阻塞D触发器组成的电路如图所示。
已知触发信号CP，试画出输出Y和Q1、Q2的波形。
（所有触发器的初态为0）
4、在下图所示电路中，已知输入信号和触发信号，试画出输出端Y的波形。
（所有触发器的初态为0）
5、维持阻塞D触发器组成的电路如图所示。
已知输入信号V1，试画出输出VO的波形。
（触发器的初态为0）
6、已知触发信号和输入信号，试画出Q端的输出波形。
（触发器的初态为0）
7、边沿触发的JK触发器组成的电路如图所示。
试画出输出Y1、Y2的波形。
（触发器的初态为0）
8、JK触发器的触发信号和输入信号如图所示。
试画出Q1端的输出波形。
（所有触发器的初态为0）
9、用维持阻塞D触发器组成的电路如图所示。
已知触发信号，试画出Q1、Q2的输出波形。
（所有触发器的初态为0）
10、JK触发器的输入电压波形如图所示。
试画出输出Q的波形（触发器的初态为0）。
11、维持阻塞D触发器组成的电路如图所示。
已知触发信号和输入信号，试画出输出Y和Q1、Q2的波形。
（所有触发器的初态为0）
第六章时序逻辑电路
一、本章知识点
1、时序逻辑电路通常由组合电路和存储电路两部分组成，而存储电路是必不可少的。
2、时序逻辑电路逻辑功能特点：
任一时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号，且取决于电路原来的状态。
3、米利、穆尔型（MealyMoore）时序逻辑电路的概念。
4、熟练掌握根据单片集成计数器的功能表构成N进制计数器的方法（置0法、置数法、74LS160、74LS161、74LS162，注意同步、异步的区别）
5、熟练掌握用JK、D触发器构成的同步时序逻辑电路的分析方法
6、熟练掌握用JK、D触发器设计同步计数器的方法
二、练习题举例
（一）概念题
1．一个具体的时序电路，不论其结构形式如何，其中电路是必不可少的。
2．为保证由反相器构成的多谐振荡器能正常工作，反相器的反馈电阻所选取的阻值，定要使电路的静态工作点位于反相器传输特性的区。
3．在米利（MENLY）型电路中，输出信号不仅取决于存储电路的状态，而且取决于。
4．某一多谐振荡器输出信号的频率为1MHZ，其占空比为
，则此信号一周期中高电平的宽度是μs。
5．根据输出信号的特点，将时序电路划分为二种类型。
（二）分析题：
1、分析图示的时序电路，写出驱动方程、输出方程、状态方程，画出电路的状态图，检查电路能否自启动，说明电路的功能。
2．分析图示的时序电路，写出驱动方程、输出方程、状态方程，画出电路的状态图，检查电路能否自启动，说明电路的功能。
3．分析图示的时序电路，写出驱动方程、输出方程、状态方程，画出电路的状态图，检查电路能否自启动，说明电路的功能。
4．分析图示的时序电路，写出驱动方程、输出方程、状态方程，画出电路的状态图，检查电路能否自启动，说明电路的功能。
5、分别用置数法和置0法将十进制计数器74LS160接成九进制计数器。
6、由4位同步二进制计数器74LS162组成的可变进制计数器如图所示。
试分析当控制变量A为1和0时电路各为几进制计数器，并画出状态转换图。
7．由4位同步二进制计数器74LS161和4位二进制数字比较器74LS85组成的计数器如图所示。
试分析这是一个模几的计数器，并画出状态转换图。
8、用JK触发器按8421码设计一个同步六进制加法计数器，以000为起始状态编码。
（思考：
按8421码设计一个同步六进制减法计数器，或设计一个同步循环码八进制计数器，其状态S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7的编码分别为000、001、011、010、110、111、101、100。
）（可参考P277例5.4.1）
第七章脉冲波形的产生和整形
一、本章知识点
1、用CMOS门构成的施密特电路的分析与计算。
2、微分型和积分型二种单稳态电路的比较，前者波形好但抗干扰差，后者波形差但抗干扰好。
3、晶体振荡器的振荡频率等于晶体的固有频率。
4、占空比的定义。
5、用施密特电路构成的多谐振荡器的分析。
6、555定时器构成的施密特电路的分析与计算。
7、555定时器构成的单稳态电路的分析与计算。
8、555定时器构成的多谐振荡器的分析与计算。
二、例题
（一）概念题
1．在脉冲产生与变换电路中，没有稳态的电路是，有一个稳态的电路是，有二个稳态的电路是，工作过程中不需要外触发信号的电路是。
2．石英晶体多谐振荡器的振荡频率取决于。
3．单稳态输出的脉冲宽度仅取决于。
4．施密特触发器能将边沿变化缓慢的信号波形整形为。
5．在微分型与积分型这二种类型的单稳态触发器中，单稳态触发器抗干扰能力较强。
6．某多谐振荡器输出信号频率为1KHZ，已知q=0.4，输出信号低电平的宽度为
ms。
（二）分析题
1．图示施密特电路中，已知R1=10K，R2=20K，G1和G2是CMOS反相器，VDD=10V。
求：
（1）VT+、VT-及ΔVT
（2）画出V0波形
2．下图是延迟报警器。
当开关S断开后，经一定的延迟时间后扬声器发声。
试求延迟时间的具体数值和扬声器发出声音的频率。
图中G1是CMOS反相器，输出的高、低电平分别为12V和0V。
3．图示电路中RdCd<试求：
（1）对应Vi画出图中V2、V6、V3的波形，
（2）LED亮多长时间后自动熄灭，
（3）如果RdCd<<5R1C，twi>RdCd，试对应Vi画出V3的波形。
4．二片555构成图示电路。
试问：
（1）在图示元件参数下，估算V01、V02端的振荡周期T各为多少？
（2）定性画出V01、V02的波形，说明电路具备何种功能？
5．分析图示电路，若要求开关S接通并立即断开后，扬声器能以1.2KHz的频率持续响10s，试简述电路工作原理，并确定图中R1、R2的阻值。
第八章半导体存储器
一、本章知识点
1、存储器的分类及每种类型的特点
掩模ROM：
信息出厂时已固化在里面,用户无法更改。
ROMPROM：
信息由用户写入，只能写一次，不能改写。
EPROM：
信息由用户写入，可用光擦除后重写。
E2PROM：
信息由用户写入，可用电擦除后重写。
RAMSRAM：
靠触发器存储信息，不需刷新。
DRAM：
利用MOS管栅电容存储信息，需要刷新。
2、掌握存储器电路的结构框图，对框内具体情况有一个大概的了解
3、了解存储器相关名词术语，如地址数、字数、字长、数据线及容量等
4、掌握存储器容量扩展方法。
5、掌握用ROM构成组合逻辑函数的方法及ROM构成的组合电路的分析。
二、例题
一、（概念题）
1、已知某存储器标有1K×4字样，回答下列问题：
（1）该存储器有几条地址线？
（2）该存储器能存储多少个字？
（3）每个字长是几位？
（4）该存储器有几条数据线？
（5）该存储器的容量是多少位？
2、ROM由哪几部分组成？
各部分的作用是什么？
3、在PROM、EPROM、E2PROM及FlashMemory四种存储器中，可用光改写的是哪种？
4、哪些类型的ROM可用来设计组合电路？
组合电路的输入变量及输出变量如何安排？
5、根据存储数据原理的不同，RAM可分为哪几种？
它们存储数据的原理分别是什么？
6．动态触发器存储数据的原理是什么？
7．掩模ROM、PROM、EPROM、E2PROM、FlashMemory这五种只读存储器中哪些可用电信号擦除？
（二）分析题
1．试用4片2114和译码器组成4K×4的RAM，其中2114是1K×4的RAM。
2．图示电路是用ROM组成的逻辑电路，分析其功能。
3．用ROM设计一个组合逻辑电路，用来产生下列一组逻辑函数
4．试用ROM设计一个1位全加器电路。
（1）列出全加器的真值表。
（2）分别写出“和”及“进位”的最小项之和的表达式。
（3）画出ROM的点阵图。
第九章可编程逻辑器件
一、本章知识点
PLD，PAL，GAL，FPGA，CPLD（P445下）的中文含义是什么。
PAL编程的组合电路、时序电路分析
用PAL设计组合电路、时序电路
二、例题
1．分析下图由PAL构成的组合逻辑电路，输入A1,A0;B1,B0;输出Y3,Y2,Y1,Y0;试分析电路,画出真值表，总结电路功能。
2．图示PAL编程电路，试分别分析I1=1及I1=0时电路的功能。
３．用图示PAL设计下列逻辑函数。
第十章数-模和模-数转换
一、本章知识点
权电阻、倒T形D/A转换器的原理
双极型D/A转换应用电路分析。
（题9.3）
D/A转换器VO的计算,考虑线性误差后VO的实际范围
A/D转换的步骤;A/D转换的分辨率（基本概念）
采样定理的内容和物理含义
并联比较型、计数型、逐次比较型、双积分型A/D转换器转换速度的比较
计数型、逐次比较型A/D转换器转换时间的计算
二、例题
（一）概念题
1．对于n位的权电阻网络D/A转换器，当求和运算放大器的反馈电阻为
时，输出电压的
公式为V0=。
2．对于倒T型电阻网络D/A转换器，其电阻网络中只有两种阻值的电阻。
3．一个4位D/A转换器，满量程电压为10V，其线性误差为±
LSB，当输入为1100时，
其输出电压实际值的范围为。
4．一个8位D/A转换器，VREF=10V，其线性误差为±1LSB，当输入为10001000时，其输出电压实际值的范围为;其中（10001000）B=（）10。
5．设有一被测量温度的变化范围为100C～8000C，要求分辨率为10C，则应选用的A/D转换器的分辨率至少为位。
6．某8位输出的逐次比较型A/D转换器，若它使用的时钟频率为100KHz，则该A/D转换
器完成一次A/D转换所需要的时间为。
7．A/D转换的过程可分为取样、保持、及编码四步。
8．采样定理fs≥2fimax中的fimax是指。
9．计数式A/D转换器中，若输出的数字
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