第一章
1.1 开关电路数学表示方法初步
1.1.1 真值表
1.1.2 二进制编码
1.1.3 真值表的常见形式
1.1.4 分析与综合
1.2 逻辑代数
1.2.1 逻辑代数的基本运算
与,或,非三种运算
1.2.2 逻辑函数
逻辑函数的等价性判断
逻辑函数的等价性判断
1.2.3 逻辑代数的基本公式和运算规则
基本公式:0律,对合律,1律,重叠律,互补律,交换律,结合律,分配律,吸收律,德摩根律,包含律。
公式具有对偶性:
*把一个公式当中的运算符 “ 。 ”替换成”+“,把运算符”+“替换成” 。 “,把常数0替换成1,把常数1替换成0,将得到对应的公式。
对新产生的公式作同样的替换,将的到原公式。
公式法证明公式的正确性
(1)对偶规则
(2)反演规则
1.3 用与门,或门和非门进行逻辑综合
1.4公式法化简逻辑函数
1.合并乘积项法
2.吸收法
3.消去法
4.添加项法
5.配项法
1.5 卡诺图 化简逻辑函数
1.5.1 卡诺图是是真值表的图形表现形式
1.5.2 用卡诺图化简逻辑函数
名词术语:
* 乘积项
* 文字
*最小项
*最大项
*最小项的性质
1.5.2 用卡诺图化简逻辑函数
名词术语:
*逻辑相邻与几何相邻:
卡诺图可以看作一张纸,将其卷成一个圆筒,则原来两边不相邻的部分就变成了相邻的部分,所以在消除冗余的时候需要考虑。
1.5.3 概念提升
*质蕴含项 :在卡诺图用是圈,圈中的个数必须为偶数个。
*特征最小项: 用方框圈住,只有一个数。
*必要质蕴含项: 双环圈
*覆盖:
若一个蕴含项的集合能说明给定逻辑函数f为1
的所有情况,则称次蕴含项集合是函数f的覆盖。覆盖和函数的积之和表达式相对应。
*最小覆盖:
函数的最小覆盖和成本最低的:积之和表达式,相对应,其要求为:
1.最小覆盖中包含的蕴含项最少。
2.每一个蕴含项的文字个数尽量少,即蕴含项的维数尽量大。
*必要质蕴含项必定是最小覆盖的元素。
*冗(rong)余项 (打拼音是因为这个字我不会读(┭┮﹏┭┮)
*无冗余覆盖:
覆盖中每一个蕴含项必须是质蕴含项
覆盖中不含冗余项
1.6 逻辑函数的标准形式
*函数的积之和表达式
*函数的和之积表达式
*和之积与积之和之间的反演规则
注意:在卡诺图当中,画圈圈,画1则是积之和,画0则是和之积。
*用卡诺图化简不完全确定的逻辑函数
。d的取值可以为0也可以为1,以化简效果最佳为目的,例如:
下面式子的用卡诺图来表示的样子为:
第二章
2.1 概述
*门电路由晶体管和电阻等元件组成。
》双极晶体管
》金属-氧化物-半导体
*集成电路
几种工作状态
2.2 TTL集成电路
2.2.1 典型的TTL与非门
只需简单了解,知道一些器件高电平和低电平就可以
2.2.2TTL与非门的外特性及其参数
外特性:
1.电压传输特性:
2.驱动负载能力(扇出系数N)
(1)驱动们的输入皆为高电平时,输出为低电平
灌入电流i过大将使输出电平v0抬高,负载个数受限。
(2)驱动门的输入之一为低电平时,输出为高电平。
驱动们通过T4的发射极向负载门供给电流i,负载增多将使拉出电流i加大,导致输出电平降低。
3.传输延迟
t(PHL)–输出电压由高到低的传输延迟时间
t(PLH)–输出电压由低到高的传输延迟时间
t(PD)–平均传输延迟时间
t(PD)=(t(PHL)+t(PLH))/2;
传输延迟时间分析:
晶体管由截止到导通或导通到截止所经历的时间,此延迟和晶体管自身特性有关。
与非门输出电平变化对负载电容充放电所经历的时间。随着负载的增多,此延迟时间增大。
4.功耗
空载功耗:
未带任何负载时的静态功耗称为空载功耗。其典型值为16mW。
浪涌电流引起的功耗:
TTL与非门的输出电平发生变化时,在一个端在的时段里,T3.T4.T5会同时导通,此时会有一个很大的瞬间电流从电源Vcc经T3,T4和T5流向地面,次尖峰称为浪涌电流。
浪涌电流不仅使动态功耗增大,而且会在电源线和地线上造成干扰信号。
2.2.3 集合电极开路的与非门(Open Collecotor Gate)
简称OC门,老师在视频当中说会考到。
主要会考到OC门是怎么用的,其实是前面讲到的与非门并联的一种电路。
但是OC门在使用是一定要外接电源和电阻才能正常工作。
其工作原理如下:
1)当 输入全为高电平时,输出低电平。
2)当输入全为低电平时,输出高电平。
*OC门应用之一:输出端并联形成”线或“逻辑。
*OC门应用之二:驱动其它器件,例如用于驱动显示灯。
2.2.4 TTL三态门
*三态门的其它形式
*用三态门的构建总线
*约束条件
2.3 MOS场效应晶体管
原理:只需了解
主要是它的应用
PMOS晶体管:
*VGS=5V时,PMOS晶体管截止;
*VFS=0V时,PMOS晶体管导通;
2.4 MOS门电路
2.4.1 NMOS门电路
与门,非门,或非门
上拉电阻R对NMOS逻辑门电性能的影响:
R取值偏大有利降低功耗
2.4.2 CMOS门电路
*CMOS门电路是对NMOS门电路的改进
-》既希望降低功耗(加大等效的上拉电阻)
-》又希望减小对计生电容的充放电时间
上下网络为互补关系,下拉网络导通上拉网络必然截止,下拉网络截止必然上拉网络导通。静态功耗为0.
2.4.3 其它类型的CMOS门电路
2.4.4 CMOS逻辑门电性分析
*1驱动负载能力
*2功耗
静态功耗
动态功耗
*3噪声容限和抗干扰能力
2.4.5 不同类型逻辑门的配合问题
*逻辑电平多的配合
2.5 74系列中小规模集成电路芯片
*逻辑器件: 用来实现某种特定逻辑功能的电子器件
2.6 可编程逻辑器件
*可编程逻辑器件
2.6.1 可编程逻辑阵列PLA
2.6.3 复杂2可编程器件 CPLD
第一章
1.1 开关电路数学表示方法初步
1.1.1 真值表
1.1.2 二进制编码
1.1.3 真值表的常见形式
1.1.4 分析与综合
1.2 逻辑代数
1.2.1 逻辑代数的基本运算
与,或,非三种运算
1.2.2 逻辑函数
逻辑函数的等价性判断
逻辑函数的等价性判断
1.2.3 逻辑代数的基本公式和运算规则
基本公式:0律,对合律,1律,重叠律,互补律,交换律,结合律,分配律,吸收律,德摩根律,包含律。
公式具有对偶性:
*把一个公式当中的运算符 “ 。 ”替换成”+“,把运算符”+“替换成” 。 “,把常数0替换成1,把常数1替换成0,将得到对应的公式。
对新产生的公式作同样的替换,将的到原公式。
公式法证明公式的正确性
(1)对偶规则
(2)反演规则
1.3 用与门,或门和非门进行逻辑综合
1.4公式法化简逻辑函数
1.合并乘积项法
2.吸收法
3.消去法
4.添加项法
5.配项法
1.5 卡诺图 化简逻辑函数
1.5.1 卡诺图是是真值表的图形表现形式
1.5.2 用卡诺图化简逻辑函数
名词术语:
* 乘积项
* 文字
*最小项
*最大项
*最小项的性质
1.5.2 用卡诺图化简逻辑函数
名词术语:
*逻辑相邻与几何相邻:
卡诺图可以看作一张纸,将其卷成一个圆筒,则原来两边不相邻的部分就变成了相邻的部分,所以在消除冗余的时候需要考虑。
1.5.3 概念提升
*质蕴含项 :在卡诺图用是圈,圈中的个数必须为偶数个。
*特征最小项: 用方框圈住,只有一个数。
*必要质蕴含项: 双环圈
*覆盖:
若一个蕴含项的集合能说明给定逻辑函数f为1
的所有情况,则称次蕴含项集合是函数f的覆盖。覆盖和函数的积之和表达式相对应。
*最小覆盖:
函数的最小覆盖和成本最低的:积之和表达式,相对应,其要求为:
1.最小覆盖中包含的蕴含项最少。
2.每一个蕴含项的文字个数尽量少,即蕴含项的维数尽量大。
*必要质蕴含项必定是最小覆盖的元素。
*冗(rong)余项 (打拼音是因为这个字我不会读(┭┮﹏┭┮)
*无冗余覆盖:
覆盖中每一个蕴含项必须是质蕴含项
覆盖中不含冗余项
1.6 逻辑函数的标准形式
*函数的积之和表达式
*函数的和之积表达式
*和之积与积之和之间的反演规则
注意:在卡诺图当中,画圈圈,画1则是积之和,画0则是和之积。
*用卡诺图化简不完全确定的逻辑函数
。d的取值可以为0也可以为1,以化简效果最佳为目的,例如:
下面式子的用卡诺图来表示的样子为:
第二章
2.1 概述
*门电路由晶体管和电阻等元件组成。
》双极晶体管
》金属-氧化物-半导体
*集成电路
几种工作状态
2.2 TTL集成电路
2.2.1 典型的TTL与非门
只需简单了解,知道一些器件高电平和低电平就可以
2.2.2TTL与非门的外特性及其参数
外特性:
1.电压传输特性:
2.驱动负载能力(扇出系数N)
(1)驱动们的输入皆为高电平时,输出为低电平
灌入电流i过大将使输出电平v0抬高,负载个数受限。
(2)驱动门的输入之一为低电平时,输出为高电平。
驱动们通过T4的发射极向负载门供给电流i,负载增多将使拉出电流i加大,导致输出电平降低。
3.传输延迟
t(PHL)–输出电压由高到低的传输延迟时间
t(PLH)–输出电压由低到高的传输延迟时间
t(PD)–平均传输延迟时间
t(PD)=(t(PHL)+t(PLH))/2;
传输延迟时间分析:
晶体管由截止到导通或导通到截止所经历的时间,此延迟和晶体管自身特性有关。
与非门输出电平变化对负载电容充放电所经历的时间。随着负载的增多,此延迟时间增大。
4.功耗
空载功耗:
未带任何负载时的静态功耗称为空载功耗。其典型值为16mW。
浪涌电流引起的功耗:
TTL与非门的输出电平发生变化时,在一个端在的时段里,T3.T4.T5会同时导通,此时会有一个很大的瞬间电流从电源Vcc经T3,T4和T5流向地面,次尖峰称为浪涌电流。
浪涌电流不仅使动态功耗增大,而且会在电源线和地线上造成干扰信号。
2.2.3 集合电极开路的与非门(Open Collecotor Gate)
简称OC门,老师在视频当中说会考到。
主要会考到OC门是怎么用的,其实是前面讲到的与非门并联的一种电路。
但是OC门在使用是一定要外接电源和电阻才能正常工作。
其工作原理如下:
1)当 输入全为高电平时,输出低电平。
2)当输入全为低电平时,输出高电平。
*OC门应用之一:输出端并联形成”线或“逻辑。
*OC门应用之二:驱动其它器件,例如用于驱动显示灯。
2.2.4 TTL三态门
*三态门的其它形式
*用三态门的构建总线
*约束条件
2.3 MOS场效应晶体管
原理:只需了解
主要是它的应用
PMOS晶体管:
*VGS=5V时,PMOS晶体管截止;
*VFS=0V时,PMOS晶体管导通;
2.4 MOS门电路
2.4.1 NMOS门电路
与门,非门,或非门
上拉电阻R对NMOS逻辑门电性能的影响:
R取值偏大有利降低功耗
2.4.2 CMOS门电路
*CMOS门电路是对NMOS门电路的改进
-》既希望降低功耗(加大等效的上拉电阻)
-》又希望减小对计生电容的充放电时间
上下网络为互补关系,下拉网络导通上拉网络必然截止,下拉网络截止必然上拉网络导通。静态功耗为0.
2.4.3 其它类型的CMOS门电路
2.4.4 CMOS逻辑门电性分析
*1驱动负载能力
*2功耗
静态功耗
动态功耗
*3噪声容限和抗干扰能力
2.4.5 不同类型逻辑门的配合问题
*逻辑电平多的配合
2.5 74系列中小规模集成电路芯片
*逻辑器件: 用来实现某种特定逻辑功能的电子器件
2.6 可编程逻辑器件
*可编程逻辑器件
2.6.1 可编程逻辑阵列PLA
2.6.3 复杂2可编程器件 CPLD
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