数字电路基础知识
一、判断题
1.数字电路处理的是时间上和数值上均是连续变化的信号。（）
2.锯齿波属于脉冲波形的一种类型。（）
3.正弦波不属于脉冲波形。（）
4.在数字电路中，高电平的电位为1V，低电平的电位为0V。（）
5.在数字电路中，逻辑值1只表示高电平，0只表示低电平。（）
6.赋予脉冲信号的高、低电平以1、0代码，这一脉冲信号就是数字信号。（）
7.数字逻辑电路中的1和0用于表示数量的大小。（）
8.脉冲的上升时间是指脉冲前沿从0.1V m上升到0.9V m所需的时间。（）
9.正逻辑规定：逻辑“1”代表高电平，逻辑“0”代表低电平。( )
10.用4位二进制数码来表示1位十进制数的编码称为BCD码。( )
11.在非门电路中，输入为高电平时，输出则为低电平。( )
12.与运算中，输入信号与输出信号的关系是“有1出l，全0出0”。( )
13.逻辑代数式A+1=A。( )
14.由P沟道和N沟道绝缘栅场效晶体管组成的互补型集成电路，简称为CMOS电路。( )
15.逻辑代数式A·1=A。( )
16.CMOS集成电路失效的常见原因是静电击穿。( )
17.用3位二进制数来表示一位十进制数的代码称为BCD码。( )
18.8421BCD码0111表示的十进制数是7。( )
19.将逻辑变量和函数的各种取值的可能性用表来表示，称之为真值表。( )
20.将开关A与灯泡Y并联,开关接通与灯亮的事件就构成非逻辑关系。( )
21.非逻辑代数表达式为Y=A。( )
22.反相放大器，用于实现反相放大功能，在逻辑上构成非门。( )
23.在与门后串接非门可构成与非门。( )
24.集成门电路若是由三极管为主要元件，输入端和输出端都是三极管结构，这种电路称为TTL电
路。( )
25.TTL集成电路的功耗较大、电源电压在4.75~5.25V范围内才能正常工作。 ( )
二、单项选择题
1.将二进制数（1110100）2转换成十进制数是。
A.74
B.116
C.110
D.68
2.等于（58.7）10的8421BCD码是。
A.0110110.101
B.0011110.1100
C.01011000.0111
D.0011001.0111
3.在逻辑运算中，只有两种逻辑取值，它们是。
A.0V和5V
B.正电位和负电位
C.正电位和地电位
D.0和1
4.图
5.1的电路符号代表的是门电路。
A.与非
B.或非
C.非
D.与
图5.1 图5.2
5.如图5.2所示波形为某逻辑门电路的输入A、B和输出Y的波形图，该逻辑门的逻辑功能是。
A.与非
B.或非
C.非
D.与
6. CMOS集成电路失效的主要原因是。
A.器件老化
B.静电击穿
C.温度变化
D.输入信号频率过高
7.图5.3中的尖脉冲波形是。
A. B. C. D.
图5.3
8.图5.3中的矩形波是。
9.某一矩形脉冲波的周期是100ms，脉冲的宽度是20ms，则占空比是。
A.500%
B. 20%
C. 50%
D. 80%
10.在TTL数字集成电路中，高电平的值一般为。
A. 0~0.4V
B. 1~1.9V
C. 2~2.3V
D. 大于2.4V
11.在TTL数字集成电路中，低电平的值一般为。
A. 0V
B. -3~0V
C. 小于0.4V
D. 0~2V
12. 将开关A与B串联在回路中，就构成关系（正逻辑）
A.与逻辑
B. 或逻辑
C.非逻辑
D. 与非逻辑
13. 将开关A与B并联在回路中，就构成关系（正逻辑）
A.与逻辑
B.
或逻辑
C.非逻辑
D. 与非逻辑
14. 74LS00为门。
A.3输入二与非
B. 3输入四与非
C.2输入二与非
D. 2输入四与非
15.关于COMS集成电路不正确的表述是。
A. 电源电压在4.75~18V的较宽范围内变动均能正常工作
B. CMOS集成电路不使用的多余输入端不能悬空
C. 在电源接通的情况下，不可插拔集成电路
D. CMOS集成电路是由二极管和三极管制造的
三、多项选择题
1.数字信号是在上是离散的、不连续变化的信号。
A.时间
B.周期
C.频率
D.数值
2.应用数字电路对信号进行处理和存储的设备有。
A.数码相机
B.晶体管扩音器
C.计算机
D.MP3播放器
3.属于脉冲波形的是。
A.正弦波
B.尖脉冲
C.矩形波
D.电力网中50Hz交流电
4.数字电路中常采用的基本进制是。
A.六进制
B.十六进制
C.二进制
D.六十进制
5.计算机内部采用二进制的主要原因。
A.技术实现简单
B.基本运算规则简单
C.抗干扰能力强
D.便于逻辑判断
6.基本逻辑门电路有。
A.与门
B. 或门
C.与非门
D. 非门
7.复合逻辑门电路包括。
A.与门
B.与非门
C.或非门
D.非门
8.符合与门逻辑功能的表达式是。
A. 0 + 0=0
B. 1·1=1
C. 0·1=0
D. 1+1=1
9.关于TTL集成电路正确的表述是。
A.电源电压要求在6~18V的范围内
B. TTL集成电路的功耗较大
C.TTL电路的输入端一般不悬空
D. TTL电路的电源的正负极性不允许接错
10.或门的逻辑关系可表述为。
A.有0出0
B. 全1出零
C.有1出l
D. 全0出0
【参考答案】
一、判断题
1. ×
2. √
3. √
4. ×
5. ×
6. √
7. ×
8. √
9. √10. √ 11.√ 12. ×13.×14. √15. √16. √17. ×18. √19. √20. √
21. ×22. √23.√24.√25. √
二、单项选择题
1.B 2 . C 3. D 4. A 5. B 6.B 7.A. 8.C 9.B. 10.D
11.C 12.A 13.B 14.D 15. D
三、多项选择题
1. A D
2. A C D
3. B C
4.B C
5.A B C D
6. A B D
7. B C
8. B C
9. B C D 10. C D
第九章 数字电路基础知识 一、 填空题 1、 模拟信号是在时间上和数值上都是 变化 的信号。 2、 脉冲信号则是指极短时间内的 电信号。 3、 广义地凡是 规律变化的，带有突变特点的电信号均称脉冲。 4、 数字信号是指在时间和数值上都是 的信号，是脉冲信号的一种。 5、 常见的脉冲波形有，矩形波、 、三角波、 、阶梯波。 6、 一个脉冲的参数主要有 Vm 、tr 、 Tf 、T P 、T 等。 7、 数字电路研究的对象是电路的输出与输入之间的逻辑关系。 8、 电容器两端的电压不能突变，即外加电压突变瞬间，电容器相当于 。 9、 电容充放电结束时，流过电容的电流为0，电容相当于 。 10、 通常规定，RC 充放电，当t = 时，即认为充放电过程结束。 11、 RC 充放电过程的快慢取决于电路本身的 ，与其它因素无关。 12、 RC 充放电过程中，电压，电流均按 规律变化。 13、 理想二极管正向导通时，其端电压为0,相当于开关的 。 14、 在脉冲与数字电路中，三极管主要工作在 和 。 15、 三极管输出响应输入的变化需要一定的时间，时间越短，开关特性 。 16、 选择题 2 若一个逻辑函数由三个变量组成，则最小项共有（ ）个。 A 、3 B 、4 C 、8 4 下列各式中哪个是三变量A 、B 、C 的最小项（ ） A 、A B C ++ B 、A BC + C 、ABC 5、模拟电路与脉冲电路的不同在于( )。 A 、模拟电路的晶体管多工作在开关状态，脉冲电路的晶体管多工作在放大状态。 B 、模拟电路的晶体管多工作在放大状态，脉冲电路的晶体管多工作在开关状态。 C 、模拟电路的晶体管多工作在截止状态，脉冲电路的晶体管多工作在饱和状态。 D 、模拟电路的晶体管多工作在饱和状态，脉冲电路的晶体管多工作在截止状态。 6、己知一实际矩形脉冲，则其脉冲上升时间( )。 A 、.从0到Vm 所需时间 B 、从0到2 2Vm 所需时间 C 、从0.1Vm 到0.9Vm 所需时间 D 、从0.1Vm 到 22Vm 所需时间 7、硅二极管钳位电压为( ) A 、0.5V B 、0.2V C 、0.7V D 、0.3V 8、二极管限幅电路的限幅电压取决于( )。 A 、二极管的接法 B 、输入的直流电源的电压 C 、负载电阻的大小 D 、上述三项 9、在二极管限幅电路中,决定是上限幅还是下限幅的是( ) A 、二极管的正、反接法 B 、输入的直流电源极性 C 、负载电阻的大小 D 、上述三项 10、下列逻辑代数定律中，和普通代数相似是( ) A 、否定律 B 、反定律 C 、重迭律 D 、分配律
实验2 组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算） 一、实验目的 1.掌握组合逻辑电路的功能测试。 2.验证半加器和全加器的逻辑功能。 3.学会二进制数的运算规律。 二、实验仪器及材料 1.Dais或XK实验仪一台 2.万用表一台 3.器件：74LS00 三输入端四与非门3片 74LS86 三输入端四与或门1片 74LS55 四输入端双与或门1片 三、预习要求 1.预习组合逻辑电路的分析方法。 2.预习用与非门和异或门构成的半加器、全加器的工作原理。 3.学习二进制数的运算。 四、实验内容 1.组合逻辑电路功能测试。 图2－1 ⑴用2片74LS00组成图2－1所示逻辑电路。为便于接线和检查，在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。 ⑵图中A、B、C接电平开关，Y1、Y2接发光管显示。 ⑶按表2－1要求，改变A、B、C的状态填表并写出Y1、Y2逻辑表达式。 ⑷将运算结果与实验比较。
2.测试用异或门（74LS86）和与非门组成的半加器的逻辑功能。 根据半加器的逻辑表达式可知，半加器Y是A、B的异或，而进位Z是A、B相与，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图2－2。 图2－2 ⑴在实验仪上用异或门和与门接成以上电路。A、B接电平开关S，Y、Z接电平显示。 ⑵按表2－2要求改变A、B状态，填表。 3.测试全加器的逻辑功能。 ⑴写出图2－3电路的逻辑表达式。 ⑵根据逻辑表达式列真值表。 ⑶根据真值表画逻辑函数SiCi的卡诺图。 图2－3 ⑷填写表2－3各点状态。
⑸按原理图选择与非门并接线进行测试，将测试结果记入表2－4，并与上表进行比较看逻辑功能是否一致。 4.测试用异或、与或和非门组成的全加器的逻辑功能。 全加器可以用两个半加器和两个与门一个或门组成，在实验中，常用一块双异或门、一个与或门和一个非门实现。 ⑴画出用异或门、与或非门和与门实现全加器的逻辑电路图,写出逻辑表达式。 ⑵找出异或门、与或非门和与门器件，按自己画出的图接线。接线时注意与或非门中不用的与门输入端接地。 ⑶当输入端Ai、Bi、Ci－1为下列情况时，用万用表测量Si和Ci的电位并将其转为逻辑状态填入表2－5。 五、实验报告 1.整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论。 2.总结组合逻辑电路的分析方法。 实验3 触发器 一、实验目的 1．熟悉并掌握R－S、D、J－K触发器的构成，工作原理和功能测试方法。 2．学会正确使用触发器集成芯片。 3．了解不同逻辑功能FF相互转换的方法。 二、实验仪器及材料 1．双踪示波器一台 2．Dais或XK实验仪一台 3．器件74LS00 二输入端四与非门1片 74LS74 双D触发器1片 74LS112 双J-K触发器1片 二、实验内容
第6章数字电路基础知识习题解答 6.1 什么是数字信号？什么是模拟信号？ 解：模拟信号是在时间和数值上均作连续变化的电信号，如收音机、电视机通过天线接收到的音频信号、视频信号都是随时间作连续变化的物理量。数字信号是在数值和时间上都是离散的、突变的信号，常常被称作“离散”信号。 6.2 在数字逻辑电路中为什么采用二进制？它有哪些优点？ 解：数字电路和模拟电路相比，主要具有如下特点： (1)电路结构简单，易集成化。电路只有两个状态“0”和“1”，对元件精度要求低。 (2)抗干扰能力强，工作可靠性高。 (3)数字信息便于长期保存和加密。 (4)数字集成电路产品系列全，通用性强，成本低。 (5)数字电路不仅能完成数值运算，而且还能进行逻辑判断。 6.3 逻辑函数式有哪几种表示形式？ 解：逻辑函数的表示方法通常有以下四种：真值表、逻辑函数式、逻辑图和卡诺图。 6.4 试说明集电极开路门的逻辑功能，它有什么特点和用途？ 解：集电极开路门的逻辑功能与普通与非门的逻辑功能基本相同，集电极门是将原TTL与非门电路中的T5管的集电极开路，并取消了集电极电阻。使用时，为保证集电极门的正常工作，必须在输出端与电源U CC之间串联一个电阻，该电阻称为上拉电阻。 将两个或多个集电极门输出端连在一起可实现线与逻辑。用集电极门可驱动发光二极管的电路。由集电极门可实现逻辑电平转换。 6.5 试说明三态门的逻辑功能，它有什么特点和用途？ 解：三态门的逻辑功能与普通与非门的逻辑功能基本相同，逻辑门的输出除有高、低电平两种状态外，还有第三种状态——高阻状态(或称禁止状态)的门电路，简称TSL门。其电路组成是TTL与非门的输入级多了一个控制器件EN。 三态与非门可作为输入设备与数据总线之间的接口。可将输入设备的多组数据分时传
数字电路实验指导书 上海大学精密机械工程系2010年10月
目录 一、概述 二、实验一基本电路逻辑功能实验 三、实验二编码器实验 四、实验三寄存器实验 五、实验四译码器实验 六、实验五比较器实验 七、实验六加法器实验 八、实验七计数器实验 九、附录一数字电路实验基本知识 十、附录二常用实验器件引脚图 十一、附录三实验参考电路 十二、附录四信号定义方法与规则十三、附录五 DS2018实验平台介绍
前言 《数字电路A》课程是机电工程及自动化学院机械工程自动化专业和测控技术与仪器专业的学科基础必修课。课程介绍数字电路及控制系统的基本概念、基本原理和应用技术，使学生在数字电路方面具有一定的理论知识和实践应用能力。该课程是上海大学和上海市教委的重点课程建设项目和上海大学精品课程，课程教学内容和方式主要考虑了机械类专业对电类知识的需求特点，改变了电子专业类（如信息通信、电气自动化专业）这门课比较注重教授理论性和内部电路构成知识的方式，加强应用设计性实验，主要目的是让学生能在理论教学和实验中学会解决简单工程控制问题的基本方法和技巧，能够设计基本的实用逻辑电路。 本书是《数字电路A》的配套实验指导书，使用自行开发的控制系统设计实验箱，所有实验与课堂理论教学相结合，各实验之间相互关联，通过在实验箱上设计构建不同的数字电路功能模块，以验证理论教学中学到的各模块作用以及模块的实际设计方法。在所有功能模块设计结束后，可以将各模块连接在一起，配上输入输出装置，构成一个完整的工程控制系统。 为本课程配套的输入输出装置是颗粒糖果自动灌装控制和一维直线运动控制，颗粒糖果自动灌装系统的框图如下图所示： 颗粒糖果灌装系统框图 本套实验需要设计的功能模块包括：编码器、寄存器、译码器、比较器、加法器、计数器、光电编码器辩向处理电路、步进电机旋转控制环形分配电路等。
第一章数字电路基础 第一部分基础知识 一、选择题 1．以下代码中为无权码的为。 A. 8421BCD码 B. 5421BCD码 C.余三码 D.格雷码 2．以下代码中为恒权码的为。 A.8421BCD码 B. 5421BCD码 C.余三码 D.格雷码 3．一位十六进制数可以用位二进制数来表示。 A.１ B.２ C.４ D. 16 4．十进制数25用8421BCD码表示为。 A.10 101 B.0010 0101 C.100101 D.10101 5．在一个8位的存储单元中，能够存储的最大无符号整数是。 A.（256）10 B.（127）10 C.（FF）16 D.（255）10 6．与十进制数（53.5）10等值的数或代码为。 A.(0101 0011.0101)8421BCD B.(35.8)16 C.(110101.1)2 D.(65.4)8 7．矩形脉冲信号的参数有。 A.周期 B.占空比 C.脉宽 D.扫描期 8．与八进制数(47.3)8等值的数为： A. (100111.011)2 B.(27.6)16 C.(27.3 )16 D. (100111.11)2 9.常用的B C D码有。 A.奇偶校验码 B.格雷码 C.8421码 D.余三码 10．与模拟电路相比，数字电路主要的优点有。 A.容易设计 B.通用性强 C.保密性好 D.抗干扰能力强 二、判断题（正确打√，错误的打×） 1. 方波的占空比为0.5。（） 2. 8421码1001比0001大。（） 3. 数字电路中用“1”和“0”分别表示两种状态,二者无大小之分。（） 4．格雷码具有任何相邻码只有一位码元不同的特性。（） 5．八进制数（18）8比十进制数（18）10小。（） 6．当传送十进制数5时，在8421奇校验码的校验位上值应为1。（）
【最新整理，下载后即可编辑】 数字逻辑实验报告、总结 专业班级：计算机科学与技术3班 学号：41112115 姓名：华葱 一、 实验目的 1． 熟悉电子集成实验箱的基本结构和基本操作 2． 通过实验进一步熟悉各种常用SSI 块和MSI 块的结构、 各管脚功能、工作原理连接方法 3． 通过实验进一步理解MSI 块的各输入使能、输出使能的 作用（存在的必要性） 4． 通过实验明确数字逻辑这门课程在计算机专业众多课 程中所处的位置，进一步明确学习计算机软硬件学习的 主线思路以及它们之间的关系学会正确学习硬件知识 的方法。 二、 实验器材 1． 集成电路实验箱 2． 导线若干 3． 14插脚、16插脚拓展板 4． 各种必要的SSI 块和MSI 块 三、 各次实验过程、内容简述 （一） 第一次实验：利用SSI 块中的门电路设计一个二进制一 位半加器 1. 实验原理：根据两个一位二进制数x 、y 相加的和与 进位的真值表，可得：和sum=x 异或y ，进位C out =x ×y 。相应电路： 2. 实验内容： a) 按电路图连接事物，检查连接无误后开启电源 b) 进行测试，令 y>={<0,0>,<0,1>,<1,0>,<1,1>}，看输出位sum 和C out 的变化情况。 c) 如果输出位的变化情况与真值表所述的真值相 应，则达到实验目的。 （二） 第二次实验：全加器、74LS138译码器、74LS148编码器、 74LS85比较器的测试、使用，思考各个输入、输出使能 端的作用 1. 实验原理： a) 全加器 i. 实验原理： 在半加器的基础上除了要考虑当前两个二进制为相 加结果，还要考虑低位（前一位）对这一位的进位 问题。由于进位与当前位的运算关系仍然是和的关 系，所以新引入的低位进位端C in 应当与当前和sum 再取异或，而得到真正的和Sum ；而进位位C out 的 产生有三种情况： Multisim快速上手教程 每一次数电实验都要疯了有木有！！！全是线！！！全是线！！！还都长得要命！！！完全没地方收拾啊！！！现在数电实验还要求做开放实验，还要求最好先仿真！！！从来没听说过仿真是个什么玩意儿的怎么破！！！ 以下内容为本人使用仿真软件的一些心路历程，可供参考。 所谓仿真，以我的理解，就是利用计算机强大的计算能力，结合相应的电路原理（姑且理解为KVL+KCL）来对电路各时刻的状态求解然后输出的过程。相较于模拟电路，数字电路的仿真轻松许多，因为基本上都转化为逻辑关系的组合了。有人用minecraft来做数字电路，都到了做出8bitCPU的水平（https://www.doczj.com/doc/5315760604.html,/v_show/id_XMjgwNzU5MDUy.html、https://www.doczj.com/doc/5315760604.html,/v_show/id_XNjEwNTExODI4.html）。这个很神奇。 以下进入正文 首先，下载Multisim安装程序。具体链接就不再这里给出了（毕竟是和$蟹$版的软件），可以到BT站里搜索，有一个Multisim 12是我发的，里面有详细的安装说明，照着弄就没问题了。 好，现在已经安装上Multisim 12了。 然后运行，在Circuit Design Suite12.0里，有一个multisim，单击运行。 进去之后就是这样的。 那一大块白的地方就是可以放置元件的地方。 现在来以一个简单的数字逻辑电路为例： 菜单栏下一排是这些东西，划线的是数字电路仿真主要用得上的元件。 来个7400吧 点击TTL那个图标（就是圈里左边那个）。出来这样一个东西： 红圈里输入7400就出来了，也可以一个一个看，注意右边“函数”栏目下写的“QUAD 2-INPUT NAND”即是“四个双输入与非门”的意思。 点击确认，放置元件。 A、B、C、D在这里指一块7400里的四个双输入与非门，点击即可放置。 看起来很和谐，那就做个RS触发器吧。 这里输出用的是一种虚拟器件PROBE，在Indicators组，图标就是个数码管的那个。功能相当于实验箱上那些LED，也是高电平就点亮。元件旋转方向的方法是选中元件然后按Ctrl+R(otate)。还可以选中元件后点击右键，选择“水平翻转”等。 数电课程各章重点 第一、二章 逻辑代数基础知识要点 各种进制间的转换，逻辑函数的化简。 一、二进制、十进制、十六进制数之间的转换；二进制数的原码、反码和补码 .8421码 二、逻辑代数的三种基本运算以及5种复合运算的图形符号、表达式和真值表：与、或、非 三、逻辑代数的基本公式和常用公式、基本规则 逻辑代数的基本公式 逻辑代数常用公式： 吸收律：A AB A =+ 消去律：B A B A A +=+ A B A AB =+ 多余项定律：C A AB BC C A AB +=++ 反演定律：B A AB += B A B A ?=+ 基本规则：反演规则和对偶规则，例1-5 四、逻辑函数的三种表示方法及其互相转换 逻辑函数的三种表示方法为：真值表、函数式、逻辑图 会从这三种中任一种推出其它二种，详见例1-7 五、逻辑函数的最小项表示法：最小项的性质；例1-8 六、逻辑函数的化简：要求按步骤解答 1、 利用公式法对逻辑函数进行化简 2、 利用卡诺图对逻辑函数化简 3、 具有约束条件的逻辑函数化简 例1.1 利用公式法化简 BD C D A B A C B A ABCD F ++++=)( 解：BD C D A B A C B A ABCD F ++++=)( 例 利用卡诺图化简逻辑函数 ∑=)107653()(、、、、 m ABCD Y 约束条件为 ∑8)4210(、、、、 m 解：函数Y 的卡诺图如下： 第三章 门电路知识要点 各种门的符号，逻辑功能。 一、三极管开、关状态 1、饱和、截止条件：截止：T be V V <， 饱和：β CS BS B I I i => 2、反相器饱和、截止判断 二、基本门电路及其逻辑符号 与门、或非门、非门、与非门、OC 门、三态门、异或； 传输门、OC/OD 门及三态门的应用 三、门电路的外特性 1、输入端电阻特性：对TTL 门电路而言，输入端通过电阻接地或低电平时，由于输入电流流过该电阻，会在电阻上产生压降，当电阻大于开门电阻时，相当于逻辑高电平。 习题2-7 5、输出低电平负载电流I OL 6、扇出系数N O 一个门电路驱动同类门的最大数目 第四章 组合逻辑电路知识要点 组合逻辑电路的分析、设计，利用集成芯片实现逻辑函数。 （74138, 74151等） 一、组合逻辑电路：任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原来的状态无关 二、 组合逻辑电路的分析方法（按步骤解题） 三、 若干常用组合逻辑电路 译码器（74LS138） 全加器（真值表分析） 数据选择器（74151和74153） 四、 组合逻辑电路设计方法（按步骤解题） 1、 用门电路设计 2、 用译码器、数据选择器实现 例3.1 试设计一个三位多数表决电路 数字电路实验课程教学大纲 一、课程的基本信息 适应对象：电子科学与技术电子信息工程通信工程 课程代码：AAD00813 学时分配：16 赋予学分：1 先修课程：电路分析低频电子线路 后续课程：信号系统单片机原理与接口技术 二、课程性质与任务 数字电路实验为专业基础实验，面向电子信息工程、电子科学与技术、通信工程专业开设的独立设置的实验课程及课内实验。通过本课程的学习使学生进一步掌握常用仪器的使用，并掌握数字电路基本知识、常用芯片的功能及参数以及中、大规模器件的应用，掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。同时通过学习，可以培养学生独立思考、独立解决问题的能力，加强动手能力的培养，使学生掌握数字电路的设计方法。 三、教学目的与要求 本课程是一门集理论与实践与一体的课程。学生通过本课程的学习，能够掌握各种基本逻辑门电路的结构和功能；掌握各种组合逻辑电路的分析和设计方法；熟悉常用的触发器，并会对常用的时序电路进行分析；对较复杂的数字系统的分析方法能有所了解；掌握各种电子电路和系统的测试方法和技能。 四、教学内容与安排 实验项目设置与内容提要 虚拟实验项目设置与内容提要 五、教学设备和设施 DZX-1 电子学综合实验装置示波器数字电路虚拟实验系统 六、课程考核与评估 实验成绩由虚拟实验成绩、平时实验成绩和考核成绩组成，虚拟实验成绩占20%，平时实验成绩占50%，考核成绩占30%。平时实验成绩由实验操作成绩和实验报告成绩组成，实验操作成绩占平时实验成绩的70%；实验报告成绩占平时实验成绩的30%。实验操作主要考察学生对实验电路的设计难易程度、电路连接调试、问题解决的能力，是否能够达到设计要求；实验报告主要考察学生对实验涉及的理论知识的掌握，对实验得到的结论和现象是否能够正确理解和分析，并能够合理的解释实验中出现的问题，正确判断实验的成功、失败。 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V m 、脉冲上升时间t r 、脉冲下降时间t f 、脉冲宽度t W 、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】 第九章 数字电路基础知识 一、填空题 1、 模拟信号是在时间上和数值上都是 连续 的信号。 2、 脉冲信号则是指极短时间内的 突变 电信号。 3、 广义地凡是 非正弦 规律变化的，带有突变特点的电信号均称脉冲。 4、 数字信号是指在时间和数值上都是 离散 的信号，是脉冲信号的一种。 5、 常见的脉冲波形有，矩形波、 锯齿波 、三角波、 尖脉冲 、阶梯波。 6、 一个脉冲的参数主要有 Vm 、tr 、 Tf 、T P 、T 等。 7、 数字电路研究的对象是电路的 输出与输入 之间的逻辑关系。 8、 电容器两端的电压不能突变，即外加电压突变瞬间，电容器相当于 短路 。 9、 电容充放电结束时，流过电容的电流为0，电容相当于 开路 。 10、 通常规定，RC 充放电，当t = (3-5)τ 时，即认为充放电过程结束。 11、 RC 充放电过程的快慢取决于电路本身的 时间常数 ，与其它因素无关。 12、 RC 充放电过程中，电压，电流均按 指数 规律变化。 13、 理想二极管正向导通时，其端电压为0,相当于开关的 闭合 。 14、 在脉冲与数字电路中，三极管主要工作在 截止区 和 饱和区 。 15、 三极管输出响应输入的变化需要一定的时间，时间越短，开关特性 越好 。 二、选择题 1 若逻辑表达式F A B =+，则下列表达式中与F 相同的是（ A ） A 、F A B = B 、F AB = C 、F A B =+ 2 若一个逻辑函数由三个变量组成，则最小项共有（ C ）个。 A 、3 B 、4 C 、8 3 图9-1所示是三个变量的卡诺图，则最简的“与或式”表达式为（ A ） A 、A B A C BC ++ B 、AB B C AC ++ C 、AB BC AC ++ 4 下列各式中哪个是三变量A 、B 、C 的最小项（ C ） A 、A B C ++ B 、A BC + C 、ABC 5、模拟电路与脉冲电路的不同在于（ B )。 A 、模拟电路的晶体管多工作在开关状态，脉冲电路的晶体管多工作在放大状态。 B 、模拟电路的晶体管多工作在放大状态，脉冲电路的晶体管多工作在开关状态。 C 、模拟电路的晶体管多工作在截止状态，脉冲电路的晶体管多工作在饱和状态。 D 、模拟电路的晶体管多工作在饱和状态，脉冲电路的晶体管多工作在截止状态。 14 B 15 C 16 D 17 B 18 B 19 C 20A 6、己知一实际矩形脉冲，则其脉冲上升时间( C )。 A 、.从0到Vm 所需时间 B 、从0到 2 2Vm 所需时间 ???? ? ??,? ? ) ?? ??,? ?KWWS ZZZ F FQ ( PDLO F FQ# FRP ?)) KO GGZB # FRP ?? p " ? ? -?? P ??? ??? ? ? ?-P ? -? ? ? ? c ?ǔ? " ?? ??-?c ?? ? ? ??? ??-? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? < ??? ?? ? ? ? Χ) ? ? ? ?? + ? ? ? ?? + ??? ? ?? + ?? ? ? ? ?? ?ǔ ? ? ? + - ??? ?? ? + ?? ? ? ? ? + ??? ? ? + ?? ? ???. ? ? ? ??? ?p ??p ? ? ? ?I $?/ + ? , ,? p ?? ?? ? q ) p + ??? < ? ? 数字电子技术基础课程教学大纲 英文名称：Digital Electronic Technology Fundamentals 课程编码：04119630 学时：64/12学分：4 课程性质：专业基础课课程类别：理论课 先修课程：高等数学、普通物理、电路理论、模拟电子技术基础 开课学期：第4学期 适用专业：自动化、电气工程及其自动化、工业自动化仪表 一、课程教学目标 通过本课程的理论教学和实验训练，能够运用数字电子技术的基本概念、基本理论与分析方法和设计方法，解决较复杂的数字电路系统相关的工程问题，使学生具备下列能力： 1、使用逻辑代数解决逻辑问题； 1、正确使用数字集成电路； 1、分析和设计数字逻辑电路； 2、正确使用数字逻辑电路系统的辅助电路。 三、课程的基本内容 3.1 理论教学 1、数字逻辑基础（支撑教学目标1） 教学目标：使学生掌握逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式。了解二进制的算术运算与逻辑运算的不同之处。掌握逻辑函数的四种表示方法（真值表法、逻辑式法、卡诺图法及逻辑图法）及其相互之间的转换。理解最小项的概念及其在逻辑函数表示中的应用。掌握逻辑函数的公式化简法和图形化简法。掌握约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用。 本章主要内容： （1）数字信号与数字电路 （2）逻辑代数 （3）逻辑函数及其表示方法 （4）逻辑函数的化简 2、逻辑门电路（支撑教学目标2） 教学目标：使学生了解门电路的定义及分类方法。二极管、三极管的开关特性，及分立元件组成的与、或、非门的工作原理。理解TTL 反相器的工作原理，掌握其静态特性，了解动态特性。了解其它类型TTL门的工作原理及TTL集成门的系列分类。 本章主要内容： （1）半导体二极管门电路 （2）半导体三极管门电路 （3）TTL集成门电路 3、组合逻辑电路（支撑教学目标3） 教学目标：使学生掌握组合逻辑电路的设计与分析方法。理解常用组合逻辑电路，即编码器、译码器和数据选择器的基本概念、工作原理及应用。掌握译码器和数据选择器在组合电路设计中的应用。 本章主要内容： （1）概述 （2）组合逻辑电路的分析与设计 （3）常用组合逻辑电路 （4）用中规模集成电路设计组合逻辑电路 4、触发器（支撑教学目标3） 教学目标：使学生理解触发器的定义。掌握基本SR触发器、同步触发器、主从触发器、边沿 触发的触发器的动作特点。掌握触发器的各种逻辑功能（DFF,JKFF,SRFF,TFF,T’FF）。掌握触发器 逻辑功能与触发方式的区别。掌握画触发器工作波形的方法。 本章主要内容： （1）概述 （2）基本SR触发器（SR锁存器）和同步触发器（电平触发） （3）主从触发器（脉冲触发）和边沿触发器（边沿触发） （4）触发器的逻辑功能及描述方法 5、时序逻辑电路（支撑教学目标3） 教学目标：使学生掌握时序逻辑电路的定义及同步时序电路的分析与设计方法。了解异步时序电路的概念。理解时序电路各方程组（输出方程组、驱动方程组、状态方程组），状态转换表、状态转换图及时序图在分析和设计时序电路中的重要作用。了解常用时序电路（计数器、移位寄存器）的组成及工作原理及其应用。 本章主要内容： （1）时序电路的基本概念 北航数字电路期末试 题及答案 北航数字电路期末试题及答案数字电子技术基础(A卷) 一． 解答下列问题（共40分，每小题5分） 1. 十进制数 X = 117，其ASCII 码表示为： 。 在8位机器中，[X]补 = ，[-X]补 = 。 2. 已知逻辑函数：()F A C BC A B CD =+++，直接用反演规则写出其反函数和对偶函数。 3. 用卡诺图化简逻辑函数∑∑+=)15,1013,8,2,1()14,12,7,6,0(44d m F 4. 用OC 门驱动发光二极管电路如图，若V F =2V ，I F =20mA ，试完善电路并计算电阻R=? 5. 画出图示电路的输出波形 A B C Y Y A B C & E n 6. 主-从JK 触发器，已知CP 、J 、K 信号波形如图示，画出输出波形（初始状态为0）。 7. 分析函数 F AB ABC =+ 所组成的电路存在何种险象。 8. 图示电路中触发器： 建立时间 t su = 20ns ， 保持时间 t h = 5ns ， 传输迟延时间t pdcp-Q,/Q = 30ns ， 门G 迟延t pd G = 10ns ， 时钟脉冲F max = ? 二． 逻辑函数 (,,)F A B C ABC BC AC =++（本题共14分，每小题7分） 1. 用3-8译码器及适当门电路实现。 2.用“四选一”数据选择器及适当门电路实现。 三．分析下列电路所实现的逻辑功能（本题共16分，每小题8分） 1.由2-5-10进制异步计数器构成的电路。 2.由74LS163构成计数器电路。 数字电子技术基础知识总结引导语：数字电子技术基础知识有哪些呢？接下来是小编为你带来收集整理的文章，欢迎阅读！ 处理模拟信号的电子电路。“模拟”二字主要指电压(或电流)对于真实信号成比例的再现。 其主要特点是： 1、函数的取值为无限多个; 2、当图像信息和声音信息改变时，信号的波形也改变，即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中(信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上)。 3.初级模拟电路主要解决两个大的方面：1放大、2信号源。 4、模拟信号具有连续性。 用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。 其主要特点是： 1、同时具有算术运算和逻辑运算功能 数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础，使用二进制数字信号，既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算(与、或、非、判断、比较、处理等)，因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。 2、实现简单，系统可靠 以二进制作为基础的数字逻辑电路，可靠性较强。电源电压的小的波动对其没有影响，温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。 3、集成度高，功能实现容易 集成度高，体积小，功耗低是数字电路突出的优点之一。电路的设计、维修、维护灵活方便，随着集成电路技术的高速发展，数字逻辑电路的集成度越来越高，集成电路块的功能随着小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)的发展也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路，通过编程的方法实现任意的逻辑功能。 模拟电路是处理模拟信号的电路;数字电路是处理数字信号的电路。 模拟信号是关于时间的函数，是一个连续变化的量，数字信号则是离散的量。因为所有的电子系统都是要以具体的电子器件，电子线路为载体的，在一个信号处理中，信号的采集，信号的恢复都是模拟信号，只有中间部分信号的处理是数字处理。具体的说模拟电路主要处理模拟信号，不随时间变化，时间域和值域上均连续的信号，如语音信号。而数 [新课导入] 直接导入，从今天开始，我们学习数字电路。首先学习数字电路基础知识。 [新授内容] §10.1数字电路的基础知识 一、数字电路及其特点： 1．模拟信号：凡是在时间上和数值上都是连续变化的信号。 例如：随声音、温度、压力等物理量作连续变化的电压或电流。 2．数字信号：凡在数值上或时间上都是离散的信号。 数字信号常用二值量来表示。 例如：光电计数器 画图较好说明。 3．模拟电路：处理模拟信号的电路。 例如：交流和直流信号的放大电路。 4．数字电路：处理数字信号的电路。 例如：脉冲信号的产生、放大、整形、传递、控制、记忆、计数等电路。5．数字电路的特点： （1）半导体管多数工作在开关状态，即不是工作在饱和区，就是工作在截止区，而放大区只是其过渡状态。 （2）数字电路的研究对象是电路的输入和输出之间的逻辑关系，因而不能彩模拟电路的分析方法。分析数字电路的工具是逻辑代数，表达电路的功能主要用真值表。逻辑函数表达式及波形图等。 二、数制和码 1．十进制数 基数：0~9权：10 计数规律：逢十进一。 2．二进制数 基数：0、1权：2 计数规律：逢二进一。 3．BCD码 在数字系统中，各种文字、符号等特定的信息，也往往采用一定位数的二进制码来表示，通常把这种二进制码称为代码。 BCD码是用四位二进制数组成一组代码，表示一位十进制码。 基数：0、1权：8、4、2、1 [复习提问] 1．什么叫数字电路？它与模拟电路有何区别。 2．“与”逻辑的含义是什么？它的逻辑表达方式有哪几种？ [新授内容] §10.2逻辑门电路 10.2.1与逻辑、与门电路 一、为什么叫门电路 数字电路的基本部分是各种开关电路。这些电路像门一样依一定的条件“开”或“关”所以又称为“门”电路。 二、逻辑的含义： 1．逻辑：思维的规律，合乎逻辑。 2．逻辑：客观的规律性。 3．逻辑学：研究思维的形式和规律的科学。 4．一般，门电路有一个输出端，但有多个输入端。而且输出端的状态是由输入端状态决定的。如果将门电路的输入状态称为“因”，输出端的状态称为“果”，则输入端和输出端状态间有一定的逻辑关系。通常用“逻辑”这个词表示因果的规律性。 简而言之，表示输入端和输出端状态的规律性。 三、基本的逻辑门电路 是指逻辑“与”“或”“非”三种电路 四、关系逻辑电路的几个规定： 1．逻辑状态的表示方法： 逻辑0和逻辑1 注：不是表示数字的大小。而是表示两种对立的状态。 脉冲与数字电路实验 目录 实验一TTL数字集成电路使用、与非门参数测试实验二门电路 实验三组合逻辑电路 实验四译码器与编码器 实验五触发器 实验六计数器一 实验七计数器二 实验八多谐振荡电路 实验九综合实验 ·二十四进制计数电路 ·数字定时器 ·图形发生器 专题实习通用计时器安装于调试 附录1 常用数字集成电路外引线图 附录2 TTL集成电路分类、推荐工作条件 实验一TTL数字集成电路使用、与非门参数测试 一、实验目的 学习TTL数字集成电路使用方法，学会查阅引脚图。掌握参数测试方法 二、实验设备及器件 1．逻辑实验箱1台 2．万用表1只 3．四2输入与非门74LS00 1只 三、实验重点 54/74LS系列数字集成电路的认识及使用方法 四、数字集成电路概述 以晶体管的“导通”与“截止”表达的两种状态及高电平（H）低电平（L）并以“1” 或“0”表示二进制数。能对二进制数进行逻辑运算、转换、传输、存储的集成电路称为数字集成电路。按分类有TTL型、CMOS型。按功能分有逻辑门电路、组合集成电路、集成触发器、集成时序逻辑电路。 五、实验内容及步骤 1．74LS系列数字集成电路外引线图及使用方法（引线图以14脚集成电路为例） 1）外引线排列 双列直插式封装引脚识别。引脚对称排 列，正面朝上半圆凹槽向左，左下为第1脚， 按逆时针方向引脚序号依次递增。 2）电源供电 芯片以5V供电，电源正极连接标有Vcc 字符的引脚，负极连接标有GND字符的 引脚。电源额定值应准确。为了达到良好的 使用效果，电源范围应满足4.5V≤Vcc≤5.5V。TTL数字集成电路引脚识别 电源极性连接应正确。 3）重要使用规则 a．输出端不能直接连接电源正极或负极。 b．小规模（SSI）和中规模（MSI）芯片，在使用中发热严重应检查外围连线连接是否正确。 1A1B1Y2A2B2Y GND 4A 4B4Y 3A 3B3Y 1A 1B1Y 2A 2B2Y & A B Y & A B Y 数字电子技术基础简明教程复习题 一、填空 1、(238)10＝( 11101110 )2 ＝( EE )16。(110110.01)2＝( 36.4 )16＝( 54.25 )10。 2、德?摩根定理表示为 B A +＝( B A ? ) , B A ?＝( B A + )。 3、数字信号只有（ 两 ）种取值，分别表示为（ 0 ）和（ 1 ）。 4、异或门电路的表达式是( B A B A B A +=⊕ )；同或门的表达式是( B A AB B A ?+=⊙ ) 。 5、组成逻辑函数的基本单元是（ 最小项 ）。（见P17） 6、基本逻辑门有（ 与门 ）、（ 或门 ）和（ 非门 ）三种。复合门有（ 与非门 ）、（ 或非门 ）、（ 与或非门 ）和（ 异或门 ）等。 7、卡诺图中几何相邻的三种情况是（ 相接相邻 ）、（ 相对相邻 ）和（ 相重相邻（或称重叠相邻） ）。 8、逻辑函数的公式化简的方法是（ 并项法 ）、（ 吸收法 ）、（ 消去法 ）和（ 配项消项法 ）等。 9、最简与或式的定义是乘积项的（ 个数最少 ），每个乘积项中相乘的（ 变量个数也最少）的与或表达式。 . 10、.除了与、或、非三种基本逻辑运算外，还有由这三种基本逻辑运算构成的四种复合逻辑运算，它们是（ 与非运算 ）、（ 或非运算 ）、（与或非运算 ）和异或运算。 11、在正逻辑的约定下，“1”表示（ 高电平 ），“0”表示（ 低电平 ）。在负逻辑的约定下，“1”表示（ 低电平 ），“0”表示（ 高电平 ）。 12、一般TTL 门电路输出端( 不能 )直接相连，实现线与。(填写“能”或“不能”) 13、三态门的三种可能的输出状态是( 高电平 )、( 低电平 )和( 高阻态 )。 14、CMOS 漏极开路门（OD 门）的主要特点是（ 输出MOS 管是开路的 ）；可以实现（ 线与 ）功能 ；可以用来实现（ 逻辑电平 ）变换 和（ 带负载能力强 ）。 15、开门电阻R on 是指使反相器工作在（ 导通状态时所允许Ri 的最小值 ）；典型的TTL 门电路R on 为( 2.5K Ω )。 16、关门电阻R off 是指使反相器工作在( 截止状态时所允许Ri 的最大值 )；典型的TTL 门电路 R off 为( 0.7k Ω )。 17、TTL 与非门的多余输入端不能接（ 低 ）电平。 18、门电路的负载分为( 拉电流 )负载和( 灌电流 )负载两大类。 19、在多路传输过程中，能够根据需要将（ 其中任意一路挑选出来 ）的电路，叫做数据选择器，也称为多路选择器或多路开关。 20、能够将（ 1个 ）输入数据，根据需要传送到（ m 个 ）输出端的任意一个输出端的电路，叫做数据分配器。 21、组合逻辑电路的逻辑功能的特点是任何时刻电路的稳定（ 输出 ），仅仅只决定于该时刻（ 各个输入变量的取值 ）。 22、一个十进制加法计数器需要由（ 4个 ）JK 触发器组成。 23、八输入端的编码器按二进制数编码时，输出端的个数是（ 3 ），四输入端的译码器的输出端的个数最多为 （ 16 ）。 24、真值表是将输入逻辑变量的（ 所有可能取值 ）与相应的（ 输出变量函数值 ）排列在一起而组成的表格。 25、组合逻辑电路是由（ 常用门电路 ）组合而成的，其中既无（ 从输出到输入的反馈连接 ），也不包含（ 可以存储信号的记忆元件 ）。 26、触发器又称为双稳态电路，因为它具有（ 两个 ）稳定的状态。 27、根据逻辑功能不同，触发器可分为（ RS 触发器 ）、（ D 触发器 ）、（ JK 触发器 ）、（ T 触发器 ）和（ T ’触发器 ）等。根据逻辑结构不同，触发器可分为（ 基本触发器 ）、（ 同步触发器 ）和（ 边沿触发器 ）等。 28、JK 触发器在JK ＝00时，具有（ 保持 ）功能，JK ＝11时；具有（ 翻转 ）功能；JK ＝01时，具有（ 置0 ）功能；JK ＝10时，具有（ 置1 ）功能。 29、JK 触发器具有（ 保持 ）、（ 置0 ）、（ 置1 ）和（ 翻转 ）的逻辑功能。D 触发器具有（ 置0 ）和（ 置1 ）的逻辑功能。RS 触发器具有（ 保持 ）、（ 置0 ）和（ 置1 ）的逻辑功能。 T 触发器具有（ 保持 ）和（ 翻转 ）的逻辑功能。T ’触发器具有（ 翻转 ）的逻辑功能。 30、边沿触发器具有共同的动作特点，即触发器的次态仅取决于CP 信号（ 上升沿或下降沿 ）到来时刻输入的逻辑状态，而在这时刻之前或之后，输入信号的变化对触发器输出的状态没有影响。Multisim数字电路仿真快速上手教程
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