新疆大学：《数字逻辑电路》课程教学资源（PPT讲稿）数字电路课程小结及试题分析（2010）

《数字逻辑电路》课程小结 新疆大学信息科学与工程学院 《数字逻辑电路》 精品课程建设项目课题组 2010年6月

1 《数字逻辑电路》课程小结 新疆大学信息科学与工程学院 《数字逻辑电路》 精品课程建设项目课题组 2010年6月

第一章数制和码制 N进制数按10进制展开：D=∑kN 数字电路中广泛采用二进制，二进制的特点是逢 二进一，用0和1表示逻辑变量的两种状态。二进制 可以方便地转换成八进制、十进制和十六制。 不同数制之间的转换方法（整数部分.小数部分》 二进制算数运算（原码反码补码） BCD码是十进制数的二进制代码表示，常用的BCD 码是8421码

2 第一章 数制和码制 ◆ N进制数按10进制展开: D=∑kiN i ◆ 数字电路中广泛采用二进制，二进制的特点是逢 二进一，用0和1表示逻辑变量的两种状态。二进制 可以方便地转换成八进制、十进制和十六制。 ◆ 不同数制之间的转换方法(整数部分.小数部分) ◆ 二进制算数运算(原码 反码 补码) ◆ BCD码是十进制数的二进制代码表示，常用的BCD 码是8421码

第二章 逻辑代数基础 逻辑：事物间的因果关系 逻辑运算 布尔代数开关代数逻辑代数 多变量的不同状态组合 数字电路的输入变量和输出变量之间的关系可 以用逻辑代数来描述，最基本的逻辑运算是与运算、 或运算和非运算，复合逻辑运算是与非、或非、与 或非、同或、异或

3 第二章 逻辑代数基础 ◆ 逻辑：事物间的因果关系 ◆ 逻辑运算 ◆ 布尔代数 开关代数 逻辑代数 ◆ 多变量的不同状态组合 数字电路的输入变量和输出变量之间的关系可 以用逻辑代数来描述，最基本的逻辑运算是与运算、 或运算和非运算，复合逻辑运算是与非、或非、与 或非、同或、异或

第二章 逻辑代数基础 逻辑代数的基本公式和常用公式 逻辑代数的基本定理（代入定理反演定理对偶 定理) 逻辑函数有5种表示方法：逻辑真值表、逻辑函 数式、逻辑图、波形图（时序图）、卡诺图。 这几种方法之间可以互相转换，真值表和卡诺图是逻辑 函数的最小项表示法，它们具有惟一性，而逻辑表达式和逻 辑图都不是惟一的，应当根据具体情况选择最适合的一种方 法表示所研究的逻辑函数

4 ◆ 逻辑代数的基本公式和常用公式 ◆ 逻辑代数的基本定理(代入定理 反演定理 对偶 定理) ◆ 逻辑函数有5种表示方法：逻辑真值表、逻辑函 数式、逻辑图、波形图（时序图）、卡诺图。 这几种方法之间可以互相转换，真值表和卡诺图是逻辑 函数的最小项表示法，它们具有惟一性，而逻辑表达式和逻 辑图都不是惟一的，应当根据具体情况选择最适合的一种方 法表示所研究的逻辑函数。 第二章 逻辑代数基础

第二章 逻辑代数基础 本章介绍了两种逻辑函数化简法。 公式化简法是利用逻辑代数的公式和规则，经过运算， 对逻辑表达式进行化简。它的优点是不受变量个数的限制，但 是否能够得到最简的结果，不仅需要熟练地运用公式和规则， 而且需要有一定的运算技巧。 ◆卡诺图化简法是利用逻辑函数的卡诺图进行化简，其优 点是方便直观，容易掌握，但变量个数较多时（五个以上）， 则因为图形复杂，不宜使用。在实际化简逻辑函数时，将两种 化简方法结合起来使用，往往效果更佳。 无关项在化简逻辑函数中的应用 (约束项 任意项)

5 本章介绍了两种逻辑函数化简法。 ◆ 公式化简法 是利用逻辑代数的公式和规则，经过运算， 对逻辑表达式进行化简。它的优点是不受变量个数的限制，但 是否能够得到最简的结果，不仅需要熟练地运用公式和规则， 而且需要有一定的运算技巧。 ◆ 卡诺图化简法 是利用逻辑函数的卡诺图进行化简，其优 点是方便直观，容易掌握，但变量个数较多时（五个以上）， 则因为图形复杂，不宜使用。在实际化简逻辑函数时，将两种 化简方法结合起来使用，往往效果更佳。 ◆ 无关项 在化简逻辑函数中的应用 (约束项 任意项) 第二章 逻辑代数基础

第三章门电路 门电路是构成各种复杂数字电路的基本逻辑单元，掌握 各种门电路的逻辑功能和电气特性，对于正确使用数字集成 电路是十分必要的。 本章介绍了目前应用最广泛的TTL(TTL反相器Oc门TS 门三极管工作状态判断等)和CMOS(CMOS反相器0D门TG传 输门三态门等)两类集成逻辑门电路。在学习这些集成电路 时，应把重点放在它们的外部特性上。 外部特性包含两个内容，一个是输出与输入间的逻辑关 系，即所谓逻辑功能；另一个是外部的电气特性，包括电压 传输特性、输入特性、输出特性等。本章也讲一些集成电路 内部结构和工作原理，但目的是帮助读者加深对器件外特性 的理解，以便更好地利用这些器件。 CMOS电路的正确使用

6 第三章 门电路 门电路是构成各种复杂数字电路的基本逻辑单元，掌握 各种门电路的逻辑功能和电气特性，对于正确使用数字集成 电路是十分必要的。 本章介绍了目前应用最广泛的TTL(TTL反相器 OC门 TS 门 三极管工作状态判断等)和CMOS(CMOS反相器 OD门 TG传 输门 三态门等)两类集成逻辑门电路。在学习这些集成电路 时，应把重点放在它们的外部特性上。 外部特性包含两个内容，一个是输出与输入间的逻辑关 系，即所谓逻辑功能；另一个是外部的电气特性，包括电压 传输特性、输入特性、输出特性等。本章也讲一些集成电路 内部结构和工作原理，但目的是帮助读者加深对器件外特性 的理解，以便更好地利用这些器件。 CMOS电路的正确使用

第四章 组合逻辑电路 组合逻辑电路是一种应用很广的逻辑电路。本 章介绍了组合逻辑电路的分析和设计方法，还介绍 了几种常用的中规模(MS1)组合逻辑电路器件。 ◆ 本章总结出了采用集成门电路构成组合逻辑电 路的分析和设计的一般方法，只要掌握这些方法， 就可以分析任何一种给定电路的功能，也可以根据 给定的功能要求设计出相应的组合逻辑电路

7 第四章 组合逻辑电路 ◆ 组合逻辑电路是一种应用很广的逻辑电路。本 章介绍了组合逻辑电路的分析和设计方法，还介绍 了几种常用的中规模(MSI)组合逻辑电路器件。 ◆ 本章总结出了采用集成门电路构成组合逻辑电 路的分析和设计的一般方法，只要掌握这些方法， 就可以分析任何一种给定电路的功能，也可以根据 给定的功能要求设计出相应的组合逻辑电路

第四章 组合逻辑电路 ◆■ 本章介绍了编码器、译码器、数据选择器、加法器和数 值比较器等MSI组合逻辑电路器件的功能，并讨论了利用译码 器、数据选择器和加法器实现组合逻辑函数的方法。 ◆对于MSI组合逻辑电路，主要应熟悉电路的逻辑功能。了 解其内部电路只是帮助理解器件的逻辑功能。只有熟悉MS1组 合逻辑电路的功能，才能正确应用好电路。 ◆本章介绍了组合逻辑电路中的竞争一冒险现象（检查方法 与消除方法) ◆本章介绍了基于功能块的MS组合逻辑电路的分析方法。 熟悉这种方法，对MS1组合逻辑电路的分析很有帮助

8 ◆ 本章介绍了编码器、译码器、数据选择器、加法器和数 值比较器等MSI组合逻辑电路器件的功能，并讨论了利用译码 器、数据选择器和加法器实现组合逻辑函数的方法。 ◆ 对于MSI组合逻辑电路，主要应熟悉电路的逻辑功能。了 解其内部电路只是帮助理解器件的逻辑功能。只有熟悉MSI组 合逻辑电路的功能，才能正确应用好电路。 ◆ 本章介绍了组合逻辑电路中的竞争－冒险现象(检查方法 与消除方法) ◆ 本章介绍了基于功能块的MSI组合逻辑电路的分析方法。 熟悉这种方法，对MSI组合逻辑电路的分析很有帮助。 第四章 组合逻辑电路

第五章 触发器 ◆触发器(FIip-FIop)是具有记忆功能的的逻辑电 路，每个触发器能存储一位二进制数据。 ◆按照逻辑电路结构的不同，可以把触发器分为 基本RS触发器、同步S触发器、主从触发器和边沿 触发器。 ◆按照触发方式不同，可以把触发器分为电平触 发、脉冲触发（主从触发）、边沿触发。 ◆ 按照逻辑功能不同，可以把触发器分为S触发 器、JK触发器、D触发器、T触发器和T'触发器

9 ◆ 触发器(Flip-Flop)是具有记忆功能的的逻辑电 路，每个触发器能存储一位二进制数据。 ◆ 按照逻辑电路结构的不同，可以把触发器分为 基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器和边沿 触发器。 ◆ 按照触发方式不同，可以把触发器分为电平触 发、脉冲触发(主从触发)、边沿触发。 ◆ 按照逻辑功能不同，可以把触发器分为RS触发 器、JK触发器、D触发器、T触发器和T′触发器。 第五章 触发器

第五章 触发器 各种触发器特点 RS触发器具有约束条件。 T触发器和D触发器比较简单。 触发器是一种计数型触发器。 >K触发器是多功能触发器，它可以方便地构成 RS触发器、T触发器和T触发器。 ◆ 描述触发器逻辑功能的方法有功能表、状态转换 表、特性方程、状态转换图和时序图 。 ◆ 集成触发器产品通常为D触发器和K触发器。在选用集成 触发器时，不仅要知道它的逻辑功能，还必须知道它的触发 方式，只有这样，才能正确的使用好触发器

10 ◆ 各种触发器特点 ➢ RS 触发器具有约束条件。 ➢ T 触发器和D 触发器比较简单。 ➢ T′触发器是一种计数型触发器。 ➢ JK 触发器是多功能触发器，它可以方便地构成 RS 触发器、T 触发器和T′触发器。 ◆ 描述触发器逻辑功能的方法有功能表、状态转换 表、特性方程、状态转换图和时序图。 ◆ 集成触发器产品通常为D触发器和JK触发器。在选用集成 触发器时，不仅要知道它的逻辑功能，还必须知道它的触发 方式，只有这样，才能正确的使用好触发器。 第五章 触发器