7.6 數字電子技術
一、 《 考試大綱 》 的規定
與、或、非門的邏輯功能;簡單組合邏輯電路;d 觸發器;jk 觸發器 數字寄存器;脈沖計數器。
二、重點內容
電子電路通常分模擬電子電路和數字電子電路兩大類。前面介紹的放大電路屬于第一類,電路中的工作信號是連續變化的電信號(模擬信號)。數字電路的基本工作信號是二進制的數字信號,它在時間上和數值上是離散的,即不是連續漸變的,而且只有0和1兩個基本數字,反映在電路上就是低電平和高電平兩種狀態。因此在穩態時,電路中的半導體器件都是工作在開、關狀態。數字電路是由幾種最基本的單元電路組成的。在這些基本單元中,對元件的精度要求不高,只要在工作時能夠可靠地區分0和1兩種狀態就可以了。數字電路中研究的主要問題是輸入信號的狀態(0或1)和輸出信號的狀態(0或1)之間的關系,即所謂邏輯關系,采用的數學工具是邏輯代數。
補充知識點:
一、邏輯代數基礎
在邏輯代數中變量具有二值性,即只有兩個可能的取值“0”和“1”。
(一)基本的邏輯運算
邏輯代數的基本運算有三種,即“與”運算、“或”運算和“非”運算。
1.“與”運算 也稱“與”關系,它可表述為:當決定一事件的所有條件都具備之 后,這事件才會而且一定會發生。在現實生活中,“與”邏輯關系很多,如圖1,開關 a,b控制一盞燈z。燈亮的條件是開關a、b同時合上。假定燈亮為“1”,不亮為“0”。開關合上為“1”。斷開為“0”,把燈的狀態和開關所處位置之間的關系列如表1 所示。這種表稱真值表(或稱功能表),其邏輯表達式為,
z=a·b
所以“與”關系也稱為邏輯乘。運算規則為:0·0=0,0·1=0,1·0=0,1·1= 1。
2.“或”運算:在決定一事件的各個條件中,只要具備一個或一個以上的條件,這事 件就會發生,這樣的因果關系稱“或”邏輯關系。用并聯的兩個開關控制一盞燈,如圖 2所示只要開關a或月有一個處于合上位置燈就會亮。按前面的假定來賦值“0”、 “1”,可列出真值表如表2,其邏輯表達式為z=a+b。所以“或”關系也稱為邏輯加。運算規則為:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=1。
(二)邏輯代數的基本定律和基本定理
1.基本定律:
(1)0—1律: 0+a=a 1·a=a
1+a=1 0·a=0
(2)重疊律: a+a=a a·a=a
(3)互補律: a+a=1 a·a=0
(4)交換律: a+b:b+a a·b=b·a
(5)結合律: a+(b+c)=(a+b)+c a·(b·c)=(a·b)·c
(6)分配律: a·(b+c)=ab+ac a+b·c=(a十b)·(a十c)
(7)反演律: a+b=a·b a·b=a+b
(8)否定律:=a
反演律又稱狄·摩根定理,十分有用,可推廣到兩個以上變量:
2.基本定理:
定理1:
a+ab=a a·(a+b)=a
定理2:
a+(a+b)=a+b
a(+b)
=a·b
定理3:
ab+c+bc=ab+c
應用上述定律、定理可簡化邏輯表達式。
例如 f=a+abc+bc+b+ad+a=a+bc(a+)+b+a(d+)=a十bc+b十a
=a+bc+b=a+b+bc=a+b(1十c) =a+b
7.6.1 基本邏輯門及其邏輯功能
與、或、異或、同或
7.6.2 簡單組合邏輯電路
1、組合邏輯電路功能的描述
2、組合邏輯電路表達式的獲取
3、常見組合邏輯電路
加法器、比較器、選擇器、分配器、編碼器、譯碼器