注册电气工程师专业基础考试-数字电子基础.ppt

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1、1,时序逻辑电路的特点及组成,特点：1）存储电路，因而具有记忆能力。2）电路的输出不仅与当时的输入有关，而且还与电路原来的状态有关。,3.6 时序逻辑电路,2,组成:,由组合逻辑电路和存储电路两部分组成。,输入信号,输出信号,存储电路的输入,输出状态,逻辑电路中存在反馈，时序电路的输出由电路的输入和电路原来的状态共同决定。,3,逻辑关系方程：,X(X1，Xi),Q(Q1，Qr),Y(Y1，Yr),Z(Z1，Zj),各信号之间的逻辑关系方程组：,ZF1(X，Qn)输出方程,YF2(X，Qn)驱动方程,Qn+1F3(Y，Qn)状态方程,4,分类：,时序电路,同步：,异步：,存储电路里所有触发器有一

2、个统一的时钟源,没有统一的时钟脉冲,5,6,7,8,时序逻辑电路的分析步骤和方法,一般步骤:,（1）根据给定的时序电路图写出下列逻辑方程式：1)各触发器的时钟信号CP的逻辑表达式；2)时序电路的输出方程；3)各触发器的驱动方程；（2）将驱动方程代入相应触发器的特征方程，求得各触发器的次态方程，也就是时序逻辑电路状态方程。（3）根据状态方程和输出方程，列出该时序电路的状态图，画出状态图或时序图。（4）用文字描述给定时序电路逻辑功能的逻辑功能。,9,【例】分析下图所示的同步逻辑电路。,10,解：（1）写出各逻辑方程1）输出方程,2）驱动方程,（2）驱动方程代入相应的D触发器的特征方程，得各D触发器

3、的次态方程,11,（3）列出状态表、画出状态图和时序图,这里要注意是：,且没有输入信号X。,12,状态图与时序图,13,（4）功能分析,由时序图可以看出：在正常情况下，各触发器轮流出现一个宽度为CP周期的脉冲信号，称为脉冲分配器或节拍脉冲产生器。另外从状态图可看出：电路如处于其他5个状态为无效状态时，在CP脉冲的作用下，电路可回到有效序列，这种能力称为电路具有自启动能力。,14,【例】分析下图所示逻辑电路。（异步时序）,15,解：（1）写出各逻辑方程式1）各触发器的时钟信号的逻辑方程CP0=CP（时钟脉冲源），上升沿触发。CP1Q0，仅当Q0由01时，Q1改变，否则Q1保持。,2）输出方程,3

4、）驱动方程,16,（2）各触发器的次态方程,CP由01时，有效,Q0由01时，有效,17,（3）列出状态表、画出状态图和时序图,18,状态图与时序图,19,（4）功能分析,由状态图和时序图可以看出：该电路是一个异步四进制减法计数器，Z是借位信号。也可把该电路看作一个时序信号发生器。输出序列脉冲信号Z的重复周期是4TCP，宽度为1 TCP。,20,计数器,作用 用来计算时钟脉冲个数的电路，具有计数、分频和定时等功能。分类（1）按计数的脉冲引入方式 有同步和异步计数器；（2）按计数的变化规律 有加法器、减法器和可逆计数器；（3）按计数的计数数制 有二进制、十进制和任意进制计数器。,21,3.6.4

5、 寄存器,寄存器主要部件是触发器，一个触发器可存1位二进制代码，存储n位二进制代码的寄存器则需要n个触发器。常用左、右移位寄存器。,22,4位寄存器CP上沿作用下，使1D4D端数据并行存入寄存器，即寄存于输出端1Q-4Q端。RD是清零端。,23,四位右移寄存器,24,3.7 脉冲波形的产生,多谐振荡器 性质：是一种自激振荡电路，无稳定的状态。它在接通电源后无需外接触发信号就能产生矩形脉冲信号。主要用途：信号源。,25,RC环形多谐振荡器,26,单稳态触发器,单稳态触发器是一种只有一个稳定状态的电路。单稳态触发器须有一个触发信号 RC环节，它决定暂态时间的长短。输出信号宽窄用途：常用于脉冲波形变换（即宽窄波形的相互变换）、定时等。,27,28,3.8 数模和模数转换,3.8.1 D/A转换器 使用最多的D/A转换器是R-2R的T形电阻网络D/A转换器。,29,i=,vO=iRf=,二进制数与模拟电压vO成正比。,30,3.8.2 A/D转换器,（1）逐次逼近式A/D转换器 逐次逼近式A/D转换器是由比较器、D/A转换器、数码寄存器和控制逻辑电路组成，如图3-66所示,31,（2）双积分式A/D转换器（略）,采样保持器的工作原理 按一定的时间间隔取出模拟信号的值，这一过程叫采样。,