- 1.1 概述
- 1.2 几种常见的数制
- 1.3 不同数制间的转换
- 1.4 二进制的算术运算
- 1.5 几种常用的编码
- 2.1 概述
- 2.2 逻辑代数中的三种基本运算
- 2.3 逻辑代数的基本公式和常用公式
- 2.4 逻辑代数的基本定理
- 2.5 逻辑函数及其描述方法(一)
- 2.5 逻辑函数及其描述方法(二)
- 2.6 逻辑函数的化简方法(一)
- 2.6 逻辑函数的化简方法(二)
- 2.7 具有无关项的逻辑函数及其化简
- 3.1 概述
- 3.2 半导体二极管门电路
- 3.3 CMOST门电路
- 3.4 TTL门电路
- 4.1 概述
- 4.2 组合逻辑电路的分析方法
- 4.3 组合逻辑电路的基本设计方法
- 4.4 若干常用的组合逻辑电路模块(一)
- 4.4 若干常用的组合逻辑电路模块(二)
- 4.4 若干常用的组合逻辑电路模块(三)
- 4.4 若干常用的组合逻辑电路模块(四)
- 4.5 层次化和模块化的设计方法
- 4.6 可编程逻辑器件
- 4.7 组合逻辑电路中的竞争—冒险现象
- 5.1 概述
- 5.2 SR锁存器
- 5.3 触发器(一)
- 5.3 触发器(二)
- 5.4 寄存器
- 5.5 存储器
- 6.1 概述
- 6.2 时序逻辑电路的分析方法(一)
- 6.2 时序逻辑电路的分析方法(二)
- 6.3 若干常用的时序逻辑电路(一)
- 6.3 若干常用的时序逻辑电路(二)
- 6.3 若干常用的时序逻辑电路(三)
- 6.4 时序逻辑电路的设计方法
- 6.5 时序逻辑电路中的竞争-冒险现象
- 7.1 概述
- 7.2 施密特触发器
- 7.3 单稳态电路
- 7.4 多谐振荡电路
- 7.5 555定时器及其应用
- 8.1 概述
- 8.2 DlA转换器的电路结构和工作原理
- 8.3 DlA转换器的转换精度与转换速度
- 8.4 AD转换的基本原理
- 8.5 取样-保持电路
- 8.6 AlD转换器的电路结构和工作原理
- 8.7 AlD转换器的转换精度与转换速度
第 1 章:数制与码制
数制的概念:介绍数字信号与数字电路,包括模拟信号和数字信号的区别(如幅度和时间上的连续性与离散性),以及模拟电路和数字电路的工作特点。讲解常用的数制,如十进制、二进制、八进制和十六进制,包括它们的计数规则、基数、位权等。
数制间的转换:详细说明二进制与十进制之间的相互转换方法,包括整数部分和小数部分的转换步骤。例如,十进制转二进制时,整数部分除以 2 取余,小数部分乘以 2 取整;二进制转十进制则按位权展开相加。还介绍二进制与十六进制的转换,如二进制数每 4 位一组对应十六进制的一位进行转换。
第 2 章:逻辑代数基础
逻辑代数的基本运算:讲解与、或、非等基本逻辑运算的定义、逻辑符号和运算规则。
逻辑代数的基本公式和常用公式:列举并解释逻辑代数中的各种公式,如交换律、结合律、分配律等基本公式,以及吸收律、反演律等常用公式,通过实例帮助理解公式的应用。
逻辑代数的基本定理:包括代入定理、反演定理和对偶定理等,阐述这些定理的内容和在逻辑函数化简、变换中的作用。
逻辑函数的描述方法:介绍逻辑函数的几种常见描述方法,如真值表、逻辑表达式、逻辑图等,以及它们之间的相互转换。
逻辑函数的标准形式:讲解最大项和最小项的概念,以及逻辑函数的两种标准形式 —— 最小项之和与最大项之积的表示方法。
逻辑函数的化简方法:重点讲解公式化简法和卡诺图化简法。公式化简法通过运用逻辑代数的公式和定理对逻辑函数进行化简;卡诺图化简法则是利用卡诺图的图形特性,通过合并相邻的最小项来实现化简,包括如何绘制卡诺图、找出可合并的最小项等。
第 3 章:门电路
门电路概述:介绍门电路的作用和基本类型,如与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等的逻辑功能和符号表示。
半导体二极管门电路:分析基于半导体二极管的门电路工作原理,如二极管与门、二极管或门的电路结构和逻辑关系。
MOS 管门电路:讲解 MOS 管(金属 - 氧化物 - 半导体场效应管)的结构和工作原理,包括 NMOS 管和 CMOS 管,以及由它们构成的各种门电路,如 CMOS 反相器、CMOS 与非门、CMOS 或非门等的电路结构、工作特性(如传输特性、噪声容限、输入输出特性等)和逻辑功能。
TTL 门电路:介绍 TTL(晶体管 - 晶体管逻辑)门电路的组成和工作原理,如 TTL 反相器的电路结构、静态特性(电压传输特性、输入输出特性等)和动态特性(传输延迟时间等),以及其他各种 TTL 门电路(如与非门、或非门、集电极开路门 OC 门、三态门等)的特点和应用。
第 4 章:组合逻辑电路
组合逻辑电路概述:定义组合逻辑电路的概念,即输出仅取决于当前输入的逻辑电路,没有记忆功能。介绍组合逻辑电路的分析方法和设计方法。
组合逻辑电路的分析:通过实例详细说明如何根据给定的组合逻辑电路图,写出逻辑表达式,列出真值表,从而确定电路的逻辑功能。
组合逻辑电路的基本设计方法:讲解从逻辑功能要求出发,设计组合逻辑电路的步骤,包括确定输入输出变量、列出真值表、写出逻辑表达式、化简逻辑表达式(可采用公式法或卡诺图法)、根据化简后的逻辑表达式画出逻辑电路图等。
常用的组合逻辑电路模块:介绍编码器、译码器、数据选择器、加法器、数值比较器等常见的组合逻辑电路模块的工作原理、逻辑功能和应用。例如,编码器用于将输入的信号转换为二进制编码输出;译码器则是将二进制编码转换为特定的输出信号;数据选择器根据选择控制信号从多个输入数据中选择一个输出;加法器用于实现二进制数的加法运算;数值比较器用于比较两个数字的大小关系等。
组合逻辑电路中的竞争 - 冒险现象:解释竞争 - 冒险现象的产生原因,即在组合逻辑电路中,由于信号通过不同路径到达输出端的时间有差异,可能导致输出端出现短暂的错误信号。介绍判断竞争 - 冒险现象的方法以及消除竞争 - 冒险现象的措施,如增加冗余项、引入滤波电容、修改逻辑设计等。
第 5 章:触发器
触发器的基本概念:定义触发器,说明它是一种具有记忆功能的逻辑电路,能够存储一位二进制信息。介绍触发器的分类,如按逻辑功能分为 RS 触发器、JK 触发器、D 触发器、T 触发器等;按触发方式分为电平触发、边沿触发、脉冲触发等。
不同类型触发器的工作原理和逻辑功能:分别详细讲解各种类型触发器的电路结构、工作原理和逻辑功能。例如,RS 触发器的基本特性和约束条件;JK 触发器的触发特点和状态转换规律;D 触发器的数据锁存功能;T 触发器的计数功能等。对于边沿触发的触发器,重点讲解其在时钟脉冲边沿(上升沿或下降沿)触发的特性。
触发器的触发方式:深入分析不同触发方式的特点和区别,以及在实际应用中如何根据需求选择合适的触发方式。例如,电平触发方式在输入信号有效电平期间触发器状态可能发生多次变化,而边沿触发方式只在时钟脉冲的边沿时刻才根据输入信号改变状态,抗干扰能力相对较强。
触发器的逻辑功能转换:介绍如何将一种逻辑功能的触发器转换为另一种逻辑功能的触发器,例如将 JK 触发器转换为 D 触发器、将 T 触发器转换为 JK 触发器等,通过改变触发器的外部连接方式来实现功能转换。
第 6 章:时序逻辑电路
时序逻辑电路概述:定义时序逻辑电路,强调其输出不仅取决于当前输入,还与电路过去的状态有关,具有记忆功能。介绍时序逻辑电路的分类,如同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路,以及它们的特点和区别。
时序逻辑电路的分析方法:以具体的同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路为例,详细讲解分析时序逻辑电路的步骤,包括写出驱动方程、状态方程、输出方程,列出状态转换表,画出状态转换图,从而确定电路的逻辑功能和工作特性。例如,对于同步时序逻辑电路,根据时钟信号同步触发各触发器的状态变化;对于异步时序逻辑电路,要考虑各触发器的时钟信号之间的异步关系以及状态变化的顺序。
常用的时序逻辑电路模块:介绍寄存器、计数器等常见的时序逻辑电路模块。寄存器用于存储一组二进制数据,可分为并行寄存器和移位寄存器,讲解它们的工作原理和应用;计数器用于对时钟脉冲进行计数,可分为二进制计数器、十进制计数器等,分析其电路结构、计数规律和功能扩展方法。
时序逻辑电路的设计方法:讲解从给定的逻辑功能要求出发,设计同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路的一般步骤,包括确定电路的状态数、状态编码、画出状态转换图、写出状态方程、驱动方程和输出方程,选择合适的触发器并画出逻辑电路图等。通过实例说明设计过程中需要考虑的因素和注意事项。
第 7 章:脉冲波形的产生和整形
脉冲波形的产生与整形电路概述:介绍脉冲波形产生和整形电路的作用和分类,如施密特触发电路、单稳态电路、多谐振荡电路等的基本功能。
施密特触发电路:讲解施密特触发电路的工作原理、电压传输特性(滞回特性),以及用门电路组成施密特触发电路的方法。分析施密特触发电路的应用,如用于波形变换、脉冲整形、信号幅度鉴别等。
单稳态电路:介绍单稳态电路的工作原理和主要参数(如输出脉冲宽度、恢复时间等),包括微分型单稳态电路和积分型单稳态电路的电路结构和工作特点。讲解单稳态电路的应用,如定时、延时、脉冲宽度调制等。
多谐振荡电路:分析对称式多谐振荡电路、非对称式多谐振荡电路、环形振荡电路等的工作原理和振荡频率的计算方法。阐述多谐振荡电路的应用,如产生矩形脉冲信号作为时钟信号等。
555 定时器:详细介绍 555 定时器的电路结构和工作原理,以及它在施密特触发电路、单稳态电路、多谐振荡电路中的应用,通过实例说明如何利用 555 定时器构成各种脉冲波形产生和整形电路。
第 8 章:数 - 模和模 - 数转换
数 - 模和模 - 数转换概述:讲解数 - 模(D/A)转换和模 - 数(A/D)转换的概念、作用和基本原理,以及它们在数字系统中的重要性。
D/A 转换器:介绍常见的 D/A 转换器类型,如权电阻型 D/A 转换器、倒 T 形电阻网络 D/A 转换器、权电流型 D/A 转换器等的电路结构和工作原理。分析 D/A 转换器的主要性能指标,如转换精度(分辨率、绝对精度、相对精度等)、转换速度等。
A/D 转换的基本原理:讲解 A/D 转换的一般过程,包括取样、保持、量化和编码等步骤。介绍常见的 A/D 转换器类型,如并联比较型 A/D 转换器、逐次逼近型 A/D 转换器、双积分型 A/D 转换器、V - F 变换型 A/D 转换器等的工作原理和特点。分析 A/D 转换器的主要性能指标,如转换精度、转换速度等,并比较不同类型 A/D 转换器的优缺点和适用场景。
在学习过程中,要注重理解基本概念和原理,掌握各种电路的分析和设计方法,多做练习题和实验,以加深对知识的理解和掌握。同时,可以参考相关的辅导资料、教学视频等资源,帮助更好地学习和理解阎石《数字电子技术基础》教材中的内容。