一、進位計數制1?十進制與二進制數的轉換2?二進制數與十進制數的轉換3.16進制數的轉換二、根本規律門電路2章規律代數表示規律函數的方法，歸納起來有：真值表，函數表達式，卡諾圖，規律圖及波形圖等幾種。一、規律代數的根本公式和常用公式A+0=AA1AA+1=1A00AA=1與AA=0與一般代數相運算規律交換律：A+B=B+AABBA結合律：(A+B)+C=A+(B+C)(AB)CA(BC)C.安排律：A(BC)=ABACABC(AB)AC))規律函數的特別規律同一律：A+A+A摩根定律：ABAB,ABABb.A二、規律函數的根本規章代入規章AL表示，則等式仍舊成立，這個規章稱為代入規章例如：AB—CABCL=BCALAL=ALABC三、規律函數的：一一公式化簡法公式化簡法就是利用規律函數的根本公式和常用公式化簡規律函數，通常，我們將規律函數化簡為最簡的與一或表達式合并項法：A+AA1ABABA,將二項合并為一項，合并時可消去一個變量例如：L=ABCABCAB(CC)AB吸取法利用公式AABA，消去多余的積項，依據代入規章AB可以是任何一個簡單的規律式例如 化簡函數1=ABADBE解：先用摩根定理開放：AB=AB 再用吸取法L=ABADBE=ABADBE=(AAD)(BBE)=A(1AD)B(1BE)=AB3〕消去法=(ABABE)(ABABC)利用AABAB消去多余的因子例如，化簡函數L=ABABABEABC解： L=AB=(ABABE)(ABABC)=A(BBE)A(BBC)=A(BC)(BB)A(BB)(BC)A(BC)A(BC)ABACABACABABC配項法ABACBCABAC將某一項乘以(AA1,然后將其折成幾項,1=ABBCBCAB

再與其它項合并。解：L=ABBCBCAB=ABBC(AA)BCAB(CC)=ABBCABCABCABCABC=(ABABC)(BCABC)(ABCABC)=AB(1C)BC(1A)AC(BB)=ABBCAC2?應用舉例將以下函數化簡成最簡的與-或表達式11)L=ABBDDCEDA2)L=ABBCAC3)解:L=ABACBCABCD1)L=:ABBDDCEDA==ABD(BA)DCE=AB=ABDBADCEDABDCE=(ABD)(ABAB)DCE=ABDDCE=ABDL=ABBCAC=AB(CC)BCAC=ABCABCBCAC=AC(1B)BC(1A)=ACBCL=ABAC BCABCD=AB ACBC(A A)ABCD=AB ACABC

ABC ABCD=(AB

AB；CABCD) (ACABC)=AB(1 CCD) AC(1 B)=AB AC四、規律函數的化簡一卡諾圖化簡法：卡諾圖是由真值表轉換而來的，在變量卡諾圖中，變量的取值挨次是按循環碼進展排列的，在與一或表達式的根底上，畫卡諾圖的步驟是:1?畫出給定規律函數的卡諾圖，假設給定函數有n2n個。2?在圖中標出給定規律函數所包含的全部最小項，并在最小項內填 1,剩余小方塊填0.用卡諾圖化簡規律函數的根本步驟：1?畫出給定規律函數的卡諾圖2?合并規律函數的最小項3.選擇乘積項，寫出最簡與一或表達式選擇乘積項的原則：③ 每個乘積項所包含的因子也應當是最少的BC1?用卡諾圖化簡函數L=

ABCABC解：

A=00 01 11 10——----ABCABC01..12?選擇乘積項：L=ACBCABCF(ABCD)BCD例2.用卡諾圖化簡1= BCAC F(ABCD)BCD解：1?4變量函數的卡諾圖2.選擇乘積項設到最簡與一或表達式解：1?4變量函數的卡諾圖2.選擇乘積項3?用卡諾圖化簡規律函數ABs0001ABs0001m11111000m001m4111m1210m8卅1m23m51—71 m61316mm9m15mum11,m10l”解：1?4變量卡諾圖選擇乘積項，設到最簡與一或表達式L=ADBCDACD3章規律門電路門電路是構成各種簡單集成電路的根底，本章著重理解 TTL和CMOS兩類集成電路的外部特性：輸出與輸入的規律關系，電壓傳輸特性。TTL與CMOS的電壓傳輸特性VOA BVON

31—保證輸出為額定低電平 211-VNLt—>

i E V*I時所允許的最小輸入高電平值 0.5:11.5 22*5 ”3*I在標準輸入規律時，VON

=1.8V

0.3O”8VILVOFF

V1.8ONVNH

VIH關門V—保證輸出額定咼電平 90%的狀況下，允許的最大輸入低電平值，在標準oFF輸入規律時，V=0.8VOFFVIL0的輸入電壓VIL0的輸入電壓VIL=0.3VVIH1VIH=3.0VVOH1VOH=3.5VVOL0的輸出電壓VOL=0.3VoHmin

2.4V,VoLmax

0.4VV2.0, .VVIHmin

V ILmax0 8V低電平噪聲容限：VV VNL OFF L高電平噪聲容限：V VVNH IH °N例：74LS00的 2.5V °4VOH(min) VOL(出最) VCV VVIH(min) IL(max)

0.7V它的咼電平噪聲容限 VNHIHVON=—1.8=1.2V它的低電平噪聲容限 VVV=0.8—0.3=0.5VNL OFF IL2.TTL與COMS關于規律0和規律1的接法74HC00為CMOS與非門承受+5V電源供電，輸入端在下面四種接法下都屬于規律 01.5V0.1V10K電阻到地74LS00為TTL與非門，承受+5V412V3.6V10K電阻到地4章組合規律電路一、組合規律電路的設計方法依據實際需要，設計組合規律電路根本步驟如下：規律抽象01表示信號的相關狀態量的取值挨次按二進制數遞增排列。化簡3?寫出規律表達式，畫出規律圖8421BCDABCDV3或＞7時，電路輸出為高電平,試用最少的與非門實現該電路。解：1.規律抽象8421BCDDCBA，輸出變量為L;③狀態賦值及列真值表由題意，輸入變量的狀態賦值及真值表如下表所示ABCDL0ABCDL000010001100101001100100001010011000111010001100111010X10111100X1101X,1110X1111Xio00110101ii000X011X2?化簡由于變量個數較少，幫用卡諾圖化簡3.寫出表達式由于變量個數較少，幫用卡諾圖化簡3.寫出表達式LLABDABC、用組合規律集成電路構成函數①74LS151的規律圖如右圖圖中，E為輸入使能端，低電平有效SSS為地址輸入端,210D~D為數據選擇輸入端，丫、Y互非的輸出端，其菜單如下表。o yD0S2S1S0 D1S2S10 D D2S2S1S3 7S2I3imDi ii0mSSA的最小項i 2D為數據輸入iD=1時，與其對應的最小項在表達式中消滅iD=0時，與其對應的最小項則不會消滅i利用這一性質，將函數變量接入地址選擇端，就可實現組合規律函數。74LS151LABCABCAB解：1〕將函數變換成最小項表達式=ABCABCAB(CC)=ABCABCABCABCL=ABCABCAB2)LABCABCABCABC74LS151L=ABCABCAB2)LABCABCABCABC74LS151Y7imDii032ABCA、C為反變量，為BABC=101同理ABC=111m7

rj74LS151-$0Ik-D1ABC=110m -D26這樣L=

-D3-D4-D3 3 5

6 6 7

5-D6將74LS151中mDDD

D取1

-D7即DD3 5

3、5、D D=16 7

6、7

S2S1S0ABC1L=ABCABCABCABC的規律圖如以下圖示。5章鎖存器和觸發器一、觸發器分類：根本R-SRS觸發器、同步DR-S觸發器、主從JK觸發器、邊沿觸發器｛上升沿觸發器〔DJK觸發器〕下降沿觸發器〔DJK觸發器〕二、觸發器規律功能的表示方法觸發器規律功能的表示方法，常用的有特性表、卡諾圖、特性方程、狀態圖準時序圖。對5章表示規律功能常用方法有特性表，特性方程準時序圖65種方法其本用到。三、各種觸發器的規律符號、功能及特性方程1?R-S觸發器特性方程：

規律符號

規律功能SQQRR1,SSQQRR1,S0，則Qn10R0,S0，則Qn11R1,S0，則Qn1QnR1,S1，則QQ=1〔不允許消滅〕假設R1,S0yQ1n10R0,SQn0y11R1,S0，則Qn1QnR1,S1，則QQ=1處于不穩定狀態RS0

〔約束條件〕RS觸發器Qn1

RQn

(CP=

期間SSTRS0

〔約束條件〕

R1CCLR1C同步D器

DSETDDQCPQCLR

---QQn1D〔CP=1期間有效〕4?R-S觸發器

SRn〔作用后〕

—nCPRS0約束條件RS0約束條件Q規律功能R1,S0,CP作用后，Qn10R0,S1,CP作用后，Qn11R0,S0,CPQn1QnRNote:1,S1,CP作用后，處于不穩定狀態CP作用后指CP01E5?JK觸發器特性方程為：Qn1J&KQn〔CP作用后〕規律功能J1,K0,CP作用后，Qn11假設0,K1,CP作用后，Qn10J假設1,K0,CPQn1Qn〔保JJ1,K1,CP作用后，n1持〕n〔翻轉〕10時J—|QKCLRJ—|QKCLR|QCP cK7.邊沿觸發器邊沿觸發器指觸發器狀態發生翻轉在CP產生跳變時刻發生,邊沿觸發器分為：上升沿觸發和下降沿觸發DD SEQDD SEQT ---QCPCLR“QD—“QDQn1D〔CP上升沿到來時有效〕DD 其特性方程Qn1D〔CP下降沿到來時有效〕 CPD

D Q QJK觸發器

CLR0①上升沿JK觸發器其特性方程Qn1J&KQn〔CPJK觸發器

上升沿到來時有效JJJJ—QQKKCLR“Q〕其特性方程Qn1JnKQn〔CP下降沿到來時有效3〕TT其特性方程其特性方程Qn1JnKQn〔CP下降沿到來時有效3〕TT其特性方程Qn1Tn〔CP上升沿到來時有效〕QAA端的波形如圖EQQn1D=QnQn1D=Qn〔CP下降沿到來時〕B=CP=AQnt時刻之前Qn1,n=0,A=0CP=B=00=0t時刻到來時1Qn0,A=1CP=B=10=1Qn0不變t時刻到來時2A=,n0,故B=CP=0CP由1變為0Qn1n=0=Qn1

1,而A=0CP=1t時刻到來時，A=1,Qn3當CP=0時，Qn1

1CP=AQn=0當Qn10時，由于A=1，故CP=An=1t1t2t1t2t3t4C所示，設觸發器初始狀態為0,C的波形如圖D所示，Q及E端的波形Qn1D=刁〔CP下降沿有效〕t時刻之前，A=0, Q=0,CP=B=AQn11t時刻到來時 A=1, Qn0故CP=B=AQn1001當CP由1變為0時，Qn1n=1，Qn=1時，由于A=1,CP=11Qn不變，t時刻到來時，A=0,Qn1,故CP=B=A102此時，CP 由1變為0時Qn17=0Qn=0時，由于A=0CP=00=1t時刻到來時，由于A=1Qn=0CP=AQn03當CP由1變為0時，Qn1n=1當0=1時，由于A= 1,故CP=B=1t1t1t2t3t4A-TBABCP例：試寫出如圖示電路的特性方程，并畫出如圖示給定信號 CP、A、E作用下Q端的波形，設觸發器的初始狀態為ABCP解：由題意該觸發器為下降沿觸發器JK觸發器其特性方程J=1,K=0CPQn1J=0,J=0,K=0K=0CPQnCPQn11Qn1JQJABQn1JQJABKABJK觸發器功能：Qn6章時序規律電路分類一、時序規律電路分類時序規律電路分為同步時序規律電路和異步時序規律電路，時序規律電路通常由組合規律電路和存貯電路兩局部組成。二、同步時序電路分析分析步驟：①確定電路的組成局部②確定存貯電路的即刻輸入和時序電路的即刻輸出規律式例：分析如以下圖示同步時序電路的規律功能解：①確定電路的組成局部2T觸發器和兩個與門電路組成的時序電路。②確定存貯電路的即刻輸入和時序電路的即刻輸出FF:TA。o對于FF:TAQi o 01時序電路的即刻輸出：IAQ1Q0③確定電路的狀態方程。對于FF:Q011AQ。0對于FF:Qn1(AQQni i 01 i④列出狀態表和真值表2個觸發器，故可能消滅狀態分別為00、01、10、11設s。設s。QQ00100S1Q/Q001SQ；Q2010SQg：311n+1n+1nQ1nQ1Q0/A=0zQ0A=100011000/00/010111^060/01^000”1n+1n+1nQ1nQ0Q1Q0/zA=0A=1S0Sy0S/0S1S/0S/0S2S/0S3S^0SZ0S/1⑤電路狀態圖為⑥電路的特性描述由狀態圖，該電路是一個可控模4A=1時，在CP上升沿到來后電路狀態值111狀態，Y=1,電路狀態在下一個CP00⑤電路狀態圖為⑥電路的特性描述丫 下降沿可用于觸發器進位操作，當A=0時停頓計數。例：試分析以下圖示電路的規律功能FFo FFi FF2解：①確定電路的組成局部3D觸發器組成②確定電路的太方程對于FFo

:：1Do

Q；〔CP上升沿到來有效〕對于FF1

:Q：1D1

Qo〔CP上升沿到來有效〕對于FF2:Q；1D2nnnnnn+1n+1n+117Q201Q0Q21Q01001011010101011111100000101010110100111110S、S、S、S、S、S6個狀態，形成了主循環電路，S、S為無效循環o i 3 7 4 5有效循環 無效循環⑤規律功能分析由狀態圖可以看出，此電路正常工作時，每經過6個時鐘脈沖作用后，電路的狀態循環一次，因此該電路為六進制計數器，電路中有2個無效狀態，構成無效循環，它們不能自動回到主循環，故電路沒有自啟動力量。三、同步時序電路設計同步時序設計一般按如下步驟進展：依據設計要求畫出狀態規律圖；狀態化簡；狀態安排；選定觸發器的類型，求輸出方程、狀態方程和驅動方程；依據方程式畫出規律圖；Qn2n--------Qn2n--------n+r-Q1_A=0 Q2n+1Q1/YA=10001/011/00110/000/01011/001/01100/110/1解:由題意，狀態圖，狀態表。 故進展狀態安排及求狀態方程，輸出方程。由于有效循環數N=4，設觸發器個數為K,則k4得到K=2.A-----n—-----A-----n—-----n_1 n+1-IT-0Q10Q00Q201Y000001100010110011001100110101000110010111101的卡偌圖:nnQ1Q0A\00001010111100001— nnY=Qn001Q1Q0A\00111的卡偌圖：QQ0000011&+1Q0二_nQ0Qn1的卡偌圖:innQ1Q001010101100110

01 11 10Q ~AQQ n00；00；i

i

AQ；Q0

AQnQ°=(AQoAQ0)Q：(AQ0AQ；)Q1n=(AQ?)Q1n(A；)Q1n將將Q：Q：11Qo(AQ)nQn(AQn)Q分別寫成JK001Q；1JQnKQnFF:Qn1001Q!1C)0得到J=1,0K=10Q；11(AQn)Q：(AQo)Qn°1J=A1QoK=AQi °nJK觸發器GND第八章脈沖波形的變換與產生

8Vcc7555定時器及其應用1?電路構造及工作原理

觸發555輸出

放電6閥值控555定時器內部由分壓器、電壓比較器、RS鎖存器〔觸發器〕和T等三局部組成,22a〕、22b〕所示。22b〕中，555定時器是8引腳芯卡，放電三極管為外接電路供給放電通路，在使用定時器時，該三極管集電極〔7腳〕一般要接上拉電阻，

掌握電壓

電源〕

圖4Rd復位G1

5制電壓C，C1

為同相

VCO &比較器，比較器的基準電壓由

閥值輸入VI1

VccVcc及內部電阻分壓VR2VO-S00Q00C2|00V〔5腳〕觸發輸入1..jG—3輸出+Gc。V21懸空時，VR

VI2Vcc

□5K

G2 3 4§V、V§V；5腳外接CC R2 CC掌握電壓， SI 1RT端〔4腳〕是復位端，只要R

〔第

■3腳〕馬上則 、VRVCO VR2

，VCO

d

隹時器的電路構造被置成低電平，不受其它輸入狀態的影響，因此正常工作時必需使 R,

端接高電平。22a〕，G1G2RS觸發器具有復位掌握功能，可掌握三極管T的導通和截止可知,V>*VV)時，比較器C輸出V0ii ii- cc i R31V>VV-VCCCV1i2 R- i2 - s3RSQ=0。GT導通，輸出為低電平(V0)。32 -I R CC 當VVV(即Vv—V)，V-V時，比較器C輸出高電平，V1，CI R CC i- cc i- - -3 3RS觸發器Q1，G-—

TG42555

>-V

)時，比較器C

VRdVI-X:RdVI-X:fVccVI2XVOT00導通-:吉Vcc-<■—Vcc0-導通-/“—ccV<7—VccV■—Vcc吉Vcc截止-截止-■—Vcc不變不變3- 0

V—V)時，比較器CVi2 R2

i2 cc 2 s3GGQ=1，Q1- 22555功能表。2.應用1555構成單穩態觸發器23所示。假設將其第2腳(W)作為觸發器信號的輸入端，第 8腳外接電阻R是第7腳;第7腳與第1腳之間再接一個電容C,則構成了單穩態觸發器。其工作原理如下：電源接通瞬間，電路有一個穩定的過程，即電源通過T導通，電容C放電，電路進入穩定狀態+5V

R C

2。時’為低。3VCC V放電端VC555VO觸發輸入V放電端VC555VO觸發輸入V12C|.O.OluF-V假設觸發輸入端施加觸發信號(V )，觸發器翻轉，電路進入暫穩態，V輸出為高電平，且放-Vi CC O32。電三極管T截止，此后電容C充電至V -V 時，電路又發生翻轉，V為低電平，放電三極管導通，。C CC3C放電，電路恢復至穩定狀態。24所示tRCIn31.1RCw2〕用555構成施密特觸發器 +5V將555定時器的V和V兩個輸入端連在一 ri! i2

HR100K --------起作為信號輸入端，即可得到施密特觸發器，如

1+ 『310K 8

■4圖25所示，施密特觸發器能便利地將三角波、 630uF正弦波變成方波。,2RS0,2RS0信號和置

的參考

HR2100 555

VCO----0.01uF1信號必定發生