數(shù)字電路教案

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1、課 時 授 課 計 劃 - 1 課號：1 課題：第1章 緒論 1.1 概述 1.2 數(shù)制和碼制 目的與要求： 了解本門課程的基本內(nèi)容； 了解數(shù)字電路的特點及應用、分類及學習方法； 掌握二、八、十、十六進制的表示方法及相互轉(zhuǎn)換； 知道8421BCD碼、余三碼、格雷碼的意義及表示方法。 重點與難點： 重點：數(shù)制與碼制的表示方法； 難點：二、八、十六進制的轉(zhuǎn)換。 教具： 課堂討論： 離散信號； 二、十、八、十六進制的特點及表示方法； 碼的作用； 8421BCD碼的特點及應用。 現(xiàn)代教學方法與手段： 數(shù)字電路網(wǎng)絡課程 PowerPoint 復習（提問）：

2、 什么是模擬信號模擬電路； 什么是二進制代碼。 授課班次： 課時分配： 課堂教學環(huán)節(jié) 課堂組織 課堂討論 復習（提問） 新課講解 鞏固新課 布置作業(yè) 時間分配（分） 5 25 9 55 5 1 提綱 第1章 緒 論 1.1 概述 1 . 1 . 1 數(shù)字信號和數(shù)字電路 1、 數(shù)字信號與模似信號 2、 模擬電路與數(shù)字電路 1 . 1 . 2 數(shù)字電路的分類 1、 按電路類型分類 2、 按集成度分類 3、 按半導體的導電類型分類 1 . 1 . 3 數(shù)字電路的優(yōu)點 1、 易集成化 2、 抗干擾能力強，可靠性高 3

3、、 便于長期存貯 4、 通用性強，成本低，系列多 5、 保密性好 1 .1 .4 脈沖波形的主要參數(shù) 1．脈沖幅度Um 2．脈沖上升時間 3．脈沖下降時間 4．脈沖寬度 5．脈沖周期 6．脈沖頻率 7．占空比q 1.2 數(shù)制和碼制 1 . 2 . 1 數(shù) 制 一、十進制 二、二進制 三、八進制和十六進制 1 .2 .2 不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 一、各種數(shù)制轉(zhuǎn)換成十進制 二、十進制轉(zhuǎn)換為二進制 三、二進制與八進制、十六進制間相互轉(zhuǎn)換 1 .2 .3 二進制代碼 一、二-十進制代碼 8421碼、5421碼和余3碼 二、可靠性代碼 1．格雷碼 2．奇偶校

4、驗碼 作業(yè)：P42 1.2.3.4 第1章 緒 論 1.1 概述 1 . 1 . 1 數(shù)字信號和數(shù)字電路 電信號 — 隨時間變化的電流或電壓。 1、數(shù)字信號與模似信號 模擬信號 — 幅度隨時間連續(xù)變化 數(shù)字信號 — 斷續(xù)變化（離散變化），時間上離散幅值上整量化，多采用0、1二種數(shù)值組成又稱二進制信號。 舉例P1圖1.1.1。與同學討論離散信號。 2、模擬電路與數(shù)字電路 模擬電路 — 傳輸或處理模擬信號的電路，如：電壓、功率放大等； 數(shù)字電路 — 處理、傳輸、存儲、控制、加工、算運算、邏輯運算、數(shù)字信號的電路。 如測電機轉(zhuǎn)速：電機-光電轉(zhuǎn)換-整形-門控-計數(shù)器-譯碼

5、器-顯示 時基電路 1 . 1 . 2 數(shù)字電路的分類 微電子技術的迅猛發(fā)展導致了數(shù)字電路的飛速發(fā)展。 1、 按電路類型分類 （1）組合邏輯電路 輸出只與當時的輸入有關，如：編碼器、加減法器、比較器、數(shù)據(jù)選擇器。 （2）時序邏輯電路 輸出不僅與當時的輸入有關，還與電路原來的狀態(tài)有關。 如：觸發(fā)器、計數(shù)器、寄存器 2、 按集成度分類 SSI →MSI→LIS→VLSI 表1.1.1 數(shù)字集成電路分類 3、 按半導體的導電類型分類 （1） 雙極型電路 （2） 單極型電路 1 . 1 . 3 數(shù)字電路的優(yōu)點 1、 易集成化。 兩個狀態(tài)“0”和“1”，對

6、元件精度要求低。 2、 抗干擾能力強，可靠性高。 信號易辨別不易受噪聲干擾。 3、便于長期存貯。 軟盤、硬盤、光盤。 4、通用性強，成本低，系列多。 （國際標準）TTL系例數(shù)字電路、門陣列、可編程邏輯器件。 5、保密性好。 容易進行加密處理。 1 . 1 . 4 脈沖波形的主要參數(shù) 在數(shù)字電路中，加工和處理的都是脈沖波形，而應用最多的是矩形脈沖。 圖1 . 1 . 2 脈沖波形的參數(shù) 　 　 1．脈沖幅度 。 脈沖電壓波形變化的最大值，單位為伏（V）。 2．脈沖上升時間。 脈沖波形從0.1Um上升到0.9Um所需的時間。 3．脈沖下降時間 。脈沖波形從0.9Um下

7、降到0.1Um所需的時間。 脈沖上升時間tr 和下降時間tf 越短，越接近于理想的短形脈沖。單位為秒（s）、毫秒（ms）、微秒（ us）、納秒（ns）。 4．脈沖寬度 。 脈沖上升沿0.5Um 到下降沿0.5Um 所需的時間，單位和 tr、tf 相同。 5．脈沖周期T。 在周期性脈沖中，相鄰兩個脈沖波形重復出現(xiàn)所需的時間，單位和tr 、tf 相同。 6．脈沖頻率f：每秒時間內(nèi)，脈沖出現(xiàn)的次數(shù)。 單位為赫茲（Hz）、千赫茲（kHz）、兆赫茲（MHz），f ＝1∕T。 7．占空比q：脈沖寬度 與脈沖重復周期T的比值。q ＝ ∕T。 它是描述脈沖波形疏密的參數(shù)。 1.2 數(shù)制和碼制

8、1 . 2 . 1數(shù) 制 一、十進制 1、表示法 與同學討論二、八、十六進制的表示方法及特點 二、二進制 三、八進制和十六進制 1．八進制 逢八進一；系數(shù)0～7 ；基數(shù)8； 權(quán)8 n。 2．十六進制 逢十六進一；系數(shù)：0～9、A、B、C、D、E、F；基數(shù)16；權(quán)16n。 表1.2.1 十進制、二進制、八進制、十六進制對照表 　 1 . 2 . 2 不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 一、各種數(shù)制轉(zhuǎn)換成十進制 二進制、八進制、十六進制轉(zhuǎn)換成十進制時，只要將它們按權(quán)展開，求出各加權(quán)系數(shù)的和，便得到相應進制數(shù)對應的十進制數(shù)。 例： 二、十進制轉(zhuǎn)換為二進制 將十進制數(shù)的

9、整數(shù)部分轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)采用“除2取余法”； 將十進制小數(shù)部分轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)采用“乘2取整法”。 例1.1.1將十進制數(shù)(107.625)10轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。 將十進制數(shù)的整數(shù)部分轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)采用“除2取余法”，它是將整數(shù)部分逐次被2除，依次記下余數(shù)，直到商為0。第一個余數(shù)為二進制數(shù)的最低位，最后一個余數(shù)為最高位。 解：① 整數(shù)部分轉(zhuǎn)換 所以， ②小數(shù)部分轉(zhuǎn)換 將十進制小數(shù)部分轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)采用“乘2取整法”，它是將小數(shù)部分連續(xù)乘以2，取乘數(shù)的整數(shù)部分作為二進制數(shù)的小數(shù)。 由此可得十進制數(shù)(107.625)10對應的二進制數(shù)為 (107.625)10＝(1101011

10、.101)2 三、二進制與八進制、十六進制間相互轉(zhuǎn)換 1．二進制和八進制間的相互轉(zhuǎn)換 （1） 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)。 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)的方法是：整數(shù)部分從低位開始，每三位二進制數(shù)為一組，最后不足三位的，則在高位加0補足三位為止；小數(shù)點后的二進制數(shù)則從高位開始，每三位二進制數(shù)為一組，最后不足三位的，則在低位加0補足三位，然后用對應的八進制數(shù)來代替，再按順序排列寫出對應的八進制數(shù)。 例1.1.2 將二進制數(shù)(11100101.11101011)2轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)。 (11100101.11101011)2＝(345.726)8 （2） 八進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。 將每位八進制數(shù)

11、用三位二進制數(shù)來代替，再按原來的順序排列起來，便得到了相應的二進制數(shù)。 例1.1.3 將八進制數(shù)(745.361)8轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。 (745.361)8＝ (111100101.011110001)2 2．二進制和十六進制間的相互轉(zhuǎn)換 （1） 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)。 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)的方法是：整數(shù)部分從低位開始，每四位二進制數(shù)為一組，最后不足四位的，則在高位加0補足四位為止；小數(shù)部分從高位開始，每四位二進制數(shù)為一組，最后不足四位的，在低位加0補足四位，然后用對應的十六進制數(shù)來代替，再按順序?qū)懗鰧氖M制數(shù)。 例1.1.4 將二進制數(shù)(10011111011.111

12、011)2轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)。 (10011111011.111011)2＝(4FB.EC)16 （2）十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。 將每位十六進制數(shù)用四位二進制數(shù)來代替，再按原來的順序排列起來便得到了相應的二進制數(shù)。 例1.1.5 將十六進制數(shù)(3BE5.97D)16轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。 (3BE5.97D)16＝(11101111100101.100101111101)2 1.2.3 二進制代碼 討論：碼的作用；BCD碼。 一、二-十進制代碼 將十進制數(shù)的0～9十個數(shù)字用二進制數(shù)表示的代碼，稱為二-十進制碼，又稱BCD碼。 表1.2.2 常用二-十進制代碼表（重點講解842

13、1碼、5421碼和余3碼） 　 注意：含權(quán)碼的意義。 二、可靠性代碼 1．格雷碼 表1.2.3 格雷碼與二進制碼關系對照表 　 2．奇偶校驗碼 為了能發(fā)現(xiàn)和校正錯誤，提高設備的抗干擾能力，就需采用可靠性代碼，而奇偶校驗碼就具有校驗這種差錯的能力，它由兩部分組成。 表1.2.4 8421奇偶校驗碼 課號：2 課題：第1章 邏輯代數(shù)基礎 1.1 邏輯函數(shù)及其表示方法 目的與要求： 熟練掌握基本邏輯運算和幾種常用復合導出邏輯運算； 熟練運用真值表、邏輯式、邏輯圖來表示邏輯函數(shù)。 重點與難點： 重點：三種基本邏輯運算和幾種導出邏輯運算； 真值表、邏

14、輯式、邏輯圖之間的相互轉(zhuǎn)換。 難點：將真值表轉(zhuǎn)換為邏輯式。 教具： 課堂討論： 討論簡單邏輯運算的邏輯口訣； 分析邏輯式與邏輯圖之間的相互轉(zhuǎn)換以及如何由邏輯式或邏輯圖列真值表。 現(xiàn)代教學方法與手段： 數(shù)字電路網(wǎng)絡課程數(shù)字電路網(wǎng)絡課程 復習（提問）： 與、或、非邏輯的運算口訣、邏輯符號。 授課班次： 提綱 第2章 邏輯代數(shù)基礎 2.1 概述 2.2邏輯函數(shù)及其表示法 2 . 2 . 1 基本邏輯函數(shù)及運算 一、與邏輯 二、或邏輯 三、邏輯非 2.2.2 幾種導出的邏輯運算 一、與非運算、或非運算、與或非運算 二、異或運算和同或運算 2.

15、2.3 邏輯函數(shù)及其表示法 一、邏輯函數(shù)的建立 二、邏輯函數(shù)的表示方法 1．真值表 2．邏輯函數(shù)式 3．邏輯圖 第2章 邏輯代數(shù)基礎 2.1 概述 布爾：英國數(shù)學家，1941年提出變量“0”和“1”代表不同狀態(tài)。 本章主要介紹邏輯代數(shù)的基本運算、基本定律和基本運算規(guī)則，然后介紹邏輯函數(shù)的表示方法及邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法和卡諾圖化簡法。邏輯代數(shù)有其自身獨立的規(guī)律和運算法則，而不同于普通代數(shù)。 2.2邏輯函數(shù)及其表示法 2 . 2 . 1 基本邏輯函數(shù)及運算 1、與運算 ——— 所有條例都具備事件才發(fā)生 開關：“1” 閉合，“0” 斷開 燈：“1” 亮，“0”

16、滅 真值表：把輸入所有可能的組合與輸出取值對應列成表。 邏輯表達式： L=K1*K2 (邏輯乘) 邏輯符號： 原有符號： 討論與邏輯運算的邏輯口訣 邏輯功能口決： 有“0”出“0”，全“1”出“1”。 2、或運算 ——— 至少有一個條件具備，事件就會發(fā)生。 邏輯表達式：L=K1+K2 （邏輯加） 邏輯符號： 討論或邏輯運算的邏輯口訣 邏輯功能口決：有“1”出“1”全“0”出“0” 3、非運算： — 結(jié)果與條件相反 邏輯表達式： 邏輯符號： 討論非邏輯運算的邏輯口訣 2.2.2 幾種導出的邏輯運算 一、與非運算、或非運算、與或非運算 二、異或運算

17、和同或運算 　 邏輯表達式： 相同為“1”，不同為“0” 2.2.3 邏輯函數(shù)及其表示法 一、邏輯函數(shù)的建立 舉例子說明建立（抽象）邏輯函數(shù)的方法，加深對邏輯函數(shù)概念的理解。 例2.2.1 兩個單刀雙擲開關 A和B分別安裝在樓上和樓下。上樓之前，在樓下開燈，上樓后關燈；反之下樓之前，在樓上開燈，下樓后關燈。試建立其邏輯式。 表2.2.6 ［例2.2.1］真值表 例2.2.2 比較A、B兩個數(shù)的大小 二、邏輯函數(shù)的表示方法 1．真值表 邏輯函數(shù)的真值表具有唯一性。邏輯函數(shù)有n個變量時，共有 個不同的變量取值組合。在列真值表時，變量取值的組合一般按

18、n位二進制數(shù)遞增的方式列出。用真值表表示邏輯函數(shù)的優(yōu)點是直觀、明了，可直接看出邏輯函數(shù)值和變量取值之間的關系。 分析邏輯式與邏輯圖之間的相互轉(zhuǎn)換以及如何由邏輯式或邏輯圖列真值表。 2．邏輯函數(shù)式 寫標準與-或邏輯式的方法是： （l）把任意一組變量取值中的1代以原變量，0代以反變量，由此得到一組變量的與組合，如 A、B、C三個變量的取值為 110時，則代換后得到的變量與組合為 A B 。 （2）把邏輯函數(shù)值為1所對應的各變量的與組合相加，便得到標準的與-或邏輯式。 3．邏輯圖 邏輯圖是用基本邏輯門和復合邏輯門的邏輯符號組成的對應于某一邏輯功能的電路圖。 例2.2.3 已知真值表，

19、試寫出邏輯式并畫出邏輯圖。 課號：3 課題：1.1 邏輯代數(shù)的基本定律和規(guī)則 目的與要求： 理解并掌握邏輯代數(shù)的基本公式、基本定律和三個重要規(guī)則。 重點與難點： 重點：基本公式和基本定律； 三個重要規(guī)則。 難點：吸收律和摩根定律；代入規(guī)則。 課堂討論： 吸收律和摩根定律的證明； 三個重要規(guī)則的驗證。 現(xiàn)代教學方法與手段： 數(shù)字電路網(wǎng)絡課程 復習（提問）： 與、或、非；與非、或非、同或、異或邏輯的運算口訣、邏輯符號。 授課班次： 2. 3 邏輯代數(shù)的基本定律和規(guī)則 2.3.1 邏輯代數(shù)的基本公式 一、邏輯常量運算公式 二、邏輯變量、常量運算公式

20、2.3.2　邏輯代數(shù)的基本定律 一、與普通代數(shù)相似的定律 二、吸收律 三、摩根定律 2.3.3 邏輯代數(shù)的三個重要規(guī)則 一、代入規(guī)則 二、反演規(guī)則 三、對偶規(guī)則 2. 3 邏輯代數(shù)的基本定律和規(guī)則 2.3.1 邏輯代數(shù)的基本公式 一、邏輯常量運算公式 表2.3.1 邏輯常量運算公式 變量A的取值只能為0或為1，分別代入驗證。 2.3.2　邏輯代數(shù)的基本定律 邏輯代數(shù)的基本定律是分析、設計邏輯電路，化簡和變換邏輯函數(shù)式的重要工具。這些定律和普通代數(shù)相似，有其獨特性。 一、與普通代數(shù)相似的定律 表2.3.3　交換律、結(jié)合律、分配律與學生一同驗證以上四式。 第④

21、式的推廣： （2.3.1） 由表2.3.4可知，利用吸收律化簡邏輯函數(shù)時，某些項或因子在化簡中被吸收掉，使邏輯函數(shù)式變得更簡單。 三、摩根定律 2.3.3 邏輯代數(shù)的三個重要規(guī)則 一、代入規(guī)則 對于任一個含有變量A的邏輯等式，可以將等式兩邊的所有變量A用同一個邏輯函數(shù)替代，替代后等式仍然成立。這個規(guī)則稱為代入規(guī)則。代入規(guī)則的正確性是由邏輯變量和邏輯函數(shù)值的二值性保證的。 若兩函數(shù)相等，其對偶式也相等。 （可用于變換推導公式）。 討論三個規(guī)則的正確性。 課號：4 課題：1.2.2 邏輯涵數(shù)的公式化簡法 目的與要求： 理解化簡的意義和標準； 掌握代數(shù)化簡的幾種基

22、本方法并能熟練運用。 重點與難點： 重點：5種常見的邏輯式； 用并項法、吸收法、消去法、配項法對邏輯函數(shù)進行化簡。 難點：運用代數(shù)化簡法對邏輯函數(shù)進行化簡。 教具： 課堂討論： 例2 .4 .1 例2 .4 .2 現(xiàn)代教學方法與手段： 數(shù)字電路網(wǎng)絡課程 復習（提問）： 邏輯代數(shù)的基本公式、基本定律和三個重要規(guī)則。 1.2.2 邏輯涵數(shù)的公式化簡法 2 . 4 . 1 化簡的意義與標準 一、化簡邏輯函數(shù)的意義 二、邏輯函數(shù)式的幾種常見形式和變換 三、邏輯函數(shù)的最簡與-或式 2 . 4 . 2 邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法 一、并項法 二、吸收法 三

23、、消去法 四、配項法 2 . 4 . 3 代數(shù)化簡法舉例 作業(yè)：P35 2.1 2.4 邏輯涵數(shù)的公式化簡法 2 . 4 . 1 化簡的意義與標準 一、化簡邏輯函數(shù)的意義 根據(jù)邏輯問題歸納出來的邏輯函數(shù)式往往不是最簡邏輯函數(shù)式，對邏輯函數(shù)進行化簡和變換，可以得到最簡的邏輯函數(shù)式和所需要的形式，設計出最簡潔的邏輯電路。這對于節(jié)省元器件，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低成本和提高系統(tǒng)的可靠性，提高產(chǎn)品在市場的競爭力是非常重要的。 二、邏輯函數(shù)式的幾種常見形式和變換 常見的邏輯式主要有5種形式，如邏輯式可表示為 三、邏輯函數(shù)的最簡與-或式 對與或式而言： 最簡： 2 . 4

24、 . 2 邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法 一、并項法 2 . 4 . 3 代數(shù)化簡法舉例 在實際化簡邏輯函數(shù)時，需要靈活運用上述幾種方法，才能得到最簡與-或式. 課號：5 課題：1.2.3 邏輯涵數(shù)的卡諾圖化簡法 目的與要求： 掌握最小項的卡諾圖表示； 熟練運用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)。 重點與難點： 重點：用卡諾圖表示邏輯函數(shù)； 用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)； 具有無關項的邏輯函數(shù)的化簡。 難點：用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)以及具有無關項的邏輯函數(shù)的化簡。 教具： 1.2.3 邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法 1.2.3 最小項與卡諾圖 一、最小項的定義和性質(zhì) 1．最小項的定義 2．最

25、小項的基本性質(zhì) 二、表示最小項的卡諾圖 1．相鄰最小項 2．最小項的卡諾圖表示 2. 5. 2 用卡諾圖表示邏輯函數(shù) 一、邏輯函數(shù)的標準與-或式 二、用卡諾圖表示邏輯函數(shù) 1．已知邏輯函數(shù)式為標準與-或式，畫邏輯函數(shù)卡諾圖。 2．已知邏輯函數(shù)真值表，畫邏輯函數(shù)卡諾圖 3．邏輯函數(shù)為一般表達式時，畫邏輯函數(shù)卡諾圖。 2. 5. 3 用卡諾圖化簡邏輯函數(shù) 2. 5. 4 具有無關項的邏輯函數(shù)的化簡 一、邏輯函數(shù)中的無關項 二、利用無關項化簡邏輯函數(shù) 2.5 邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法 2. 5. 1 最小項與卡諾圖 一、最小項的定義和性質(zhì) 1．最小項的定義 特點：

26、每項都有n個變量 每個乘積它中每個變量出現(xiàn)且僅出項1次 　 2．最小項的基本性質(zhì) a．只有一組取值使之為“1” b．任二最小項乘積與“0” c．所的最小項之和為“1” 二、表示最小項的卡諾圖 1．相鄰最小項 邏輯相鄰項——只有一個變量取值不同其余變量均相同的最小項 兩個相鄰最小項可以相加合并為一項，同時消去互反變量，合并結(jié)果為相同變量。 對于五變量及以上的卡諾圖，由于很復雜，在邏輯函數(shù)的化簡中很少使用。 2. 5. 2 用卡諾圖表示邏輯函數(shù) 一、邏輯函數(shù)的標準與-或式 如一個或邏輯式中的每一個與項都是最小項，則該邏輯式叫做標準與-或式，又稱為最小項表達式，并且標

27、準與-或式是唯一的。 二、用卡諾圖表示邏輯函數(shù) 1．最小項表達式 卡諾圖 例2. 5. 2 試畫出例2. 5. 1中的標準與-或式的卡諾圖。 解：（1）畫出4變量最小項卡諾圖，如圖2. 5. 4所示。 2．真值表 卡諾圖 邏輯函數(shù)真值表和邏輯函數(shù)的標準與-或式是—一對應的關系，所以可以直接根據(jù)真值表填卡諾圖。 3．一般表達式樣 卡諾圖 (1)、化為最小項表達式 (2)、把卡諾圖中含有某個與項各變量的方格均填入1，直到填完邏輯式的全部與項。 2.5.3 用卡諾圖化簡邏輯函數(shù) 步驟：①畫卡諾圖 ②正確圈組 ③寫最簡與或表達式 2. 5. 4 具有無關項的邏

28、輯函數(shù)的化簡 一、邏輯函數(shù)中的無關項 用“”（或“d” ）表示 利用無關項化簡原則： ①、 無關項即可看作“1”也可看作“0”。 ②、 卡諾圖中，圈組內(nèi)的“”視為“1”，圈組外的視為“0”。 例2. 5. 6 為8421BCD碼，當其代表的十進制數(shù)≥5時，輸出為“1”，求Y的最簡表達式。（用于間斷輸入是否大于5） 解：先列真值表，再畫卡諾圖 作業(yè)： 課號：6 課題：第2章 邏輯門電路 2.1 概述 2.1分立元件門電路 目的與要求： 熟悉二、三極管的開關特性，掌握三極管導通、截止條件； 了解分立元件與門、或門、非門及與非門、或非門的工作原理和邏輯功能。

29、 重點與難點： 重點：二、三極管的開關特性和開關等效電路。 難點：分立元件門電路的工作原理。 教具： 課堂討論： 討論二、三極管的開關等效電路； 分析分立元件門電路的工作原理。 現(xiàn)代教學方法與手段： 數(shù)字電路網(wǎng)絡課程 PowerPoint 復習（提問）： 與、或、非及與非、或非邏輯的運算口訣、邏輯符號。 授課班次： 課時分配： 課堂教學環(huán)節(jié) 課堂組織 課堂討論 復習（提問） 新課講解 鞏固新課 布置作業(yè) 時間分配（分） 5 30 5 50 9 1 提綱 第2章 邏輯門電路 2.1 概述

30、分立元件門電路 2.1.2 二極管的開關特性 一、靜態(tài)開關特性及開關等效電路 二、動態(tài)開關特性 2.1.3三極管的開關特性 一、靜態(tài)開關特性及開關等效電路 二、動態(tài)開關特性 2.2 二極管門電路 一、二極管與門電路 二、二極管或門電路 組合邏輯門電路 一、與非門電路 二、或非門電路 作業(yè)： 第2章 邏輯門電路 2.1 概述 門電路——用以實現(xiàn)各種基本邏輯關系的電子電路 正邏輯——用1表示高電平、用0表示低電平的情況； 負邏輯——用0表示高電平、用1表示低電子的情況。 （此處用數(shù)字電路網(wǎng)絡課程或PowerPoint） 　 二、動

31、態(tài)開關特性 （PowerPoint） 在高速開關電路中，需要了解二極管導通與截止間的快速轉(zhuǎn)換過程。 當輸入電壓UI 由正值UF 躍變?yōu)樨撝礥R 的瞬間，VD 并不能立刻截止，而是在外加反向電壓 UR作用下，產(chǎn)生了很大的反向電流IR ，這時 iD＝ IR≈- UR／R，經(jīng)一段時間 trr后二極管VD 才進人截止狀態(tài)，如圖3. 2. 3 (c) 所示。通常將trr 稱作反向恢復時間。 產(chǎn)生 trr的主要原因是由于二極管在正向?qū)〞r，P區(qū)的多數(shù)載流子空穴大量流入N區(qū)，N區(qū)的多數(shù)載流子電子大量流入P區(qū)，在P區(qū)和N區(qū)中分別存儲了大量的電子和空穴，統(tǒng)稱為存儲電荷。當UI 由UF 躍變?yōu)樨撝?UR時，

32、上述存儲電荷不會立刻消失，在反向電壓的作用下形成了較大的反向電流 IR，隨著存儲電荷的不斷消散，反向電流 也隨之減少，最終二極管VD 轉(zhuǎn)為截止。 當二極管VD 由截止轉(zhuǎn)為導通時，在P區(qū)和N區(qū)中積累電荷所需的時間遠比trr 小得多，故可以忽略。 3. 2. 2 三極管的開關特性 一、靜態(tài)開關特性及開關等效電路 　 3. 2. 3 二極管門電路 一、二極管與門電路 　 　 二、二極管或門電路 　 表3.2.3 或門輸入和輸出的邏輯電平 表3.2.4 或門的真值表 　 表3.2.5 非門的真值表 二、或非門電路 列出其真值表 　作

33、業(yè)： 小結(jié)： 板書計劃： 課 時 授 課 計 劃 - 7 課號：7 課題：2.4 TTL集成邏輯門電路 目的與要求： TTL集成邏輯門電路的結(jié)構(gòu)、工作原理和外部特性。 重點與難點： 重點：熟悉TTL集成邏輯門電路的結(jié)構(gòu)、工作原理和外部特性。； 難點：TTL集成邏輯門電路的結(jié)構(gòu)、工作原理和外部特性。 教具： 課堂討論： 工作原理 現(xiàn)代教學方法與手段： PowerPoint 復習（提問）： 與、或、非；與非、或非、同或、異或邏輯的運算口訣、邏輯符號。 2.4TTL集成邏輯門電路 2.4.1 TTL與非門 一、TTL與非門的工

34、作原理 1．電路結(jié)構(gòu) 2．工作原理 二、工作速度 1．采用抗飽和三極管 2．采用有源泄放電路 三、電壓傳輸特性和噪聲容限 1．電壓傳輸特性 2．關門電平、開門電平和閾值電壓 3．噪聲容限 四、輸入負載特性 五、輸出負載特性 1．輸出低電平負載特性 2．輸出高電平負載特性 六、傳輸延遲時間 低功耗肖特基系列 2.4 TTL集成邏輯門電路 2.4.1 TTL與非門 內(nèi)部電路只需了解原理，外部特性要掌握。 一、TTL與非門的工作原理 利用PowerPoint 1．電路結(jié)構(gòu) 2．工作原理 ①輸入有低電平0.3V： K點電位為1V V1導通 V2V5截止，

35、V3V4導通。 （F為3.6V高電平。) ②輸入全為高電平3V 則K點電位3.7V 在三個PN結(jié)的 鉗制下VK=2.1v V1集電結(jié)正偏 發(fā)射結(jié)反偏。 R1處于倒置工作狀態(tài)（B反） R1 V5-飽和 M點電位1V 則V3——微導通 V4——截止 （則F=0.3V 低電平） 由①、② 1．采用抗飽和三極管 三極管飽和越深，其工作速度越慢。要提高電路的工作速度，就必須設法使三極管工作在淺飽和狀態(tài)，為此，需采用抗飽和三極管。 2．采用有源泄放電路 在V5導通后，V6接著導通，分流了V5的部分基極電流，使V5工作在淺飽和狀態(tài)，這也有利于縮短V5由導通向截止轉(zhuǎn)換的時間。 當V

36、2由導通轉(zhuǎn)為截止后，由于V6仍處于導通狀態(tài)，為V5基區(qū)存儲電荷的泄放提供了低阻通路，加速了V5的截止，從而縮短了關閉時間。 三、電壓傳輸特性和噪聲容限 1．電壓傳輸特性 2．關門電平、開門電平和閾值電壓 （1）關門電平 在保證輸出為標準高電平USH ( 常取USH＝3V）時，允許輸入低電平的最大值稱為關門電平,用UOFF表示。由上圖可得UOFF≈1.0V。顯然，只有當輸入uI＜UOFF時，與非門才關閉，輸出高電平。 （2）開門電平 在保證輸出為標準低電平USL（常取USL＝0.3V）時，允許輸入高電平的最小值稱為開門電平，用UON表示。由上圖可得UON≈1.2V。顯然，只有

37、當uI＞UON時，與非門才開通，輸出低電平。 （3）閾值電壓 工作在電壓傳輸特性轉(zhuǎn)折區(qū)中點對應的輸入電壓稱為閾值電壓，又稱門檻電平。 3．噪聲容限 搞干擾能力 VNL（低電平噪聲容限）= VOFF－VIL VNL（高電平噪聲容限）= VIH－VON 四、輸入負載特性 五、輸出負載特性 輸出電壓U0隨負載電流i0變化的特性曲線稱為輸出負載特性。 3.3.2 低功耗肖特基系列 1．功耗低 為了降低功耗，大幅度地提高了電路中各電阻的阻值，同時將R5由接地改為接輸出端，減少了V3導通時在R5上的功耗，從而降低了整個電路的功耗，其功耗約為2mW，僅為CT74S系

38、列的1/10。 2．工作速度高 為了提高工作速度，電路采用了以下措施： （1）電路中采用了抗飽和三極管和由V6、RB和RC組成的有源泄放電路。 （2）輸入級的多發(fā)射極管V1改用沒有電荷存儲效應的肖特基勢壘二極管SBD代替。這 樣，在輸入信號變化時，瞬態(tài)響應快，提高了工作速度。 （3）在輸出級和中間級之間接人了VD4和VD5兩個SBD， 課號：8 課題：2.4.3 其它功能的TTL門電路 TTL數(shù)字集成電路系列 TTL集成邏輯門的使用注意事項 目的與要求： 熟悉OC門和TTL三態(tài)門的工作原理及有關的邏輯概念； 了解國際上通用標準型號和我國現(xiàn)行國家標準。 重點與難點

39、： 重點：OC門和TTL三態(tài)門的應用。 難點：OC門和TTL三態(tài)門的工作原理。 教具： 課堂討論： 高阻態(tài)的含義； OC門和TTL三態(tài)門的應用。 現(xiàn)代教學方法與手段： 數(shù)字電路網(wǎng)絡課程 PowerPoint 復習（提問）： TTL集成與非門的外特性； 提高TTL集成與非門開關速度的方法。 2.4.3其它功能的TTL門電路 一、集電極開路與非門（OC門） 1．OC門的工作原理 2．OC門的應用 二、與或非門 三、三態(tài)輸出門（TSL門） 1．三態(tài)輸出門的工作原理 2．三態(tài)輸出門的應用 3.3.4 TTL數(shù)字集成電路系列 一、CT54系列和CT74系列

40、 二、TTL集成邏輯門電路的子系列 三、各系列TTL集成邏輯門電路性能的比較 3.3.5 TTL集成邏輯門的使用注意事項 一、電源電壓及電源干擾的消除 二、輸出端的連接 三、閑置輸入端的處理 四、電路安裝接線和焊接應注意的問題 五、調(diào)試中應注意的問題 3.3.3 其它功能的TTL門電路 一、集電極開路與非門（OC門） 1．OC門的工作原理 工作原理：當輸入人A、B、C都為高電平時，V2和V5飽和導通，輸出低電平；當輸入A、B、C中有低電平時，V2和V5截止，輸出高電平。因此，OC門具有與非功能，其邏輯表達式為： 二、與或非門 三、三態(tài)輸出門（TSL門）

41、 1．三態(tài)輸出門的工作原理 2．三態(tài)輸出門的應用 （1）用三態(tài)輸出門構(gòu)成單向總線 （2）用三態(tài)輸出門構(gòu)成雙向總線 3.3.4 TTL數(shù)字集成電路系列 一、CT54系列和CT74系列 表3. 3. 2 CT54系列和CT74系列的對比 CT54系列和CT74系列具有完全相同的電路結(jié)構(gòu)和電氣性能參數(shù)。所不同的是CT54系列TTL集成電路更適合在溫度條件惡劣、供電電源變化大的環(huán)境中工作，常用于軍品；而CT74系列TTL集成電路則適合在常規(guī)條件下工作，常用于民品。 二、TTL集成邏輯門電路的子系列 CT54系列和CT74系列的幾個子系列的主要區(qū)別在它們的平均傳

42、輸延遲時間tpd 和平均功耗這兩個參數(shù)上。下面以CT74系列為例說明它的各子系列。 1．CT74標準系列 又稱標準TTL系列，工作速度不高，其平均傳輸延遲時間為9ns／門，平均功耗約為10mW／門。 2．CT74H高速系列 又稱HTTL系列，該系列的平均傳輸延遲時間為6ns／門，平均功耗約為22 .5mW／門。 3．CT74L低功耗系列 又稱LTTL系列，電路的平均功耗約為lmW／門，平均傳輸延遲約為33ns／門。 4．CT74S肖特基系列 又稱STTL系列。其平均傳輸延遲時間為3ns／門，平均功耗約為19mW。 5．CT74LS低功耗肖特基系列 又稱LSTTL系列。其平均

43、傳輸延遲時間為9.5ns／門，平均功耗約為2mW／門。 6．CT74AS先進肖特基系列 又稱ASTTL系列，其平均傳輸延遲時間為3ns／門，平均功耗較大，約為8mW／門。 7．CT74ALS先進低功耗肖特基系列 又稱ALSTTL系列，其平均傳輸延遲時間約為3.5ns／門，平均功耗約為1.2mW／門。 三、各系列TTL集成邏輯門電路性能的比較 表3. 3. 3 TTL集成邏輯門各子系列重要參數(shù)比較 3.3.5 TTL集成邏輯門的使用注意事項 一、電源電壓及電源干擾的消除 電源電壓的變化對54系列應滿足5V 10%、對74系列應滿足5V 5％的要求。 二、輸出端的連接

44、 三、閑置輸入端的處理 （1） 對于與非門的閑置輸人端可直接接電源電壓VCC，或通過1～10k 的電阻接電源VCC。 （2）如前級驅(qū)動能力允許時，可將閑置輸人端與有用輸人端并聯(lián)使用，如圖3.3.18（C）所示。 （3）在外界干擾很小時，與非門的閑置輸人端可以剪斷或懸空，如圖3.3.18（d）所示。但不允許接開路長線，以免引入干擾而產(chǎn)生邏輯錯誤。 （4）或非門不使用的閑置輸人端應接地，對與或非門中不使用的與門至少有一個輸人端接地，如圖3.3.18（e）和（f）所示。 四、電路安裝接線和焊接應注意的問題 五、調(diào)試中應注意的問題 課號：9 課題：3.4 CMOS集成邏輯門電路 3.

45、5 集成邏輯門電路的應用 目的與要求： 了解CMOS集成邏輯門電路的結(jié)構(gòu)及原理； 了解集成邏輯門電路的應用。 重點與難點： 重點：CMOS集成邏輯門電路的結(jié)構(gòu)及原理。 難點：MOS集成邏輯門電路的原理。 教具： 現(xiàn)代教學方法與手段： 數(shù)字電路網(wǎng)絡課程 PowerPoint 復習（提問）： 簡單邏輯門電路的邏輯口訣 3.3.3 其它功能的TTL門電路 一、集電極開路與非門（OC門） 1．OC門的工作原理 2．OC門的應用 二、與或非門 三、三態(tài)輸出門（TSL門） 1．三態(tài)輸出門的工作原理 2．三態(tài)輸出門的應用 3.3.4 TTL數(shù)字集成電路系列

46、一、CT54系列和CT74系列 二、TTL集成邏輯門電路的子系列 三、各系列TTL集成邏輯門電路性能的比較 3.3.5 TTL集成邏輯門的使用注意事項 一、電源電壓及電源干擾的消除 二、輸出端的連接 三、閑置輸入端的處理 四、電路安裝接線和焊接應注意的問題 五、調(diào)試中應注意的問題 作業(yè)：P87 3.4 2－5 MOS門電路 CMOS 應用廣泛、工藝簡單、抗干擾能力強、集成度高、功耗小、價廉高 5V 低 0V IG （控制極） 一、MOS反相器 1、MOS管開關特性 ⑴、NMOS 　 　 　 　 ⑤、輸出范圍大（頂天立地

47、） VOH=VDD、VOL=0V 1． 與非門 驅(qū)動管串聯(lián)、負載管并聯(lián) （圖略） 　 ②單雙擲控制開頭 　 3.3.4 TTL數(shù)字集成電路系列 400系列（普通CMOS tpd約45nS 功耗〈5mw〉 如代號4001 為 四個2輸入或非門 4069 為 六個反相器 4016 為 六個雙向開關 高速CMOS 74HC系列（可代替TTL電路）tpd1mw 3.3.5 TTL集成邏輯門的使用注意事項 一、電源電壓及電源干擾的消除 二、輸出端的連接 三、閑置輸入端的處理 四、電路安裝接線和焊接應注意的問題 五、調(diào)試中應

48、注意的問題 課 時 授 課 計 劃 --10 課號：10 課題：4.1基本RS觸發(fā)器 4.22 同步觸發(fā)器（同步RS觸發(fā)器） 目的與要求：1 掌握時序電路的定義、分類、觸發(fā)器的特點。 2 掌握基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、邏輯功能。 3 掌握同步RS觸發(fā)器的工作原理、邏輯功能。 4 掌握觸發(fā)器邏輯功能的表示方法。 5 掌握時序電路的一些基本概念。 重點與難點：1 基本概念要正確建立。難點：現(xiàn)態(tài)、次態(tài)、不定狀態(tài)的正確理解。 2 基本RS觸發(fā)器的邏輯功能、觸發(fā)方式。 教具： 課堂討論： 現(xiàn)代教學方法與手段：用DLCCAI或E

49、WB演示基本RS觸發(fā)器的邏輯功能。 復習（提問）：1 組合電路的定義？構(gòu)成其電路的門電路有何特點？ 2 組合電路與時序電路的區(qū)別？ 3 時序電路的一些基本概念？ 授課班次： 課時分配： 課堂教學環(huán)節(jié) 課堂組織 課堂討論 復習（提問） 新課講解 鞏固新課 布置作業(yè) 時間分配（分） 5 0 5 80 5 5 提綱 第4章 集成觸發(fā)器 內(nèi)容提要 4.1 概述 一、觸發(fā)器的概念 觸發(fā)器有三個基本特性： 二、觸發(fā)器的兩個穩(wěn)定狀態(tài) 1狀態(tài)： 0狀態(tài)： 三、觸發(fā)器的邏輯功能描述： 四、觸發(fā)器的分類： 4.2 觸發(fā)器的基本形式

50、 4.2.1 基本RS觸發(fā)器 一、由與非門組成的基本RS觸發(fā)器 1．電路結(jié)構(gòu) 2．邏輯功能 3．特性表 二、由或非門組成的基本RS觸發(fā)器 4.2.2 同步觸發(fā)器 一、同步RS觸發(fā)器 1．電路結(jié)構(gòu) 2．邏輯功能 3．驅(qū)動表 4．特性方程 5．狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 第4章 集成觸發(fā)器 內(nèi)容提要 觸發(fā)器：具有記憶功能的基本邏輯單元。 基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、邏輯功能。 各種觸發(fā)器的邏輯功能、觸發(fā)方式。 簡單介紹觸發(fā)器的應用。 4.1 概述 一、觸發(fā)器的概念 復習：組合電路的定義？構(gòu)成其電路的門電路有何特點？組合電路與時序電路的區(qū)別？ 門電路：在某

51、一時刻的輸出信號完全取決于該時刻的輸入信號，沒有記憶作用。 觸發(fā)器：具有記憶功能的基本邏輯電路，能存儲二進制信息（數(shù)字信息）。 觸發(fā)器有三個基本特性： （1）有兩個穩(wěn)態(tài)，可分別表示二進制數(shù)碼0和1，無外觸發(fā)時可維持穩(wěn)態(tài)； （2）外觸發(fā)下，兩個穩(wěn)態(tài)可相互轉(zhuǎn)換（稱翻轉(zhuǎn)），已轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定狀態(tài)可長期保持下來，這就使得觸發(fā)器能夠記憶二進制信息，常用作二進制存儲單元。 三、觸發(fā)器的邏輯功能描述： 特性表、激勵表（又稱驅(qū)動表）、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波形圖（又稱時序圖） 四、觸發(fā)器的分類：根據(jù) 邏輯功能不同：RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器和 觸發(fā)器等。 觸發(fā)方式不同：電平觸發(fā)

52、器、邊沿觸發(fā)器和主從觸發(fā)器等。 電路結(jié)構(gòu)不同：基本RS觸發(fā)器，同步觸發(fā)器、維持阻塞觸發(fā)器、主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器等。 4.2 觸發(fā)器的基本形式 4.2.1 基本RS觸發(fā)器 一、由與非門組成的基本RS觸發(fā)器 1．電路結(jié)構(gòu) 電路組成：兩個與非門輸入和輸出交叉耦合（反饋延時）。如圖4.2.1（a）所示。 邏輯符號：圖（b）所示。 2．邏輯功能 復習：與非門的邏輯功能？ 用DLCCAI或EWB演示基本RS觸發(fā)器的邏輯功能。（10分鐘） 工作原理。（邊分析邊列特性表。以下文字不寫板書。） 表4.2.1 與非門組成的基本RS觸發(fā)器的特性表 二、由或非門組成的

53、基本RS觸發(fā)器 電路構(gòu)成：兩個或非門的輸入和輸出交叉耦合而成，圖4.2.2（a）所示。 邏輯符號：圖（b）所示。 提問：或非門的邏輯功能？ 工作原理 在與非門實現(xiàn)的基本RS觸發(fā)器的基礎上稍作變化。 或非門組成的基本RS觸發(fā)器的特性表 4.2.2 同步觸發(fā)器 為何要用同步觸發(fā)器？ 基本RS觸發(fā)器的觸發(fā)方式：端的輸入信號直接控制。（電平直接觸發(fā)） 在實際工作中，要求觸發(fā)器按一定的節(jié)拍翻轉(zhuǎn)。 措施：加入時鐘控制端CP，觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)按CP節(jié)拍。 同步觸發(fā)器（時鐘觸發(fā)器或鐘控觸發(fā)器）：具有時鐘脈沖CP控制的觸發(fā)器。 CP：控制時序電路工作節(jié)奏的固定頻率的脈沖信號，一

54、般是矩形波。 同步：因為觸發(fā)器狀態(tài)的改變與時鐘脈沖同步。 同步觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時刻：受CP控制 觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)到何種狀態(tài)：由輸入信號決定 一、同步RS觸發(fā)器 1．電路結(jié)構(gòu) 基本RS觸發(fā)器 + 兩個鐘控門G3、G4，如圖4.2.3（a）所示。 邏輯符號：圖（b）所示。 鐘控端（CP端）：時鐘脈沖輸入端。 2．邏輯功能 工作原理。（邊分析邊列特性表。以下文字不寫板書。） 當CP＝0時，G3、G4被封鎖，都輸出1，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變， 表4.2.2 同步RS觸發(fā)器的特性表 3．驅(qū)動表 4．特性方程 5．狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 觸發(fā)器從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)

55、或保持原狀不變時，對輸入信號（R、S）提出的要求。 根據(jù)驅(qū)動表可畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。 圓圈：觸發(fā)器的穩(wěn)定狀態(tài) 箭頭：在CP作用下狀態(tài)轉(zhuǎn)換的情況 標注的R、S值：觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件。 小結(jié)： 作業(yè)： 板書計劃： 課 時 授 課 計 劃--11 　 課號：11 課題：4.2.2 同步觸發(fā)器 二、同步D觸發(fā)器 三、同步JK觸發(fā)器 四、同步觸發(fā)器的空翻 目的與要求：1 通過學習同步D、JK觸發(fā)器，掌握這兩種觸發(fā)器的邏輯功能。 2 進一步熟練掌握邏輯功能的各種描述方法。 3了解同步觸發(fā)方式存在的空翻問題。 重點與難點：D、J

56、K觸發(fā)器的邏輯功能及其功能描述方法。 教具： 課堂討論：D 觸發(fā)器的特性方程中沒有出現(xiàn)Q n，那么它是時序電路嗎？ 現(xiàn)代教學方法與手段： 復習（提問）：時序電路的一些基本概念復習：現(xiàn)態(tài)、次態(tài)、0/1狀態(tài)、復位端、置位端、低電平有效、RS觸發(fā)器的特性表、驅(qū)動表、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。 授課班次： 課時分配： 課堂教學環(huán)節(jié) 課堂組織 課堂討論 復習（提問） 新課講解 鞏固新課 布置作業(yè) 時間分配（分） 5 10 10 65 5 5 提綱 4.2.2 同步觸發(fā)器 二、同步D觸發(fā)器 1．電路結(jié)構(gòu) 2．邏輯功能 3．

57、特性方程 4．狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 三、同步JK觸發(fā)器 1．電路結(jié)構(gòu) 2．邏輯功能 3．特性方程 4．狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 四、同步觸發(fā)器的空翻 4.2.2 同步觸發(fā)器 二、同步D觸發(fā)器 1．電路結(jié)構(gòu) 為了避免同步RS觸發(fā)器出現(xiàn)R=S=1的情況，可在R和S之間接入非門G5 ，如圖4.2.6（a）所示。 邏輯符號：圖4.2.6（b）所示。 2．邏輯功能 回憶：同步RS觸發(fā)器的邏輯功能？ 表4.2.2 同步RS觸發(fā)器的特性表 根據(jù)特性表可得到在CP＝1時的同步D觸發(fā)器的驅(qū)動表。 表4.2.5 同步D觸發(fā)器的驅(qū)動表 三、同步JK觸發(fā)器 1．電路結(jié)構(gòu) 克服同步R

58、S觸發(fā)器在R＝S＝1時出現(xiàn)不定狀態(tài)的另一種方法：將觸發(fā)器輸出端Q和 狀態(tài)反饋到輸入端，這樣，G3和G4的輸出不會同時出現(xiàn)0，從而避免了不定狀態(tài)的出現(xiàn)。 J、K端相當于同步RS觸發(fā)器的S、R端。 電路如圖4.2.9所示。 邏輯符號：圖（b）所示。 2．邏輯功能 可將同步JK觸發(fā)器看成同步RS觸發(fā)器來分析。有 工作原理。（邊分析邊列特性表。以下文字不寫板書。） 當CP＝0時，G3和G4被封鎖，保持。 當CP＝1時，G3、G4解除封鎖，輸入J、K端的信號可控制觸發(fā)器的狀態(tài)。 表4.2.6 同步JK觸發(fā)器的特性表（CP=1時） 根據(jù)特性表可得到在CP＝1時的同步

59、JK觸發(fā)器的驅(qū)動表。 表4.2.7 同步JK觸發(fā)器的驅(qū)動表 四、同步觸發(fā)器的空翻 觸發(fā)器的空翻：在CP為高電平1期間，如同步觸發(fā)器的輸入信號發(fā)生多次變化時，其輸出狀態(tài)也會相應發(fā)生多次變化的現(xiàn)象。 產(chǎn)生空翻的原因：電平觸發(fā)方式，在CP高電平期間有效觸發(fā) 同步觸發(fā)器由于存在空翻，不能保證觸發(fā)器狀態(tài)的改變與時鐘脈沖同步，它只能用于數(shù)據(jù)鎖存，而不能用于計數(shù)器、移位寄存器和存儲器等。 后面將介紹幾種沒有空翻現(xiàn)象的觸發(fā)器。 小結(jié)： 作業(yè)： 板書計劃： 課 時 授 課 計 劃--12 　 課號：12 課題：4.3 邊沿觸發(fā)器 4.4

60、主從觸發(fā)器 目的與要求：1 掌握觸發(fā)器的邊沿觸發(fā)方式和主從觸發(fā)方式。 2 掌握各種邏輯功能的觸發(fā)器：RS、D、JK、T、T′的邏輯功能。 3 掌握查手冊了解MSI觸發(fā)器的邏輯功能和性能的方法。 重點與難點：1 觸發(fā)器的邏輯功能。 2 觸發(fā)器的觸發(fā)方式。 教具：數(shù)字邏輯實驗箱 課堂討論：1 邊沿觸發(fā)器怎樣克服空翻？ 2 主從觸發(fā)方式怎樣克服空翻？ 現(xiàn)代教學方法與手段：用DLCCAI或EWB演示各種MSI觸發(fā)器的邏輯功能。 復習（提問）：1 RS、D、JK觸發(fā)器的邏輯功能？ 2 為什么同步觸發(fā)方式存在空翻？ 授課班次： 課時分配： 課堂教

61、學環(huán)節(jié) 課堂組織 課堂討論 復習（提問） 新課講解 鞏固新課 布置作業(yè) 時間分配（分） 5 10 5 70 5 5 提綱 本節(jié)中，不詳細分析觸發(fā)器具體電路的工作原理，只簡單了解即可。因為集成觸發(fā)器的學習以應用時夠用為度，不強調(diào)內(nèi)部電路。 重點：邏輯功能、觸發(fā)方式。 克服空翻→邊沿觸發(fā)方式和主從觸發(fā)方式 4.3 邊沿觸發(fā)器 4.3.1 TTL邊沿JK觸發(fā)器 一、電路結(jié)構(gòu) 二、邏輯功能 三、具有直接置0和置1端的邊沿JK觸發(fā)器 四、JK觸發(fā)器構(gòu)成的T觸發(fā)器和T′觸發(fā)器 1．JK觸發(fā)器→T觸發(fā)器 2．JK觸發(fā)器→T′觸發(fā)器 4.3.2

62、 維持阻塞D觸發(fā)器 一、電路結(jié)構(gòu) 二、邏輯功能 三、具有直接置0和置1端的維持阻塞D觸發(fā)器 四、D觸發(fā)器構(gòu)成的T觸發(fā)器和T′觸發(fā)器 1．D觸發(fā)器→T觸發(fā)器 2．D觸發(fā)器→T′觸發(fā)器 4.4 主從觸發(fā)器 4.4.1 主從RS觸發(fā)器 一、電路結(jié)構(gòu) 二、邏輯功能 4.4.2 主從JK觸發(fā)器 一、電路結(jié)構(gòu) 二、邏輯功能 總結(jié)： 觸發(fā)器的邏輯功能 觸發(fā)器的觸發(fā)方式 現(xiàn)代教學方法與手段：用DLCCAI或EWB演示各種MSI觸發(fā)器的邏輯功能。 用數(shù)字邏輯實驗箱演示各種集成觸發(fā)器的邏輯功能和觸發(fā)方式。 集成觸發(fā)器中常見的直接置0和置1端 4.3 邊沿觸發(fā)器 為何要

63、用邊沿觸發(fā)器？ 同步觸發(fā)方式存在空翻，為了克服空翻。 邊沿觸發(fā)器只在時鐘脈沖CP上升沿或下降沿時刻接收輸入信號，電路狀態(tài)才發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從而提高了觸發(fā)器工作的可靠性和抗干擾能力，它沒有空翻現(xiàn)象。 邊沿觸發(fā)器主要有維持阻塞D觸發(fā)器、邊沿JK觸發(fā)器、CMOS邊沿觸發(fā)器等。 以下各邊沿觸發(fā)器的具體電路不詳細分析其工作原理，只簡單了解即可。因為集成觸發(fā)器的學習以應用時夠用為度，不強調(diào)內(nèi)部電路。 4.3.1 TTL邊沿JK觸發(fā)器 一、電路結(jié)構(gòu) 邏輯符號中“ ”表示邊沿觸發(fā)輸入。 加小圓圈：表示下降沿有效觸發(fā) 不加小圓圈：表示上升沿有效觸發(fā) 二、邏輯功能 　 四、JK觸發(fā)器

64、構(gòu)成的T觸發(fā)器和T′觸發(fā)器 T觸發(fā)器：具有保持和翻轉(zhuǎn)功能的觸發(fā)器。 T′觸發(fā)器：只具有翻轉(zhuǎn)功能的觸發(fā)器。 1．JK觸發(fā)器→T觸發(fā)器 令JK觸發(fā)器的J=K=T T觸發(fā)器特性方程 　 　4.3.2 維持阻塞D觸發(fā)器 一、電路結(jié)構(gòu) 二、邏輯功能與觸發(fā)方式 ㈠ 邏輯功能 1．設輸入D＝1 ⑴ 在CP＝0時，保持。 因D＝1，G6輸入全1，輸出Q6＝0，它使Q4＝1、Q5＝1。 ⑵ 當CP由0躍變到1時，觸發(fā)器置1。 在CP＝1期間，②線阻塞了置0通路，故稱②線為置0阻塞線。 ③線維持了觸發(fā)器的1狀態(tài)，故稱③線為置1維持線。 2．設輸入D＝0 ⑴

65、在CP＝0時，保持。 因D＝0，G6輸出Q6＝1，這時，G5輸入全1，輸出Q5＝0。 ⑵ 當CP由0正躍到1時，觸發(fā)器置0。 在CP＝1期間，①線維持了觸發(fā)器的0狀態(tài)，故稱①線為置0維持線。 ④線阻塞了置1通路，故稱④線為置1阻塞線。 可見，它的邏輯功能和前面討論的同步D觸發(fā)器的相同。因此，它們的特性表、驅(qū)動表和特性方程也相同。 ㈡ 觸發(fā)方式——邊沿式 維持阻塞D觸發(fā)器是用時鐘脈沖上升沿觸發(fā)的。因此，又稱它為邊沿D觸發(fā)器。 三、具有直接置0和置1端的維持阻塞D觸發(fā)器 圖4.3.5（a）所示為上升沿觸發(fā)的維持阻塞D觸發(fā)器CT7474的邏輯圖。 　 四、D觸發(fā)器構(gòu)成的T觸發(fā)器和T′觸發(fā)器 4.4 主從觸發(fā)器 1．主從觸發(fā)器與邊沿觸發(fā)器同樣可以克服空翻。 2．結(jié)構(gòu)：主從結(jié)構(gòu)。內(nèi)部有相對稱的主觸發(fā)器和從觸發(fā)器。 3．觸發(fā)方式：主從式。主、從兩個觸發(fā)器分別工作在CP兩個不同的時區(qū)內(nèi)。 總體效果上與邊沿觸發(fā)方式相同。 狀態(tài)更新的時刻只發(fā)生在CP信號的上升沿或下降沿。 4．優(yōu)點：在CP的每個周期內(nèi)觸發(fā)器的狀態(tài)只可能變化一次，能提高觸發(fā)器的工作可靠性。 主從觸發(fā)器是在同步RS觸發(fā)器的基礎上發(fā)展出來的。 各種邏輯功能的觸發(fā)器都有主從觸發(fā)方式的，即： 主從RS觸發(fā)器、主