I circuiti digitali sono circuiti elettronici utilizzati per trasmettere ed elaborare segnali digitali Studia principalmente la relazione causale tra segnali di uscita e di ingresso, generalmente chiamate relazioni logiche, quindi i circuiti digitali sono anche chiamati circuiti logici digitali.

①La struttura del circuito è semplice e facile da integrare. ②Nei circuiti digitali, i transistor funzionano tutti nella regione di saturazione o nella regione di interruzione e nello stato di commutazione, quindi i circuiti digitali Ha una forte capacità anti-interferenza e un'elevata affidabilità. ③Le informazioni digitali sono facili da archiviare e crittografare per lungo tempo. ④Serie completa di prodotti a circuito integrato digitale, forte versatilità e basso costo. ⑤I circuiti digitali non solo possono completare operazioni numeriche, ma anche eseguire giudizi logici, ecc.

Numero: 0~9

Diritti di posizione:

esempio:

Numero: 0, 1

Diritti di posizione:

esempio:

Numero: 0~7

Diritti di posizione:

esempio:

Numero: 0~9, LA(10), SI(11), DO(12), RE(13), MI(14), FA(15)

Diritti di posizione:

esempio:

Ogni 3 cifre binarie equivalgono a 1 cifra ottale

Ogni cifra ottale equivale a 3 cifre binarie

Ogni 4 cifre binarie equivalgono a 1 cifra esadecimale

Ogni cifra esadecimale equivale a 4 cifre binarie

Espressione logica:

Simboli logici:

Espressione logica:

Simboli logici:

Espressione logica:

Simboli logici:

Espressione logica:

Simboli logici:

Espressione logica:

Simboli logici:

Espressione logica:

Simboli logici:

Espressione logica:

Simboli logici:

Regole: 1 se opposto, 0 se uguale.

Espressione logica:

Simboli logici:

Regole: Se lo stesso numero è uguale sarà 1, se è opposto sarà 0.

caso speciale:

inferenza:

Regola di sostituzione: in qualsiasi equazione logica, se tutte le occorrenze di una variabile su entrambi i lati dell'equazione vengono sostituite da una funzione, l'equazione continuerà a valere.

Regole di inversione:

Regola della dualità: se due espressioni sono uguali, anche i loro duali devono essere uguali.

Termine minimo: ogni variabile appare una sola volta come fattore nel termine prodotto sotto forma di variabile primitiva o variabile inversa. Se la funzione ha quattro variabili, ogni termine di prodotto ha quattro fattori

①Metodo dell'unione: utilizzare una formula per combinare due termini di prodotto ed eliminare una variabile.

②Metodo di assorbimento: utilizzare formule per assorbire i termini del prodotto in eccesso.

③Metodo di eliminazione: utilizzare formule per eliminare i fattori in eccesso nel termine del prodotto.

④ Metodo di cancellazione parziale: utilizzare formule per aggiungere termini ridondanti - termini ridondanti - alla funzione e/o alle espressioni per eliminare più termini di prodotto, ottenendo così la somma o l'espressione più semplice.

Modulo della mappa di Karnaugh

Semplifica i passaggi

Semplificazione con vincoli: Il termine minimo contenuto nei vincoli è rappresentato come "X" nel diagramma

①Non è presente alcun circuito di ritardo del feedback tra uscita e ingresso

②Non contiene componenti di memoria (flip-flop) ed è costituito solo da circuiti di gate

TTL:

CMOS:

Caratteristiche: Il circuito è semplice, ma la velocità di calcolo non è elevata

Schema di collegamento:

Definizione: quando si esegue l'addizione, il segnale di riporto di ciascuna cifra viene generato direttamente dal numero binario di input.

Caratteristiche: Circuito veloce ma complesso

Schema di collegamento:

Encoder binario a tre cifre (encoder a 8 fili-3 fili)

codificatore a priorità binaria a tre cifre

Encoder prioritario integrato a 8 fili-3 fili

Codificatore di codice 8421BCD (codificatore a 10-4 linee)

Codificatore prioritario codice 8421BCD

Caratteristiche: Il terminale di output fornisce tutti i termini minimi

Esempi di dispositivi

Implementazione di funzioni logiche combinatorie utilizzando decodificatori binari

Decodificatore di codice 8421BCD

Display digitale

decodificatore di visualizzazione

D è il terminale di ingresso dati

A è il terminale di input dell'indirizzo

Per il terminale di controllo dello strobo

Y è il terminale di uscita dei dati

Dispositivo:

Tavola della verità:

Dispositivo:

Tavola della verità:

Diagramma a blocchi schematico:

Tavola della verità:

Implementato utilizzando un decodificatore da 3 a 8 fili

Diagramma a blocchi schematico:

Tavola della verità:

Il confronto inizia dal bit alto e procede bit per bit fino ad ottenere il risultato del confronto.

Diagramma a blocchi schematico:

Tavola della verità:

1 Selezionare il selettore dati: determinato da n=k-1 (k è il numero di variabili nella funzione, n è il numero di codici di indirizzo del selettore)

2. Scrivere AND standard o espressioni di funzioni

3 Confrontare e determinare l'espressione della quantità di input

4. Disegna uno schema di collegamento

1 Selezionare il decoder: 2 variabili utilizzano un decoder 2-4 linee, 3 variabili utilizzano un decoder 3 linee-8 linee

2. Scrivere la forma standard delle funzioni NAND-NAND

3 Confermare la relazione tra variabili e input

4. Disegna uno schema di collegamento

1 Relativo al fattore tempo (CP)

2 Componenti contenenti memoria (trigger)

Equazione di uscita: l'espressione logica di ciascun segnale di uscita del circuito sequenziale

Equazione di pilotaggio: l'espressione logica del segnale di ingresso sincrono di ciascun flip-flop

Equazione di stato:

contatore

Registrati

Registro a scorrimento

memoria di lettura/scrittura

generatore di impulsi sequenziale

Circuito sequenziale sincrono: i flip-flop condividono un orologio CP e i flip-flop il cui stato deve essere aggiornato si ribaltano contemporaneamente

Circuito sequenziale asincrono: tutti i flip-flop nel circuito non condividono un orologio CP

Tipo Moore:

Tipo farinoso:

Stato valido: in un circuito sequenziale, qualsiasi stato utilizzato è chiamato stato valido.

Stato non valido: nei circuiti sequenziali, qualsiasi stato inutilizzato è chiamato stato non valido.

Ciclo efficace: nei circuiti sequenziali, qualsiasi ciclo formato da uno stato valido è chiamato ciclo efficace.

Ciclo non valido: se lo stato non valido forma un ciclo, questo tipo di ciclo viene chiamato ciclo non valido.

Autoaccensione: In un circuito sequenziale, sebbene siano presenti stati non validi, non formano un ciclo. Tale circuito sequenziale è chiamato circuito sequenziale ad autoaccensione.

Impossibile avviarsi automaticamente: in un circuito sequenziale, sono presenti stati non validi e tra di essi si forma un ciclo. Tale circuito sequenziale è chiamato circuito sequenziale che non può avviarsi automaticamente.

1 Eseguire l'astrazione logica e stabilire il diagramma di stato originale

2. Semplifica lo stato e trova il diagramma di stato più semplice.

3 Codificare in binario e disegnare il diagramma di stato codificato

4 Selezionare il tipo di flip-flop e trovare l'equazione dell'orologio, l'equazione di uscita, l'equazione di stato e l'equazione di guida

5 Disegna un diagramma logico

6 Controllare se il circuito progettato può avviarsi automaticamente

① Generalmente circuito sequenziale di tipo Moore

②Il componente principale è un flip-flop con orologio

Classificazione per sistema numerico

Ordina per metodo di conteggio

Classificazione mediante controllo dell'orologio

Classificazione per componenti di commutazione

Il numero di stati effettivi del circuito M: il numero di impulsi di ingresso che il contatore può ricordare

Contatore sommatore sincrono binario a 3 bit

Contatore decrescente sincrono binario a 3 bit

Contatore sommatore binario sincrono integrato

Contatore sommatore asincrono binario a 3 bit

Contatore asincrono binario integrato

Contatore sommatore sincrono decimale

Contatore decrescente sincrono decimale

Contatore sommatore decimale sincrono integrato

Contatore asincrono decimale integrato: 74LS290

I passaggi principali

Esempio applicativo: P289 Esempio 6.2.1

I passaggi principali

Esempio applicativo: P290 Esempio 6.2.2

I contatori integrati sono generalmente dotati di terminali di ingresso e terminali di uscita per il collegamento in cascata. Purché siano collegati correttamente, è possibile ottenere un contatore con una capacità maggiore.

Schema del circuito logico:

Simboli logici:

La tabella caratteristica e le equazioni caratteristiche del flip-flop base composto da porte NAND sono le stesse del flip-flop base composto da porte NOR.

Schema del circuito logico:

Simboli logici:

R è chiamato terminale di ingresso del set 0, che solitamente viene chiamato terminale di ripristino.

S è chiamato terminale di ingresso dell'insieme 1, che abitualmente viene chiamato terminale dell'insieme.

Lo stato è incerto quando i segnali di R=S=1 vengono cancellati contemporaneamente.

Struttura semplice

Ha le funzioni di impostazione 0, impostazione 1 e mantenimento

Scarsa capacità anti-interferenza del circuito

Esistono vincoli tra R e S, ovvero i due input non possono essere di livello alto contemporaneamente.

Durante CP=1, se R=S=1, si verificherà una situazione anomala in cui Q e Q non sono entrambi 1.

Durante CP=1, se R e S vengono cancellati in tempo, impostati su 0 o impostati su 1 e lo stato viene determinato.

Durante CP=1, se R e S saltano da 1 a 0 contemporaneamente, si verificherà una condizione di competizione e il risultato sarà incerto.

Se R=S=1, CP viene improvvisamente ritirato, ovvero CP salta da 1 a 0, si verificherà anche una condizione di competizione e il risultato è incerto.

Problema non vincolato

Durante CP=1, il terminale di uscita cambia con il terminale di ingresso.

Quando arriva il fronte di discesa dell'impulso CP, viene bloccato e il contenuto memorizzato è il valore di D al momento del fronte di discesa.

Trigger del fronte CP (fronte di salita o di discesa).

Forte capacità anti-interferenza

Solo la funzione di impostazione 0 e impostazione 1

Terminale di ingresso sincrono: D è chiamato terminale di ingresso sincrono, poiché il segnale di ingresso sul terminale D è controllato dal clock CP

Ingresso asincrono:

Infradito COMS edge D CC4013

Infradito TTL edge D 7474

Trigger del fronte CP (fronte di salita o di discesa).

Forte capacità anti-interferenza

Funzioni complete, flessibili e comode da usare

Flip-flop JK con bordo CMOS CC4027

Infradito JK con bordo TTL 74LS112

Flip-flop di tipo JK: qualsiasi circuito con le funzioni di mantenimento, impostazione 1, impostazione 0 e capovolgimento è chiamato flip-flop di tipo JK.

Flip-flop di tipo D: qualsiasi circuito con la funzione di impostazione 1 e impostazione 0 è chiamato flip-flop di tipo D.

Flip-flop di tipo T: qualsiasi circuito con funzioni di hold e flip è chiamato flip-flop di tipo T

Flip-flop di tipo T': qualsiasi circuito che si capovolge una volta per ogni impulso di clock è chiamato flip-flop di tipo T'.

Tabella delle proprietà (tabella della verità)

kanotu

Equazione caratteristica

Diagramma di stato

Diagramma temporale

Schema elettrico:

Parametri logici:

Schema elettrico:

Simboli logici:

Tavola della verità:

① Quando si lavora con drain aperto, è necessario collegare un alimentatore esterno e un resistore;

②Può realizzare linee e funzioni;

③ È possibile realizzare la conversione del livello logico;

④ Forte capacità di carico.