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Galeria de mapas mentais Um tutorial conciso sobre os fundamentos da tecnologia eletrônica digital, por Yu Mengchang

Um tutorial conciso sobre os fundamentos da tecnologia eletrônica digital, por Yu Mengchang

"Um tutorial conciso sobre os fundamentos da tecnologia eletrônica digital" Universidade Tsinghua, quarta edição (incluindo noções básicas de álgebra lógica, circuitos de porta, circuitos lógicos combinacionais, flip-flops, circuitos lógicos sequenciais), etc. colete-o!

Editado em 2023-11-30 19:36:16

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Um tutorial conciso sobre os fundamentos da tecnologia eletrônica digital, por Yu Mengchang

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Descrição

Mapa mental de circuito lógico sequencial
- 12
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Capítulo 4 Circuitos Lógicos Combinacionais
- 5
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Projeto de módulo de circuito lógico combinacional
- 9
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Noções básicas de tecnologia eletrônica digital (circuitos lógicos sequenciais)
- 2
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Fundamentos da tecnologia eletrônica digital (flip-flops)
- 3
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Noções básicas de tecnologia eletrônica digital (circuitos lógicos combinacionais)
- 6
WSb6eYgD
Mapa mental de noções básicas de tecnologia eletrônica digital (circuitos de portão)
- 3
WSb6eYgD

Noções básicas de tecnologia eletrônica digital

Capítulo 1 Noções básicas de álgebra lógica

Visão geral

Circuitos digitais e suas características

definição

Os circuitos digitais são circuitos eletrônicos usados para transmitir e processar sinais digitais. Estuda principalmente a relação causal entre os sinais de saída e entrada, geralmente chamados de relações lógicas, portanto os circuitos digitais também são chamados de circuitos lógicos digitais.

Características

①A estrutura do circuito é simples e fácil de integrar. ②Em circuitos digitais, todos os transistores funcionam na região de saturação ou região de corte e no estado de comutação, portanto, circuitos digitais Possui forte capacidade anti-interferência e alta confiabilidade. ③As informações digitais são fáceis de armazenar e criptografar por um longo tempo. ④Série completa de produtos de circuito integrado digital, forte versatilidade e baixo custo. ⑤Os circuitos digitais podem não apenas completar operações numéricas, mas também realizar julgamentos lógicos, etc.

Sistemas numéricos comuns

Decimal (D): cada décimo

Número: 0 ~ 9

Direitos de posição:

exemplo:

Binário (B): cada dois entra em um

Número: 0, 1

Direitos de posição:

exemplo:

Octal (O): cada oito é inserido como um

Número: 0 ~ 7

Direitos de posição:

exemplo:

Hexadecimal (H): todo número hexadecimal

Número: 0~9, A(10), B(11), C(12), D(13), E(14), F(15)

Direitos de posição:

exemplo:

Conversão entre sistemas numéricos

Conversão Dois-Dez

Para a parte decimal, você pode usar multiplicação contínua

Conversão dois-oito

Cada 3 dígitos binários equivalem a 1 dígito octal

Cada dígito octal é equivalente a 3 dígitos binários

Conversão Dois-Dezesseis

Cada 4 dígitos binários equivale a 1 dígito hexadecimal

Cada 1 dígito hexadecimal equivale a 4 dígitos binários

codificação binária

Código 8421 (também conhecido como código BCD):

Código 5211:

1.1 Conceitos básicos, fórmulas e teoremas da álgebra lógica

Três relacionamentos lógicos básicos

Expressão lógica:

Símbolos lógicos:

Expressão lógica:

Símbolos lógicos:

Não

Expressão lógica:

Símbolos lógicos:

Várias operações lógicas comumente usadas

e não

Expressão lógica:

Símbolos lógicos:

ou não

Expressão lógica:

Símbolos lógicos:

e ou não

Expressão lógica:

Símbolos lógicos:

XOR

Expressão lógica:

Símbolos lógicos:

Regras: 1 se for oposto, 0 se for igual.

Igual ou

Expressão lógica:

Símbolos lógicos:

Regras: Se o mesmo número for igual será 1, se for oposto será 0.

fórmulas e teoremas

1 Relação entre variáveis e constantes

2 Satisfazer o direito comutativo, o direito associativo e o direito distributivo

caso especial:

3 Lei da Identidade:

4 Lei de DeMorgan:

5 Absorção de variáveis originais:

6 Absorção de antivariáveis:

7 Teorema da adição:

inferência:

8 Três regras

Regra de substituição: Em qualquer equação lógica, se todas as ocorrências de uma variável em ambos os lados da equação forem substituídas por uma função, a equação ainda será válida.

Regras de inversão:

Regra da dualidade: se duas expressões são iguais, seus duais também devem ser iguais.

1.2 Método de simplificação de funções lógicas

A forma mais simples de uma função lógica

Padrão AND-OR: um formulário que consiste na soma de mintermos

Termo mínimo: Cada variável aparece apenas uma vez como um fator no termo do produto na forma de uma variável primitiva ou de uma variável inversa. Se a função tiver quatro variáveis, então cada termo do produto terá quatro fatores

A soma de todos os mintermos de uma variável é 1

A expressão AND-OR mais simples: a expressão AND-OR com o menor número de termos de produto e o menor número de variáveis multiplicadas em cada termo de produto.

A expressão AND-NOT mais simples: uma expressão que consiste apenas em operações AND e NOT, obtida pela inversão da expressão AND-OR mais simples duas vezes.

Outras formas mais simples (não comumente usadas)

Método de simplificação

método de fórmula

①Método de união: Use uma fórmula para combinar dois termos de produto e eliminar uma variável.

②Método de absorção: Use fórmulas para absorver o excesso de termos do produto.

③Método de eliminação: Use fórmulas para eliminar fatores excessivos no prazo do produto.

④ Método de cancelamento parcial: Use fórmulas para adicionar termos redundantes - termos redundantes - à função e ou expressões para eliminar mais termos de produto, obtendo assim a soma ou expressão mais simples.

carnottufa

Formulário de mapa de Karnaugh

Mapa de Karnaugh de duas variáveis:

Mapa de Karnaugh de três variáveis:

Mapa de Karnaugh de quatro variáveis:

Simplifique as etapas

1 Desenhe um mapa de Karnaugh de uma função

2 Desenhe um círculo circundante e mescle os termos mínimos

Princípios para desenhar o cerco

1 Circule primeiro o termo isolado e depois circule o termo mínimo que só tem uma maneira de mesclar.

2. Quanto maior o círculo, melhor, mas quanto menor o número de círculos, melhor.

3 O mintermo pode ser circulado repetidamente, mas há pelo menos um novo mintermo em cada círculo

4. Todos os colares mínimos que compõem a função devem ser preenchidos e cuidadosamente comparados e verificados para escrever a soma ou fórmula mais simples.

3 Escreva o AND ou fórmula mais simples

Simplificação com restrições: O termo mínimo contido nas restrições é representado como “X” no diagrama

1.3 Representação de funções lógicas e sua conversão entre si

Expressão

Expressão lógica:

Tabela verdade:

Mapa de Karnaugh:

Diagrama lógico:

Gráfico de forma de onda:

Conversão entre representações

Os cinco métodos de representação são essencialmente os mesmos e podem ser convertidos entre si.

Capítulo 4 Circuitos Lógicos Combinacionais

Visão geral

1 Características das funções lógicas combinacionais

Características da função lógica: O estado de saída do circuito a qualquer momento depende apenas do estado de entrada naquele momento e não tem nada a ver com o estado original.

Características da estrutura do circuito

①Não há circuito de atraso de feedback entre saída e entrada

②Não contém componentes de memória (flip-flops) e consiste apenas em circuitos de porta

2. Método de representação da função lógica do circuito combinacional

Tabelas verdade, mapas de Karnaugh, expressões lógicas, diagramas de formas de onda, etc., podem ser usados para representar as funções lógicas de circuitos combinacionais.

3 Classificação de Circuitos Combinacionais

Diferentes funções lógicas: somador, comparador numérico, codificador, decodificador, seletor de dados, distribuidor de dados, memória somente leitura

Diferentes componentes de comutação: CMOS, TTL

De acordo com diferentes níveis de integração: SSI, MSI, LSI, VLSI

4.1 Métodos básicos de análise e métodos de projeto de circuitos combinacionais

1 Método de análise

etapa:

2 Métodos de projeto

etapa:

4.2 Somador

Operações aritméticas em números binários

Consulte o Capítulo 1 para conversão básica

Meio somador: adiciona dois números binários de 1 bit sem considerar o carry de baixo bit

Tabela verdade:

Forma funcional:

Símbolo padrão nacional:

Somador completo: Duas adições com o mesmo bit e um carry do bit inferior são adicionadas. Esta operação de adição é uma adição completa.

Tabela verdade:

Forma funcional:

Símbolo padrão nacional:

Somador completo integrado (somador completo duplo)

TTL:

CMOS:

Somador: Um circuito que adiciona números binários de vários bits

Fórmula aritmética:

Somador de transporte serial de 4 bits

Características: O circuito é simples, mas a velocidade de computação não é alta

Diagrama de conexão:

transportar somador antecipado

Definição: Ao fazer a adição, o sinal de transporte de cada dígito é gerado diretamente pelo número binário de entrada.

Características: Circuito rápido, mas complexo

Diagrama de conexão:

4.3 Codificadores e decodificadores

Sistema de codificação: Um método de usar vários dígitos para representar informações sobre coisas diferentes de acordo com certas regras.

Codificador

Codificador binário:

Codificador binário de três dígitos (codificador de 8 fios-3 fios)

Diagrama de blocos esquemático:

Tabela de codificação:

Características:

codificador de prioridade binária de três dígitos

Tabela de codificação:

Características: Codificação de prioridade, que permite a entrada de vários sinais ao mesmo tempo, mas codifica apenas o sinal com a prioridade mais alta

Codificador de prioridade integrado de 8 fios e 3 fios

Tabela de codificação:

Dois codificadores de prioridade de 8 linhas e 3 linhas estão em cascata em um codificador de prioridade de 16 linhas e 4 linhas Três codificadores de prioridade de 8 linhas e 3 linhas estão em cascata em um codificador de prioridade de 24 linhas e 5 linhas Quatro codificadores de prioridade de 8 linhas e 3 linhas estão em cascata em um codificador de prioridade de 32 linhas e 5 linhas

Codificador binário-decimal: codifica dez sinais de 0 a 9 usando códigos binários de 4 bits

Codificador de código 8421BCD (codificador de 10-4 linhas)

Diagrama de blocos esquemático:

Tabela de codificação:

Codificador de prioridade de código 8421BCD

Tabela de codificação:

decodificador

Decodificador binário: um circuito que traduz os vários estados dos códigos binários em sinais de saída correspondentes de acordo com seu significado original.

Características: O terminal de saída fornece todos os termos mínimos

Exemplos de dispositivos

Decodificador integrado de 3 a 8 fios:

Dispositivo:

Terminal de controle estroboscópico de entrada:

Tabela verdade:

Cascata de decodificador binário

Dois decodificadores de 3 a 8 linhas são conectados para formar um decodificador de 4 a 16 linhas.

Dispositivo:

Três peças de decodificadores de 3 a 8 linhas são conectadas para formar um decodificador de 5 a 24 linhas.

Dispositivo:

Tabela verdade:

Decodificador integrado de 2 a 4 fios

Diagrama de função:

Tabela verdade:

Implementando funções lógicas combinacionais usando decodificadores binários

Como a saída do decodificador binário pode fornecer todos os mintermos das variáveis de entrada, e qualquer função lógica combinacional pode ser transformada na fórmula padrão da soma dos mintermos, qualquer função lógica combinacional pode ser implementada usando um decodificador binário e uma porta o circuito

Decodificador binário-decimal: um circuito que traduz o código binário de números decimais, ou seja, o código BCD, nos 10 sinais de saída correspondentes

Decodificador de código 8421BCD

Decodificador de exibição: traduza os códigos binários de números, palavras e símbolos na forma com a qual as pessoas estão acostumadas e os exiba

tela digital

decodificador de exibição

4.4 Seletores e alocadores de dados

Seletor de dados: Um circuito que seleciona uma saída de múltiplas entradas

Representação de letras

D é o terminal de entrada de dados

A é o terminal de entrada de endereço

Para o terminal de controle estroboscópico

Y é o terminal de saída de dados

Seletor de dados 4 para 1 integrado

Dispositivo:

Tabela verdade:

Seletor de dados 8 para 1 integrado

Dispositivo:

Tabela verdade:

Extensão integrada do seletor de dados

Distribuidor de dados: um circuito que transmite múltiplas saídas de uma entrada

Distribuidor de dados de 1 via para 4 vias

Diagrama de blocos esquemático:

Tabela verdade:

Distribuidor de dados integrado de 1 canal a 8 canais

Implementado usando um decodificador de 3 a 8 fios

Dispositivo:

4.5 Verificador de paridade e comparador numérico

Verificador de paridade: Usando a função lógica da porta XOR, operações de verificação de paridade podem ser realizadas

Se a saída for 0, o número de 1 na entrada será um número par. Se a saída for 1, o número de 1 na entrada será um número ímpar.

Comparador numérico

Nos circuitos digitais, a entrada de um comparador numérico é o número binário a ser comparado e a saída é o resultado da comparação.

Comparador numérico de 1 bit

Diagrama de blocos esquemático:

Tabela verdade:

Comparador numérico de 4 bits

A comparação começa no bit mais alto e prossegue bit a bit até que o resultado da comparação seja obtido.

Diagrama de blocos esquemático:

Tabela verdade:

4.6 Implementando funções lógicas combinacionais usando circuitos integrados de média escala

1 Use seletores de dados para implementar funções lógicas combinacionais

etapa:

1 Selecione o seletor de dados: determinado por n=k-1 (k é o número de variáveis na função, n é o número de códigos de endereço do seletor)

2. Escreva AND padrão ou expressões de funções

3 Compare e determine a expressão da quantidade de entrada

4. Desenhe um diagrama de conexão

Exemplo:

2 Use o decodificador binário para implementar a função lógica combinacional

etapa:

1 Selecione o decodificador: 2 variáveis usam um decodificador de 2 a 4 linhas, 3 variáveis usam um decodificador de 3 linhas a 8 linhas

2. Escreva a forma padrão de funções NAND-NAND

3 Confirme a relação entre variáveis e insumos

4. Desenhe um diagrama de conexão

Exemplo:

4.7 Memória somente leitura

Classificar por método de escrita

Máscara ROM

ROM programável

ROM programável apagável

Estrutura ROM

4.8 Aventuras Competitivas em Circuitos Combinacionais

Conceito: Em um circuito combinacional, quando o sinal de entrada muda de estado, um sinal falso pode aparecer na saída - o fenômeno de interferência excessiva no pulso é chamado de risco de contenção.

A relação entre concorrência e assunção de riscos

Onde a concorrência não conduz necessariamente à assunção de riscos, onde há risco deve haver concorrência.

Maneiras de eliminar o risco competitivo

①Introdução do pulso de bloqueio

②Introduza pulso estroboscópico

③Conecte o capacitor do filtro

④Modifique o design lógico e adicione itens redundantes

Capítulo 6 Circuito Lógico Sequencial

Visão geral

Os circuitos digitais são divididos em duas categorias

Circuito lógico combinacional: a unidade básica é um circuito de porta

Circuito lógico sequencial: a unidade básica é um flip-flop

Características dos circuitos lógicos sequenciais

Definição: A saída do circuito a qualquer momento não está apenas relacionada ao sinal de entrada naquele momento, mas também depende do estado original do circuito

Diagrama esquemático:

Características do circuito

1 Relacionado ao fator tempo (CP)

2 Componentes contendo memória (gatilhos)

Método de representação de função de circuito lógico sequencial

expressão lógica

Equação de saída: a expressão lógica de cada sinal de saída do circuito sequencial

Equação motriz: a expressão lógica do sinal de entrada síncrono de cada flip-flop

Equação de estado:

Tabela de estados, mapa de Karnaugh, diagrama de estados, diagrama de sequência

Classificação de circuitos lógicos sequenciais

Dividido por função lógica

contador

registro

Registro de deslocamento

memória de leitura/gravação

gerador de pulso sequencial

Dividido pelo método de controle de relógio

Circuito sequencial síncrono: os flip-flops compartilham um clock CP, e os flip-flops cujo status deve ser atualizado giram ao mesmo tempo

Circuito sequencial assíncrono: todos os flip-flops no circuito não compartilham um clock CP

De acordo com as características do sinal de saída

Tipo Moore:

Tipo farinhento:

6.1 Análise básica e métodos de projeto de circuitos lógicos sequenciais

Método Analítico

Etapas de análise:

Exemplo de análise: P247 Exemplo 6.1.1

conceito básico

Estado válido: Em um circuito sequencial, qualquer estado utilizado é chamado de estado válido.

Estado inválido: Em circuitos sequenciais, qualquer estado não utilizado é chamado de estado inválido.

Loop efetivo: Em circuitos sequenciais, qualquer loop formado por um estado válido é chamado de loop efetivo.

Loop inválido: se o estado inválido formar um loop, esse tipo de loop será chamado de loop inválido.

Auto-partida: Em um circuito sequencial, embora existam estados inválidos, eles não formam um ciclo. Esse circuito sequencial é chamado de circuito sequencial de auto-partida.

Não é possível iniciar automaticamente: Em um circuito sequencial, existem estados inválidos e um ciclo é formado entre eles. Esse circuito sequencial é chamado de circuito sequencial que não pode iniciar automaticamente.

método de projeto

etapas de projeto

1 Realize a abstração lógica e estabeleça o diagrama de estado original

2. Simplifique o estado e encontre o diagrama de estado mais simples.

3 Codifique em binário e desenhe o diagrama de estado codificado

Determine o número de bits em um código binário:

4 Selecione o tipo de flip-flop e encontre a equação do relógio, a equação de saída, a equação de estado e a equação motriz

5 Desenhe um diagrama lógico

6 Verifique se o circuito projetado pode iniciar automaticamente

Exemplo de projeto: P251 Exemplo 6.1.2

6.2 Contador

Visão geral

Definição de contador: Em circuitos digitais, a operação de memorização do número de pulsos de entrada CP é chamada de contagem, e o circuito eletrônico que pode realizar a operação de contagem é chamado de contador.

Aplicações de contadores: divisão de frequência, temporização, geração de pulsos e sequências de pulsos, execução de operações digitais, etc.

Recursos do contador

① Geralmente circuito sequencial tipo Moore

②O componente principal é um flip-flop de clock

Classificação de contadores

Classificação por sistema numérico

contador binário

contador decimal

Contador N-base

Classificar por método de contagem

Adicionando contador

Contador descendente

Contador reversível

Classificação por controle de relógio

contador de sincronização

Contador assíncrono

Classificação por troca de componentes

Contador CMOS

Contador TTL

contador binário

Contador síncrono binário

O número de estados efetivos do circuito M: o número de pulsos de entrada que o contador pode lembrar

Contador de adição síncrona binária de 3 bits:

Contador de adição síncrona binária de 4 bits:

Contador de adição síncrona binária de n bits:

Contador de adição síncrona binária de 3 bits

Regras de contagem:

Transporte serial:

Transporte paralelo:

Contador descendente síncrono binário de 3 bits

Regras de contagem:

Transporte serial:

Contador de adição síncrono binário integrado

74LS161

Diagrama de função lógica:

Lista de funções:

Compensação assíncrona:

74LS163

Diagrama de função lógica: igual a 74LS161

Lista de funções:

Contador assíncrono binário

Contador de adição assíncrona binário de 3 bits

Diagrama de estado:

Transporte paralelo:

Contador assíncrono binário integrado

Contador dois e oito hexadecimais: 74197, 74LS197

Diagrama de função lógica:

Lista de funções:

Contador decimal (código 8421BCD)

Contador síncrono decimal

Contador de adição síncrona decimal

Diagrama de estado:

Contador decrescente síncrono decimal

Diagrama de estado:

Contador de adição síncrona decimal integrado

74LS160

Diagrama de função lógica:

Lista de funções:

74162, 74S162, 74LS162

Diagrama de função lógica: igual ao 74LS160

Lista de funções:

contador assíncrono decimal

Contador assíncrono decimal integrado: 74LS290

Contador N-base

Como obter um contador de base N limpando de forma síncrona o final zero ou definindo o final do número como zero

Os principais passos

Exemplo de aplicação: P289 Exemplo 6.2.1

Como obter um contador N-base usando o final de compensação assíncrona ou definindo o final do número como zero

Os principais passos

Exemplo de aplicação: P290 Exemplo 6.2.2

Expansão da capacidade do balcão

Os contadores integrados são geralmente equipados com terminais de entrada e terminais de saída para cascata. Desde que conectados corretamente, um contador com maior capacidade pode ser obtido.

Capítulo 5 Gatilho

Visão geral

Requisitos básicos para gatilhos

①Tem dois estados estáveis que podem se manter - estado 0 e 1 estado

② Capaz de receber, salvar e emitir sinais, ou seja, quando um sinal de disparo é aplicado, o estado de saída do circuito pode ser invertido após o sinal de disparo desaparecer, o novo estado obtido pode ser salvo;

Os estados atual e secundário dos gatilhos

Classificação de gatilhos

Flip-flop básico: o sinal de entrada é aplicado diretamente ao terminal de entrada

Flip-flop síncrono: O sinal de entrada é recebido através da porta de controle e a porta de controle é controlada pelo sinal CP de pulso de clock. O sinal de entrada só pode ser recebido quando o sinal CP chega.

Gatilho de borda: O sinal de entrada só pode ser recebido na borda ascendente ou descendente do sinal CP

5.1 Gatilhos básicos

Definição de status:

Flip-flop básico composto por porta NAND

Circuitos e símbolos

Diagrama do circuito lógico:

Símbolos lógicos:

Perceber

A tabela de características e as equações características do flip-flop básico composto por portas NAND são as mesmas do flip-flop básico composto por portas NOR.

Flip-flop básico composto por porta NOR

Circuitos e símbolos

Diagrama do circuito lógico:

Símbolos lógicos:

representação simbólica

R é chamado de terminal de entrada do conjunto 0, que é comumente chamado de terminal de reinicialização.

S é chamado de terminal de entrada do conjunto 1, que é comumente chamado de terminal do conjunto.

Tabela de características:

O status é incerto quando os sinais de R=S=1 são cancelados ao mesmo tempo.

Equação característica:

Gatilhos básicos integrados

Flip-flop básico integrado CMOS

Gatilho básico integrado TTL

Características dos flip-flops RS básicos

vantagem

Estrutura simples

Tem as funções de definir 0, definir 1 e segurar

deficiência

Fraca capacidade anti-interferência do circuito

Existem restrições entre R e S, ou seja, as duas entradas não podem ser de alto nível ao mesmo tempo.

5.2 Gatilhos síncronos

Flip-flop RS síncrono

Diagrama do circuito lógico:

Símbolo padrão nacional:

Tabela de características:

Equação característica:

Há restrições entre RS

Durante CP=1, se R=S=1, haverá uma situação anormal em que Q e Q não são ambos 1.

Durante CP = 1, se R e S forem cancelados a tempo, defina como 0 ou 1 e o status será determinado.

Durante CP=1, se R e S saltarem de 1 para 0 ao mesmo tempo, ocorrerá uma condição de corrida e o resultado será incerto.

Se R = S = 1, o CP é retirado repentinamente, ou seja, o CP salta de 1 para 0, também ocorrerá uma condição de corrida e o resultado será incerto.

Flip-flop D síncrono

Diagrama do circuito lógico:

Equação característica:

Características

Problema irrestrito

Durante CP=1, o terminal de saída muda com o terminal de entrada.

Quando a borda descendente do pulso CP chega, ele é travado e o conteúdo armazenado é o valor de D no momento da borda descendente.

Flip-flop D síncrono integrado

Flip-flop D síncrono integrado TTL

Flip-flop D síncrono integrado CMOS

5.3 Gatilho de borda

Flip-flop de borda D

Símbolo padrão nacional:

Equação característica:

Características do flip-flop edge D

Gatilho de borda CP (borda ascendente ou descendente)

Forte capacidade anti-interferência

Apenas a função de configuração 0 e configuração 1

A função do terminal de entrada assíncrona

Terminal de entrada síncrona: D é chamado de terminal de entrada síncrona, porque o sinal de entrada no terminal D é controlado pelo clock CP

Entrada assíncrona:

Flip-flop Edge D com entrada assíncrona:

Flip-flop D de borda integrado

Flip-flop COMS borda D CC4013

símbolo:

Função de saída:

Tabela de características:

Flip-flop TTL borda D 7474

símbolo:

Função de saída:

Tabela de características:

Flip-flop Edge JK

Símbolo padrão nacional:

Equação característica:

Tabela de características:

Características do flip-flop JK edge

Gatilho de borda CP (borda ascendente ou descendente)

Forte capacidade anti-interferência

Funções completas, flexíveis e convenientes de usar

Gatilho de borda JK integrado

Flip-flop JK de borda CMOS CC4027

Símbolo padrão nacional:

Função de saída:

Tabela de características:

Flip-flop JK de borda TTL 74LS112

Símbolo padrão nacional:

Função de saída:

Tabela de características:

Classificação de funções, método de representação de funções e conversão de gatilhos de borda

Classificação da função lógica de disparo de borda

Flip-flop tipo JK: Qualquer circuito com as funções de retenção, configuração 1, configuração 0 e inversão é chamado de flip-flop tipo JK.

Flip-flop tipo D: Qualquer circuito com a função de configuração 1 e configuração 0 é chamado de flip-flop tipo D.

Flip-flop tipo T: Qualquer circuito com funções hold e flip é chamado de flip-flop tipo T.

símbolo:

Tabela de características:

Equação característica:

Flip-flop tipo T': Qualquer circuito que gira uma vez a cada pulso de clock é chamado de flip-flop tipo T'.

símbolo:

Tabela de características:

Equação característica:

Método de representação da função lógica de gatilho de borda

Tabela de propriedades (tabela verdade)

Flip-flop D:

Gatilho JK:

Kanotu

Flip-flop D:

Gatilho JK:

Equação característica

Diagrama de estado

Flip-flop D:

Gatilho JK:

Diagrama de tempo

Flip-flop D:

Gatilho JK:

Funções lógicas de gatilho de borda representam transições entre métodos

Capítulo 3 Introdução à linguagem HDL (omitido)

Eletromecânico 2103 215090045 Liu Jiahong

Capítulo 2 Circuito de Porta

Visão geral

Conceito: Os circuitos eletrônicos que implementam operações lógicas básicas e comumente usadas são chamados de circuitos de portas lógicas.

Níveis altos e baixos e lógica positiva e negativa

Lógica positiva: o nível alto representa a lógica 1, o nível baixo representa a lógica 0

Lógica negativa: o nível alto representa a lógica 0, o nível baixo representa a lógica 1

Portas de componentes discretos e portas integradas

Circuito de porta de componente discreto: Um circuito de porta composto de componentes discretos e fios conectados entre si.

Circuito de porta integrado: Os componentes e conexões que compõem o circuito de porta são feitos em um chip semicondutor e depois embalados para formar um circuito de porta integrado.

O grau de integração dos circuitos integrados digitais: Geralmente, o número de portas lógicas equivalentes ou componentes contidos em um chip é definido como o grau de integração.

2.1 Características de comutação de diodos semicondutores, transistores e tubos MOS

Interruptor comum: boas características estáticas, características dinâmicas ruins

Chave semicondutora: características estáticas ruins, boas características dinâmicas

Transistor semicondutor

Características: Elemento de comutação com capacidade de amplificação e controlado por corrente de base

Tubo MOS

Estrutura e propriedades

Desempenho de comutação do tubo MOS.

2.2 Circuito de porta de componente discreto

Diodo AND gate e OR gate

Diodo E porta:

Diodo OU porta:

Transistor NÃO porta (inversor)

Transistor semicondutor NÃO porta

Diagrama de circuito:

Parâmetros lógicos:

Transistor MOS NÃO porta

Diagrama de circuito:

Símbolos lógicos:

Tabela verdade:

2.3 Circuito de porta integrada CMOS

CMOS: semicondutor de óxido metálico complementar

Inversor CMOS

Diagrama de circuito:

princípio de trabalho:

Porta CMOS NAND

Diagrama de circuito:

princípio de trabalho:

Porta CMOS NOR

Diagrama de circuito:

princípio de trabalho:

CMOS E porta

Diagrama de circuito:

princípio de trabalho:

CMOS OU porta

Diagrama de circuito:

princípio de trabalho:

Porta CMOS NOR

Diagrama de circuito:

princípio de trabalho:

Porta CMOS XOR

Diagrama de circuito:

princípio de trabalho:

Porta de transmissão CMOS

Diagrama de circuito:

princípio de trabalho:

Porta CMOS de três estados

Diagrama de circuito:

princípio de trabalho:

Símbolos lógicos:

Porta de drenagem aberta CMOS

Diagrama de circuito:

Símbolos lógicos:

Característica principal:

① Ao trabalhar com dreno aberto, deve-se conectar fonte de alimentação externa e resistor;

②Pode realizar linha e função;

③ A conversão de nível lógico pode ser realizada;

④ Forte capacidade de carga.

2.4 Circuito de porta integrada TTL