数字电路读书笔记Word格式文档下载.docx
- 文档编号:22562963
- 上传时间:2023-02-04
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:27.15KB
数字电路读书笔记Word格式文档下载.docx
《数字电路读书笔记Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数字电路读书笔记Word格式文档下载.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
电路的输出和输入之间是一种逻辑关系。
这种电路除了能进行二进制算术运算外还能完成逻辑运算和具有逻辑推理能力,所以才把它叫做逻辑电路。
由于数字逻辑电路有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理能力等优点,因此被广泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。
一般家电产品中,如定时器、告警器、控制器、电子钟表、电子玩具等都要用数字逻辑电路。
数字逻辑电路的第一个特点是为了突出“逻辑”两个字,使用的是独特的图形符号。
数字逻辑电路中有门电路和触发器两种基本单元电路,它们都是以晶体管和电阻等元件组成
的,但在逻辑电路中我们只用几个简化了的图形符号去表示它们,而不画出它们的具体电路,也不管它们使用多高电压,是ttl电路还是cmos电路等等。
按逻辑功能要求把这些图形符号组合起来画成的图就是逻辑电路图,它完全不同于一般的放大振荡或脉冲电路图。
数字电路中有关信息是包含在0和1的数字组合内的,所以只要电路能明显地区分开0和1,0和1的组合关系没有破坏就行,脉冲波形的好坏我们是不大理会的。
所以数字逻辑电路的第二个特点是我们主要关心它能完成什么样的逻辑功能,较少考虑它的电气参数性能等问题。
也因为这个原因,数字逻辑电路中使用了一些特殊的表达方法如真值表、特征方程等,还使用一些特殊的分析工具如逻辑代数、卡诺图等等,这些也都与放大振荡电路不同。
三.数字电路的数制
在我们的日常生活中常用的进制主要是十进制(因为我们有十个手指,所以十进制是比较合理的选择,用手指可以表示十个数字,0的概念直到很久以后才出现,所以是1-10而不是0-9)。
例如:
在早期设计的机械计算装置中,使用的不是二进制,而是十进制或者其他进制,利用齿轮的不同位置表示不同的数值,这种计算装置可能更加接近人类的思想方式。
比如说一个计算设备有十个齿轮,它们级连起来,每一个齿轮有十格,小齿轮转一圈大齿轮走一格。
这就是一个简单的十位十进制的数据表示设备了,可以表示0到999999999的数字。
配合其他的一些机械设备,这样一个简单的基于齿轮的装置就可以实现简单的十进制加减法了。
而在如今的信息化、数字社会,十进制不能满足人们的使用要求,从而出现了不同的进制,如我们常说的二进制、八进制、十六进制等。
二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。
计算机运算基础采用二进制。
电脑的基础是二进制,电子计算机出现以后,使用电子管来表示十种状态过于复杂,所以所有的电子计算机中只有两种基本的状态,开和关。
也就是说,电子管的两种状态决定了以电子管为基础的电子计算机采用二进制来表示数字和数据。
这种通过不同的位置上面不同的符号表示数值的方法就是进制表示方法。
一个字是电脑中的基本存储单元,根据计算机字长的不同,字具有不同的位数,现代电脑的字长一般是32位的,也就是说,一个字的位数是32。
字节是8位的数据单元,一个字节可以表示0-255的数据。
对于32位字长的现代电脑,一个字等于4个字节,对于早期的16位的电脑,一个字等于2个字节。
八进制的数较二进制的数书写方便,常应用在电子计算机的计算中。
十六进制常用在单片机的编程里。
数制应用领域范围之广,一时难以一一举例,未来的世界数字化,期待着。
四、数字逻辑设计在生活中的应用
随着数字机顶盒、数字高清电视和液晶平板电视的迅猛发展,日常消费电子产品中的数字视频解调接收器和视频图像处理信号接收前端的重要模块-模数转换器的应用越来越广泛,而且随着整机产品的功能和性能要求越来越高,功耗低面积小的数字视频片上系统(soc)单芯片已经成为10位分辨率、多通道模数转换器的主要应用芯片。
但是由于片上系统单芯片集成了大量的模拟电路和数字逻辑电路,内部时钟频率也非常高,因此导致电路噪声偏大,影响模数转换器的性能。
如何使模数转换器既拥有较强的抗干扰能力,同时达到低功耗的要求,越来越成为模拟集成电路研究的热点和难点。
期间主要的研究成果和工作有以下几个方面:
(1)一般流水线模数转换器常用的动态比较器需要从外部输入参考源与输入信号进行比较然后输出数字域的结果,而本文提出的无输入参考源动态比较器不需要在比较器之外引入参考源而是利用比较器输入对管的差别产生比较阈值,这样减轻了参考源驱动电路的负载,排除了外部电路对动态比较器组成的子模数转换器模块的干扰,另外减少了外部引入参考源走线的数量进而减小了硅面积。
(2)虽然流水线模数转换器的冗余位数字校正(rsd)能够消除一定的误差,但是在低电压应用中,由于信号输入幅度相对较高,因此冗佘校正后的误差仍较大,为了保证整个模数转
换器依然有良好的线性度和良好的信噪比,论文提出了内插冗余校正技术。
该技术的原理是:
由于根据系统定义的噪声限制指标和制造工厂提供的工艺匹配参数可以计算出第i级之后插入一级冗余校正级。
因此内插冗余校正级可以把第i级的输出大于正常输入范围数倍之内的信号做为输入(主要是第1级到第i级累积的误差并被mdac电路放大引起的)然后输出时校正到后级能接受的正常输入范围,这样就可以避免最终模数转换器输出钳位和饱和引起整个adc的线性度和动态范围的下降。
(3)为了兼容标准数字逻辑工艺,mdac中没有使用线性度较高的mim电容,而是选择了三明治式金属层间电容(stackcapacitor),这需要通过仔细提取金属层间电容的寄生参数以确保电容的线性度能保证整个adc的性能。
(4)为了优化电路的功耗和面积,论文设计的流水线模数转换器采用了运算放大器复用技术,这样可以让相邻的两个mdac共用一个运算放大器,有效地降低了功耗和面积。
五、结束语
随着现代电子技术的发展,人们正处于一个信息时代。
而现代信息的传输、处理和存储越来越趋于数字化。
人们在日常生活中,常用的计算机、电视机、音响系统、视频记录仪设备、长途电信等电子设备或电子系统,无一不采用数字电路或子系统。
因此在今后,数字逻辑电路的应用也将越来越广泛、技术越来越先进。
【篇二:
数电读书笔记】
书名:
数字电子技术基础
作者:
林涛
出版社:
清华大学出版社
读书时间:
2013年11月10日————2013年11月22日内容简介:
《数字电子技术基础(第2版)》依据新修订的《高等工业学校电子技术基础课程教学基本要求》,并结合多年的教学实践经验编写而成。
主要内容包括数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、脉冲波形的产生与变换、a/d与d/a转换、可编程逻辑器件、vhdl语言简介及其在数字系统分析与设计中的应用举例等。
各章前有内容提要、学习提示,章未有小结、思考题与习题。
《数字电子技术基础(第2版)》可作为高等学校电气信息类、电子信息类、计算机类及相近专业本科生数字电子技术基础教材和教学参考书,也可作为有关工程技术人员的参考书。
读书笔记:
①摘抄:
组合逻辑电路
组合逻辑电路是指在任何时刻,逻辑电路的输出状态只取决于该时刻各输入状态的组合,而与逻辑电路原来的状态无关。
组合逻辑电路的结构特点是:
电路由各种门电路构成,不存在反馈。
描述组合逻辑电路的功能的主要方式有以下几种。
1.逻辑函数表达式
逻辑函数表达式通常以与或表达式表示,并且化简为最简与或表达式,这种表达形式的有点是便于进行逻辑推导。
2.逻辑电路图
逻辑电路图简称为逻辑图,组合逻辑电路图是由各种门电路的逻辑符号及相互连线组成。
3.真值表
以表格的形式描述输入变量的各种取值组合与输出函数值的对应关系,输入变量取值组合的顺序通常以对应二进制数的顺序表示。
4.波形图
波形图是以数字波形的形式表示逻辑电路输入与输出的逻辑关系。
5.卡诺图:
卡诺图不仅可以作为简化逻辑函数的工具,而且也是描述逻辑函数的一种方式,卡诺图中的每一个小方格与真值表中每一组输入变量取值组合事实上存在一一对应的关系,在某种意义上说,卡诺图是真值表的图形表示。
组合逻辑电路的分析方法:
(1)写出逻辑函数表达式。
根据已知的逻辑电路图,从输入到输出逐级写出逻辑电路的逻辑函数表达式。
(2)化简逻辑函数表达式。
一般情况下,有逻辑电路写出的逻辑表达式不是最简与或表达式,因此需要对逻辑函数表达式进行化简或者变换,以便用最简与或表达式来表示逻辑函数。
(3)列写真值表。
根据逻辑表达式列出反应输入输出逻辑变量互相
关系的真值表。
(4)分析并用文字概括出电路的逻辑功能。
根据逻辑真值表,分析并确定逻辑电路所实现的逻辑功能。
组合逻辑电路设计的一般方法。
(1)列出真值表。
(2)写出逻辑数表达式。
(3)化简或变换逻辑函数的表达式。
(4)画出逻辑电路图。
编码器和译码器:
编码器
在数字系统中,用特定代码(比如bcd码、二进制码等)表示各种不同的符号、字母、数字等有关信号的过程称之为编码。
1.二进制编码器
能过实现用n为二进制代码对n=2的n次方个一般信号进行编码的电路,称之为二进制编码器,这种编码器又称之为普通编码器。
2.优先编码器
在优先编码器电路中,允许两个以上的输入信号同时输入有效,为了保证输出代码与输入信号的一一对应关系,即每次只对一个输入信号惊醒编码,因此,再设计优先编码器时,将所有输入信号按优先顺序排好队,当n个输入信号同事输入有效时,只能对其中优先权最高的一个输入信号进行编码。
这种编码器广泛应用于计算机系统的中断请求和数字控制的排队逻辑电路中。
3.二-十进制编码器
将表示十进制数0.1.2.3.4.5.6.7.8.9的10个信号分别转换4位二进制代码的电路,称为二-十进制编码器。
译码器
1.二进制译码器
二进制译码器输入时n位二进制码,输出有2的n次方条线。
2.74183应用举例
74138的基本功能是3线-8线译码器,但由于它具有3个使能控制端s1.s2.s3及能提供最小项的与非门电路结构。
使74138译码器的扩展及灵活应用比较方便。
3.二-十进制译码器
二-十进制译码器也称bcd译码器,它的逻辑功能是将输入的一组bcd码译成十个高低电平输出信号。
4.数字显示译码器
数字显示译码器不同于上述的译码器,它的主要功能是译码驱动数字显示器件,数字显示的方式分三种:
(1)字形重叠式,即将不同字符的电极重叠起来,使相应的电极发亮,则可显示需要的字符。
(2)分段式,即在同一个平面上按笔画分布发光段,利用不同发光段组合,显示不同的数码。
(3)点阵式,由一些按一定规律排列的可发光的点组成,通过发光点组合显示不同的数码。
数据分配器与数据选择器
数据分配器
在数据传输的过程中,常需要把一条通道上的数据分配到不同的数据通道上,实现这一功能的电路成为数据分配器(也称多路数据分配器,多路数据调节器)。
数据选择器
数据选择器(mux)的逻辑功能是在地址选择信号的控制下,从多路数据中选择出一路数据作为输出信号,相当于多输入的单刀多掷开关。
1.数据选择器的功能描述
2.数据选择器的扩展
如需要选择的数据通道较多时,可以选用八选一或十六选一数据选择器,也可以把几个数据选择器连接起来扩展数据输入端。
3.数据选择器的应用
数据选择器的应用很广泛,他不仅可以实现有选择的传递数据,而且还可以作为逻辑函数发生器,实现所有要求的逻辑函数功能,也可以将并行数据转化为串行数据进行传输。
计数器
2的n次方进制计数器组成规律
1.2的n次方进制同步加计数器
同步计数器中,每个触发器在cp的作用下同时形成新状态,由2的n次方进制加计数规律可知,最低位每来一个时钟脉冲就应翻转一次,而其他各位应在其所有低位全为1时,再来时钟脉冲才翻转(低位向
【篇三:
电子电路读书笔记】
电子电路读书笔记
1、hc为coms电平,hct为ttl电平
2、ls输入开路为高电平,hc输入不允许开路,hc一般都要求有上下拉电阻来确定输入端无效时的电平。
ls却没有这个要求
3、ls输出下拉强上拉弱,hc上拉下拉相同
4、工作电压:
ls只能用5v,而hc一般为2v到6v
5、cmos可以驱动ttl,但反过来是不行的。
ttl电路驱动coms电路时需要加上拉电阻,将2.4v~3.6v之间的电压上拉起来,让cmos检测到高电平输入
6、驱动能力不同,ls一般高电平的驱动能力为5ma,低电平为20ma;
而cmos的高低电平均为5ma
7、rs232电平为+12v为逻辑负,-12为逻辑正
8、74系列为商用,54为军用
9、ttl高电平2.4v,ttl低电平0.4v,噪声容限0.4v
10、oc门,即集电极开路门电路(为什么会有oc门?
因为要实现“线与”逻辑),od门,即漏极开路门电路,必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。
否则它一般只作为开关大电压和大电流负载,所以又叫做驱动门电路。
并且只能吸收电流,必须外界上拉电阻和电源才才能对外输出电流
11、coms的输入电流超过1ma,就有可能烧坏coms
12、当接长信号传输线时,在coms电路端接匹配电阻
13、在门电路输入端串联10k电阻后再输入低电平,输入端出呈现的是高电平而不是低电平
14、如果电路中出现3.3v的coms电路去驱动5vcmos电路的情况,如3.3v单片机去驱动74hc,这种情况有以下几种方法解决,最简单的就是直接将74hc换成74hct的芯片,因为3.3vcmos可以直接驱动5v的ttl电路;
或者加电压转换芯片;
还有就是把单片机的i/o口设为开漏,然后加上拉电阻到5v,这种情况下得根据实际情况调整电阻的大小,以保证信号的上升沿时间。
15、逻辑门输出为高电平时的负载电流(为拉电流),逻辑门输出为低电平时的负载电流(为灌电流)
16、由于漏级开路,所以后级电路必须接一上拉电阻,上拉电阻的电源电压就可以决定输出电平。
这样漏极开路形式就可以连接不同电平的器件,用于电平转换。
需要注意的一点:
在上升沿的时候通过外部上拉无源电阻对负载进行充电,所以上升沿的时间可能不够迅速,尽量使用下降沿
17、几种电平转换方法:
(1)晶体管+上拉电阻法
就是一个双极型三极管或mosfet,c/d极接一个上拉电阻到正电源,输入电平很灵活,输出电平大致就是正电源电平。
(2)oc/od器件+上拉电阻法
跟1)类似。
适用于器件输出刚好为oc/od的场合。
(3)74xhct系列芯片升压(3.3v→5v)
凡是输入与5vttl电平兼容的5vcmos器件都可以用作3.3v→5v电平转换。
——这是由于3.3vcmos的电平刚好和5vttl电平兼容(巧合),而cmos的输出电平
总是接近电源电平的。
廉价的选择如74xhct(hct/ahct/vhct/ahct1g/vhct1g/...)系列(那个字母t就表示ttl兼容)。
(4)超限输入降压法(5v→3.3v,3.3v→1.8v,...)
凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件,都可以用作降低电平。
这里的超限是指超过电源,许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源,但越来越多的新器件取消了这个限制(改变了输入级保护电路)。
例如,74ahc/vhc系列芯片,其datasheets明确注明输入电压范围为0~5.5v,如果采用3.3v供电,就可以实现5v→3.3v电平转换。
(5)专用电平转换芯片
最著名的就是164245,不仅可以用作升压/降压,而且允许两边电源不同步。
这是最通用的电平转换方案,但是也是很昂贵的(俺前不久买还是¥45/片,虽是零售,也贵的吓人),因此若非必要,最好用前两个方案。
(6)电阻分压法
最简单的降低电平的方法。
5v电平,经1.6k+3.3k电阻分压,就是3.3v。
(7)限流电阻法
18、无极性电容和有极性电容:
前者的封装基本为0805,0603。
后者用的最多为铝电解电容,好一点的钽电容
19、pqfp(plasticquadflatpackage,塑料四边引出扁平封装),bga(ballgridarraypackage,球栅阵列封装),pga(pingridarraypackage,针栅阵列封装),plcc(plasticleadedchipcarrier,塑料有引线芯片载体),sop(smalloutlinepackage,小尺寸封装),tosp(thinsmalloutlinepackage,薄小外形封装),soic(smalloutlineintegratedcircuitpackage,小外形集成电路封装)
集成电路常见的封装形式
qfp(quadflatpackage)四面有鸥翼型脚(封装)
bga(ballgridarray)球栅阵列(封装)
plcc(plasticleadedchipcarrier)四边有内勾型脚(封装)
soj(smalloutlinejunction)两边有内勾型脚(封装)
soic(smalloutlineintegratedcircuit)两面有鸥翼型脚(封装)
20、屏蔽线对静电有很强的抑制作用,双绞线对电磁感应也有一定的抑制效果
21、模拟信号采样抗干扰技术:
可以采用具有差动输入的测量放大器,采用屏蔽双胶线传输测量信号,或将电压信号改变为电流信号,以及采用阻容滤波等技术
22、闲置不用的ic管脚不要悬空以避免干扰引入。
不用的运算放大器正输入端接地,负输入端接输出。
单片机不用的i/o口定义成输出。
单片机上有一个以上电源、接地端,每个都要接上,不要悬空
23、电阻阻值色环表示法:
普通的色环电阻器用4环表示,精密电阻器用5环表示
24、电阻的作用为分流、限流、分压、偏置、滤波(与电容器组合使用)和阻抗匹配等
25、电容的作用:
隔直流,旁路,耦合,滤波,补偿,充放电,储能等
26、一般电容的数字表示法单位为pf,电解电容一般为uf
27、电容器的主要性能指标:
电容器的容量(即储存电荷的容量),耐压值(指在额定温度范围内电容能长时间可靠工作的最大直流电压或最大交流电压的有效值)耐温值(表示电容所能承受的最高工作温度。
).
28、电感器的作用:
滤波,陷波,振荡,储存磁能等
29、电感器的分类:
空芯电感和磁芯电感.磁芯电感又可称为铁芯电感和铜芯电感等
30、半导体二极管的分类a按材质分:
硅二极管和锗二极管;
b按用途分:
整流二极管,检波二极管,稳压二极管,发光二极管,光电二极管,变容二极管。
31、场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。
在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;
而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管
32、socket是一种插座封装形式,是一种矩型的插座;
slot是一种插槽封装形式,是一种长方形的插槽
33、晶振的测量方法:
用万用表rx10k档测量石英晶体振荡器的正,反向电阻值.正常时应为无穷大.若测得石英晶体振荡器有一定的阻值或为零,则说明该石英晶体振荡器已漏电或击穿损坏
34、io口输出高电平时,驱动能力最低,对外显示为推电流;
io口输出低电平时,驱动能力最大,对外显示为拉电流
35、外围集成数字驱动电路如果驱动的是感性负载,必须加限流电阻或钳住二极管
36、9013提供的驱动电流有300ma
37、输出数据应该锁存(外围速度跟不上,所以需要锁存),输入数据应该有三态缓冲(加入了高阻状态,不至于对内部的数据总线产生影响)
38、8位并行输出口(必须带有锁存功能):
74ls377,74ls273.8位并行输入口(必须是三态门):
74ls373,74ls244
39、串行口扩展并行口,并行输入口:
74ls165。
并行输出口:
74ls164
40、键盘工作方式有三种:
1、编程扫描方式2、定时扫描方式3、中断方式。
还可以专门设计一个io口用来进行双功能键的设计(上档键和下档键)
41、对于ttl负载,主要应考虑直流负载特性,因为ttl的电流大,分布电容小。
对于mos型负载,主要应考虑交流负载特性,因为mos型负载的输入电流小,主要考虑分布电容
42、特别注意总线负载平衡的概念!
43、上拉电阻的好处:
1、提高信号电平2、提高总线的抗电磁干扰能力(电磁信号通过db进入cpu)3、抑制静电干扰(cmos芯片)4、反射波干扰(长远距离传输)
44、稳压时,采用两级集成稳压芯片稳压效果更好
45、传输线的阻抗匹配:
1、终端并联阻抗匹配(高电平下降)2、始端串联匹配(低电平抬高)3、终端并联隔直流匹配(rc串联接地)4、终端接钳位二极管
46、接地分两种:
外壳接地(真正的接地)和工作接地(浮地)
47、在单片机中地的种类:
数字地,模拟地,功率地(电流大,地线粗),信号地,交流地,屏蔽地
48、一点接地:
低频电路(1mhz以下)。
多点接地:
高频电路(10mhz以上)
49、交流地与信号地不能公用,数字地和模拟地最好分开,然后在一点相连
50、揩振回路:
可以选用云母、高频陶瓷电容,隔直流:
可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容,滤波:
可以选用电解电容,旁路:
可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容
51、二极管应用电路
(1)限幅电路---利用二极管单向导电性和导通后两端电压基本不变的特点组成,将信号限
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数字电路 读书笔记