现代远程教育-数字电子课程学习指导.docVIP

现代远程教育 《数字电子》 课 程 学 习 指 导 书 《数字电子》课程学习指导书 第一章 数字逻辑基础 （一）本章学习目标 1．理解数字信号和模拟信号的区别；理解数字电路的特点和分类。 2．熟练掌握二、十、十六进制数之间的转换。 3．熟练掌握8421BCD码，余3BCD编码，一般了解其他的BCD码。 4．学会三种基本逻辑运算和常用的复合逻辑运算，并能运用各种逻辑运算。 5．理解逻辑变量、逻辑函数，掌握逻辑函数的功能描述方法。 （二）本章重点、要点 重点：常用数制及其转换，常用BCD码，各种常用逻辑运算的符号、表达式、真值表。 要点： 数字电路按照电路结构和工作原理的不同分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。 数字电路常用二极管、三极管、场效应管作为开关元件。 模拟信号是时间连续、数值也连续的物理量；数字信号在时间和数值上均是离散的，常用数字0和1来表示。 常用的数制有十进制、二进制、十六进制数。 8421BCD码是指用四位二进制码中的前十种组合0000～1001来表示十进制数的十个数码；余3BCD码是用0011～1100十种组合来表示十进制数的十个数码。 数字电路中三种基本的逻辑运算是与（逻辑乘）运算、或（逻辑加）运算、非（反）运算。常用的复合逻辑运算有与非、或非、与或非、异或等运算。 （三）本章练习题或思考题 1．将下列十进制数分别转换为二进制数、8421BCD码。 （1）46， （2）57， （3）31 2．将下列二进制数分别转换为十六进制数、十进制数。 （1）0.0101， （2）， （3） 3．将下列十六进制数分别转换为二进制数、十进制数。 （1）A6E， （2）2F， （3）46 4．分别下列写出8421BCD码所对应的十进制数。 （1）0011， （2）， （3）.0110 5．分别写出逻辑与、或、非、与非、或非、异或运算的逻辑表达式，并画出相应的逻辑符号。 6．如图1.1所示，写出各电路的逻辑表达式，并列出各电路的真值表。 图1.1 7．如图1.2所示，写出各图的逻辑表达式，并对应输入A、B画出L1、L2、L3的波形。 图1.2 第二章 逻辑门电路 （一）本章学习目标 1．理解二极管、三极管的开关特性；掌握二极管、三极管的外特性及主要参数。 2．掌握基本逻辑门电路的构成方法。 3．熟练掌握TTL集成逻辑门电路的逻辑功能、特性、参数和使用方法。 4．熟练掌握CMOS集成逻辑门电路的功能特点和使用方法。 5．理解正负逻辑的概念。 （二）本章重点、要点 重点：半导体二极管、三极管的开关特性，各种集成逻辑门电路的功能特点、性能参数和使用方法。 要点： 半导体中不仅有电子载流子，且有空穴载流子。N型半导体中，自由电子为多数载流子（多子），空穴为少子；P型半导体中，空穴为多数载流子（多子），自由电子为少子，主要靠空穴导电。 二极管的单向导电性是指：二极管加正向电压时，呈现小电阻，为导通状态；加反向电压时，呈现大电阻，为截止状态。 三极管又称双极性晶体管，有NPN和PNP型两类。三极管在电路中有三种工作状态：截至、饱和和放大。工作在截止状态时Je、Jc均反偏，管子如同开关断开；工作在饱和状态时，Je、Jc均正偏，管子如同开关闭合；工作在放大状态时，有发射结正偏，集电结反偏。 在数字电路中，三极管一般作为一个开关使用，稳定工作在饱和或截止状态； 集成TTL门具有工作速度快，功耗大的特点。 将多个与非门的输出端直接相连，实现各输出端相与的逻辑功能，称为线与。一般TTL与非门不能线与。 三态门：输出除0、1两个状态外， 还有第三态：高阻态（禁止态）。 场效应管亦叫电压控制器件，单极性器件。集成MOS门电路具有功耗小，扇出数高，抗干扰强，工作速度慢的特点。 TTL门电路输入端悬空或接大电阻相当接高电平；而MOS门电路输入端不准悬空，如接大电阻相当接0。 与非门电路的多余输入端可以接高电平、和有用端并接，但不可以接低电平；或非门的多余输入端可以接低电平、和有用端并接，但不可以接高电平。 （三）本章练习题或思考题 1．如图2.1所示，设二极管理想，分析电路中二极管D的工作状态，并计算VAB。 图2.1 2．如图2.2所示，已知三极管三个极的电位，判定各三极管的工作状态。 图2.2 3．如图2.3所示，写出各输出函数的逻辑表达式。 图2.3 4．如图2.4所示，写出各输出的逻辑表达式，并对应输入画出输出波形。 图2.4 5．简述集成TTL逻辑门和CMOS门电路各自的特点。 6．解释下列名词：线与、灌电流、拉电流、扇出数。 7．画出低电平有效的三态门逻辑符号，并列出三态门的真值表。 8．应用中TTL或非门的多余输入端如何处理？CMOS门的多余输入端可以悬空吗？ 第三章 组合逻辑电路的分析