数字电路与系统何艳第二章课件

数字电路与系统何艳第二章课件REPORTING目录•数字电路与系统概述•数字逻辑基础•组合逻辑电路•时序逻辑电路•可编程逻辑器件PART01数字电路与系统概述REPORTING数字电路与系统的基本概念数字电路与系统是处理离散信号数字电路与系统广泛应用于计算数字电路与系统的基本组成包括的电子系统，其信号值通常表示机、通信、控制等领域，具有精逻辑门、触发器、寄存器、译码为二进制数度高、稳定性好、可靠性高等优器等基本逻辑元件和功能电路点数字电路与系统的应用与发展数字电路与系统在计算机技术、通信技术、自动控制等领域发挥着重要作用，推动了科技的快速发展和社会的进步随着集成电路、微电子技术的发展，数字电路与系统的集成度越来越高，功能越来越强大，应用范围越来越广泛未来数字电路与系统的发展将更加注重高速、低功耗、可靠性等方面的性能提升，同时将与人工智能、物联网等技术深度融合，开拓新的应用领域数字电路与系统的基本组成数字电路与系统的基本组成包括输入输出接口、存储器、运算器、控制器等部分，这些部分通过总线相互连接，协同工作输入输出接口负责与外部设备进行信息交换，存储器用于存储数据和程序，运算器进行算术逻辑运算，控制器负责控制整个系统的运行数字电路与系统的基本组成可以根据需要进行组合和扩展，以满足不同的应用需求PART02数字逻辑基础REPORTING逻辑代数的基本概念逻辑变量01逻辑变量只有0和1两种状态，表示逻辑真假逻辑运算02基本的逻辑运算包括与、或、非等真值表03表示逻辑运算结果的表格逻辑函数的表示方法真值表表示法表达式表示法列出所有输入变量的取值组合和对应的输出值使用逻辑运算符号和逻辑变量来表示逻辑函数卡诺图表示法使用图形化方法来表示逻辑函数逻辑函数的化简方法公式法化简利用逻辑代数的基本公式和运算规则来化简逻辑函数卡诺图法化简利用卡诺图的基本性质来化简逻辑函数吸收法化简利用吸收律来化简逻辑函数逻辑门电路及其特性基本逻辑门电路与门、或门、非门等门电路的特性输入与输出的关系，如与门的当且仅当输入都为1时输出才为1PART03组合逻辑电路REPORTING组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的输入和输出分析输入和输出信号的逻辑关系，确定电路的功1能真值表和逻辑表达式通过列出所有输入组合的真值表，得到输出与输2入的逻辑表达式逻辑功能描述根据真值表和逻辑表达式，描述组合逻辑电路的3逻辑功能组合逻辑电路的设计010203逻辑函数表达式逻辑门的选择电路图设计根据给定的逻辑功能，使根据逻辑函数表达式，选根据选择的逻辑门，设计用最小项或积项表达式表择合适的逻辑门实现电路出满足要求的组合逻辑电示逻辑函数路图常用组合逻辑电路及其应用编码器译码器用于将输入信号转换为二进制码，常用于数用于将二进制码转换为输出信号，常用于数据传输和存储据分配和显示多路选择器比较器用于选择多个信号中的一个作为输出，常用用于比较两个输入信号的大小，常用于数据于数据选择和路由排序和比较PART04时序逻辑电路REPORTING时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储电路两部分组成，具有记忆功能的电路状态时序逻辑电路的状态由存储电路的输出表示，具有记忆功能状态图表示时序逻辑电路的状态转换的图形，由状态转移箭头和状态组成触发器及其应用触发器是一种具有记忆功能的电路，能够存储二进制信息，并在特定条件下实现状态的翻转触发器的种类RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等触发器的应用在时序逻辑电路中作为存储单元，实现二进制数的存储和状态的翻转寄存器及其应用寄存器是一种具有存储功能的电路，能够存储二进制数，并按照时钟信号的节拍进行数据的读取和写入寄存器的种类移位寄存器、计数器寄存器和串行/并行转换寄存器等寄存器的应用在计算机、数字系统和通信等领域中用于数据的存储、缓冲和传输计数器及其应用计数器是一种具有计数的功能的电路，能够记录输入脉冲的个数，并根据需要输出相应的状态计数器的种类二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器等计数器的应用在数字系统中用于实现定时、分频、计数和程序控制等功能，还可用于测量时间间隔、频率和相位差等物理量PART05可编程逻辑器件REPORTING可编程逻辑器件的基本概念01可编程逻辑器件是一种集成电路，其逻辑功能可以通过编程来配置02可编程逻辑器件通常由多个逻辑门组成，可以实现对数字信号的处理和控制03可编程逻辑器件的应用范围广泛，包括数字通信、计算机、工业控制等领域现场可编程门阵列（FPGA）现场可编程门阵列是一种可编程逻辑器件，其内部由多个逻辑01门组成，可以实现对数字信号的处理和控制FPGA的优点在于其可编程性和灵活性，可以根据需要进行配置02和重构，实现不同的逻辑功能FPGA在高速数字信号处理、图像处理、通信等领域有广泛应用03复杂可编程逻辑器件（CPLD）010203复杂可编程逻辑器件是CPLD的优点在于其高集CPLD在航空航天、军事、一种可编程逻辑器件，成度和高性能，可以应工业控制等领域有广泛其内部由复杂的逻辑门用于大规模数字系统的应用和触发器组成，可以实设计和实现现更复杂的逻辑功能可编程逻辑器件的开发与应用可编程逻辑器件的开发通常使用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）进行设计和编程可编程逻辑器件的应用范围广泛，可以根据需要进行配置和重构，实现不同的逻辑功能可编程逻辑器件的发展趋势是向高集成度、高性能、低功耗方向发展，以满足不断增长的数字系统需求THANKS感谢观看REPORTING。