《数字电子技术》笔记
《数字电子技术》笔记
- 绪论
- 第一章 信息和编码
- 第二章 逻辑代数
- 第三章 门电路
- 第四章 组合电路的逻辑与分析
- 第五章 触发器
- 第七章 可编程逻辑器件
绪论
- 什么是电子技术？是研究电子器件及电子器件应用的学科。
- EDA：Electronic Design Automation
- 电子电路用处：处理信息，能量转换。数字电路中，用一个离散的电压序列来表示信息。
第一章 信息和编码
- 香农是第一个对信息进行研究的人。
- 补码，负数的数值部分取反加1。
- 余三码：当两个十进制数的和是9时，相应的余3码的和正好是15，于是可自动产生进位信号,而不需修正
- 格雷码：相邻码只有以为发生状态变化
第二章 逻辑代数
- 真值表、与或非、异或
- (AB)’ = A’ + B’
- (A + B)’ = A’B’
- 带入定理：在任意一个包含A的逻辑定理中，以任何替代A，等式依然成立。
- 反演定理：0—>1, 与---->或
- 逻辑函数的两种标准形式：最小项之和、最大项之积。
最小项：就是乘积形式（与），例如输入为A、B，AB就是最小项其中的一项
最大项：就是加和形式（或） - 卡诺图：5变量以上就很少用卡诺图了。
第三章 门电路
连接线不是电路器件。
高低电平，指的是一端，而不是一个值。
二极管与门；
二极管或门：
CMOS管：他不是一种新的电子器件，而是一种电路思想：他讲两种MOS管连接起来。C表示Complementary，即互补。Vin的数值在中间范围的时候，两个开关都导通，这个区域是禁止区。下图为一个反相器：
CMOS管动态特性：会存在一定的时间延迟。
其他电路：与门、或门：
带缓冲极的CMOS：
若把模块直接级联构成一个系统时，由于每个模块输出的高低电平就是高高低低的，没有达到输出高质量的高电平和低电平要求，也就是各自的驱动能力不一样。 但是我们希望一个数字系统中，大家采用同样的高低电平，大家都具有同样的高低电平特性。这样级联起来方便，于是提出了带缓冲极的CMOS门电路。
带缓冲级的CMOS门电路就是把这种变化（输入状态影响的输出高低电平的变化）消化在电路的内部。解决方法就是：对每一个输入和输出都加一个反相器。三态门：可用于总线连接，EN控制设备是否有效。
9. TTL反相器（CMOS功耗低，TTL功耗高）
第四章 组合电路的逻辑与分析
数字系统流程
当要设计一个系统的时候，包括写代码设计一些类，应该每做一步设计的时候都回头看看是否兼容前面的东西，后面拓展起来是否方便。
优先编码器：看真值表可以得出，I7最优先，只要I7为1，其他输入不影响输出
译码器：8线-3线编码器，倒过来就是3线-8线译码器
显示译码器：
竞争：同时向相反的逻辑电平变化。因竞争而可能在输出产生尖峰脉冲的现象，称为”竞争-冒险“。
解决方案：增加滤波电容；引入选通脉冲；修改逻辑设计。
卡诺图中出现相切的化简部分，肯定会出现竞争。EDA：Electronic Design Automation。
可擦除PLD：Erasable Programmable Logic Device。PLD里面放置了很多器件，但是由EDA来对他进行编程链接。
FPGA（Field Programmable Gate Array）是在PAL （可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
HDL：硬件描述语言，有Verilog、VHDL
SoC：System on Chip的缩写，称为系统级芯片，也有称片上系统，意指它是一个产品，是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。
第五章 触发器
- 相当于LSTM，上一次的输出会用到下一次的输入。那么，用什么存储上一次的输出呢？触发器。触发器用于记忆1位二进制信号。
- 触发器分类：
（1）按触发方式：电平、脉冲、边沿
（2）按逻辑功能：RS、JK、T、D - 触发器电路图：
加入时间控制：
上述触发器为电平触发器，即只有时钟信号置1时， 即有效电平到达的时候，S、R置0、置1才起作用。在时序图中表现为在时钟周期水平的时候才能存储数据。
上述触发器为边沿（上沿，0->1）触发器。即，只有在信号从0变为1的过程中才会触发存储。
第七章 可编程逻辑器件
掩模ROM
可编程ROM：PROM。所有字线和位线都连接，要不要断开由程序来决定。这就是所谓的烧录。一次性编程。
可擦除可编程EPROM：紫外线可擦除PROM
电可擦除可编程E^2PROM
闪存：Flash Memory。
上述这些器件，全是总体结构，即字线和位线不变，变的是字线和位线之间的连接。
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