数电基础总结
数字电路基础技术知识点总结
数字电路是现代电子技术的重要组成部分，也是基础必备知识，广泛应用于计算机、通信、自动控制等领域。本篇主要是对数字电路基础技术主要知识的总结，方便复习时总体把握。
目录
一、数字电路基础概念
二、逻辑代数基础
三、组合逻辑电路
四、时序逻辑电路
五、半导体存储器
六、可编程逻辑器件（PLD）
一、数字电路基础概念
- 数字信号与模拟信号：数字信号是离散的、不连续的信号，通常用二进制数（0 和 1）表示；模拟信号是连续变化的信号，其幅值和时间都是连续的。
- 数制与码制
- 数制：常见的数制有二进制、八进制、十进制和十六进制。各数制之间可以相互转换，如二进制转换为十进制可通过按权展开法进行。
- 码制：包括原码、反码、补码等。补码常用于计算机中进行加减法运算，以简化运算电路。
二、逻辑代数基础
- 基本逻辑运算
- 与运算：只有当所有输入都为 1 时，输出才为 1，逻辑表达式为 Y = A・B。
- 或运算：只要有一个输入为 1，输出就为 1，逻辑表达式为 Y = A + B。
- 非运算：输入为 1 时输出为 0，输入为 0 时输出为 1，逻辑表达式为 Y =
。
- 逻辑代数的基本定律和规则
- 基本定律：如交换律、结合律、分配律等。
- 规则：包括代入规则、反演规则和对偶规则，用于逻辑函数的化简和变换。
- 逻辑函数的表示方法
- 真值表：列出输入变量的所有可能取值组合及其对应的输出值。
- 逻辑表达式：用逻辑运算符表示输入和输出之间的逻辑关系。
- 卡诺图：用于化简逻辑函数，通过合并相邻最小项来消除冗余项。
三、组合逻辑电路
- 组合逻辑电路的特点：输出仅取决于当前的输入，与电路过去的状态无关。
- 常用组合逻辑电路
- 编码器：将输入的特定信息编成二进制代码。
- 译码器：将二进制代码翻译成对应的输出信号。
- 数据选择器：从多个输入数据中选择一个输出。
- 加法器：实现二进制数的加法运算，包括半加器和全加器。
- 组合逻辑电路的分析与设计
- 分析：根据给定的逻辑电路，写出逻辑表达式，列出真值表，分析其逻辑功能。
- 设计：根据给定的逻辑功能要求，设计出相应的逻辑电路，包括选择合适的逻辑门和进行逻辑化简。
四、时序逻辑电路
- 时序逻辑电路的特点：输出不仅取决于当前的输入，还与电路过去的状态有关，电路中包含存储元件（如触发器）。
- 触发器
- 基本 RS 触发器：具有置 0、置 1 和保持功能，但存在不定状态。
- D 触发器：在时钟脉冲作用下，输出状态等于输入 D 的状态。
- JK 触发器：功能较强，具有置 0、置 1、保持和翻转功能。
- 常用时序逻辑电路
- 计数器：用于对输入脉冲进行计数，可分为同步计数器和异步计数器。
- 寄存器：用于存储二进制数据，可分为数码寄存器和移位寄存器。
- 时序逻辑电路的分析与设计
- 分析：根据给定的时序逻辑电路，写出驱动方程、状态方程和输出方程，画出状态转换图，分析其逻辑功能。
- 设计：根据给定的逻辑功能要求，设计出相应的时序逻辑电路，包括选择合适的触发器和进行状态分配。
五、半导体存储器
- 分类：分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
- RAM：可以随时读写数据，但掉电后数据丢失。
- ROM：只能读取数据，不能写入数据，掉电后数据不丢失。常用于存储固定的程序和数据。
六、可编程逻辑器件（PLD）
- 分类：包括现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）等。
- 特点：具有可编程性，可以根据用户的需求进行逻辑设计和功能实现，大大缩短了产品的开发周期。