数字系统设计基础(0)

数字系统设计

1、数字电路(Digital Circuit) ：对数字信号进行算术运算和逻辑运算的电路。

2、组合逻辑电路： 组合逻辑电路的输出只依赖于当前输入，与输入历史无关。

 　　高电平、低电平----二值逻辑

　　 二-十进制码（BCD码-Binary-Coded-Decimal）： 8421BCD码、2421码、余3码

　　 格雷码：相邻的两个码组之间仅有一位不同

　　十进制数  8421BCD码   余3码    格雷码
　　　　0 　　  0000　　　0011     0000
　　　　1 　　  0001 　　  0100     0001   
　　　　2 　　  0010　　   0101     0011  
　　　　3 　  　0011 　　  0110     0010
　　　　4 　　  0100 　　  0111     0110     
　　　　5 　　  0101 　　  1000     1110
　　　　6 　  　0110 　　  1001     1010　　
　　　　7 　　  0111　　   1010     1000　　
　　　　8 　　  1000 　　  1011     1100　　
　　　　9 　　  1001 　　  1100     0100 

　　 ASCII码：键盘的键符用7位二进制码表示 

　　 布尔代数、逻辑门：与、或、非   与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门

　　 逻辑函数表示方法：真值表、逻辑表达式、逻辑图、时序图

　　 逻辑函数的化简：最小项、卡诺图

　　 组合逻辑设计方法：真值表--表达式--卡诺图化简--逻辑电路图

　　 常用组合逻辑：译码器（74X138--3线3线译码器）、编码器（74X148--8输入优先编码器）、7选择器（74X151--1位宽8选1数据选择器、74X157--4位宽2选1数据选择器）、比较器（74X86--异或门、74X85--4位比较器）

3、时序逻辑电路： 时序逻辑电路的输出不仅依赖于输入的当前值，而且还依赖于输入的历史值。 

 　　由于时序逻辑电路的输出依赖于输入的历史值，因此时序逻辑电路中必须包含存储元件(memory 
elements)，时序逻辑电路使用存储元件“记忆”输入的历史。 

　　 时序电路的输出依赖于它的状态，时序电路也成为有限状态机。有限状态机分为两类：摩尔状态机和米利状态机。 摩尔状态机的输出只由电路的状态决定，与电路的输入无关(输入决定电路状态)。米利状态机至少有 1个输出由输入和状态共同决定。 

　　 时序逻辑分为异步时序和同步时序两大类。 异步时序逻辑电路的存储元件不是在统一的时钟信号控制下工作，电路中存储元件的状态的更新不是同时发生的，这种电路称为异步时序电路，异步时序电路的状态转换难易预知，这给电路的设计和调试带来很大困难。