數字電路[電子工業出版社出版圖書]

《數字電路》是2007年07月電子工業出版社出版的圖書,作者是劉勇。本書分為八章,對數字電路從名稱到實例再到套用,都進行了詳細的講解。

內容簡介

全書共分為8章:數字電路基礎、組合邏輯電路基礎與套用、時序邏輯電路基礎與套用、脈衝波形的產生與變換、半導體存儲器與可程式器件、數模轉換與模數轉換、數字積體電路識圖基礎、基礎實驗。章後安排了部分習題,供讀者練習。

圖書目錄

第一章數字電路基礎

第二章組合邏輯電路基礎與套用

集成邏輯門電路

TTL與非邏輯門CMOS門電路

TTL與CMOS之間的接口電路

組合邏輯電路基礎

組合邏輯電路的分析

組合邏輯電路的設計

常見組合邏輯電路

加法器

加法器是產生數的和的裝置。加數和被加數為輸入,和數與進位為輸出的裝置為半加器。若加數、被加數與低位的進位數為輸入,而和數與進位為輸出則為全加器。常用作計算機算術邏輯部件,執行邏輯操作、移位與指令調用。在電子學中,加法器是一種數位電路,其可進行數字的加法計算。在現代的電腦中,加法器存在於算術邏輯單元(ALU)之中。 加法器可以用來表示各種數值,如:BCD、加三碼,主要的加法器是以二進制作運算。由於負數可用二的補數來表示,所以加減器也就不那么必要。

加法器是為了實現加法的。

即是產生數的和的裝置。加數和被加數為輸入,和數與進位為輸出的裝置為半加器。若加數、被加數與低位的進位數為輸入,而和數與進位為輸出則為全加器。常用作計算機算術邏輯部件,執行邏輯操作、移位與指令調用。

對於1位的二進制加法,相關的有五個的量:1,被加數A,2,被加數B,3,前一位的進位CIN,4,此位二數相加的和S,5,此位二數相加產生的進位COUT。前三個量為輸入量,後兩個量為輸出量,五個量均為1位。

對於32位的二進制加法,相關的也有五個量:1,被加數A(32位),2,被加數B(32位),3,前一位的進位CIN(1位),4,此位二數相加的和S(32位),5,此位二數相加產生的進位COUT(1位)。

要實現32位的二進制加法,一種自然的想法就是將1位的二進制加法重複32次(即逐位進位加法器)。這樣做無疑是可行且易行的,但由於每一位的CIN都是由前一位的COUT提供的,所以第2位必須在第1位計算出結果後,才能開始計算;第3位必須在第2位計算出結果後,才能開始計算,等等。而最後的第32位必須在前31位全部計算出結果後,才能開始計算。這樣的方法,使得實現32位的二進制加法所需的時間是實現1位的二進制加法的時間的32倍。

編碼器

編碼器(encoder)是將信號(如比特流)或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號,前者稱為碼盤,後者稱為碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種;按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號,再把這個電信號轉變成計數脈衝,用脈衝的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關,而與測量的中間過程無關。

編碼器可按以下方式來分類。

1、按碼盤的刻孔方式不同分類

(1)增量型:就是每轉過單位的角度就發出一個脈衝信號(也有發正餘弦信號,

然後對其進行細分,斬波出頻率更高的脈衝),通常為A相、B相、Z相輸出,A相、B相為相互延遲1/4周期的脈衝輸出,根據延遲關係可以區別正反轉,而且通過取A相、B相的上升和下降沿可以進行2或4倍頻;Z相為單圈脈衝,即每圈發出一個脈衝。

(2)絕對值型:就是對應一圈,每個基準的角度發出一個唯一與該角度對應二進制的數值,通過外部記圈器件可以進行多個位置的記錄和測量。

2、按信號的輸出類型分為:電壓輸出、集電極開路輸出、推拉互補輸出和長線驅動輸出。

3、以編碼器機械安裝形式分類

(1)有軸型:有軸型又可分為夾緊法蘭型、同步法蘭型和伺服安裝型等。

(2)軸套型:軸套型又可分為半空型、全空型和大口徑型等。

4、以編碼器工作原理可分為:光電式、磁電式和觸點電刷式

解碼器

解碼器是組合邏輯電路的一個重要的器件,其可以分為:變數解碼和顯示解碼兩類。 變數解碼一般是一種較少輸入變為較多輸出的器件,一般分為2n解碼和8421BCD碼解碼兩類。 顯示解碼主要解決二進制數顯示成對應的十、或十六進制數的轉換功能,一般其可分為驅動LED和驅動LCD兩類。

數據選擇器與數據分配器

數值比較器

組合邏輯電路的競爭冒險現象

本章小結

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