数字电路基础问答题总结

1. 什么是同步逻辑和异步逻辑?同步电路和异步电路的区别是什么? 同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。 异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。

电路设计可分类为同步电路和异步电路设计。同步电路利用时钟脉冲使其子系统同步运作,而异步电路不使用时钟脉冲做同步,其子系统是使用特殊的“开始”和“完成”信号使之同步。 同步电路是由时序电路(寄存器和各种触发器)和组合逻辑电路构成的电路,其所有操作都是在严格的时钟控制下完成的。这些时序电路共享同一个时钟CLK,而所有的状态变化都是在时钟的上升沿(或下降沿)完成的。比如D触发器,当上升延到来时,寄存器把D端的电平传到Q输出端。 异步电路主要是组合逻辑电路,用于产生地址译码器、FIFO或RAM的读写控制信号脉冲,但它同时也用在时序电路中,此时它没有统一的时钟,状态变化的时刻是不稳定的,通常输入信号只在电路处于稳定状态时才发生变化。也就是说一个时刻允许一个输入发生变化,以避免输入信号之间造成的竞争冒险。

在同步电路设计中一般采用D触发器,异步电路设计中一般采用Latch。

2. 什么是"线与"逻辑,要实现它,在硬件特性上有什么具体要求? 线与逻辑是两个输出信号相连可以实现与的功能。在硬件上,要用OC门来实现(漏极或者集电极开路),由于不用OC门可能使灌电流过大,而烧坏逻辑门,同时在输出端口应加一个上拉电阻。(线或则是下拉电阻)

3. 什么是竞争与冒险现象?怎样判断?如何消除?

在组合逻辑中,由于门的输入信号通路中经过了不同的延时,导致到达该门的时间不一致叫竞争。产生毛刺叫冒险。

如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象。 解决方法:一是添加布尔式的消去项,二是在芯片外部加电容。

4. 你知道哪些常用逻辑电平?TTL与COMS电平可以直接互连吗? 常用逻辑电平:12V,5V,3.3V;

TTL和CMOS不可以直接互连,由于TTL是在0.3-3.6V之间,而CMOS则是有在12V的有在5V的。CMOS输出接到TTL是可以直接互连。TTL接到CMOS需要在输出端口加一上拉电阻接到5V或者12V。

5. 如何解决亚稳态 亚稳态:是指触发器无法在某个规定时间段内达到一个可确认的状态。当一个触发器进

入亚稳态时,既无法预测该单元的输出电平,也无法预测何时输出才能稳定在某个正确的电平上。在这个稳定期间,触发器输出一些中间级电平,或者可能处于振荡状态,并且这种无用的输出电平可以沿信号通道上的各个触发器级联式传播下去。 解决方法:

1) 降低系统时钟

2) 用反应更快的FF

3) 引入同步机制,防止亚稳态传播

4) 改善时钟质量,用边沿变化快速的时钟信号

关键是器件使用比较好的工艺和时钟周期的裕量要大。

6. IC设计中同步复位与异步复位的区别

同步复位在时钟沿采复位信号,完成复位动作。异步复位不管时钟,只要复位信号满足条件,就完成复位动作。 异步复位对复位信号要求比较高,不能有毛刺,如果其与时钟关系不确定,也可能出现亚稳态。

7. MOORE 与 MEELEY状态机的特征

Moore 状态机的输出仅与当前状态值有关, 且只在时钟边沿到来时才会有状态变化。Mealy 状态机的输出不仅与当前状态值有关, 而且与当前输入值有关。

8. 什么是集电极开路与非门(OC门)?

OC门和普通的TTL与非门所不同的是,它用一个外接电阻RL来代替由VT3、VT4组成的有源负载,实现与非门逻辑功能, OC门逻辑功能灵活,应用广泛。

9. 什么是TTL集成电路?

TTL集成电路是一种单片集成电路。在这种集成电路中,一个逻辑电路的所有元器件和连线都制作在同一块半导体基片上。由于这种数字集成电路的输人端和输出端的电路结构形式采用了晶体管,所以一般称为晶体管一晶体管(Transistor-tranSiS-tor Logic)逻辑电路,简称TTL电路。

10. MOS电路的特点: 优点:

1) 工艺简单,集成度高。

2) 是电压控制元件,静态功耗小。

3) 允许电源电压范围宽(3?18V)。

4) 扇出系数大,抗噪声容限大。 缺点:工作速度比TTL低 。

11. 什么是三态与非门(TSL)?

三态与非门有三种状态:

1) 门导通,输出低电平。

2) 门截止,输出高电平。

3) 禁止状态或称高阻状态、悬浮状态,此为第三态。

三态门的一个重要用途,就是可向同一条导线(或称总线Y)上轮流传送几组不同的数据或控制信号。

12. 请画出用D触发器实现2倍分频的逻辑电路

把D触发器的输出端加非门接到D端。

13. 用D触发器做4进制的计数器

14. MOS门电路在使用时应注意哪些问题?

1) 输入端不能悬空。因MOS电路是一种高输入阻抗的器件,若输入端悬空,由于静

电感应形成的电荷积聚而产生的高压将栅极击穿;另外由静电感应而产生的电压易使电路受到干扰,造成逻辑混乱。

2) 集成MOS逻辑电路在保存时一般应将各管脚短接以防止静电感应;在焊接时,电

烙铁应真正接地线。

15. 电子计数器测量频率的基本原理是什么?

电子计数器进行频率测量是通过在一定的闸门时间内对被测量信号进行计数来完成的。被测信号送入输入电路后,经放大、整形变换成与其周期相同的脉冲被送至闸门电路,同时,晶体振荡器产生的信号经分频器分频后,通过门控双稳电路,选定闸门开通时间,闸门开通后对被测信号计数。最后,通过显示电路显示被测频率。

 

第二篇:数字电路教学计划和总结

教学任务

本学期担任数字电路的教学任务,为学生学习单片机技术奠定良好的基础,锻炼学生的逻辑思维能力,培养学生学会自学,加强课堂管理,培养学生的学习能力。

内容构成:

1.数制与编码 2.逻辑门电路

3.组合逻辑电路 4.触发器

5.时序逻辑电路

重点难点。

重点:逻辑门电路以及逻辑运算的规律

组合逻辑电路的分析和设计方法。

触发器的功能和基本应用

难点:时序逻辑电路的分析和设计

触发器的功能以及应用

特点:本学科的理论学习还是比较简单,主要是在第一章数字电路基础中做好课前引导,让学生理解数字电路的特点,以便以后学习更为快速。

教学工作措施:

1. 加强学生的上课听课秩序,严厉管理课堂秩序。、

2. 对于概念性知识点,多举例,多比方,让学生能直观地理解并加强记忆。

3. 在逻辑运算中,更应该与数学运算相结合,并予以区别。

4. 组合逻辑电路的分析设计举例应切近生活,利用日常生活中的例子。分析编码译码器时,

可以以编辑和翻译为例子。、

5. 触发器的讲解。应该做到综合型强,总结性好。以免给学生学习带来学习的盲目感。

总结

本学期任13级《数字电子技术》课程的教育教学任务,在此之前,学生已经学习了《电工基础》和《模拟电路》,对于电子专业的总体发展不 是很陌生,但对于《数字电路》的发展还是比较感兴趣,基于以上原因,根据理论知识的深浅度,教学设计的指导思想是:根据学生的原有知识水平,引导学生通过学生探究小组课前调查活动,充分利用现代信息技术手段,把模拟信号、数字信号这种抽象的事物在课堂上可视化,降低学生接受难度。在教学过程中,借助电路图作为工具,并通过实际举例和分析设计简单的逻辑电路,给学生自主建构的台阶,这样在完成知识构建的同时,扩展学生的知识视野,了解现代数字技术。4个班级的总体情况还是比较良好。在这里对本期教育教学进行简单的总结;

1、教学情况

(1)按时完成教学大纲规定的内容。

(2)采用实物与理论、元件性能与实际应用相结合的手段讲授理论内容。

(3)采用启发式,讨论式的教学方法去理解抽象的概念。

(4)除定时辅导答疑外,课前早到随时答疑。

(5)及时批改作业,发现问题及时解决。

(6)征求学生意见,改进教学方法

2、学生学习情况

(1)电子班学生学风好,学习兴趣浓,积极性高,思想活跃,喜欢提问。

(2)个别同学不用功,没有及时将所学内容消化,考试前现突击,这是无法学好这门课的。

(3)从考试成绩来看,4个班的成绩都很均匀,属正态分布。

3、结论及分析

教学中严格执行教学大纲,方法较得当,教学环节全面,细致,学时应针对专业稍加调整;学生有良好的学风,应继续发扬,另外应多给老师的教学提出建议,以及时改进。

4、今后的努力方向

1.在工作中更加严格地要求自己,而不是停滞不前,自以为是。

2. 谦虚谨慎,戒骄戒躁,在工作中,虚心学习同事的先进教学经验,主动与同事搞好关系,言语谨慎,,举止得体,处处以一个人民教师标准要求自己。

3.在其它方面,要更加积极主动地完成上级交给的各项任务,有缺点就改,有不足就纠正,争取把工作做得尽善尽美。

总之,一学年来,本人尽职恪守,在工作岗位中尽量克服缺点,完善自我,努力向前。当然自己尚未发现的缺点,还望广大教师、领导的给予批评指正。

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