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纯净的硅(初级)

数字电路的基础知识 [复制链接]

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一粒金砂(初级)

第一章         数字电路的基础知识

 

1.1 数字电路和模拟电路

35306baf-d3c7-42f4-aeb9-c097693071f8.001.png

模拟信号,就是指随时间连续变化的信号。数字信号,就是指该信号无论从时间上还是从大小上看其变化都是不连续的。

 

1.2 数制与编码

 

  35306baf-d3c7-42f4-aeb9-c097693071f8.002.png

 

1.3 逻辑代数

35306baf-d3c7-42f4-aeb9-c097693071f8.003.png

 

 

1.4 一般的Verilog语法结构

 

module    模块名

 

 

    端口名1,端口名2,端口名3,....

 

 

端口类型说明(input,output,inout);

 

参数定义(可选);

 

数据类型定义(wire,reg等)

 

实例引用低层次模块和基本门级元件;

 

连续赋值语句(assign);

 

过程赋值语句(initial和always);

 

功能描述语句;

 

任务和函数;

 

endmodule

 

1.4 与门电路的verilog

 

module yumen

(

    A,B,Y

);

input A;

input B;

output Y;

assign Y=A&&B;       #assign是针对wire变量的一种连续赋值语句

endmodule

引用低层次模块的描述方法实现与门电路

 

module yumen

(

    A,B,Y

);

input A;

input B;

output Y;

and (Y,A,B);

endmodule

利用过程赋值语句来描述与门电路

 

module yumen

(

    A,B,Y

);

input A;

input B;

output Y;

reg Y;

always @(A,B)

    Y=A&&B;

endmodule

                                                                      第二章  组合逻辑电路的分析和设计

 

2.1 九条基本定律

35306baf-d3c7-42f4-aeb9-c097693071f8.004.png

 

 

2.2 三变量最小项

35306baf-d3c7-42f4-aeb9-c097693071f8.005.png

 

 

2.3 格雷码

35306baf-d3c7-42f4-aeb9-c097693071f8.006.png

 

 

二进制转格雷码:

 

(1)二进制第一位和第二位进行异或,得到的结果就是格雷码的第一位。

 

(2)二进制第二位和第三位进行异或,得到的结果就是格雷码的第二位。

 

(3)二进制第三位和第四位进行异或,得到的结果就是格雷码的第三位。

 

(4)二进制第四位保持不变,就是格雷码的第四位。

 

格雷码转二进制:

 

(1)格雷码第四位保持不变,作为二进制的第四位。

 

(2)格雷码的第三位和第四位异或,作为二进制的第三位。

 

(3)格雷码的第二位和第三位异或,作为二进制的第二位。

 

(4)格雷码的第一位和第二位异或,作为二进制的第一位。

 

2.3 组合逻辑电路的设计

 

实际逻辑问题转化为真值表,在写出逻辑表达式,然后化简成为最简表达式,画出逻辑图。

 

2.4 竞争和冒险

 

逻辑竞争,逻辑冒险和功能竞争,功能冒险。

 

功能竞争,就是当多个变量经过两条以上的路径到达输出端时,同样也会产生竞争。在具有功能竞争的组合电路中,也同样会产生冒险。

 

逻辑竞争和逻辑冒险针对的是单个变量。

 

2.5 逻辑冒险的识别和消除

 

1.逻辑冒险的识别

 

如果逻辑表达式能转换为原变量和其反变量的乘积,则该电路存在1型冒险。

 

如果逻辑表达式能转换为原变量和其反变量的和,则该电路存在0型冒险。

 

输入变量在相邻卡诺图的相邻处发生变化。简单的说就是化简时,有相切的圆圈。

 

2.逻辑冒险的消除

 

增加冗余项。

 

2.6 功能冒险的识别与消除

 

1.功能冒险的识别

 

若电路具有下列三点,则其输出可能产生功能冒险:

(1)有两个以上变量同时发生变化(如果仅有一个输入变量发生变化则无功能冒险)

 

(2)变化前后,输出稳态值保持不变。

 

(3)在由n(n大于等于2)个变量发送变化的2^n个方格中,既要有0,又要有1(如果对应2^n个变量取值组合的输出值全1或全0,电路是不会产生功能冒险的)。

 

2.功能冒险的消除

 

增加选通信号或者增加输出滤波电容方法。


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