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數位電子學 (九.循序邏輯應用 (計數器:在邏輯代數與電腦運算中,計數器是儲存(有時還有顯示)特定事件或過程發生次數的裝置,往往與定時器訊號有關聯。…
數位電子學
九.循序邏輯應用
計數器:在邏輯代數與電腦運算中,計數器是儲存(有時還有顯示)特定事件或過程發生次數的裝置,往往與定時器訊號有關聯。
同步計數器:在同步計數器中,所有正反器的時鐘輸入端連接在一起,由輸入脈衝觸發。因此,所有的正反器的狀態同時改變(並列)。
環狀計數器:環形計數器是循環的移位暫存器[2],其中的觸發器中只有一個是高電位輸出,其餘的都是低電位輸出。
強生計數器:是修改過的環形計數器,最後一個正反器的輸出反相後再接到第一個正反器[3][4][5]。n位元的環形計數器會循環2n次,例如例如四位元的環形計數器,其初始狀態為0000,之後會是1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001, 0000, ……等。
二.數字系統
各種進制表示法
補數
數目系統加減法
三.基本邏輯閘與真值表
基本邏輯閘
邏輯閘是在積體電路上的基本組件。簡單的邏輯閘可由電晶體組成。高、低電平可以分別代表邏輯上的「真」與「假」或二進位當中的1和0。常見的邏輯閘包括「與」閘,「或」閘,「非」閘,「互斥或」閘(也稱:互斥或)等等。
TTL邏輯
是市面上較為常見且應用廣泛的一種邏輯閘數位積體電路,由電阻器和電晶體而組成。TTL最早是由德州儀器所開發出來的,現雖有多家廠商製作,但編號命名還是以德州儀器所公布的資料為主。
CMOS邏輯
與TTL分庭抗禮的是CMOS,舊時兩者相比較TTL主要是速度快,CMOS則是速度慢,但省電、成本比TTL低。隨著CMOS技術的進步,其反應速度已經超越TTL。而且CMOS內部不具有製作麻煩的電阻,所以TTL可說幾乎沒有發展。目前TTL主要應用於教育或是較簡單的數位電路。
一.概論
數量的表示法
積體電路(IC)
四.布林代數與笛摩根定理
布林代數特質與基本運算
喬治布林(George Boolean)在1800年介紹「邏輯代數」,後來成為「布林代
數」(Boolean Algebra)。
笛摩根定理
在命題邏輯和邏輯代數中,德摩根定律(英語:De Morgan's laws,或稱笛摩根定理、對偶律)是關於命題邏輯規律的一對法則[1]。
五.布林代數的化簡與實現
布林代數的正規式
試化簡Y =ABC+AB'C+ABC'+AB'C'
Y = AC(B+B')+ AC'(B+B') (∵分配律)
= AC+AC' (∵B+B'=1)
= A(C+C') (∵分配律)
= A (∵C+C'=1)
卡諾圖
卡諾圖是真值表的變形,它可以將有n個變量的邏輯函數的 {\displaystyle 2^{n}} 2^{n}個最小項組織在給定的長方形表格中,同時為相鄰最小項(相鄰與項)運用鄰接律化簡提供了直觀的圖形工具。
六.組合邏輯應用
組合邏輯的設計
由已知的邏輯電路圖,找出輸入變量和輸出函數之間的邏輯關係,達到分析電路功能,評價設計好壞,維護系統硬體,改善電路設計的目的,這個過程稱為數位電路的邏輯分析。
組合電路分析的步驟:
1.邏輯圖2.寫出邏輯表達式3.列真值表4.分析邏輯功能
加法器與減法器
七.正反器
循序邏輯:在數位電路理論中,組合邏輯的輸出只會跟目前的輸入成一種函數關係。時序邏輯擁有儲存元件(記憶體)來存儲信息,而組合邏輯則沒有。
正反器
是一種具有兩種穩態的用於儲存的元件,可記錄二進位數位訊號「1」和「0」。正反器是一種雙穩態多諧振盪器(bistable multivibrator)。
八.循序邏輯設計
同步邏輯最主要的優點是它很簡單。每一個電路裡的運算必須要在時鐘的兩個脈衝之間固定的間隔內完成,稱為一個 '時鐘週期'。只有在這個條件滿足下(不考慮其他的某些細節),電路才能保證是可靠的。