【正文】 寫字母 (?A??B?… ?Z?)小寫字母（ ‘ a??b?…? z?) 作業(yè)： P9——， ， ， 2022/5/24 31 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設計流程（方法） 設計準備 設計輸入 原理圖、 HDL、波形圖 設計處理 編譯、綜合、優(yōu)化、適配、分割、布局、布線 器件編程 設計完成 設計仿真 硬件驗證 電子設計自動化（ Electronic Design Automation ， EDA） 2022/5/24 32 設計準備是指設計者在進行設計之前，依據(jù)任務要求，確定系統(tǒng)所要完成的功能及復雜程度，器件資源的利用、成本等所要做的準備工作，如進行方案論證、系統(tǒng)設計和器件選擇等。 設計準備 設計輸入 設計輸入是指將設計的數(shù)字系統(tǒng)或電路按照 EDA開發(fā)軟件要求的某種形式表示出來，并送入計算機的過程。設計輸入有多種方式，包括采用硬件描述語言（如 VHDL和 Verilog HDL等）進行設計的文本輸入方式、圖形輸入方式和波形輸入方式，或者采用文本、圖形兩者混合的設計輸入方式。 2022/5/24 33 設計處理 設計處理是 EDA設計中的核心環(huán)節(jié)。在設計處理階段，編譯軟件將對設計輸入文件進行邏輯化簡、綜合和優(yōu)化，并適當?shù)赜靡黄蚨嗥骷詣拥剡M行適配，最后產(chǎn)生編程用的編程文件。設計處理主要包括設計編譯和檢查、邏輯優(yōu)化和綜合、適配和分割、布局和布線、生成編程數(shù)據(jù)文件等過程。 設計仿真 設計仿真 ——驗證設計 2022/5/24 34 器件編程 編程是指將設計處理中產(chǎn)生的編程數(shù)據(jù)文件通過軟件放到具體的可編程邏輯器件中去的過程。 器件測試和設計驗證 設計驗證可以在 EDA硬件開發(fā)平臺上進行。 EDA硬件開發(fā)平臺的核心部件是一片可編程邏輯器件 FPGA或 CPLD，再附加一些輸入輸出設備，如按鍵、數(shù)碼顯示器、指示燈、喇叭等，還提供時序電路需要的時鐘脈沖源。將設計電路編程下載到FPGA或 CPLD中后，根據(jù) EDA硬件開發(fā)平臺的操作模式要求，進行相應的輸入操作，然后檢查輸出結(jié)果，驗證設計電路。 2022/5/24 35 同步練習 一 、 填 空 題 1. 將二進制 、 八進制和十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)的共同規(guī)則 是 。 2. 十進制數(shù) ；十六進制數(shù) 5FE對應的二進制數(shù)為 。 3. 二進制數(shù) ， 對應的 8421BCD碼為 。 4. 二進制數(shù) ， 對應的十六進制數(shù)為 。 5. ()8421BCD表示的十進制數(shù)為 。 1. 按權展開； 2. ； 010111111110B 3. ， ()8421BCD 4. ， ； 5. 2022/5/24 36 6. ()2421BCD表示的十進制數(shù)為 。 7. ()5211BCD表示的十進制數(shù)為 。 8. ()余 3BCD表示的十進制數(shù)為 。 9. 數(shù)字字符 “ 9”對應的 ASCII碼為 。 10. 字母字符 “ b”對應的 ASCII碼為 。 6. 7. 8. 9. 0111001B（ 39H） 10. 1100010B（ 62H） 2022/5/24 37 二 、 單向選擇題 1. 表示一個兩位十進制數(shù)至少需要 （ ） 位二進制數(shù) 。 ① 5 ② 6 ③ 7 ④ 8 2. 十進制數(shù) （ ） 。 ① ② ③ ④ 3. 十進制數(shù) 3BCD碼是 （ ） 。 ① ② ③ ④ 4. 在下列 ASCII字符中 ， 最大的字符是 （ ） 。 ①“ A” ② “z” ③ “9” ④ “0” 5. 在下列 ASCII字符中 ， 最小的字符是 （ ） 。 ①“ A” ② “z” ③ “9” ④ “0” 2022/5/24 38 第 2章 邏輯代數(shù)基礎 本章介紹分析和設計數(shù)字邏輯電路功能的數(shù)學方法 ， 包括：邏輯代數(shù)的基本概念 、 邏輯函數(shù)及其表示方法 、 基本公式 、 常用公式和重要定理和邏輯函數(shù)的簡方法化 。 2022/5/24 39 邏輯代數(shù)基本概念 邏輯常量和邏輯變量 1. 邏輯常量 ——“0”和 “ 1”（ 高阻 “ Ｚ ” 、 未知 “ Ｘ ” ） 用來代表兩種邏輯狀態(tài) ， 如電平的高和低 、 電流的有和無 、燈的亮和滅 、 開關的閉合和斷開等 。 1, ACBA2. 邏輯變量 ——由字母或字母加數(shù)字組成 原變量： A、 B、 C、 A1 反變量： 原變量與反變量的關系：“互非”或“互補” 2022/5/24 40 基本邏輯和復合邏輯 1. 基本邏輯 (與、或、非三種 ) A B P ＋ － （ 1） 與邏輯 與邏輯概念 :只有決定事件結(jié)果的全部條件 （ 輸入 ） 同時具備時 ， 結(jié)果 （ 輸出 ） 才發(fā)生 。 邏輯函數(shù)的表示方法： 真值表、函數(shù)表達式、卡諾圖和邏輯圖 2022/5/24 41 輸入條件（開關 A、 B）：閉合 ——“1” 斷開 ——“0” 輸出結(jié)果（燈 P）：亮 ——“1”，滅 ——“0” A B P ＋ － 真值表：用 “ 0”和 “ 1”表示輸入與輸出之間全部關系的表格 A B P 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 ① 真值表 （ 與 ） ③ 邏輯函數(shù)表達式： P = A?B =AB=Aamp。B ④ 邏輯符號： A B P 常用符號 （部標） A B P 國際常用符號 IEEE amp。 A B P 國標 ② 運算規(guī)則 ： 0?0＝ 0， 0?1＝ 0， 1?0＝ 0， 1?1＝ 1 2022/5/24 42 （ 2） 或邏輯 或邏輯概念 :在決定事件結(jié)果的諸多條件中只要有任何一個滿足 ， 結(jié)果就會發(fā)生 。 ＋ － P A B A B P 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 ① 真值表（或） ③ 邏輯函數(shù)表達式： P = A＋ B =A|B ② 運算規(guī)則： 0＋ 0＝ 0， 0＋ 1＝ 1， 1＋ 0＝ 1， 1＋ 1＝ 1 ④ 邏輯符號： A B P 國際常用符號 ?1 A B P 國標 A B P 常用符號 （部標） ＋ 2022/5/24 43 ① 真值表（非） （ 3） 非邏輯 非邏輯概念 :只要條件具備了 ， 結(jié)果便不會發(fā)生 ， 而條件不具備時 ， 結(jié)果一定發(fā)生 。 P R A ＋ － A P 0 1 1 0 ④ 邏輯符號： 國標 1 A P 常用符號 （部標） A P 國際常用符號 A P ② 運算規(guī)則： 0＝ 1， 1＝ 0 ③ 邏輯函數(shù)表達式： AAP ~??2022/5/24 44 2. 復合邏輯 ——與非、或非、與或非、異或和同或邏輯 （ 1）與非邏輯 A B P 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 ② 真值表 特點：全高出低、一低出高 ③ 邏輯函數(shù)表達式： )amp。(~ BAABBAP ????① 邏輯符號： A B P 常用符號 （部標） A B P 國際常用符號 amp。 A B P 國標 2022/5/24 45 （ 2）或非邏輯 A B P 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 ② 真值表 （或非） 特點：全低出高、一高出低 ① 邏輯符號 ?1 A B P 國標 A B P 常用符號 （部標） ＋ 國際常用符號 A B P ③ 邏輯函數(shù)表達式 )|(~ BABAP ???2022/5/24 46 （ 3）與或非邏輯 ① 邏輯符號 ② 邏輯函數(shù)表達式 )amp。|amp。(~ DCBACDABP ???國際常用符號 P A B CD P 國標 ?1 amp。 amp。 A B CD 常用符號 （部標） + A B CD P 2022/5/24 47 （ 4）異或邏輯 A B P 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 ② 真值表 特點：相同為 0、相異為 1 ① 邏輯符號 ＝ 1 A B P 國標 國際常用符號 A B P XORinst③ 邏輯函數(shù)表達式 BABABABAPamp。)(~|)(~amp。???A B P 常用符號 （部標） ? 2022/5/24 48 （ 5）同或邏輯 A B P 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 ② 真值表 （同或） 特點：相同為 相異為 0 ① 邏輯符號 ＝ A B P 國標 A B P 常用符號 （部標） ⊙ 國際常用 符號 BABA ???③ 邏輯函數(shù)表達式： P = A⊙ B= =(~Aamp。~B)|(Aamp。B) BABA ???說明： ① 異或和同或邏輯只有兩個輸入；與（與非）、或（或非）邏輯有兩個以上的輸入；非邏輯只有一個輸入。 ② 異或邏輯與同或邏輯是互非關系： A?B ＝ A⊙ B ； A⊙ B ＝ A?B 2022/5/24 49 邏輯函數(shù)的表示方法 1. 真值表和邏輯函數(shù)表達式 【 例 】 樓上樓下開關電路如圖所示，該電路讓用戶在樓上或樓下均可控制樓道電燈的亮和滅。 P A B E A B P 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 真值表 邏輯函數(shù)表達式： P = A⊙ B ＝ AB+AB 2022/5/24 50 【 例 】 設計三人表決器電路。 表決器 A B C F 真值表 A B C F 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 表達式： ① 最小項推導法 ——最小項表達式 使輸出為 1的輸入組合寫成乘積項的形式，其中取值為 1的輸入用原變量表示，取值為 0的輸入用反變量表示，然后把這些乘積項加起來。 A B CCABCBABCAF ????2022/5/24 51 ② 最大項推導法 ——最大項表達式 把使輸出為 0的輸入組合寫成和項的形式，其中取值為 0的輸入用原變量表示，取值為 1的輸入用反變量表示，然后把這些和項乘起來。 ))()()(( CBACBACBACBAF ?????????【 練習題 】 設計長走廊開關電路，要求用四個開關（ A， B，C， D）獨立控制一盞（ P）燈的亮與滅。 P A B C D 2022/5/24 52 A B C D F 0000 0 1 0001 1 0 0010 1 0 0011 0 1 0100 1 0 0101 0 1 0110 0 1 0111 1 0 1000 1 0 1001 0 1 1010 0 1 1011 1 0 1100 0 1 1101 1 0 1110 1 0 1111 0 1 2022/5/24 53 2. 邏輯函數(shù)表達式和邏輯圖 ——用邏輯符號實現(xiàn)邏輯函數(shù)表達式中的各種運算而畫出的部件圖 函數(shù)： F=A+BC ?1 amp。 A B C F 函數(shù)： G=(A+B)(A+C) amp。 ?1 A B C G ?1 優(yōu)先規(guī)則： 括弧內(nèi) “ （） ” ?“ 邏輯乘 ” ?“ 邏輯加 ” 2022/5/24 54 邏輯函數(shù)的相等 函數(shù) F與