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正文內(nèi)容

數(shù)字電路基本概念(完整版)

  

【正文】 復(fù)合管構(gòu)成,減少了電路對(duì)負(fù)載電容的充電時(shí)間。除了可以實(shí)現(xiàn)多門的線與邏輯關(guān)系外,還可用于直接驅(qū)動(dòng)較大電流的負(fù)載。20. 灌電流負(fù)載:負(fù)載電流從外電路流入門電路21. 拉電流負(fù)載:負(fù)載電流從門電路流入外電路22. 扇入數(shù):門電路允許的輸入端的個(gè)數(shù)。12. 或門電路:輸入輸出量之間能滿足或邏輯關(guān)系的電路。4. 二極管的開關(guān)速度受到限制的原因:反向恢復(fù)時(shí)間的存在。29. 為什么8421碼是最常用的?30. 邏輯代數(shù),又稱布爾代數(shù):邏輯代數(shù)是按一定的邏輯規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算的代數(shù),雖然它和普通代數(shù)一樣也是用字母表示變量,但邏輯代數(shù)中的變量(邏輯代數(shù))只有兩個(gè)值,即0和1,沒有中間值,且0和1并不表示數(shù)量的大小,而是表示對(duì)立的邏輯狀態(tài)。缺點(diǎn):二進(jìn)制表示一個(gè)數(shù)時(shí),位數(shù)多;將人們熟悉的十進(jìn)制數(shù)輸入計(jì)算機(jī)時(shí),需要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù),運(yùn)算后,再將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的數(shù)顯示。:脈沖幅值的50%的兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)跨越的時(shí)間?! ?5)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換相當(dāng)容易。(1)技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)。用雙穩(wěn)態(tài)電路表示二進(jìn)制數(shù)字0和1是很容易的事情。人們使用計(jì)算機(jī)時(shí)可以仍然使用自己所習(xí)慣的十進(jìn)制數(shù),而計(jì)算機(jī)將其自動(dòng)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)存儲(chǔ)和處理,輸出處理結(jié)果時(shí)又將二進(jìn)制數(shù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù),這給工作帶來(lái)極大的方便。:每秒鐘所傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)。:現(xiàn)代數(shù)字電路使用半導(dǎo)體工藝制成的若干數(shù)字集成器件構(gòu)造成而成的。23. 八進(jìn)制和十六進(jìn)制:由于使用二進(jìn)制數(shù)經(jīng)常是位數(shù)很多,不便書寫和記憶,因此在數(shù)字計(jì)算機(jī)的資料中常采用十六進(jìn)制和八進(jìn)制來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)。31. 與邏輯:只有當(dāng)一件事的幾個(gè)條件全部具備后,這件事才發(fā)生。5. 產(chǎn)生反向恢復(fù)過(guò)程的原因:電荷存儲(chǔ)效應(yīng)。13. 非門電路:輸入輸出量之間滿足非邏輯關(guān)系的電路。23. 扇出數(shù):門電路輸出端所驅(qū)動(dòng)同類型門的個(gè)數(shù)。缺點(diǎn):外接電阻受到一定限制,不能太小,影響了工作速度,同時(shí)由于省去了有源負(fù)載,使帶負(fù)載能力下降。(2)電路輸入端加的SBD DA和DB,用來(lái)減少由門電路之間的連線而引起的雜散信號(hào)?! ? 單極型集成電路是由MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管組成的。CMOS集成電路的性能及特點(diǎn) 抗輻射能力強(qiáng)45. CMOS驅(qū)動(dòng)TTL時(shí),只要兩者的電壓參數(shù)兼容,不需要另加接口電路,僅按電流大小計(jì)算出扇出數(shù)即可46. TTL驅(qū)動(dòng)CMOS時(shí),由于TTL門電路與CMOS門電路的工作電源電壓不同,高低電平標(biāo)準(zhǔn)也不同,對(duì)接時(shí)要做一定轉(zhuǎn)換,所以需要接口電路 。對(duì)偶式是這樣定義的:對(duì)于任意一個(gè)邏輯函數(shù)表達(dá)式Y(jié),若將其表達(dá)式中所有出現(xiàn)“:在真值表內(nèi)對(duì)應(yīng)于變量的某些取值下,函數(shù)的值可以是任意的,或者這些變量的取值根本不會(huì)出現(xiàn),這些變量取值所對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)成為無(wú)關(guān)項(xiàng)或任意項(xiàng)。14. 消去競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的方法:發(fā)現(xiàn)并消去互補(bǔ)變量;增加乘積項(xiàng);輸出端并聯(lián)電容器15. 分析組合邏輯電路的目的是確定已知電路的邏輯功能,其大致步驟是:寫出各輸出端的邏輯表達(dá)式→化簡(jiǎn)和變換邏輯表達(dá)式→列出真值表→確定功能16. 應(yīng)用邏輯門電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路的步驟是:列出真值表→寫出邏輯表達(dá)式(或填寫卡諾圖)→邏輯化簡(jiǎn)和變換→畫出邏輯圖第4章 :編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器、數(shù)值比較器、奇偶校驗(yàn)/產(chǎn)生器、加法器、算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元2. 編碼:把二進(jìn)制碼按一定的規(guī)律編排,是每組代碼具有一特定的含義(代表某個(gè)數(shù)或控制信號(hào))。10. 數(shù)據(jù)分配器:將一個(gè)數(shù)據(jù)源來(lái)的數(shù)據(jù)根據(jù)需要送到多個(gè)不同的通道上去,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分配功能的邏輯電路。15. 串行進(jìn)位:任一位的加法運(yùn)算必須在低一位的運(yùn)算完成后才能進(jìn)行。8. 同步RS觸發(fā)器的約束條件:SR=0因?yàn)镾=1,R=1時(shí),狀態(tài)不定。 16. 電平觸發(fā)器或電位觸發(fā)器:當(dāng)觸發(fā)器的向步控制信號(hào)正為約定“1”或“0”電平時(shí),觸發(fā)器接收輸入數(shù)據(jù),此時(shí)輸入數(shù)據(jù)D 的任何變化都會(huì)在輸出Q 端得到反映;當(dāng)E 為非約定電平時(shí),觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。21. JK觸發(fā)器與RS觸發(fā)器的不同之處是,它沒有約束條件,在J=K=1時(shí),每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖后,觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次。27. 觸發(fā)器維持時(shí)間:為了工作可靠,時(shí)鐘信號(hào)的狀態(tài)必須保持一段時(shí)間,直到輸出端電平穩(wěn)定,這段時(shí)間稱為維持時(shí)間28. tCPHL:從時(shí)鐘脈沖觸發(fā)沿開始到一個(gè)輸出端由0變1所需的延遲時(shí)間29. tCPHL:從時(shí)鐘脈沖觸發(fā)沿開始到輸出端由1變0的延遲時(shí)間30. 最小工作周期=tCPHL+tCPHL31. 建立時(shí)間(setup time)是指在觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)上升沿到來(lái)以前,數(shù)據(jù)穩(wěn)定不變的時(shí)間,如果建立時(shí)間不夠,數(shù)據(jù)將不能在這個(gè)時(shí)鐘上升沿被打入觸發(fā)器。10. 同步時(shí)序邏輯電路的速度高于異步時(shí)序電路,但電路結(jié)構(gòu)一般較后者復(fù)雜。18. 同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)步驟:(1) 由給定的邏輯功能求出原始狀態(tài)圖(2) 狀態(tài)化簡(jiǎn)(3) 狀態(tài)編碼、并畫出編碼形式的狀態(tài)圖及狀態(tài)表(4) 選擇觸發(fā)器的類型及個(gè)數(shù)(5) 求出電路的輸出方程及各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程(6) 畫出邏輯電路圖,并檢查自啟動(dòng)能力19. 原始狀態(tài)圖:直接由要求實(shí)現(xiàn)的邏輯功能能求得的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。4. 可逆計(jì)數(shù)器:同時(shí)兼有加和減兩種計(jì)數(shù)功能的計(jì)數(shù)器5. 檢查自啟動(dòng)的方法:畫出包括無(wú)效狀態(tài)的完整的狀態(tài)圖,看能否從無(wú)效狀態(tài)進(jìn)入有效狀態(tài)。第八章1. 中小規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)集成器件和可編程邏輯器件的比較:中小規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)集成器件性能好、價(jià)格低,但是僅僅采用這些器件構(gòu)成一個(gè)大型復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng),常??赡軐?dǎo)致系統(tǒng)功耗高、占用空間答、系統(tǒng)可靠性差。缺點(diǎn):存儲(chǔ)單元所用的管子數(shù)目多,功耗大,集成度受到限制。17. 讀周期:表示芯片連續(xù)進(jìn)行兩次讀操作必須的時(shí)間間隔。26. PROM:programmable readonly memory 出廠時(shí),存儲(chǔ)內(nèi)容全為1或0,用戶可根據(jù)需要最主要特征是只允許數(shù)據(jù)寫入一次,如果數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤只能報(bào)廢。31. PLD電路由與門和或門陣列兩種基本的門陣列組成。不同點(diǎn):PAL 一旦編程便不可更改;不同輸出結(jié)構(gòu)的PAL對(duì)應(yīng)不同型號(hào)的PAL,不便于用戶使用GAL具有可擦除、可重新編程和可重新配置其結(jié)構(gòu)等功能;靈活性大,而且能對(duì)PAL仿真,并能全部兼容。 39. FPGA實(shí)現(xiàn)各種組合邏輯功能的原理是:通過(guò)對(duì)各存儲(chǔ)單元的編程,來(lái)控制門陣列中門的“開”與“關(guān)”,從而實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能。46. CPLD的特點(diǎn):它具有編程靈活、集成度高、設(shè)計(jì)開發(fā)周期短、適用范圍寬、開發(fā)工具先進(jìn)、設(shè)計(jì)制造成本低、對(duì)設(shè)計(jì)者的硬件經(jīng)驗(yàn)要求低、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無(wú)需測(cè)試、保密性強(qiáng)、價(jià)格大眾化等特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的電路設(shè)計(jì) 47. FPGA的特點(diǎn):1) 采用FPGA設(shè)計(jì)ASIC電路(專用集成電路),用戶不需要投片生產(chǎn),就能得到合用的芯片。CPLD通過(guò)修改具有固定內(nèi)連電路的邏輯功能來(lái)編程,F(xiàn)PGA主要通過(guò)改變內(nèi)部連線的布線來(lái)編程;FP GA可在邏輯門下編程,而CPLD是在邏輯塊下編程。CPLD又可分為在編程器上編程和在系統(tǒng)編程兩類。其優(yōu)點(diǎn)是可以編程任意次,可在工作中快速編程,從而實(shí)現(xiàn)板級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的動(dòng)態(tài)配置。 ?、軨PLD比FPGA使用起來(lái)更方便?! ?) FPGA內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I/O引腳。在上述門陣列的基礎(chǔ)上再增加觸發(fā)器,便可構(gòu)成即可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元電路。36. CPLD結(jié)構(gòu)上可分為:1) 通用邏輯塊(GLB)的結(jié)構(gòu):它可實(shí)現(xiàn)類似GAL的功能。2) 可編程“接通”單元:它依靠用戶編程來(lái)實(shí)現(xiàn)“接通”連接。 EPROM芯片在空白狀態(tài)時(shí)(用紫外光線擦除后),內(nèi)部的每一個(gè)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)都為1(高電平)。20. 擴(kuò)展存儲(chǔ)容量的方法:增加字長(zhǎng)(位數(shù))或字?jǐn)?shù)。7. 再生或刷新:由于漏電流的存在,電容上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)(電荷)不能長(zhǎng)久保存,因此
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