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1、課文翻譯:第六課Digitalelectronicsisalogicalscience.數(shù)字電子技術(shù)是一門邏輯科學(xué),一般來說,邏輯學(xué)是按一般原則進(jìn)行推理的科學(xué)。數(shù)字邏輯學(xué)是用數(shù)字推理的科學(xué)。幾乎所有的數(shù)字邏輯功能都可以用一種特殊的稱為門的電路來實(shí)現(xiàn)。如果邏輯運(yùn)算太復(fù)雜,無法用一個(gè)門來實(shí)現(xiàn),也可以通過幾個(gè)門的組合來實(shí)現(xiàn)這個(gè)邏輯運(yùn)算。這些擴(kuò)展邏輯電路被稱為組合邏輯電路。NumberSystemsThenumbersystemwithwhic
2、hwearemostfamiliaristhebase10decimalsystem.數(shù)字系統(tǒng)我們最常用的數(shù)字系統(tǒng)是以10為基即十進(jìn)制系統(tǒng)。但近年來科技的發(fā)展需要產(chǎn)生其他的數(shù)字系統(tǒng),如電子計(jì)算機(jī)需要開發(fā)可以適應(yīng)電子處理的數(shù)字系統(tǒng)。它們是二進(jìn)制(基為2)、八進(jìn)制(基為8)和十六進(jìn)制(基為16)。二進(jìn)制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的基本語言。八進(jìn)制和十六進(jìn)制系統(tǒng)通常在計(jì)算機(jī)通信和計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存信息時(shí)用。計(jì)算機(jī)只能處理二進(jìn)制系統(tǒng)或其他系統(tǒng)如八進(jìn)制和十六進(jìn)制中的二
3、進(jìn)制編碼,所以十進(jìn)制系統(tǒng)必須先轉(zhuǎn)換成這些數(shù)字系統(tǒng)才能由計(jì)算機(jī)處理。當(dāng)計(jì)算機(jī)對(duì)所給的信息處理完畢后,輸出的信息是以非十進(jìn)制的形式打印或顯示出來。所以這些輸出信息必須再轉(zhuǎn)換成為十進(jìn)制系統(tǒng)。LogicalOperationWeconcernedwithdigitalsystemvariablesthatononlybinaryvariables.邏輯運(yùn)算現(xiàn)討論僅取兩值的數(shù)字系統(tǒng)變量(二進(jìn)制變量)。我們確定將這些值用“0”或“1”表示。然后用布
4、爾代數(shù)的一套特殊規(guī)律總結(jié)能合并數(shù)字變量的各種方法。OperationGateGivetwoinputvariablesABoutputY與運(yùn)算與“與”門給出兩個(gè)輸入變量A和B,一個(gè)輸出變量Y,表示式為Y=A與B(1)其意思是:如果A=1與B=1同時(shí)成立,則Y=1,否則Y=0。完成與運(yùn)算的電路稱為與門,有兩個(gè)輸入端的與門邏輯符號(hào)如圖所示。與運(yùn)算可以簡(jiǎn)記為圓點(diǎn),所以(1)式可以寫成Y=AB(2)數(shù)字運(yùn)算一個(gè)很好的特點(diǎn)是能把一組完整的填入變量
5、值寫下來。圖示表示出了一個(gè)這樣的真值表。此表列出相對(duì)于(2)式輸入變量A和B的各種組合及其相應(yīng)的輸出變量Y。從真值表可以看出,從代數(shù)意義上看,與運(yùn)算是乘法的一種形式,其處理規(guī)則是:00=0,01=10=0,11=1。OperationGateGivetwoinputvariablesABanoutputvariablesY.或運(yùn)算與“或”門給出兩個(gè)輸入變量A和B,和一個(gè)輸出變量Y,表達(dá)式為Y=A或B(3)意思是如果A=1或B=1,如果A
6、=1和B=1,則都有C=1。把“或”簡(jiǎn)記為符號(hào)“”,其在代數(shù)表達(dá)式中永不能省略,因此(3)式可以寫成代數(shù)式Y(jié)=AB(4)出狀態(tài),且Q端的輸出總是與在時(shí)鐘下降沿時(shí)D的輸入狀態(tài)一致,這一點(diǎn)是與RS和JK觸發(fā)器不同的。RegistersAregisterisagroupofflipflopwitheachflipflopcapableofstingonebitofinfmation.寄存器一個(gè)寄存器是一組觸發(fā)器,每個(gè)觸發(fā)器能儲(chǔ)存一個(gè)二進(jìn)制位的
7、信息。一個(gè)N位的寄存器有N個(gè)觸發(fā)器,能儲(chǔ)存N位二進(jìn)制的信息。除了觸發(fā)器,一個(gè)寄存器可能還有一些組合門電路來完成數(shù)據(jù)處理任務(wù)。如圖7.4所示是一個(gè)用4個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成的最簡(jiǎn)單的寄存器。(Thecommonclockinputtriggersallflipflopontherisingedgeofeachpulse....)所有觸發(fā)器在同一時(shí)鐘輸入脈沖的上升邊緣觸發(fā),這時(shí)在4個(gè)輸入端的二進(jìn)制數(shù)據(jù)信息被傳送到4位寄存器中??梢栽谌魏螘r(shí)候讀取4個(gè)
8、輸出端,獲得儲(chǔ)存在寄存器中的二進(jìn)制的信息。Thetransferofnewinfmationintoaregisterisreferredtoasloadingtheregister.把新的信息傳送到寄存器中被稱為寫入寄存器。如果寄存器的所有位是用同一個(gè)時(shí)鐘脈沖控制同時(shí)寫入的,稱為并行輸入。在圖7.4寄存器中,在C端加一個(gè)時(shí)鐘控制信號(hào)將使4個(gè)輸入(I0~I3)并行寫入。在并行設(shè)置中,如果要保持寄存器中的內(nèi)容不變的話必須禁止時(shí)鐘控制端輸入
9、。CountersTherearetwomaintypesofcounters:ripplesynchronous.計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器主要有兩種:同步和異步。Aripplecountercontainsachainofflipflopwiththeoutputofeachonefeedingtheinputofthenext.一個(gè)異步計(jì)數(shù)器中包含了若干個(gè)觸發(fā)器,每個(gè)觸發(fā)器的輸出端與下一個(gè)輸入端相連接。每當(dāng)輸入信號(hào)從高電平到低電平(下降沿)時(shí)觸
10、發(fā)器的輸出狀態(tài)發(fā)生變化。這種簡(jiǎn)單的接法工作起來很有效,但由于時(shí)鐘“異步”通過各個(gè)觸發(fā)器,觸發(fā)器的輸出稍有延遲。圖7.5顯示如何連接異步計(jì)數(shù)器,每個(gè)計(jì)數(shù)器的最高位輸出QD接到下一個(gè)計(jì)數(shù)器的時(shí)間輸入端(CLK)。Asynchronouscounterhasmecomplexinternalstructuretoensurethatallitsoutputschangepreciselytogetheroneachclockpulse一個(gè)同步
11、的計(jì)數(shù)器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,以保證所有的計(jì)數(shù)器輸出都在每一個(gè)時(shí)鐘脈沖輸入時(shí)同時(shí)改變,同步的計(jì)數(shù)器可以避免異步計(jì)數(shù)器中可能出現(xiàn)的誤計(jì)數(shù)。圖7.6所示為同步計(jì)數(shù)器,所有的時(shí)鐘輸入端(CLK)是連接在一起的,進(jìn)位輸出信號(hào)CO接在下一個(gè)計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸入信號(hào)CI上,第一個(gè)計(jì)數(shù)器的CI應(yīng)接高電平(無進(jìn)位信號(hào))。第八課集成電路During1950stheheartoftheelectroniccircuitwasvacuumtube.20世紀(jì)50年
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