数字部件

电路基础

电路基础

电路基础里面关键是要知道MOS管（由电压控制导通的这样一种器件是各种门电路的基础）分为pMOS和nMOS，pMOS和nMOS形成各种门点路的方法在后面有

P型半导体：主要靠空穴导电

N型半导体：主要靠自由电子导电

PN结：p端负电荷，n端正电荷。



二极管：单向导通性

晶体三极管（NPN、PNP），三个电极分别为基极，集电极，发射级——具有电流分配和放大作用


场效应管（field-effect transistor,FET）:用电场来控制固体材料导电能力的有源器件。


一种极性的载流子，单极型晶体管，半导体三极管是双极型晶体管。

MOS管（metal，oxide，semiconductor）:加电后可以导通


logic gate

single input:NOT,buffer

two:and,or,xor,nand,nor,xnor





Vdd高GND低

常用与非和或非

pmos & nmos

nmos


pmos


画法


圆圈代表非，pmos正电导通，p端低电平吸正电

pmos pass 0，nmos pass 1

cmos（c代表互补）

从pnMOS到门，门的实现

cmos电路画法

not gate



nand gate



根据需要将pmos nmos串并联起来，pmos并联则只要有1就通过，nmos串联则必须都是0才通过。

因此画的时候第一步识别特殊值，比如NOR3，只有全0才是1

practice:从pMOS，nMOS到门

组合逻辑，从逻辑到门

组合逻辑

实现加法，按位来进行运算。输入为两个数同一位的01值，以及上一位的进位，产生的值为计算结果和给下一位的进位，针对每一种情况列出真值表即可得到组合逻辑。


定义

implicant蕴含式：product of literals

minterm最小项/乘积项：product that include all variables

maxterm最大项/和项：sum that include all variables

SOP(sum of products)


POS(product of sums)


化简组合逻辑DeMorgan’s Theorem


bubble pushing

从逻辑到门


输入在原理图的左边或者顶部，输出在原理图的右边或者底部


example

priority circuit:


multiplexer






decoder

时序逻辑

state elements

bistable circuit：双稳态电路



store 1 bit of state in the state var(Q or !Q)

no input to control the state

SR Latch：SR(set/reset)锁存器



因为SR对称，所以上0下1也一样



因此SR可以控制Q的值，并能保存状态



D Latch：D锁存器

CLK控制是否将D的影响传过去，D控制可以传输的信号



D Flip-flop：D触发器

CLK控制什么时候状态可以传递，D控制可以传递过去的信号。只有当CLK从0到1的时候，信号可以传递。





D-latch & D-flip-flop状态改变

D-latch仅当CLK为1时，状态可能改变

D-flip-flop仅当CLK由0到1时，状态可能改变

FSM



实验一：七段数码管的译码显示实验