突击数电

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一、绪论

电子技术:研究电子器件(通过控制器件中的电子运动而进行工作)及其应用的学科。

数字量:在时间和数量上都是离散的、不连续的(存在一个最小数量单位Δ)

模拟量:除了数字量之外的都是模拟量(或:连续的)

集成度的提高指的是数字电路 ; 摩尔定律

SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI、GLSI

Electronic Design Automation

电子电路的功能:处理信息、能量转换

数字电路:用一个离散的电压序列表达信息

模拟电路:用连续的模拟电压/流值表达信息


二、信息与编码

编码:the process of assigning representations to information

编码面临的事情:

  1. 机制(具体的环境场景)
  2. 效率(编码位)
  3. 可靠性
  4. 安全性

数制:表示数量的规则

每一位的构成;低位到高位的进位

重点是补码:

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最高位不仅是符号位,同时代表权值(-2的N-1次方),因此可以参与运算。

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补码取反加“1”:加在最后面(比如带小数时,加在小数点后的末尾),即不是加数字1

码制:表示事务的规则

  • 等长编码:BCD码、ASCII

无权值大小,仅仅代表一个事物

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最后一个是余3循环码

还有格雷码

  • 变长编码:使用/出现频率高的短,vice versa.(huffman编码)

三、逻辑代数基础

基本逻辑运算:

  • 三种基本运算:与(AND、&)、或(OR)、非(NOT)。(关于“NOT”:看电路图时,遇到一个o就是把电路加“NOT”
  • 根据基本运算复合出来的:与非、或非、与或非
  • 异或:⊕(同或:⊙、异或的取反)

关于运算:

真值表

电路逻辑门图形符号汇总

基本公式:(太基本的看书)

  • A + BC = (A + B)(A + C)
  • 德摩根定律:(A + B) ' = A' B'、(AB) ' = A ' + B '

常用公式:

  • A + AB = A
  • A + A'B = A + B
  • AB + AB' = A
  • A(A + B) = A
  • AB + A'C + BC = AB + A'C (AB + A'C + BCD = AB + A'C)
  • A(AB)' = AB'; A'(AB)' = A'

基本定理:

  • 带入定理:在任何一个包含A的逻辑等式中,若以另外一个逻辑式代入式中A的位置,则等式依然成立。
  • 反演:对于任何逻辑式Y,要求Y’时:与和或互换、0和1互换、原变量和反变量互换(注意顺序:先括号、后与、最后或)
  • 对偶

逻辑函数:Y = F(A,B,C,......),取值为0/1

表达方式:真值表、逻辑式、逻辑图、波形图、卡诺图、HDL(不同的应用背景;因此各种表达方式可以互相转化)

逻辑函数两种标准形式:

  • 最小项之和(取1难,且能保证每个最小项的取1情况编码唯一,以三变量为例:m010—A̅BC̅)
  • 最大项之积

不懂的建议看b站课程录播

逻辑函数的化简:

最简形式——“最简与或”:

  • 公式化简
  • 卡诺图:格雷码的方式(王红老师的”折叠“很有助于理解)。

具有无关项的逻辑函数及其化简:

无关项:(需要在某些具体的物理背景下理解)

  • 约束项:比如一些不可以出现的项
  • 任意项:比如一些取0/1都不影响电路功能的项