序章
1.什么是数字电路：
模拟电路：是利用信号的大小强弱（某一时刻的）表示信息内容的电路。模拟电路在传输过程中，很容易受到干扰而产生失真。
数字电路：数字电路则不同，它不利用信号大小强弱来表示信号，它利用电压的高低或电流的有无或电路的通断来表示信息的1或0，用一联串的1或0编码表示某种信息（由于只有1与0两个数码，所以叫二进制编码），用以处理该信号的电路就是数字电路，它利用电路的通断来表示信息的1或0。
数字电路是一门研究数字信号的编码、运算、记忆、计数、分配、测量和传输的科学技术。简单地说是用数字信号去实现运算、控制和测量的科学。
数字电路与模拟电路相比有如下优点：
1.电路结构简单，容易制造，便于集成和系列化生产。成本低廉，使用方便。
2.由数字电路组成的数字系统，工作准确可靠，精度高。
3.不仅能完成数值运算，还可以进行逻辑运算和判断，在控制系统中这是不可缺少的，因此数字电路用可称作数字逻辑电路。
数字电路相对于模拟电路的这一系列优点，使它在通信、自动控制、测量仪器及计算机等各个科学领域内得到广泛的应用。
第一章逻辑代数与EDA技术的基础知识
1.0概述
一、逻辑代数（布尔代数、开关代数）
逻辑：事物因果关系的规律，反应和处理这种关系的数学工具就是逻辑代数
逻辑函数：逻辑自变量和逻辑结果的关系。
逻辑变量取值：0、1分别代表两种对立的状态。
二、进制数的表示法及转换
1.十进制数（D）：
2.二进制数（B）：
数码：0，1
3.二进制数的缩写形式——八进制数和十六进制数
（1）八进制数（O）：
（2）十六进制数（H）：
数码：0～9，A（10），B（11），C（12），D（13），E（14），F（15）
4．几种常用进制数之间的转换
（1）二进制-十进制
将二进制数按位权展开后想加
（2）十进制-二进制
降幂比较法-要求熟记的数值。
1，2，4，8，16，32，64，128，256，512，1024
快速转换法（拆分法）
最常用方法（分成小数部分和小数部分）
正数部分：除基取余法（最后的商是0）（从下到上）
小数部分：乘基取整法（最后的积是1）（从上到下）
（3）二进制-八进制
每3位二进制数相当一位8进制数
整数部分在最左边添零补位，小数部分在最右边添零补位
（4）八进制-二进制
每位8进制数转换为相应3位二进制数（补位的0不可以省略）
（5）二进制-十六进制（同二进制-八进制）
每4位二进制数相当于一位16进制数
（6）十六进制-二进制（同八进制-二进制）
三、二进制代码
编码：用二进制数表示文字、符号等信息的过程
二进制代码：编码后的二进制数。
二-十进制代码：用二进制代码表示十个数字符号0～9，又称BCD码（Bimary Coded Decinal）。
1.1逻辑代数基本概念、公式和定理
1.1.1基本和常用逻辑运算
一、三种基本逻辑运算
（1）与逻辑（&）：当决定一事件的所有条件都具备时，事件才发生的逻辑关系。
Y=A*B=AB；
A和B都为1时是1，其余都为0；
（2）或逻辑(>=1)：决定一事件结果的诸条件中，只要有一个或一个以上具备时事件就会发生的逻辑关系。
Y=A+B
A和B都为0时是0，其余都为1；
（3）非逻辑（1，出去后带圈）：只要条件具备，事件便不会发生；条件不具备，事件一定发生的逻辑关系。
Y=（上面带-）A
（4）异或运算（=1，出去不带圈）：相同为0，不相同为1
A的非·B+A·B的非
（5）同或运算（=1，出去带圈）：相同为1，不相同为0
A的非·B的非+A·B
（6）异或的相反是同或，同或的相反是异或
二、与普通代数相似的定律
交换律：A·B=B·A
A+B=B+A
结合律：（A·B）·C=A·（B·C）
（A+B）+ C=A +（B+C）
分配律：A（B+C）=AB+AC
A+BC=（A+B）（A+C）
三、逻辑代数的一些特殊定理
同一律：A·A=A，A+A=A
德·摩根定理（求非）：（A·B）的非=A的非+B的非
（A+B）的非=A的非·B的非
反演规则：“·”变成“+”，“+”变成“·”
0变成1，1变成0
原变量换成反变量，反变量变成原变量（不是单个的非号应当保留住）
Y1=A（B+C）+CD
Y1的非=（A的非+B的非·C的非）·（C的非+D的非）
1.2逻辑函数的化简方法
1.2.1 逻辑函数的标准和最简式
一、标准与或表达式
标准与或表达式是由( B )构成的逻辑表达式。
A、与项相或
B、最小项相或
C、或项相与
Y=F（A，B，C）=AB+A的非C（最简式）
=AB（C+C的非）+A的非C（B+B的非）
=四项全部带出来，叫做标准与或式（四项中的每一项叫做最小项）
所以说：标准与或式就是最小项之和的形式
二、最小项
1.最小项的概念：包括所有变量的乘积项，每个变量均以原变量或反变量的形式出现一次。
Y=F（A，B）两个变量有四个最小项，三个就有八个最小项，n个2的n次方个最小项。
2．最小项的性质：
（1）任一最小项，只有一组对应变量取值使其值为1；（全都转换成1）
（2）任意两个最小项的乘积为0；
（3）全体最小项之和为1（变量取某一值时）
3.最小项是组成逻辑函数的基本单元
最简式写成标准与或式（方法：*（A+A的非）A是没有的元素）//相同的项要去掉；
4.最小项的编号
把与最小项对应的变量取值当成二进制数，与之相对应的十进制数，就是该最小值的编号（1对应正变量，0对应反变量）用mi表示。
m0=000
m1=001
m2=010……
三、逻辑函数的最简表达式
1.最简与或式：
2.最简与非-与非式：（非号最少）（最简与或式两次取非）（最后一次不展开）
3.最简或与式
Y=AB+A的非C
Y的非=AB的非+A的非C的非
Y=Y的非再取非（最后一次展开）
4.最简或非-或非式：（对3进行两次取反，但最后一次不展开）
5.最简与或非式
1.2.2 逻辑函数的公式化简法
与或式公式定理最简与或式
一、并项法：AB+AB的非=A
二、吸收法：A+AB=A
三、消去法：A+A的非B=A+B
四、配项消项法：AB+A的非C+BC=AB+A的非C
1.2.3 逻辑函数的图形化简法
一．逻辑变量的卡诺图（Karnaugh maps）
卡诺图：最小项方格图（按循环码排列）
1.二变量的卡诺图（含有两个变量的卡诺图）
化简：（原变量为1.反变量为0）
最简化：方格里什么也不写（最常用）
2.变量卡诺图的画法
三变量的卡诺图：八个最小项
01和10逻辑不相邻
逻辑相邻：
两个最小项只有一个变量不同
逻辑相邻的两个最小项可以合并成一项，并消去一个因子。
例子：A的非B的非C+A的非BC=A的非C
卡诺图的实质：
逻辑相邻->(必定是)几何相邻
集合相邻（1.紧挨着2.行或列的两头3.对折起来位置重合（两条对称轴：横着的中心轴或竖着的中心轴））
3.四变量的卡诺图
十六个最小项（十六个最小项）
AB/CD
4.五变量的卡诺图(化简的情况下，一般不用五变量的卡诺图)
AB/CDE
CDE：前四项以0开头，00，01，11，10
后四项以1开头，10，11，01，00
当变量个数超过六个以上时，无法使用图形法进行化简
3.变量卡诺图的特点：用几何相邻表示逻辑相邻
在卡诺图里，只要是几何相邻，就是逻辑相邻
化简方法：逻辑相邻的两个最小项可以合并成一项，并消去一个因子
缺点：超过六个就不在适用了。
4.变量卡诺图中最小项合并的规律：
（1）两个相邻最小项合并可以消去一个因子
m0，m4 合并可以消去A，只剩下B的非，C的非
（2）四个相邻最小项合并可以消去两个因子
m0，m4，m12，m8合并可以消去AB，只剩C的非，D的非
m3，m2，m11，m10合并可以消去AD，只剩下B的非，C
m0，m2，m8，m19合并可以瞧去AC，只剩下B的非，D的非
（4）八个相邻最小项合并可以消去三个因子
0，1，4，5，12，13，8，9合并可以消去ABD，只剩下C的非
0，1，3，2，8，9，11，10合并可以消去ACD，只剩下B的非
总结个相邻的最小项合并可以消去n个因子
二、逻辑函数的卡诺图
1.逻辑函数卡诺图的画法
（1）根据函数的变量个数画出相应的卡诺图
（2）在函数的每一个乘积项所包含的最小项处都填1，其余位置填0或不填（即只要有就填1，没有就填0或不填）
2.逻辑函数卡诺图的特点
优点：用几何位置的相邻，形象地表达了构成了函数的各个最小项在逻辑上的相邻性
缺点：当函数变量多于六个时，画图十分麻烦，其优点不复存在，无实用价值（一般是四个）
3.逻辑函数卡诺图画法举例
画出函数的卡诺图：Y=A的非B的非+AB+C的非D的非
（1）根据变量个数画出函数的卡诺图
（2）根据函数的每个乘积项确定函数的最小项，并在相应的位置上填1
Y=A的非BC的非+AB的非D
三、用卡诺图化简逻辑函数
Y=B的非CD+BC的非+A的非C的非D+AB的非C
（1）画出函数的卡诺图
（2）合并最小项
画包围圈
中间的四个可以消去两个因子：BC的非
上面的两个可以画到一起：A的非B的非D
下面的两个可以画到一起：AB的非C
画包围圈的原则：
1.先画孤立项，再圈仅有一种合并方式的最小项。
2.圈越大越好，但圈的个数越少越好。
3.最小项可重复被圈，但每个圈至少有一个新的最小项
4.必须把组成函数的全部最小项圈完，并认真比较、检查才能写出最简与或式
四、用图形法求反函数的最简与或表达式
求反函数圈零，不圈1.
（1）画函数的卡诺图
（2）合并函数值为0 的最小项
（3）写出Y的反函数的最简与或表达式
1.2.4 具有约束的逻辑函数的化简
一、约束的概念和约束条件
1.约束、约束项、约束条件
（1）约束：输入变量取值所受的限制
（2）约束项：不会出现的变量取值所对应的最小项
（3）约束条件：由约束项相加所构成的值为0的逻辑表达式
2.约束条件的表示方法
（1）在真值表和卡诺图上用?表示
（2）在逻辑表达式中，用等于0的条件等式表示（所有不可能的最小项相加=0）
二、具有约束的逻辑函数的化简
化简具有约束的逻辑函数时，如果充分利用约束条件，可以使表达式大大化简。
1.约束条件在化简中的应用
例子：Y=ABC 约束条件：A非C+B非C+ABC非=0
（1）在公式法中的应用
可以根据化简的需要加上或去掉约束项
Y=ABC+A非C+B非C=C（AB+A非+B非）=C（AB+（AB）非）=C
问题：当函数较复杂时，公式法不易判断出哪些约束项应该加上，哪些应该去掉
（2）在图形法中的应用
根据卡诺图的特点（逻辑相邻，几何也相邻），在画包围圈时包含或去掉约束项，使函数最简。
先填最小项，再填约束项，其余填0或者不填
利用约束项合并最小项，使包围圈越大越好，但圈的个数越少越好（?既可以当1，也可以当0）。
2.变量互相排斥的逻辑函数的化简
互相排斥的变量：再一组变量中，只要有一个变量取值为1，则其他变量的值就一定是0.
例子：函数Y的变量A、B、C是互相排斥的，试用图形法求出Y的最简与或表达式。
Y=A非B非C+A非BC非+AB非C非
约束条件：A非BC+AB非C+ABC非+ABC=0
（1）画出该函数的卡诺图
（1）画包围圈，合并最小项
（2）最简与或表达式：A+B+C
1.3 逻辑函数的表示方法及其相互之间的转换
1.3.1 几种表示逻辑函数的方法
一、真值表
将变量的各种取值与相对应的函数值，以表格的形式一一列举出来。
2．主要特点
优点：直观明了，便于将逻辑问题抽象成数学表达式
缺点：难以用公式和定理进行运算和变换；
变量较多时，列函数真值表较繁琐；
二、卡诺图
真值表的一种方块图表达方式，要求变量取值必须按照循环码的循序排列。
优点：便于求出逻辑函数的最简与或表达式
缺点：适用个数较少
三、逻辑表达式
优点：书写简洁方便
缺点：复杂的时候，难以直接看书从变量取值看出函数的值
四、逻辑图
用基本和常用的逻辑符号表示函数表达式中各个变量之间的运算关系。
优点：最接近实际电路
缺点：不能进行运算和变换，所表示的逻辑关系不直观。
五、波形图
输入变量和对应的输出变量随时间变化的波形
1.3.2 几种表示方法之间的转换
一、真值表->函数式->逻辑图
二、逻辑图->函数式->真值表
第二章门电路
2.0概述
一、门电路的概念
实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运算的电子电路
二、逻辑变量与两状态开关
二值逻辑：所有逻辑变量只有两种取值（0或1）
数字电路：通过电子开关S的两种状态（开或关）
获得高、低水平，用来表示1或0.
三、高、低电平与正、负逻辑
高电平与低电平是两个不同的可以截然区别开来的电压范围
四、分立元件门电路和集成门电路
（1）分立元件门电路：用分立的元器件和导线连接起来构成的门电路
（2）集成门电路：把构成门电路的元器件和连线，都制作在一块半导体芯片上，在封装起来。
五、数字集成电路的集成度
一块芯片含有等效逻辑门或元器件的个数
小规模集成电路SSI <10门/片或<100元器件/片
中规模集成电路MSI 10～99 门/片或100～999元器件/片
大规模集成电路LSI 100～9999门/片或1000～99999元器件/片
超大规模集成电路VLSI >10000门/片或>100000元器件/片
2.1半导体二极管、三极管、和MOS管的开关特性
2.1.1 理想开关的开关特性
一、静态特性
（1）断开
（2）闭合
二、动态特性
（1）开通时间：（断开->闭合）t=0
（2）断开时间：（闭合->断开）t=0
普通开关：静态特性好，动态特性差
半导体开关：静态特性较差，动态特性好（几百万或几千万/秒）
2.1.2 半导体二极管的开关特性
一、静态特性
1.结构示意图、符号和伏安特性
A是阳极
K是阴极
中间有PN节
（1）外加正向电压（正偏）
二极管导通（相当于开关闭合）U约等于0.7V
（2）外加反向电压（反偏）
2.二极管的开关作用
二、动态特性
1.二极管的电容效应
结电容
扩散电容
电容效应使二极管的通断需要一段延迟时间才能完成
2.二极管的开关时间
tON<
2.1.3 半导体三极管的开关特性
一、静态特性（电流控制型）
1.结构、符号和输入、输出特性
（1）结构示意图和符号
NPN型
两个PN结：集电结、发射结
b：基极
c：集电极
e：发射极
......
这里实在是不好表示，如果对这方面感兴趣的，可以私信我，我给发word文档。
