Experiment of Logic Circuits 外文学习材料

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1、1電阻(resistor)值的判定電阻的代表字母是R，單位是Ω(ohm)，數值較高者，常以kΩ或MΩ表示，361KΩ=10Ω，1MΩ=10Ω，在電阻上的標示方法有數值標示法與色碼標示法。色碼的辨識：顏色黑棕紅橙黃綠藍紫灰白金銀無色第一位數0123456789第二位數0123456789x指數10的x=01234567-1-2容許誤差±5%10%20%誤差1%以下電阻色碼：顏色黑棕紅橙黃綠藍紫灰白金銀第一位數0123456789第二位數0123456789第三位數0123456789x指數10的x=0123456789-1-2容許誤差(±)

2、x1%2%xx0.5%0.25%0.1%0.05%x5%10%下圖是三種常見電阻，自左而又分別是碳素電阻，金屬氧化膜(MetalOxideFilm)電阻，與誤差1%精密金屬膜(MetalFilm)電阻。4碳素電阻：第一位數黃代表4，第二位數紫代表7，倍數色碼黃色代表10，誤差4值色碼金色代表±5%，所以電阻值是47×10Ω(470kΩ)，而誤差為±5%。氧化金屬膜電阻：第一位數棕色代表1，第二位數黑色代表0，倍數色碼黑色代00表10亦即1，誤差色碼金色也是±5%，所以電阻值是10×10Ω(10Ω)，而誤差±5%。金屬膜電阻：第一位數棕色代

3、表1，第二位數黑色代表0，第三位數黑色代表0，3倍數色碼橙色代表10，誤差色碼棕色代表±1%，所以電阻值是3100×10Ω(100kΩ)，誤差1%。2基本邏輯閘(LogicGates)與其應用邏輯閘是數位電子電路的基本單元，將許多各式各樣的邏輯閘加以適當地排列組合，便可設計出電腦、電子鐘錶等數位系統，也可用在工業控制上。ORGate:電路符號與其真值表(Truthtable)ANDGate:電路符號與其真值表NOTGate:電路符號與其真值表NORGate:電路符號、真值表與其等效電路NANDGate:電路符號、真值表與其等效電路XOR(

4、Exclusive-OR)Gate:電路符號、真值表與其等效電路DeMorganTheorems:A+B=A⋅B,A+B=A⋅B以下便是利用基本邏輯閘所設計出來的算術電路，全用於電腦的CPU之中。HalfAdder(半加法器):內部電路設計與其真值表FullAdder(全加法器)：內部電路設計與其真值表HalfSubtractor(半減法器):內部電路設計與其真值表ABDIFFBORROW0000101001111100FullSubtractor(全減法器):內部電路設計與其真值表ABBORINDBOROUT00000001110101

5、001100100111010111000111112×2Multiplier(2×2乘法器):內部電路設計ORGate之實驗範例3正反器(Flip-flops)正反器是一種具有記憶特性的電路，它的輸出訊號除了與現在的輸入訊號有關以外，還與之前的輸出訊號有關。正反器可分為flip-flop與latch：有clock(CLK或CP)訊號輸入的正反器稱為flip-flop，沒有CLOCK訊號輸入的正反器稱為latch。而一般clock輸入訊號都是方波，其觸發方式可分為正源觸發(positively-edgedtriggered,↑)、負源觸發

6、(negatively-edgedtriggered,↓)、半週期觸發等。J-KFlip-flop:電路符號、真值表、內部電路設計與其激發表(Excitationtable)JKQ00Q001010111Q0’Q(t)Q(t+τ)JK000X011X10X111X0R-SFlip-flop:電路符號、電路設計與其真值表SRQ00Q001010111XDFlip-flop:電路符號、電路設計與其真值表DQ0011TFlip-flop:電路符號、電路設計與其真值表TQ(t)Q(t+τ)0000111011104計數器(Counters)計數器

7、是數位系統中用來計數或計時的特殊電路，主要是用好幾個正反器與邏輯閘所組成。可分為同步(synchronous)計數器與非同步(asynchronous)計數器兩大類。其中，同步計數器是指所有的正反器都共用一個clock訊號來觸發，而非同步計數器則否。以下先介紹非同步計數器，然後再介紹同步計數器。4-bitRippleCounter:是一種非同步計數器，它從二進位的0000、0001、0010、0011、0100、0101、…、1111，再回到0000(相當於從十進位的0、1、2、3、4、45、…、15，再回到0，共有2=16種狀態)，然後

8、一直重複計數。4-bitAsynchronousBCDCounter:從二進位的0000、0001、0010、0011、0100、0101、…、1001，再回到0000(相當於從十進位的0、1