门电路及组合逻辑电路.pptx

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又如:(3176.54)10= 3×103+1×102 +7×101+6×100+5×10-1+4 ×10-2
第6页/共78页
2、二进制
数码为:0、1;基数是2。 运算规律:逢二进一,即:1+1=10。 二进制数的权展开式: 如:(1011.01)2= 1×23 +0×22 +1×21+1×20+0×2-1+1 ×2-2
B
E
Y
A断开、B接通,灯不亮。
A
B
E
Y
A接通、B断开,灯不亮。
A、B都接通,灯亮。
两个开关必须同时接通, 灯才亮。逻辑表达式为:
第20页/共78页
Y=AB
将开关接通记作1,断开记作0;灯亮记作1,灯灭记作0。 可以作出如下表格来描述与逻辑关系:
功能表
开关 A 开关 B 断开 断开 断开 闭合 闭合 断开 闭合 闭合
第13页/共78页
三、二进制数与八进制数的相互转换
(1)二进制数转换为八进制数: 将二进制数由小数点开始, 整数部分向左,小数部分向右,每3位分成一组,不够3位补 零,则每组二进制数便是一位八进制数。(三位聚一位)
0 0 1 1 0 1 0 1 0 . 0 1 0 = (152.2)8
(2)八进制数转换为二进制数:将每位八进制数用3位二进
Y=A+B+C+… 开关A,B并联控制灯泡Y
A
B
E
Y
电路图
第L22=页A/共B78页
A
A
B
E
Y
A、B都断开,灯不亮。
A
B
E
Y
A断开、B接通,灯亮。
A
B
B
E
Y
E
Y
A接通、B断开,灯亮。
A、B都接通,灯亮。
两个开关只要有一个接通, 灯就会亮。逻辑表达式为:
Y=A+B
第23页/共78页
功能表
真值表
开关 A 断开 断开 闭合 闭合
十六进制数转换为二进制数,按照每一位十六进制数对应于 4位二进制数进行转换。(一位变四位)
(AF4.76)16 = 1010 1111 0100 . 0111 0110
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5、码制
数字系统只能识别0和1,怎样才能表示更多的数码、符号 、字母呢?用编码可以解决此问题。
用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符号 等信息称为编码。
余数 低位
2 22 ……… 0
2 11 ……… 0
2 5 ……… 1
2 2 ……… 1
2 1 ……… 0
0 ……… 1 高位
0.375 ×2
整数
0.750 ……… 0
0.750 ×2
1.500 ……… 1
0.500 ×2
1.000 ……… 1
高位 低位
所以:(44.375)10= 采用除2取(1余01法1、00乘.021取1整)2法,可将十进制数转换为任意的N进制数。
用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的二 进制数称为代码。
二-十进制代码:用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进制数中 的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码, 因各位的权值依次为8、4、2、1,故称8421 BCD码。
5421码的权值依次为5、4、2、1; 2421码的权值依次为2、 4、2、1;余3码由8421码加0011得到;格雷码是一种循环码, 其特点是任何相邻的两个码字,仅有一位代码不同,其它位相同。
八进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17
十六进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
第11页/共78页
不同数制间的转换
一、各种数制转换成十进制 将N进制数(B、O、H)按权展开,求出各加权系
数的和,即可以转换为十进制数。
二、十进制数转换为二进制、八进制和十六进制
数字电路:处理和传输数字信号的电路。 三极管工作在开关状态,即饱和区或截止区。
数字化时代:
➢音乐:CD、MP3
➢电影:MPEG、RM、DVD
➢数字电视
➢数字照相机
➢数字摄影机
➢手机
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10.1.2 数制与码制
一、几个概念
1、进位制:表示数时,仅用一位数码往往不够用,必须用进 位计数的方法组成多位数码。多位数码每一位的构成以及从低 位到高位的进位规则称为进位计数制,简称进位制或数制。
(437.25)8= 4×82 +3×81+7×80+2×8-1+5 ×8-2 =256+24+7+1+0.25+0.78125 =(287.328125)10
(3BE.C4)16= 3×162 + 11×161 +14×160+12 ×16-1 +4 ×16-2 =768+176+14+1+0.75+0.015625 =(958.765625)10
实现与逻辑的电 路称为与门。与 门的逻辑符号:
A BY
0
00 真
灯Y 灭
0
10 值
1
00 表
1
11
灭 这种把所有可能的条件组合及其对应
灭 结果一一列出来的表格叫做真值表。

逻辑符号
A
&
Y Y=AB
B
第21页/共78页
2、或逻辑(或运算)和或门
或逻辑的定义:当决定事件(Y)发生的各种条件(A,B, C,…)中,只要有一个或多个条件具备,事件(Y)就发生。 表达式为:
Y=A
开关A控制灯泡Y
R
E
AY
电路图
第25页/共78页
R
E
AY
R
E
AYBiblioteka A断开,灯亮。A接通,灯灭。
功 开关 A 能 断开 表 闭合
实现非逻辑的电 路称为非门。非 门的逻辑符号:
A
灯Y
0

1

逻辑符号
A1
第26页/共78页
Y真 1值 0表
Y Y=A
二、几种导出的逻辑运算
×N0+a-1 ×N-1+a-2 ×N-2+… +a-m×N-m ③由权展开式很容易将一个N进制数转换为十进制数。
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几种进制数之间的对应关系
十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
二进制数
00000 00001 00010 00011 00100 00101 00110 00111 01000 01001 01010 01011 01100 01101 01110 01111
5×103=5000 103、102、101、100
5×102= 500 称为十进制的权。各 数位的权是10的幂。
5×101= 50
5×100= +

任意一个十进制数都 可以表示为各个数位
5555
=5555 上的数码与其对应的 权的乘积之和,称权
同样的数码在不同的数
展开式。
位上代表的数值不同。
即:(5555)10=5×103 +5×102+5×101+5×100
(958.765625)10
各数位的权是16的幂
第8页/共78页
各种进制比较
(3176.54)10= 3×103 + 1×102 +7×101+6×100+5×10-1+4 ×10-2
(1011.11)2= 1×23 +0×22+ 1×21+ 1×20+1×2-1+1 ×2-2 =8+0+2+1+0.5+0.25 =(11.75)10
第16页/共78页
常用 BCD 码
十进制数 8421 码 余 3 码
0
0000 0011
1
0001 0100
2
0010 0101
3
0011 0110
4
0100 0111
5
0101 1000
6
0110 1001
7
0111 1010
8
1000 1011
9
1001 1100
权 8421
格雷码
0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101
2421 码
0000 0001 0010 0011 0100 1011 1100 1101 1110 1111 2421
第17页/共78页
5421 码
0000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100 5421
10.1.3 逻辑代数中的基本运算
逻辑代数是按一定的逻辑关系进行运算的代数,是分析和 设计数字电路的数学工具。在逻辑代数,只有0和1两种逻辑 值,有与、或、非三种基本逻辑运算,还有与或、与非、与或 非、异或几种导出逻辑运算。
第9页/共78页
结论
①一般地,N进制需要用到N个数码,基数是N;运算 规律为逢N进一。
②如果一个N进制数M包含n位整数和m位小数,即 (an-1 an-2 … a1 a0 ·a-1 a-2 … a-m)2
则该数的权展开式为: (M)2 = an-1×Nn-1 + an-2 ×Nn-2 + … +a1×N1+ a0
=(11.75)10
各数位的权是2的幂
二进制数只有0和1两个数码,它的每一位都可以用电子元 件来实现,且运算规则简单,相应的运算电路也容易实现。
运算 规则
加法规则:0+0=0,0+1=1,1+0=1, 1+1=10
乘法规则:0·0=第07页,/共07·81页=0 ,1·0=0,1·1=1
3、八进制
缺点:很难度量; 容易受噪声的干扰; 难以保存。
优点:用精确的值表示事物。
模拟电路:处理和传输模拟
信号的电路。
三极管工作在线性放大区。
第3页/共78页
数字信号: 时间上离散:只在某些时刻有定义。 数值上离散:变量只能是有限集合的一个值,常用0、1二进制数表示。 例如:开关通断、电压高低、电流有无。
开关 B 断开 闭合 断开 闭合
实现或逻辑的电 路称为或门。或 门的逻辑符号:
灯Y
A
BY

0
00

0
11

1
01

1
11
逻辑符号
A
≥1 Y=A+B
B
第24页/共78页
3、非逻辑(非运算)和非门
非逻辑指的是逻辑的否定。当决定事件(Y)发生的条件 (A)满足时,事件不发生;条件不满足,事件反而发生。表 达式为:
2、基 数:进位制的基数,就是在该进位制中可能用到的数 码个数。 3、 位 权(位的权数):在某一进位制的数中,每一位的大 小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数,这个固定的数就 是这一位的权数。权数是一个幂。 4、加权系数:数码与权的乘积。
二、常用数制
第5页/共78页
1、十进制
数码为:0~9;基数是10。 运算规律:逢十进一,即:9+1=10。 十进制数的权展开式:
逻辑是指事物的因果关系,或者说条件和结果的关系,这 些因果关系可以用逻辑运算来表示,也就是用逻辑代数来描述。
事物往往存在两种对立的状态,在逻辑代数中可以抽象地 表示为 0 和 1 ,称为逻辑0状态和逻辑1状态。
逻辑代数中的变量称为逻辑变量,用大写字母表示。 逻辑变量的取值只有两种,即逻辑0和逻辑1,0 和 1 称为逻辑 常量,并不表示数量的大小,而是表示两种对立的逻辑状态。
10.1.1 数字信号和数字电路
模拟信号:在时间上和 数值上连续的信号。
u
数字信号:在时间上和 数值上不连续的(即离 散的)信号。
u
t
模拟信号波形
对模拟信号进行传输、 处理的电子线路称为 模拟电路。
t
数字信号波形
对数字信号进行传输、 处理的电子线路称为 数字电路。又称逻辑 电路。
第2页/共78页
模拟信号: 时间上连续:任意时刻有一个相对的值。 数值上连续:可以是在一定范围内的任意值。 例如:电压、电流、温度、声音等。 真实的世界是模拟的。
第18页/共78页
一、基本逻辑函数及运算
1、与逻辑(与运算)和与门
与逻辑的定义:仅当决定事件(Y)发生的所有条件(A, B,C,…)均满足时,事件(Y)才能发生。表达式为:
Y=ABC…
开关A,B串联控制灯泡Y
A
B
E
Y
电路图
L第=1A9页B/共78页
A E
B Y
A E
B Y
A、B都断开,灯不亮。
A
制数表示。(一位变三位)
(374.26)8
= 011 111 100 . 010 110
二进制数与十六进制数的相互转换
二进制数转换为十六进制数,按照每4位二进制数对应 于一位十六进制数进行转换。(四位聚一位)
第14页/共78页
0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 . 0 1 1 0 = (1E8.6)16
数码为:0~7;基数是8。
运算规律:逢八进一,即:7+1=10。
八进制数的权展开式:
如:(437.25)10=4×82 +3×81+7×80+2×8-1+5 ×8-2
=(287.328125)10
4、十六进制
各数位的权是8的幂
数码为:0~9、A~F;基数是16。 运算规律:逢十六进一,即:F+1=10。 十六进制数的权展开式: 如:(3BE.C4)2=3×162+11×161 +14×160+12×16-1 + 4×16-2 =
采用的方法 — 基数连除、连乘法 原理:将整数部分和小数部分分别进行转换。
整数部分采用除2取余法; 小数部分采用乘2取整法; 转换后再合并。
第12页/共78页
整数部分采用除2取余法:先 得到的余数为低位,后得到 的余数为高位。
小数部分采用乘2取整法:先 得到的整数为高位,后得到 的整数为低位。
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