数字信号及基本逻辑运算
数电基本逻辑电路
数电基本逻辑电路数电基本逻辑电路是数字电子技术的基础，广泛应用于计算机、通信、控制等领域。
通过组合不同的逻辑门，可以实现各种数字逻辑功能。
本文将介绍几种常见的基本逻辑电路，包括与门、或门、非门、异或门和与非门，希望能够对读者理解数电基础知识起到指导作用。
首先，我们来介绍与门。
与门是最基本的逻辑门之一，它有两个或多个输入信号和一个输出信号。
只有当所有的输入信号都为高电平时，输出信号才为高电平；否则，输出信号为低电平。
与门的逻辑符号为“∧”，逻辑公式为Y=A∧B（其中Y为输出信号，A和B为输入信号）。
接下来是或门。
或门也是常用的逻辑门，它也有两个或多个输入信号和一个输出信号。
只要有任何一个输入信号为高电平，输出信号就为高电平；只有所有输入信号都为低电平时，输出信号才为低电平。
或门的逻辑符号为“∨”，逻辑公式为Y=A∨B。
再来是非门。
非门只有一个输入信号和一个输出信号，它将输入信号取反作为输出信号。
当输入信号为高电平时，输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，输出信号为高电平。
非门的逻辑符号为“¬”，逻辑公式为Y=¬A。
异或门是一种常用的逻辑门，它有两个输入信号和一个输出信号。
当输入信号相同时，输出信号为低电平；当输入信号不同时，输出信号为高电平。
异或门的逻辑符号为“⊕”，逻辑公式为Y=A⊕B。
最后是与非门。
与非门是一种特殊的逻辑门，它先进行与运算，然后再进行非运算。
它有两个输入信号和一个输出信号。
当两个输入信号都为高电平时，输出信号为低电平；否则，输出信号为高电平。
与非门的逻辑符号为“⇥”，逻辑公式为Y=(A⋅B)⇥。
以上是数电基本逻辑电路的介绍。
通过组合不同的逻辑门，我们能够实现各种数字逻辑功能，如加法器、减法器、译码器、编码器等。
这些逻辑电路对于计算机的运算和控制起着重要的作用。
在应用中，我们可以通过电路设计软件进行逻辑电路的模拟和验证。
同时，我们还可以根据逻辑功能的需求选择适当的逻辑门进行组合，实现所需的数字逻辑功能。
《数字电子技术(第三版)》2. 基本逻辑运算及集成逻辑门
Ｙ＝Ａ+ Ｙ＝Ａ+Ｂ
功能表
开关 A 断开 断开 闭合 闭合 开关 B 断开 闭合 断开 闭合 灯Y 灭 亮 亮 亮
真值表
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
逻辑符号
Y 0 1 1 1
实现或逻辑的电 路称为或门。或 门的逻辑符号：
A B
≥1
Y=A+B
2.1.3、非逻辑（非运算） 2.1.3、非逻辑（非运算） 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： Ｙ＝Ａ 开关A控制灯泡Y
A E B Y
A断开、B接通，灯不亮。 断开、 接通 灯不亮。 接通， 断开
A E B Y
A接通、B断开，灯不亮。 接通、 断开，灯不亮。 接通 断开
A、B都接通，灯亮。 、 都接通，灯亮。 都接通
两个开关必须同时接通， 两个开关必须同时接通， 灯才亮。逻辑表达式为： 灯才亮。逻辑表达式为：
Ｙ＝ＡＢ
2.4 集成逻辑门
2.4.1 TTL与非门 TTL与非门 2.4.2 OC门和三态门 OC门和三态门 2.4.3 MOS集成逻辑门 MOS集成逻辑门 2.4.4 集成逻辑门的使用问题 退出
逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电 路。简称门电路。 基本和常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、 与非门、或非门、与或非门和异或门等。 逻辑0和1： 电子电路中用高、低电平来表示。 获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件 的导通、截止（即开、关）两种工作状态。 集成逻辑门 双极性晶体管逻辑门 TTL ECL I2L 单极性绝缘栅场效应管逻辑门 PMOS NMOS CMOS
（6）平均传输延迟时间tpd：从输入端接入高电平开始，到输出端 输出低电平为止，所经历的时间叫导通延迟时间（tpHL）； 从输入端接入低电平开始，到输出端输出高电平为止，所经 历的时间叫截止延迟时间（tpLH）。 tpd=(tpHL+ tpLH)/2=3~40ns 平均传输延迟时间是衡量门电路运算速度的重要指标。 （7）空载功耗：输出端不接负载时，门电路消耗的功率。 静态功耗是门电路的输出状态不变时，门电路消耗的功率。其中： 截止功耗POFF是门输出高电平时消耗的功率； 导通功耗PON是门输出低电平时消耗的功率。 PON> POFF （8）功耗延迟积M：平均延迟时间tpd和空载导通功耗PON的乘积。 M= PON× tpd （9）输入短路电流(低电平输入电流)IIS：与非门的一个输入端直 接接地（其它输入端悬空）时，由该输入端流向参考地的电流。 约为1.5mA。
基本的逻辑运算-基本逻辑门电路符号
基本的逻辑运算-基本逻辑门电路符号基本的逻辑运算表⽰式-基本逻辑门电路符号1、与逻辑(AND Logic)与逻辑⼜叫做逻辑乘，通过开关的⼯作加以说明与逻辑的运算。
从上图看出，当开关有⼀个断开时，灯泡处于灭的，仅当两个开关合上时，灯泡才会亮。
于是将与逻辑的关系速记为：“有0出0,全1出1”。
图(b)列出了两个开关的组合，以及与灯泡的，⽤0表⽰开关处于断开，1表⽰开关处于合上的；灯泡的⽤0表⽰灭，⽤1表⽰亮。
图(c)给出了与逻辑门电路符号,该符号表⽰了两个输⼊的逻辑关系，&在英⽂中是AND的速写，开关有三个则符号的左边再加上⼀道线就⾏了。
逻辑与的关系还⽤表达式的形式表⽰为:F=A·B上式在不造成误解的下可简写为：F=AB。
2、或逻辑(OR Logic)上图(a)为⼀并联直流电路，当两只开关都处于断开时，其灯泡不会亮；当A,B两个开关中有⼀个或两个⼀起合上时，其灯泡就会亮。
如开关合上的⽤1表⽰，开关断开的⽤0表⽰；灯泡的亮时⽤1表⽰，不亮时⽤0表⽰，则可列出图(b)的真值表。
这种逻辑关系通常讲的“或逻辑”，从表中可看出，只要输⼊A,B两个中有⼀个为1，则输出为1，否则为0。
或逻辑可速记为：“有1出1，全0出0”。
上图(c)为或逻辑门电路符号，通常⽤该符号来表⽰或逻辑，其⽅块中的“≥1”表⽰输⼊中有⼀个及⼀个的1，输出就为1。
逻辑或的表⽰式为：F=A+B3、⾮逻辑(NOT Logic)⾮逻辑⼜常称为反相运算(Inverters)。
下图(a)的电路实现的逻辑功能⾮运算的功能，从图上看出当开关A合上时，灯泡反⽽灭；当开关断开时，灯泡才会亮，故其输出F的与输⼊A的相反。
⾮运算的逻辑表达式为图(c)给出了⾮逻辑门电路符号。
复合逻辑运算在数字系统中，除了与运算、或运算、⾮运算之外，使⽤的逻辑运算还有是通过这三种运算派⽣出来的运算，这种运算通常称为复合运算，的复合运算有：与⾮、或⾮、与或⾮、同或及异或等。
数字信号及基本逻辑运算
数字信号是时间上和数值上均离散的一种信号，对该种信号进行传递、处理、运算和存储的电路称为数字电路。
运算不仅有普通的算术运算而且有逻辑运算一、数制在数字电路中，数以电路的状态来表示。
找一个具有十种状态的电子器件比较难，而找一个具有两种状态的器件很容易，故数字电路中广泛使用二进制。
二进制的数码只有二个，即0和1。
进位规律是“逢二进一”。
二进制数1101.11可以用一个多项式形式表示成：(1101.11)2＝1×23＋1×22＋0×21＋1×20＋1×2－1＋1×2－2对任意一个二进制数可表示为：∑--=⨯=122)nmii iaN（八进制和十六进制数用二进制表示一个大数时，位数太多。
在数字系统中采用八进制和十六进制作为二进制的缩写形式。
八进制数码有8个，即：0、1、2、3、4、5、6、7。
进位规律是“逢八进一”。
十六进位计数制的数码是：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
进位规律是“逢十六进一”。
不管是八进制还是十六进制都可以象十进制和二进制那样，用多项式的形式来表示。
数制间的转换计算机中存储数据和对数据进行运算采用的是二进制数，当把数据输入到计算机中，或者从计算机中输出数据时，要进行不同计数制之间的转换。
二、编码用二进制数码表示十进制数或其它特殊信息如字母、符号等的过程称为编码。
二—十进制码（BCD码）二—十进制码是用四位二进制码表示一位十进制数的代码，简称为BCD码。
这种编码的方法很多，但常用的是8421码、5421码和余3码等。
8421码是最常用的一种十进制数编码，它是用四位二进制数0000到1001来表示一位十进制数，每一位都有固定的权。
从左到右，各位的权依次为：23、22、21、20，即8、4、2、1。
可以看出，8421码对十进数的十个数字符号的编码表示和二进制数中表示的方法完全一样，但不允许出现1010到1111这六种编码，因为没有相应的十进制数字符号和其对应。
基本逻辑运算
3 3.6V
2T 3 截止
3 主要参数
（1)TTL与非门提高工作速度的原理
a.采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程。
iB1
Rb1
4kΩ
+VCC Rc 2 1.6kΩ
3.6V
A B C
1
1V 1.4V
31
T1 β iB1
0.7V
0.3V
3
2T2
1
Re2 1kΩ
Vo
3
2T 3
b.采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速给负载电容充放电。
应的输入电压。即输入高电压的3最.5 小值。在产B(品0.6V手,3.6V册) 中常
称为输入高电平电压，用VIHV（OH（mmiinn））23.5.0表2示.4V 。产C 品规C(1定.3V,V2.4I8HV（) min）
=2V。(1.4-1.8V)
D(1.4V, 0.3V)
2.0
1.5
E(3.6V, 0.3V)
表2 -5 电位关系与正、 负逻辑
同样的方法可得到正与等于负或， 正异或等于负同或。
2.3 集 成 逻 辑 门
集成门电路的分类 1.按内部有源器件的不同分为：
双极型晶体管集成门电路：LSTTL、ECL、I2L 单极型MOS集成门电路：CMOS、NMOS、 PMOS、LDMOS、VDMOS…… 晶体管和MOS管集成门电路：BiCMOS
B
NP
A
C
NP
B C
1
+VCC （ +5V） Rb1
3
T1
1. 电路基本结构
Rb1 4kΩ
Rc 2 1.6kΩ
Vc 2
1
+VCC（ +5V） Rc4 130Ω
(完整版)《数字电子技术》知识点
《数字电子技术》知识点第1章 数字逻辑基础1．数字信号、模拟信号的定义2．数字电路的分类3．数制、编码其及转换要求：能熟练在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD 之间进行相互转换。
举例1：（37.25）10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD 解：（37.25）10= (100101.01)2= ( 25.4)16= (00110111.00100101)8421BCD 4．基本逻辑运算的特点与运算：见零为零，全1为1；或运算：见1为1，全零为零；与非运算：见零为1，全1为零；或非运算：见1为零，全零为1；异或运算：相异为1，相同为零；同或运算：相同为1，相异为零；非运算：零变 1， 1变零；要求：熟练应用上述逻辑运算。
5．数字电路逻辑功能的几种表示方法及相互转换。
①真值表（组合逻辑电路）或状态转换真值表（时序逻辑电路）：是由变量的所有可能取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式：是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。
③卡诺图：是由表示变量的所有可能取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图：是由表示逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。
⑤波形图或时序图：是由输入变量的所有可能取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。
⑥状态图（只有时序电路才有）：描述时序逻辑电路的状态转换关系及转换条件的图形称为状态图。
要求：掌握这五种（对组合逻辑电路）或六种（对时序逻辑电路）方法之间的相互转换。
6．逻辑代数运算的基本规则①反演规则：对于任何一个逻辑表达式Y ，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量，反变量换成原变量，那么所得到的表达式就是函数Y 的反函数Y （或称补函数）。
这个规则称为反演规则。
②对偶规则：对于任何一个逻辑表达式Y ，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，而变量保持不变，则可得到的一个新的函数表达式Y ＇，Y ＇称为函Y 的对偶函数。
第6章 数字逻辑基础
6.3 逻辑代数基础
6.3.1 基本逻辑运算
逻辑运算共有三种基本运算：与、或、非。 ⒈ 与逻辑和与运算
⑴ 逻辑关系 只有当决定某种结果的条件全部满足时， 这个结果才能产生。 B＝AB ⑵ 逻辑表达式: F＝A· ⑶ 运算规则: ① 0· 0＝ 0 ② 0· 1＝1· 0＝ 0 ③ 1· 1＝ 1 口诀：有0出0，全1出1。 ⑷ 逻辑电路符号 国标符号 与逻辑关系示意图
⑴ 逻辑关系 条件和结果总是相反。 ⑵ 逻辑表达式： F＝ A
⑶ 运算规则: ① A＝0，F＝1
② A＝1，F＝0 ⑷ 逻辑电路符号 非逻辑关系示意图
国标符号
常用符号
国际符号
⒋ 复合逻辑运算 复合逻辑运算次序规则：
① 有括号时，先括号内， 后括号外； ② 有非号时应先进行非 运算； ③ 同时有逻辑与和逻辑 或时，应先进行与运算。
⒉ 十六进制数
[N]16＝hi-1 hi－ 2 ＝ 进位规则：逢十六进一 ×16i-1 + ×16i-2 + … + h1 ×161 + h0 ×160
n h × 16 ∑n n=0
i -1
例如：AB H＝10×161+11×160＝160+11＝171 尾缀H表示数N是十六进制数
表6-1 十六进制数、二进制数和十进制数对应关系表
表6-2 十进制数与 8421 BCD码对应关系 十进制数 8421 BCD码 0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000 9 1001
⒉ 转换关系 ⑴ BCD码与十进制数相互转换 【例6-7】[010010010001]BCD＝[0100 1001 0001]BCD＝491 4 9 1 【例6-8】786＝[0111 1000 0110]BCD＝[011110000110]BCD 7 8 6 ⑵ BCD码与二进制数相互转换
数字电路中最基本的三种逻辑运算
数字电路是一种用来处理数字信号的电路，它由逻辑门组成，可以实现各种逻辑运算。
在数字电路中，最基本的三种逻辑运算分别是与运算、或运算和非运算。
本文将对这三种逻辑运算进行详细介绍，以帮助读者更好地理解数字电路的基本原理和运作方式。
1. 与运算与运算是指在两个信号同时为高电平时，输出为高电平；否则输出为低电平。
在数字电路中，与运算通常由与门来实现。
与门有两个输入端和一个输出端，只有在两个输入端同时为高电平时，输出端才会输出高电平。
与门的逻辑符号通常表示为“∧”。
2. 或运算或运算是指在两个信号中至少有一个为高电平时，输出为高电平；只有在两个输入端同时为低电平时，输出端才会输出低电平。
在数字电路中，或运算通常由或门来实现。
或门同样有两个输入端和一个输出端，只要两个输入端中至少有一个为高电平，输出端就会输出高电平。
或门的逻辑符号通常表示为“∨”。
3. 非运算非运算是指将输入信号取反，即如果输入信号为低电平，则输出为高电平；如果输入信号为高电平，则输出为低电平。
在数字电路中，非运算通常由非门来实现。
非门只有一个输入端和一个输出端，其输出信号与输入信号相反。
非门的逻辑符号通常表示为“¬”。
通过这三种最基本的逻辑运算，数字电路可以实现各种复杂的逻辑功能。
通过组合多个与门、或门和非门，可以构建出加法器、减法器、乘法器、除法器等各种算术逻辑单元，从而实现数字信号的加减乘除运算。
这三种逻辑运算的组合还可以实现逻辑判断、比较、选择等功能，为数字系统的设计和实现提供了基础。
数字电路中的与运算、或运算和非运算是最基本的逻辑运算，它们是数字电路的基石。
通过这三种逻辑运算，我们可以实现各种复杂的数字逻辑功能，从而构建出功能强大的数字系统。
希望本文对读者理解数字电路和逻辑运算有所帮助，谢谢阅读！上文中我们已经介绍了数字电路中最基本的三种逻辑运算，接下来我们将继续探讨这些逻辑运算在数字电路中的应用以及它们的扩展。
4. 异或运算异或运算是指在两个信号不输出为高电平；两个输入端相同时输出为低电平。
数字逻辑知识点
数字逻辑知识点知识点1：编码、无权代码、有权代码知识点2：数制、进制知识点3：定点数、浮点数知识点4：模拟信号、数字信号、模拟电路、数字电路知识点6：逻辑函数、逻辑函数的六种表示方式知识点7：基本的逻辑运算（与、或、非、与非、或非、与或非、异或）、逻辑运算规则知识点8：三个定理：代入定理、反演定理、对偶定理知识点9：逻辑函数两种标准形式、逻辑函数的变换（与非－与非、或非－或非、与或非式）知识点10：逻辑函数的公式法化简、卡若图表示和卡诺图法化简、具有无关项的卡诺图化简1.数字信号的特点是在幅度上和时间上都是离散，其高电平和低电平常用 1和 0 来表示。
2、分析数字电路的主要工具是逻辑代数，数字电路又称作逻辑电路。
3、常用的BCD码有 8421BCD码、2421BCD码、5421BCD码、余三码等。
常用的可靠性代码有格雷码、奇偶校验码等。
4、逻辑代数又称为布尔代数。
最基本的逻辑关系有与、或、非三种。
常用的几种导出的逻辑运算为或非、与非、与或非、同或、异或、非。
5、逻辑函数的常用表示方法有逻辑表达、真值表、逻辑图、卡诺图、波形图。
6、逻辑代数的三个重要规则是代入规则（换元<表达式>代入）、对偶规则（每个逻辑符号取反）、反演规则（整体取反，德摩根）。
7、一些基本概念在电子技术中，被传递、加工和处理的信号可以分为两大类：模拟信号和数字信号(1) 模拟信号：在时间上和幅度上都是连续变化的信号，称为模拟信号，例如正弦波信号、心电信号等。
(2) 数字信号：在时间和幅度上均不连续的信号。
(3) 模拟电路：工作信号为模拟信号的电子电路。
(4) 数字电路：工作信号为数字信号的电子电路。
(5) 研究的对象：数字电路研究的对象是数字电路的输出与输入之间的因果关系，也就是说研究电路的逻辑关系。
(6) 数字集成电路分类：小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）。
数字逻辑知识点总结公式
数字逻辑知识点总结公式1. 基本逻辑门在数字逻辑电路中，最基本的逻辑门有与门、或门和非门。
它们是数字逻辑电路的基本构建单元，由它们可以组合成各种逻辑功能。
逻辑门的公式如下：- 与门：当且仅当所有输入端都为高电平时，输出端才为高电平。
公式表示为Y = A * B，其中*代表逻辑与运算。
- 或门：当任意一个输入端为高电平时，输出端就为高电平。
公式表示为Y = A + B，其中+代表逻辑或运算。
- 非门：输出端与输入端相反，即当输入端为高电平时，输出端为低电平；当输入端为低电平时，输出端为高电平。
公式表示为Y = !A，其中!代表逻辑非运算。
这些逻辑门可以通过晶体管、集成电路等实现，是数字逻辑电路的基础。
2. 布尔代数布尔代数是一种数学系统，它定义了逻辑运算的代数规则。
在布尔代数中，逻辑变量只有两个取值：0和1。
布尔代数的基本运算包括逻辑与、逻辑或、逻辑非等，并且满足交换律、结合律、分配律等规则。
布尔代数的公式如下：- 逻辑与：A * B- 逻辑或：A + B- 逻辑非：!A布尔代数的运算规则能够帮助我们简化逻辑表达式，设计更简洁高效的逻辑电路。
3. 编码器和译码器编码器和译码器是数字逻辑电路中常用的功能模块，它们用来将输入信号转换为特定的编码形式，或将编码信号转换为原始信号。
编码器的公式如下：- n到m线编码器：将n个输入线转换为m位二进制编码。
输出端有2^m个不同状态。
公式表示为Y = f(A0, A1, ..., An)，其中Y为输出，A0~An为输入。
编码方式有优先编码、格雷码等。
- m到n线译码器：将m位二进制编码转换为n个输出线的信号。
公式表示为Y0 = f0(A0, A1,..., Am-1)，Y1 = f1(A0, A1,..., Am-1)，...，其中Y0~Yn为输出，A0~Am-1为输入。
编码器和译码器广泛应用于数字信号的处理和通信系统中。
4. 多路选择器和解码器多路选择器和解码器是数字逻辑电路中的另外两种常用功能模块。
数字逻辑知识点总结大全
数字逻辑知识点总结大全数字逻辑是一门研究数字电路的科学，是计算机工程和电子工程的基础。
数字逻辑通过对数字信号的处理和处理，来实现各种功能。
数字逻辑的知识点包括布尔代数，逻辑门，编码器，译码器，寄存器，计数器等等。
本文将对数字逻辑的知识点进行系统总结，以便读者更好地理解和掌握数字逻辑的知识。
1. 布尔代数布尔代数是数字逻辑的基础，它用于描述逻辑信号的运算和表示。
布尔代数包括与运算、或运算、非运算、异或运算等逻辑运算规则。
布尔代数中的符号有"∧"、"∨"、"¬"、"⊕"表示与、或、非、异或运算。
布尔代数可以用于构建逻辑方程、化简逻辑表达式、设计逻辑电路等。
2. 逻辑门逻辑门是数字电路的基本组成单元，实现了布尔代数的逻辑运算。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等，它们分别实现了逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑异或运算。
逻辑门通过组合和连接可以实现各种复杂的逻辑功能，是数字逻辑电路的基础。
3. 编码器和译码器编码器和译码器是数字逻辑中的重要元件，用于实现数据的编码和解码。
编码器将多个输入信号编码成少量的输出信号，译码器则反之。
常见的编码器包括二进制编码器、BCD编码器等，常见的译码器包括二进制译码器、BCD译码器等。
4. 寄存器寄存器是数字逻辑中的重要存储单元，用于存储二进制数据。
寄存器可以实现数据的暂存、延时、并行传输等功能。
常见的寄存器包括移位寄存器、并行寄存器、串行寄存器等，它们按照不同的存储方式和结构实现了不同的功能。
5. 计数器计数器是数字逻辑中的重要计数单元，用于实现计数功能。
计数器可以按照不同的计数方式实现不同的计数功能，常见的计数器包括二进制计数器、BCD计数器、模数计数器等。
6. 时序逻辑时序逻辑是数字逻辑中的重要内容，它描述数字电路在不同时间点的状态和行为。
时序逻辑包括触发器、时钟信号、同步电路、异步电路等，它们用于描述数字电路的时序关系并实现相关功能。
数电知识点总结(整理版)
数电知识点总结(整理版).doc数电知识点总结（整理版）一、引言数字电子技术是电子工程领域的一个重要分支，它涉及使用数字信号处理电子设备中的信息。
本文档旨在总结数字电子学的核心知识点，以帮助学生和专业人士复习和掌握这一领域的基础。
二、数字逻辑基础数字信号数字信号是离散的，可以是二进制（0和1）或多电平信号。
逻辑门基本的逻辑门包括与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、异或门（XOR）和同或门（NAND）。
逻辑运算逻辑运算是数字电路中的基本操作，包括布尔代数和逻辑表达式的简化。
三、组合逻辑电路多输入逻辑门如四输入与门、或门，以及更复杂的逻辑功能。
编码器和解码器编码器将输入信号转换为二进制代码，解码器则相反。
加法器用于执行二进制加法运算的电路。
比较器比较两个二进制数的大小。
四、时序逻辑电路触发器基本的存储单元，可以存储一位二进制信息。
寄存器由多个触发器组成的电路，用于存储多位二进制信息。
计数器用于计数事件的时序电路。
移位寄存器可以按顺序移动存储的数据。
五、存储器RAM（随机存取存储器）可以读写的数据存储器。
ROM（只读存储器）存储固定数据的存储器，内容在制造时写入。
PROM（可编程ROM）用户可以编程的只读存储器。
EEPROM（电可擦可编程ROM）可以通过电信号擦除和重新编程的存储器。
六、数字系统设计设计流程包括需求分析、逻辑设计、电路设计、仿真、实现和测试。
硬件描述语言如VHDL和Verilog，用于设计和模拟数字电路。
仿真工具用于在实际硬件实现之前测试电路设计的工具。
七、数字信号处理采样将模拟信号转换为数字信号的过程。
量化将连续的信号值转换为有限数量的离散值。
编码将采样和量化后的信号转换为数字代码。
八、数模转换和模数转换数模转换器（DAC）将数字信号转换为模拟信号的设备。
模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号的设备。
九、数字通信基础调制在发送端，将数字信号转换为适合传输的形式。
解调在接收端，将接收到的信号转换回原始的数字信号。
数字逻辑电路基础
5421 码
0000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100 5421
1.3 基本逻辑运算
一、基本逻辑运算
1．与运算
设：开关闭合=“1” 开关不闭合=“0”V 灯亮，L=1 灯不亮，L=0
与逻辑表达式：
L A B
A
B
A
B
灯L
不闭合 不闭合 不亮
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。
常用 BCD 码
十进制数 8421 码 余 3 码 格雷码 2421 码
0
0000 0011 0000 0000
1
0001 0100 0001 0001
2
0010 0101 0011 0010
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
二进制数的波形表示：
二、数制转换
1、N进制数转换为10进制数
将N进制数按权展开，即可以转换为十进制数。 2、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。
Vm——信号幅度。 T——信号的重复周期。
tW——脉冲宽度。 q——占空比。其定义为：
q(%) tW
100%
T
实际的矩形脉冲
上升时间
tr
0.9Um
0.5Um
0.1Um
tw
电子技术基础 数字部分
模拟信号
3V 模拟输入
模数转换器
00000011 数字输出
1.1.4 数字信号的描述方法
1．二值数字逻辑和逻辑电平
0、1数码---表示数量时称二进制数
---表示事物状态时称二值逻辑
在电路中用低、高电平表示0、1两种逻辑状态
逻辑电平与电压值的关系（正逻辑）
电压(V) 二值逻辑
电平
+5
1
H(高电平)
0
1.1 数字电路与数字信号
1.1.1 数字技术的发展及其应用
60~70代：IC技术迅速发展：SSI、MSI、LSI 、VLSI。 10万个晶体管/片。
80年代后：ULSI ，10 亿个晶体管/片 、ASIC 制作技术成熟
90年代后： 97年一片集成电路上有40亿个晶体管。
目前：芯片内部的布线细微到亚微米(0.13~0.09m)量级 微处理器的时钟频率高达3GHz（109Hz）
将来：高分子材料或生物材料制成密度更高、三维结构的电路
发展特点:以电子器件的发展为基础
电子管时代
电压控制器件
电真空技术
1906年，福雷斯特等发明了电子管；电子管 体积大、重量重、耗电大、寿命短。目前在 一些大功率发射装置中使用。
晶体管时代
电流控制器 半导体技术 半导体二极管、三极管
半导体集成电路
106以上
逻辑门、触发器 计数器、加法器 小型存储器、门阵列
大型存储器、微处理器
可编程逻辑器件、多功能专用集成 电路
2．数字集成电路的特点 1)电路简单,便于大规模集成,批量生产 2)可靠性、稳定性和精度高,抗干扰能力强 3)体积小,通用性好,成本低. 4)具可编程性,可实现硬件设计软件化 5)高速度 低功耗 6)加密性好
第一章 数字逻辑基础
18
例如：开关闭合为 1 断开为 0
二、基本逻辑关系和运算
与逻辑 基本逻辑函数 或逻辑 非逻辑 与运算(逻辑乘) 或运算(逻辑加) 非运算(逻辑非)
1. 与逻辑 决定某一事件的所有条件都具备时，该事件才发生。
A B Y 逻辑表达式 开关 A 开关 B 灯 Y 规定: 0 开关闭合为逻辑 1 0 0 Y = A · 或 Y = AB灭 断B 断 0 断开为逻辑 0 1 0 断 合 灭 灯亮为逻辑 1 1 0 0 合 断 与门 灭 灯灭为逻辑 0 开关 A、B 都闭合时， 1 1 1 合 合 (AND gate) 亮 灯 Y 真值表 才亮。 若有 0 出 0；若全 1 出 1
2、掌握几种常见的复合函数例如：与非、或非、 与或非、异或、同或等。
21
与非逻辑(NAND)
先与后非
或非逻辑 ( NOR ) 先或后非
A B 0 0 0 1 1 0 1 1 A B 0 0 0 1 1 0 1 1
Y 1 1 1 0 Y 1 0 0 0
若有 0 出 1 若全 1 出 0
若有 1 出 0 若全 0 出 1
这种信号可以来自检测元件，如光电传感器。
也可以来自某些特定电路和器件，如模数转换器，
脉冲发生器等。
5
目前广泛使用的计算机，其内部处理的都是这种信 号。各种智能化仪器仪表及电器设备中也越来越多 的采用这种信号。 研究数字电路时注重电路输出、输入间 的逻辑关系，因此不能采用模拟电路的 分析方法。主要的分析工具是逻辑代数， 时序图，逻辑电路图等。 在数字电路中，三极管工作在非线性区， 即工作在饱和状态或截止状态。起电子 开关作用，故又称为开关电路。
(4.79)10 = (0100.01111001)8421
与门电路逻辑运算规则
与门电路逻辑运算规则用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。
由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。
而数字电子技术中，我们使用低、高电平表示0、1两种逻辑状态(也就是分别代表逻辑上的“真”与“假”或二进制当中的“1”和“0”)从而实现逻辑运算。
有了不同的逻辑运算我们可以把他结合起来，最后成为一个逻辑门电路常见的逻辑门包括“与”门，“或”门，“非”门，“异或”等等。
逻辑门可以组合使用实现更为复杂的逻辑运算。
逻辑门是计算机的基础元件，通过它可以完成逻辑运算（也称布尔运算），这类运算输入输出都只有0和1逻辑运算主要包括三种基本运算：逻辑加法（又称“或”运算）、逻辑乘法（又称“与”运算）和逻辑否定（又称“非”运算）。
此外，“异或”运算也很有用。
我们以上方的与门来举例：左侧A B是与门的输入端右侧Y是与门的输出端按照“与”运算&规则：当A和B都为真时输出端才会输出真逻辑的基本表现形式是命题与推理，推理即依据有简单命题的判断推导得出复杂命题的判断结论的过程。
命题有语句表述，即内容为真或假的一个判断语句！思维的符号化及其计算–基本逻辑运算一个命题由X,Y,Z等表示，其值可能为“真”或为“假”。
则两个命题X,Y 之间是可以进行计算的：“与”运算（AND&）：当X和Y都为真时，X&Y也为真；其他情况，X&Y 均为假。
“或”运算（OR|）:当X和Y都为假时，X|Y也为假;其他情况，X|Y均为真。
“非”运算（NOT~）:当X为真时，NOT X为假；当X为假时，~X为真。
“异或”运算（XOR^）:当X和Y都为真或都为假时，X^Y为假；否则，X^Y 为真。
与（&）运算与运算进行的是这样的算法：就是输入端（A或B）只要有一个是0，输出端（Y）就输出0只有当输入端A和B都为真时，其结果才为真相当与串联电路符号：L=A·B或L=AB也就相当于一个串联电路的两个开关。
数字逻辑运算
数字逻辑运算数字逻辑运算是电子电路设计与计算机科学中非常重要的概念和技术。
它涉及到对数字信号进行逻辑判断和操作的方法和原理。
通过逻辑运算，我们可以实现各种各样的电子电路和计算机程序，从而实现各种复杂的功能。
首先，我们来看一下数字逻辑运算的基本概念。
数字逻辑运算主要包括与运算、或运算和非运算三种基本逻辑运算。
与运算表示只有当所有输入信号都为1时，输出信号才为1；或运算表示只要有一个输入信号为1，输出信号就为1；非运算则是对输入信号取反。
这些基本逻辑运算可以通过逻辑门电路来实现，如与门、或门和非门。
在数字逻辑运算中，我们还可以通过这些基本逻辑运算的组合和级联，来实现更复杂的逻辑运算。
例如，我们可以通过与门和非门的组合来实现与非门，表示只有当所有输入信号都为1时，输出信号为0；我们还可以通过或门和非门的组合来实现或非门，表示只有当所有输入信号都为0时，输出信号为1。
通过这样的组合和级联，我们可以实现各种各样的逻辑运算。
数字逻辑运算在电子电路设计中扮演着重要的角色。
比如，我们可以通过与门和或门的组合实现加法器，通过非门和与门的组合实现减法器，通过与非门和或非门的组合实现乘法器。
这些逻辑门电路的组合，可以实现各种数字信号的运算和处理，从而实现各种复杂的功能。
在计算机科学中，数字逻辑运算也起着至关重要的作用。
计算机中的各个部件，如中央处理器（CPU）、存储器和输入输出设备等，都是通过数字逻辑运算来实现的。
计算机程序中的各种逻辑控制语句和算法，也是基于数字逻辑运算的基础上构建的。
因此，掌握数字逻辑运算的原理和方法，对于理解和设计计算机系统和程序都至关重要。
在现代社会中，数字逻辑运算广泛应用于各个领域。
从家用电器到交通工具，从通信设备到工业自动化，无处不用到数字逻辑运算。
我们可以通过数字逻辑运算，实现各种复杂的功能和任务，从而提高效率和便利性。
总之，数字逻辑运算是电子电路设计和计算机科学中非常重要的概念和技术。
数字逻辑的基本概念
数字逻辑是计算机和电子工程的基础学科，主要研究数字信号的生成、处理和操作。
基本概念包括：
1.逻辑门：逻辑门是数字逻辑系统的基础，它接收一个或多个输入
信号并产生一个输出信号。
常见的逻辑门有AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR等。
2.布尔函数：布尔函数是逻辑门的输入输出的逻辑关系的抽象和一
般化。
任何布尔函数都可以表示为一组逻辑门的组合。
3.逻辑代数：逻辑代数是对布尔函数进行代数运算的理论，包括加
法和乘法运算。
4.真值表：真值表是一种描述逻辑门输入和输出之间关系的表格，
每一行代表一个输入值，每一列代表一个输出值，表中的单元格对应一个特定输入和输出的组合。
5.逻辑表达式：逻辑表达式是用逻辑运算符连接逻辑变量的数学表
达式。
6.逻辑电路：逻辑电路是用于实现逻辑门和逻辑运算的物理设备，
如晶体管、集成电路等。
7.数字信号：在数字逻辑中，信息以离散的、定量的数字形式表示，
通常为二进制（0和1）。
8.逻辑电路的设计和分析：包括设计逻辑电路、分析逻辑电路的功
能和性能等。
数电逻辑计算口诀有0
数电逻辑计算口诀有0
1.与门口诀：“与真取真”
作用：当两个输入信号同时为1时，输出为1，否则输出为0。
2.或门口诀：“或真取真”
作用：当两个输入信号中任意一个为1时，输出为1，否则输出为0。
3.非门口诀：“非真取假，非假取真”
作用：将输入信号反向输出，即输入为1时，输出为0；输入为0时，输出为1
4.异或门口诀：“相异取真”
作用：当两个输入信号相异时，输出为1，否则输出为0。
5.同或门口诀：“同即为真”
作用：当两个输入信号相同时，输出为1，否则输出为0。
6.与非门口诀：“与取非”
作用：当两个输入信号同时为1时，输出为0，否则输出为1
7.或非门口诀：“或取非”
作用：当两个输入信号中任意一个为1时，输出为0，否则输出为1
8.与或非门口诀：“与取或非”
作用：当三个输入信号中，只有两个输入同时为1时，输出为0，否
则输出为1
9.与与门口诀：“与相与”
作用：当三个输入信号中，只有两个输入同时为1时，输出为1，否
则输出为0。
10.与或门口诀：“非与非或”
作用：当三个输入信号中，只有两个输入任意一个为1时，输出为0，否则输出为1
11.如不特殊说明，口诀中均默认输入为正常状态的数字信号，即1
为高电平，0为低电平。
12.口诀只是为了方便记忆和理解逻辑运算的原理，实际应用时还需
根据实际情况进行判断和计算。
这些口诀可以帮助理解和记忆数电逻辑门的运算原理，并在实际计算
中进行应用。
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数字信号是时间上和数值上均离散的一种信号，对该种信号进行传递、处理、运算和存储的电路称为数字电路。
运算不仅有普通的算术运算而且有逻辑运算
一、数制在数字电路中，数以电路的状态来表示。
找一个具有十种状态的电子器件比较难，而找一个具有两种状态的器件很容易，故数字电路中广泛使用二进制。
二进制的数码只有二个，即0和1。
进位规律是“逢二进一”。
二进制数1101.11可以用一个多项式形式表示成：
(1101.11)2＝1×23＋1×22＋0×21＋1×20＋1×2－1＋1×2－2
对任意一个二进制数可表示为：∑-
-
=⨯
=1
22
)
n
m
i
i i
a
N
（
八进制和十六进制数
用二进制表示一个大数时，位数太多。
在数字系统中采用八进制和十六进制作为二进制的缩写形式。
八进制数码有8个，即：0、1、2、3、4、5、6、7。
进位规律是“逢八进一”。
十六进位计数制的数码是：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
进位规律是“逢十六进一”。
不管是八进制还是十六进制都可以象十进制和二进制那样，用多项式的形式来表示。
数制间的转换
计算机中存储数据和对数据进行运算采用的是二进制数，当把数据输入到计算机中，或者从计算机中输出数据时，要进行不同计数制之间的转换。
二、编码
用二进制数码表示十进制数或其它特殊信息如字母、符号等的过程称为编码。
二—十进制码（BCD码）
二—十进制码是用四位二进制码表示一位十进制数的代码，简称为BCD码。
这种编码的方法很多，但常用的是8421码、5421码和余3码等。
8421码是最常用的一种十进制数编码，它是用四位二进制数0000到1001来表示一位十进制数，每一位都有固定的权。
从左到右，各位的权依次为：23、22、21、20，即8、4、2、1。
可以看出，8421码对十进数的十个数字符号的编码表示和二进制数中表示的方法完全一样，但不允许出现1010到1111这六种编码，因为没有相应的十进制数字符号和其对应。
ASCII 码
ASCII码包含52个大、小写英文字母，10个十进制数字字符，32 个标点符号、运算符号、特殊号，还有34个不可显示打印的控制字符编码，一共是128个编码，正好可以用7位二进制数进行编码。
也有的计算机系统使用由8位二进制数编码的扩展ASCII码，其前128个是标准的ASCII码字符编码，后128个是扩充的字符编码。
三、逻辑代数基础
图8-1 逻辑与的例子
表8-9 逻辑与运算
A B F
0 0 0
0 1 0
1 1 0
1 1 1
1 逻辑代数的特点和基本运算
逻辑代数是研究因果关系的一种代数，和普通代数类似,可以写成下面的表达形式Y=F(A、B、C、D)
逻辑变量A、B、C和D称为自变量，Y称为因变量，描述因变量和自变量之间的关系称为逻辑函数。
但它有与普通代数不同的两个特点：
第一，不管是变量还是函数的值只有“0”和“1”两个，且这两个值不表示数值的大小，只表示事物的性质、状态等。
在逻辑电路中，通常规定1表代高电平，0代表低电平，是正逻辑。
如果规定0代表高电平，1低电平代表，则称为负逻辑。
在以后如不专门声明时，指的都是正逻辑。
第二，逻辑函数只有三种基本运算，它们是与运算、或运算和非运算。
1）与运算F＝A·B
与运算的规则可用表8-9说明，该表称为真值表，它反映所有自变量全部可
能的组合和运算结果之间的关系。
真值表在以后的逻辑电路分析和设计中是十分有用的。
逻辑函数可以用逻辑表达式、逻辑电路、真值表、卡诺图等方法表示。
与运算的例子在日常生活中经常会遇到，如图8-1所示的串联开关电路，灯F 亮的条件是开关A 和B 都必须接通。
如果开关闭合表示1，开关断开表示0；灯亮表示1，灯灭表示0。
则灯和开关之间的逻辑关系可表示为F ＝A ·B 。
2） 或运算 F ＝A ＋B
或运算的规则可用表8-10说明，即有1出1，全0出0。
这一结论也适合于有多个变量参加的或运算。
或运算的例子在日常生活中也会经常会遇到，如图8-2，灯F 亮的条件是只要有一个开关或一个以上的开关接通就可以。
灯和开关之间的逻辑关系可表示为F ＝A ＋B 。
3）非运算 A F ＝
非运算的真值表如表8-11所示，既见1出0，见0出1。
图8-3反映了灯F 和开关A 之间的非运算关系。
如果闭合开关，灯则不亮；如果断开开关，灯则会亮。
2逻辑代数的基本公式和规则
逻辑代数的基本公式对于逻辑函数的化简是非常有用的。
大部分逻辑代数的基本公式的正确性是显见的，以下仅对不太直观的公式加以证明。
1. 基本公式
表8-10 逻辑或运算
A
B F 0
0 0 0
1 1 1
0 1 1 1 1
表8-11 逻辑非运算
A
F 0
1 1 0
3 逻辑非的例子
（1）0－1律A＋1＝1 A·0＝0
（2）自等律A＋0＝A A·1＝A
（3）互补律1
A
A
A⋅
＋
＝A
0＝
（4）交换律A＋B＝B＋A A·B＝B·A
（5）结合律A＋(B＋C)＝(A＋B)＋C A·(B·C)＝(A·B)·C （6）分配律A＋B·C＝(A＋B)·(A＋C) A·(B＋C)＝A·B＋A·C
(A＋B)·(A＋C)=A+AB+AC+BC=A+BC
（7）吸收律A＋A·B＝A A·(A＋B)＝A
⋅
⋅＝
A⋅
A
＋(
＋
＋
＝
B)
A
B
A
B
A
B
A
（8）重迭律A＋A＝A A·A＝A
（9）反演律B
A⋅
B
＋
＋
＝
⋅＝
A
B
A
B
A
（10）还原律A
A＝
利用反演规则可以很容易地写出一个逻辑函数的反函数。
例8-20 求逻辑函数F＝AB＋CD的非。
解：根据反演规则有：)
F＋
＋
＝⋅。
A
B
)
(D
C
(。