数字电子技术基础全套
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数字电子技术基础简明教程(第三版)全
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，又称为 BCD 码（Binary Coded Decimal ）。 8421码 2421码 5211码
几种常见的BCD代码： 余 3 码 余 3 循环码
Y2 1 0 1 0 11 0 0
& ≥1
Y3
(真值表略)
(4) 异或运算 A
=1
(Exclusive—OR) B
Y4 = A ⊕ B = AB + AB
(5) 同或运算 (异或非)
(Exclusive—NOR)
Y5 = A ⊕ B A =1 B
= AB + AB A=
= A⊙B B
Y4
A B Y4 00 0
10 1 11 1
（3）非运算：
真
A
Y
值
0
1
表
1
0
逻辑函数式 Y = A + B 逻辑符号
A B
≥1 Y 或门（OR gate)
逻辑函数式 逻辑符号
Y= A
A1
Y 非门（NOT gate)
二、逻辑变量与逻辑函数及常用复合逻辑运算
1. 逻辑变量与逻辑函数 逻辑变量：在逻辑代数中，用英文字母表示的变量称
¾ 1.3.1 几种表示逻辑函数的方法 ¾ 1.3.2 几种表示方法之间的转换
基本概念
一、逻辑代数（布尔代数、开关代数）
逻辑： 事物因果关系的规律
逻辑函数: 逻辑自变量和逻辑结果的关系 Z = f ( A, B, C L)
逻辑变量取值：0、1 分别代表两种对立的状态
数字电子技术基础全套ppt课件
输出方程
Y ( A Q ( 1 Q 2 ) ( A Q 1 Q 2 ) ) A Q 1 Q 2 A Q 1 Q 2
③计算、 列状态转
换表
Y 输A 入Q 1 Q 2 现A Q 态1 Q 2
A Q2 Q1
次
Q2*
态
Q1*
00 0
01
00 1
10
01 0
11
QQ102*1*AQ01 1 Q1
双向移位寄存器
2片74LS194A接成8位双向移位寄存器
用双向移位寄存器74LS194组成节日彩灯控制电路
1k
LED 发光 二极管
Q=0时 LED亮
+5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
74LS194
S0
D1 D2 D3 DIL CLK +5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
二.一般掌握的内容：
（1）同步、异步的概念，电路现态、次态、有效 状态、无效状态、有效循环、无效循环、自启动的 概念，寄存的概念；
（2）同步时序逻辑电路设计方法。
6.1 概述
一、组合电路与时序电路的区别
1. 组合电路： 电路的输出只与电路的输入有关， 与电路的前一时刻的状态无关。
2. 时序电路：
电路在某一给定时刻的输出
1 0 Q2
0 1
0 1
10 1
00
11 0
01
11 1
10
输出
Y
0 0 0 1 1 0 0 0
Q Q2*1*D D21A Q1 Q1 Q2
YA Q 1 Q 2A Q 1 Q 2
转换条件
Y ( A Q ( 1 Q 2 ) ( A Q 1 Q 2 ) ) A Q 1 Q 2 A Q 1 Q 2
③计算、 列状态转
换表
Y 输A 入Q 1 Q 2 现A Q 态1 Q 2
A Q2 Q1
次
Q2*
态
Q1*
00 0
01
00 1
10
01 0
11
QQ102*1*AQ01 1 Q1
双向移位寄存器
2片74LS194A接成8位双向移位寄存器
用双向移位寄存器74LS194组成节日彩灯控制电路
1k
LED 发光 二极管
Q=0时 LED亮
+5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
74LS194
S0
D1 D2 D3 DIL CLK +5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
二.一般掌握的内容：
（1）同步、异步的概念，电路现态、次态、有效 状态、无效状态、有效循环、无效循环、自启动的 概念，寄存的概念；
（2）同步时序逻辑电路设计方法。
6.1 概述
一、组合电路与时序电路的区别
1. 组合电路： 电路的输出只与电路的输入有关， 与电路的前一时刻的状态无关。
2. 时序电路：
电路在某一给定时刻的输出
1 0 Q2
0 1
0 1
10 1
00
11 0
01
11 1
10
输出
Y
0 0 0 1 1 0 0 0
Q Q2*1*D D21A Q1 Q1 Q2
YA Q 1 Q 2A Q 1 Q 2
转换条件
数字电子技术基础(侯建军)
§1-2 逻辑代数基础
逻辑变量及基本逻辑运算 逻辑函数及其表示方法
逻辑代数的运算公式和规则
逻辑变量及基本逻辑运算
一、逻辑变量
取值：逻辑 0 、逻辑 1 。逻辑 0 和逻辑 1 不代 表数值大小，仅表示相互矛盾、相互对立 的两种逻辑状态
二、基本逻辑运算 与运算 或运算 非运算
返 回
与逻辑
只有决定某一事件的所有条件全部具备， 这一事件才能发生
乘基取整法 ：小数乘以目标数制的基数（ R=2 ），第 1一次相乘结果的整数部分为目的数的最高位 0 1 K0 0 -1，将其小 数部分再乘基数依次记下整数部分，反复进行下去， 直 K-1 K-2 K-3 K-4 K-5
由此得：(0.65)10=(0.10100)2 综合得：(81.65)10=(1010001.10100)2
逻辑表达式
―-‖非逻辑运算符
F= A
逻辑符号 1 A
F
三、复合逻辑运算 与非逻辑运算 或非逻辑运算 与或非逻辑运算
或逻辑真值表
A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 F 0 1 1 1 逻辑符号 A 1 B
F
或逻辑运算符，也有 N个输入： 用“∨”、“∪”表 逻辑表达式 示 F= A + B+ ...+
F= A + B
N
返 回
非逻辑
当决定某一事件的条件满足时，事件不发 返 回 生；反之事件发生，
非逻辑真值表 A F 0 1 1 0
§1-1 数制与编码
进位计数制 数制转换
数值数据的表示
常用的编码
§1-2 逻辑代数基础
逻辑变量及基本逻辑运算 逻辑函数及其表示方法
逻辑代数的运算公式和规则
数字电子技术基础(侯建军)
按权展开式 位置计数法 1、十进制 (333.33)10 =3 102 + 3 101+ 3 100+ 3 10-1 +3 10-2
权 权 权 权 权
进位计数制
特点：1)基数10，逢十进一，即9+1=10
表示相对小数点 的位置 2)有0-9十个数字符号和小数点，数码K i从0-9
3)不同数位上的数具有不同的权值10i。 4)任意一个十进制数，都可按其权位数基 展成多项式的形式 (N)10=(Kn-1 K1 K0. K-1 K-m)10 =Kn-1 10n-1++K1101+K0100+K-1 10-1++K-m 10-m n 1 K 10 i i 返 回 i m
原码的性质：
返 回
一、真值与机器数
（数值的绝对值） 最高位： ―1‖表示“-‖
―0‖有两种表示形式 正数：尾数部分与真值形式相同 …0] = 000…0 而 [-00…0] = 111…1 [+00 反 反 负数：尾数为真值数值部分按位取反 数值范围： +（2n –1-1）≤[X]反≤-（2n-1-1） 如n = 反码[X]反： 符号位 + 尾数部分 2. 8，反码范围01111111～10000000，数值范围 为+127～-127 [X1]反 = 00000100 X1 = +4 符号位后的尾数是否为真值取决于符号位 [X2]反 = 11111011 X2 = -4
常用编码
常用的编码：
用一组二进制码按一定规则排列起 来以表示数字、符号等特定信息。
（一）自然二进制码及格雷码 按自然数顺序 排列的二进 常用四位自然二进制码，表示十进 制 码 制数0--15，各位的权值依次为23、 22、21、20。 格雷码 1.任意两组相邻码之间只有一位不同。 注：首尾两个数码即最小数0000和最大 数1000之间也符合此特点，故它可称为 循环码 2.编码还具有反射性，因此又可称其 为反射码。 返 回 自然二进制码
《数字电子技术基础》(第四版)
CPLD结构特点
CPLD（复杂可编程逻辑器件）是一种基于乘积项的可编程逻辑器件，具有简单的结构和较快 的处理速度。它采用与或阵列（AND-OR Array）来实现逻辑功能，适用于中小规模的数字 电路设计。
FPGA与CPLD比较
FPGA和CPLD在结构、性能和适用场景上有所不同。FPGA具有更高的逻辑密度和更灵活 的可编程性，适用于大规模的数字电路设计和复杂的算法实现；而CPLD则具有更简单的 结构和更快的处理速度，适用于中小规模的数字电路设计和控制应用。
容量和提高存取速度
应用实例
如计算机的内存条就是采用RAM 存储器进行扩展的；而一些嵌入 式系统中则采用ROM存储器来
存储固件和程序代码等
发展趋势
随着科技的不断发展，存储器的 容量不断增大，存取速度不断提 高，功耗不断降低，未来存储器 将更加智能化、高效化和绿色化
05 可编程逻辑器件与EDA技 术
PLD可编程逻辑器件概述
要点一
PLD定义与分类
可编程逻辑器件（PLD）是一种通用集 成电路，用户可以通过编程来配置其逻 辑功能。根据结构和功能的不同，PLD 可分为PAL、GAL、CPLD、FPGA等类 型。
要点二
PLD基本结构
PLD的基本结构包括可编程逻辑单元 、可编程互连资源和可编程I/O单元 等。其中，可编程逻辑单元是实现逻 辑功能的基本单元，可编程互连资源 用于实现逻辑单元之间的连接，可编 程I/O单元则负责与外部电路的连接 。
逻辑代数法
利用逻辑代数化简和变换电路 表达式
图形化简法
利用卡诺图化简电路
பைடு நூலகம்
状态转换表
列出电路的状态转换过程，便 于分析和理解电路功能
状态转换图
以图形方式表示电路的状态转 换过程，直观易懂
CPLD（复杂可编程逻辑器件）是一种基于乘积项的可编程逻辑器件，具有简单的结构和较快 的处理速度。它采用与或阵列（AND-OR Array）来实现逻辑功能，适用于中小规模的数字 电路设计。
FPGA与CPLD比较
FPGA和CPLD在结构、性能和适用场景上有所不同。FPGA具有更高的逻辑密度和更灵活 的可编程性，适用于大规模的数字电路设计和复杂的算法实现；而CPLD则具有更简单的 结构和更快的处理速度，适用于中小规模的数字电路设计和控制应用。
容量和提高存取速度
应用实例
如计算机的内存条就是采用RAM 存储器进行扩展的；而一些嵌入 式系统中则采用ROM存储器来
存储固件和程序代码等
发展趋势
随着科技的不断发展，存储器的 容量不断增大，存取速度不断提 高，功耗不断降低，未来存储器 将更加智能化、高效化和绿色化
05 可编程逻辑器件与EDA技 术
PLD可编程逻辑器件概述
要点一
PLD定义与分类
可编程逻辑器件（PLD）是一种通用集 成电路，用户可以通过编程来配置其逻 辑功能。根据结构和功能的不同，PLD 可分为PAL、GAL、CPLD、FPGA等类 型。
要点二
PLD基本结构
PLD的基本结构包括可编程逻辑单元 、可编程互连资源和可编程I/O单元 等。其中，可编程逻辑单元是实现逻 辑功能的基本单元，可编程互连资源 用于实现逻辑单元之间的连接，可编 程I/O单元则负责与外部电路的连接 。
逻辑代数法
利用逻辑代数化简和变换电路 表达式
图形化简法
利用卡诺图化简电路
பைடு நூலகம்
状态转换表
列出电路的状态转换过程，便 于分析和理解电路功能
状态转换图
以图形方式表示电路的状态转 换过程，直观易懂
数字电子技术基础教程
第6页/共55页
2.2 逻辑代数的基本定律和规则
反演律 吸收律
A B AB
A AB A
A B A B A (A B) A
A B A B A
(A B)(A B) A
A AB A B
A(A B) AB
冗余律
AB AC BC AB AC
(A＋B)(A＋C)(B C) (A＋B)(A＋C)
F AB
2.或非逻辑
F AB
A
F
&
B
与非门
A
F
B
或非门
3. 与或非逻辑
&
F AB CD
第20页/共55页
异或逻辑与同或逻辑
4.异或逻辑
F A B AB AB
A
=1
F
B
5.同或逻辑 F=A ⊙ B= AB AB
A
=
F
B
AB F
00 0 01 1 10 1 11 0
AB F
00 1 01 0 10 0 11 1
② 任意两个i0最小项之积恒i为0A0B，C任·意AB两C个＝最0大项之
和恒等于1 。
mi m j 0(i j)
Mi M j 1(i j)
③ n 变量的每一个最小（大）项有n 个相邻项
（相邻项是指两个最小项只有一个因子互为反变
量，其余因子均相同，又称为逻辑相邻项）。
第32页/共55页
2.6 逻辑代数的K诺图
ABC ABC ABC
最大项表达式：
F ( A B C)( A B C)( A B C)
第28页/共55页
最大项的Mi表示
n个变量可以构成2n个最大项。最大项用符号Mi表示。与 最小项恰好相反，对于任何一个最大项，只有一组变量 取值使它为0，而变量的其余取值均使它为1。
数字电子技术基础
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1.1 数字电路概述
❖ ①数字电路的工作信号是不连续的数字信号，反映在电路上只有高电位 和低电位两种状态，在数字电路中，通常将高电位称为高电平，低电位 称为低电平，为分析方便，可分别用二进制的两个数码1和0来表示。高 电平对应1，低电平对应0,称为正逻辑关系;反之，则称为负逻辑关系。 本书采用的是正逻辑关系。
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1.1 数字电路概述
❖ ②数字电路在计数和进行数值运算时采用二进制数，每一位只有0和1两 种可能。数字电路中的电子元件通常工作在开关状态，电路结构简单， 容易制造，便于集成化、系列化生产，通用性强，使用方便，成本低。
❖ ③数字电路的工作可靠性高，抗干扰能力强。它是利用脉冲信号的有无 来代表传输0和1这样的数字信息的，幅度较小的干扰不会影响其最终的 结果。
第1章 数字电子技术基础
❖ 1.1 数字电路概述 ❖ 1.2 数制 ❖ 1.3 不同数制间的转换 ❖ 1.4 码制
1.1 数字电路概述
❖ 1.1.1 数字信号与数字电路
❖ 电子电路所处理的电信号可以分为两类:一类是数值随时间的变化而连 续变化的信号，如温度、速度、压力、磁场、电场等物理量通过传感器 变成的电信号，以及广播电视中传送的各种语音信号和图像信号等，它 们都属于模拟信号;另一类信号是在时间上和数值上都是离散的信号，亦 即在时间上是不连续的，总是发生在一系列离散的瞬间，在数值上则是 量化的，只能按有限多个增量或阶梯取值，这类信号称为数字信号。
❖ 脉冲频率f:单位时间(每秒)内出现的脉冲波形个数，单位为赫兹( Hz )、 千赫兹(kHz)、兆赫兹(MHz)，脉冲频率f =1/T。
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1.1 数字电路概述
❖ 1.1.3 数字电路的学习方法
1.1 数字电路概述
❖ ①数字电路的工作信号是不连续的数字信号，反映在电路上只有高电位 和低电位两种状态，在数字电路中，通常将高电位称为高电平，低电位 称为低电平，为分析方便，可分别用二进制的两个数码1和0来表示。高 电平对应1，低电平对应0,称为正逻辑关系;反之，则称为负逻辑关系。 本书采用的是正逻辑关系。
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1.1 数字电路概述
❖ ②数字电路在计数和进行数值运算时采用二进制数，每一位只有0和1两 种可能。数字电路中的电子元件通常工作在开关状态，电路结构简单， 容易制造，便于集成化、系列化生产，通用性强，使用方便，成本低。
❖ ③数字电路的工作可靠性高，抗干扰能力强。它是利用脉冲信号的有无 来代表传输0和1这样的数字信息的，幅度较小的干扰不会影响其最终的 结果。
第1章 数字电子技术基础
❖ 1.1 数字电路概述 ❖ 1.2 数制 ❖ 1.3 不同数制间的转换 ❖ 1.4 码制
1.1 数字电路概述
❖ 1.1.1 数字信号与数字电路
❖ 电子电路所处理的电信号可以分为两类:一类是数值随时间的变化而连 续变化的信号，如温度、速度、压力、磁场、电场等物理量通过传感器 变成的电信号，以及广播电视中传送的各种语音信号和图像信号等，它 们都属于模拟信号;另一类信号是在时间上和数值上都是离散的信号，亦 即在时间上是不连续的，总是发生在一系列离散的瞬间，在数值上则是 量化的，只能按有限多个增量或阶梯取值，这类信号称为数字信号。
❖ 脉冲频率f:单位时间(每秒)内出现的脉冲波形个数，单位为赫兹( Hz )、 千赫兹(kHz)、兆赫兹(MHz)，脉冲频率f =1/T。
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1.1 数字电路概述
❖ 1.1.3 数字电路的学习方法
数字电路技术基础全清华大学出版社PPT课件
《数字电子技术基础》
《数字电子技术基础》
电子课件
郑州大学电子信息工程学院 2020年6月16日
《数字电子技术基础》
第一章 逻辑代数基础
《数字电子技术基础》
1.1 概述
1.1.1 脉冲波形和数字波形
图1.1.1几种常见的脉冲波形，图(a)为 矩形波、图(b)为锯齿波、图(c)为尖峰波、 图(d)为阶梯波。
八进制有0~7个数码，基数为8，它的计数 规则是“逢八进一”。八进制一般表达式为
D 8 ki8i
《数字电子技术基础》
十六进制数的符号有0、1、2、…、8、9、 A、B、C、D、E和F，其中符号0~9与十进制符 号相同，字母A~F表示10~15。十六进制的计数 规则“逢十六进一”，一般表示形式为
D 16 ki 16 i
十进制数325.12用位置计数法可以表示为
D 1 0 3 1 2 2 0 1 1 5 0 1 0 1 0 1 1 0 2 1 20
任意一个具有n为整数和m为小数的二进制 数表示为
D 2 k n 1 2 n 1 k n 2 2 n 2 k 1 2 1 k 0 2 0 k 1 2 1 k m 2 m
14 2
12
4
10 8 6
• 0110 + 1010 =24 • 1010是- 0110对模24 （16） 的补码
《数字电子技术基础》
四、BCD码（Binary Coded Decimal）
8421BCD码与十进制数之间的转换是直接按位转 换，例如
(2.3 9 )D (001 10 0 . 0 01 0 )84 1 21 1 B
母A、B、C、…表示。其取值只有0或者l两 种。这里的0和1不代表数量大小，而表示两 种不同的逻辑状态，如，电平的高、低；晶 体管的导通、截止；事件的真、假等等。
《数字电子技术基础》
电子课件
郑州大学电子信息工程学院 2020年6月16日
《数字电子技术基础》
第一章 逻辑代数基础
《数字电子技术基础》
1.1 概述
1.1.1 脉冲波形和数字波形
图1.1.1几种常见的脉冲波形，图(a)为 矩形波、图(b)为锯齿波、图(c)为尖峰波、 图(d)为阶梯波。
八进制有0~7个数码，基数为8，它的计数 规则是“逢八进一”。八进制一般表达式为
D 8 ki8i
《数字电子技术基础》
十六进制数的符号有0、1、2、…、8、9、 A、B、C、D、E和F，其中符号0~9与十进制符 号相同，字母A~F表示10~15。十六进制的计数 规则“逢十六进一”，一般表示形式为
D 16 ki 16 i
十进制数325.12用位置计数法可以表示为
D 1 0 3 1 2 2 0 1 1 5 0 1 0 1 0 1 1 0 2 1 20
任意一个具有n为整数和m为小数的二进制 数表示为
D 2 k n 1 2 n 1 k n 2 2 n 2 k 1 2 1 k 0 2 0 k 1 2 1 k m 2 m
14 2
12
4
10 8 6
• 0110 + 1010 =24 • 1010是- 0110对模24 （16） 的补码
《数字电子技术基础》
四、BCD码（Binary Coded Decimal）
8421BCD码与十进制数之间的转换是直接按位转 换，例如
(2.3 9 )D (001 10 0 . 0 01 0 )84 1 21 1 B
母A、B、C、…表示。其取值只有0或者l两 种。这里的0和1不代表数量大小，而表示两 种不同的逻辑状态，如，电平的高、低；晶 体管的导通、截止；事件的真、假等等。
数字电子技术数字电子技术基础知识
一个R 进制数N 可以有两种表示方法：
(1)并列表示法(又称位置计数法) (N)R = ( K n-1K n-2…K 1K 0 . K -1K -2…K -m )R
(2)多项式表示法(又称按权展开法)
(N)R = K n-1×R n-1+ K n-2×R n-2 +…+K 1×R 1 + K 0×R 0
例如，（10110.101）2 =（？）10 (10110.101)2=1×24+1×22+1×21+1×2-1+1×2-3
数字集成电路按照集成度的高低可分为小规模（SSI）、 中规模（ MSI ）、大规模（ LSI ）和超大规模（ VLSI ）几种 类型。
8
第一章 基本知识
三、 数字计算机及其发展 1．数字计算机
数字计算机是一种能够自动、高速、精确地完成数值计算、数据 加工和控制、管理等功能的数字系统。
2．计算机的发展 数字计算机从1946年问世以来，其发展速度是惊人的。 根据组成计算机的主要元器件的不同，至今已经历了四代。 具体如下表所示。
信息的概念：人们站在不同的角度，对“信息”给出了不同的解释。 诸如，“信息是表征物理量数值特征的量”，“信息是物质的反映”， “信息是人类交流的依据”，…，
广义的说，“信息是对客观世界所存在的各种差异的描述”。
3
第一章 基本知识
二、数字系统
什么是数字系统? 数字系统是一个能对数字信号进行存储、传递和加工的实 体，它由实现各种功能的数字逻辑电路相互连接而成。 例如， 数字计算机。 1. 数字信号
1.2 数制及其转换
1.2.1进位计数制
数制是人们对数量计数的一种统计规律。生活中广泛 使用的是十进制，而数字系统中使用的是二进制。
(1)并列表示法(又称位置计数法) (N)R = ( K n-1K n-2…K 1K 0 . K -1K -2…K -m )R
(2)多项式表示法(又称按权展开法)
(N)R = K n-1×R n-1+ K n-2×R n-2 +…+K 1×R 1 + K 0×R 0
例如，（10110.101）2 =（？）10 (10110.101)2=1×24+1×22+1×21+1×2-1+1×2-3
数字集成电路按照集成度的高低可分为小规模（SSI）、 中规模（ MSI ）、大规模（ LSI ）和超大规模（ VLSI ）几种 类型。
8
第一章 基本知识
三、 数字计算机及其发展 1．数字计算机
数字计算机是一种能够自动、高速、精确地完成数值计算、数据 加工和控制、管理等功能的数字系统。
2．计算机的发展 数字计算机从1946年问世以来，其发展速度是惊人的。 根据组成计算机的主要元器件的不同，至今已经历了四代。 具体如下表所示。
信息的概念：人们站在不同的角度，对“信息”给出了不同的解释。 诸如，“信息是表征物理量数值特征的量”，“信息是物质的反映”， “信息是人类交流的依据”，…，
广义的说，“信息是对客观世界所存在的各种差异的描述”。
3
第一章 基本知识
二、数字系统
什么是数字系统? 数字系统是一个能对数字信号进行存储、传递和加工的实 体，它由实现各种功能的数字逻辑电路相互连接而成。 例如， 数字计算机。 1. 数字信号
1.2 数制及其转换
1.2.1进位计数制
数制是人们对数量计数的一种统计规律。生活中广泛 使用的是十进制，而数字系统中使用的是二进制。
数字电子技术基础全套课件ppt
二进制 补码的 形式编 码
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
二、直接A/D转换器
并联比较型
0≤vi ＜ VREF/15 时，7个比较 器输出全为0， CP 到来后，7 个触发器都置 0。经 编码器编码后 输出的二进制 代 码 为 d2d1d0 ＝000。
教学内容
§11.1 概述 §11.2 D/A转换器 §11.3 A/D转换器
教学要求
1、掌握DAC和ADC的定义及应用； 2、了解DAC的组成、倒T型电阻网络、集 成D/A转换器、转换精度及转换速度； 3、了解ADC组成、逐次逼近型A/D转换器、 积分型A/D转换器、转换精度及转换速度。
11.1 概述
取 1 8
取 2 15
最大量化误差为 △，即1／8V
最大量化误差为 1/2△，即1／15V
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
对双极性模拟电压的量化和编码
由于V-≈V+=0,所以开关S合到哪一边，都相当 于接到了“地”电位，流过每条电路的电流始终不 变。可等效为：
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
i2 Id34 Id28 Id11Id 60 取RF=R
CB7520电路原理图
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
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二、直接A/D转换器
并联比较型
0≤vi ＜ VREF/15 时，7个比较 器输出全为0， CP 到来后，7 个触发器都置 0。经 编码器编码后 输出的二进制 代 码 为 d2d1d0 ＝000。
教学内容
§11.1 概述 §11.2 D/A转换器 §11.3 A/D转换器
教学要求
1、掌握DAC和ADC的定义及应用； 2、了解DAC的组成、倒T型电阻网络、集 成D/A转换器、转换精度及转换速度； 3、了解ADC组成、逐次逼近型A/D转换器、 积分型A/D转换器、转换精度及转换速度。
11.1 概述
取 1 8
取 2 15
最大量化误差为 △，即1／8V
最大量化误差为 1/2△，即1／15V
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
对双极性模拟电压的量化和编码
由于V-≈V+=0,所以开关S合到哪一边，都相当 于接到了“地”电位，流过每条电路的电流始终不 变。可等效为：
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
i2 Id34 Id28 Id11Id 60 取RF=R
CB7520电路原理图
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数字电子技术基础教学教程
数字电子技术基础教学教程
数字电子技术是现代电子技术的基础，包含了数字电路、数字
信号处理、计算机原理等重要内容。
本教程旨在帮助读者全面地了
解数字电子技术的基本概念、实际应用和未来发展趋势。
本教程分为以下几个部分：
1. 数字电路基础：介绍数字电路的基本原理和组成，包括数字
信号、逻辑门、寄存器、计数器等内容。
2. 逻辑代数和布尔代数：讲解逻辑代数和布尔代数的基本定义、公式和运算规则，以及应用场景和实例。
3. 组合逻辑电路设计：介绍组合逻辑电路的实现方法和设计流程，以及常用的编码器、解码器、多路选择器和加法器等组合电路。
4. 时序逻辑电路设计：讲解时序逻辑电路的基本概念和特点，
以及时序电路的设计方法和时钟信号的应用。
5. 计算机原理与体系结构：介绍计算机的基本原理和内部结构，包括存储器、CPU、总线和输入输出等部件，以及计算机体系结构
的分类和应用。
希望这份教学教程能够帮助读者加深对数字电子技术的理解和
掌握，也希望读者能够在学习过程中提出宝贵意见和建议，不断完
善和改进本教程的内容。
数字电子技术基础第一章
二、逻辑函数的最小项表达式
A
B
A
R
A B
电源
（1）与逻辑关系
电源
（2）或逻辑关系
电源
（3）非逻辑关系
2、真值表
完整表达所有可能的逻辑关系表格——称为真值表。
与、或、非三种电路的基本逻辑关系真值表
A
B 与输出 或输出 非输出
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
3、三种基本逻辑关系
（1）与逻辑关系运算—— Y1 A B （2）或逻辑关系运算—— Y2 A B （3）非逻辑关系运算—— Y3 A
二、逻辑变量与逻辑函数及基本逻辑运算
（一）逻辑变量 和普通代数相同：用英文字母表示； 和普通代数不同：取值范围只有“1”和“0”，没有数值大小，只表示事物 的两个对立面。
（二）逻辑函数 原变量：字母上无反号； 反变量：字母上有反号。
Y =F( A, B,......) Y是A,B,….的逻辑函数
书中图1.1.2列出了7种运算逻辑符号，分别用国标符号、曾用符号及美国 符号列出。
十进制转换成二进制
整数的转换：
例如： 将十进制数23转换 成二进制数。 解： 用“ 除2取余 ”法转 换:
则（23)D =（10111)B
2 23 ………余1 b0 2 11 ………余1 b1 2 5 ………余1 b2 2 2 ………余0 b3 2 1 ………余1 b4
0 除到0为止
低位
读 取 次 序
4、00H~20H为各文字符的ASCII码 5、其余为各符号的ASCII码。
数字电子技术基础
≥1
A 0 0 1 1
Y
B 0 1 0 1
Y 1 0 0 0
4 、 异或 Y= AB+AB =A B A B
1
Y
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
Y 0 1 1 0
§1-3 逻辑代数的基本公式和常用公 式
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 公式 0A=0 1A=A AA=A AA=0 AB=BA A(BC)=(AB)C A(B+C)=AB+AC AB=A+B A=A 序号 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 公式 1= 0 0=1 0+A=A 1+A=1 A+A=A A+A=1 A+B=B+A A+(B+C)=(A+B)+C A+BC=(A+B)(A+C) A+B = AB A+AB=A+B
§1-2 逻辑代数中的几种基本运算
逻辑代数→开关代数→布尔代数。 用来解决数字逻辑电路的分析与设计问题。 参与逻辑运算的变量叫逻辑变量，用字母A，B……表示。 每个变量的取值非0 即1。 0、1不表示数的大小，而是代 表两种不同的逻辑状态。 在正逻辑中： 1 表示条件具备、开关接通、高电平等。 0 表示条件不具备、开关断开、低电平等。
编码 种类 8421码 余3码 2421码 2421码 5211码 余 3 步进码 （A） （B） 循环码 十进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 权 0000 0011 0000 0000 0000 0001 0100 0001 0001 0001 0010 0101 0010 0010 0100 0011 0110 0011 0011 0101 0100 0111 0100 0100 0111 0101 1000 0101 1011 1000 0110 1001 0110 1100 1001 0 0 1 0 00000 0 1 1 0 10000 0 1 1 1 11000 0 1 0 1 11100 0 1 0 0 11110 1 1 0 0 11111 1 1 0 1 01111
A 0 0 1 1
Y
B 0 1 0 1
Y 1 0 0 0
4 、 异或 Y= AB+AB =A B A B
1
Y
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
Y 0 1 1 0
§1-3 逻辑代数的基本公式和常用公 式
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 公式 0A=0 1A=A AA=A AA=0 AB=BA A(BC)=(AB)C A(B+C)=AB+AC AB=A+B A=A 序号 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 公式 1= 0 0=1 0+A=A 1+A=1 A+A=A A+A=1 A+B=B+A A+(B+C)=(A+B)+C A+BC=(A+B)(A+C) A+B = AB A+AB=A+B
§1-2 逻辑代数中的几种基本运算
逻辑代数→开关代数→布尔代数。 用来解决数字逻辑电路的分析与设计问题。 参与逻辑运算的变量叫逻辑变量，用字母A，B……表示。 每个变量的取值非0 即1。 0、1不表示数的大小，而是代 表两种不同的逻辑状态。 在正逻辑中： 1 表示条件具备、开关接通、高电平等。 0 表示条件不具备、开关断开、低电平等。
编码 种类 8421码 余3码 2421码 2421码 5211码 余 3 步进码 （A） （B） 循环码 十进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 权 0000 0011 0000 0000 0000 0001 0100 0001 0001 0001 0010 0101 0010 0010 0100 0011 0110 0011 0011 0101 0100 0111 0100 0100 0111 0101 1000 0101 1011 1000 0110 1001 0110 1100 1001 0 0 1 0 00000 0 1 1 0 10000 0 1 1 1 11000 0 1 0 1 11100 0 1 0 0 11110 1 1 0 0 11111 1 1 0 1 01111
【精品PPT】数字电子技术基础全套课件-2(2024版)
一、逻辑函数
如果以逻辑变量作为输入，以运算结果作为 输出，当输入变量的取值确定之后，输出的取值 便随之而定。输出与输入之间的函数关系称为逻 辑函数。Y=F(A,B,C,…)
二、逻辑函数表示方法 常用逻辑函数的表示方法有：逻辑真值表（真
值表）、逻辑函数式（逻辑式或函数式）、逻辑 图、波形图、卡诺图及硬件描述语言。它们之间 可以相互转换。
( A B)
B A
( A B)
Y (( A B) ( A B)) ( A B)( A B) AB AB
5、波形图→真值表
A
1111
0000
B
11
11
00
00
C 1111
00
Y 11
00 11
0
00 0
ABC Y 00 0 0 t 00 1 1 01 0 1 t 01 1 0 10 0 0 t 10 1 1 11 0 0 t 11 1 1
A断开、B接通，灯不亮。
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 灯 Y
A
断开 断开
灭
0
断开 闭合
灭
0
1
闭合 断开
灭
1
闭合 闭合 亮
BY
00 真 10 值
00 表
11
两个开关均接通时，灯才会 Ｙ＝Ａ•Ｂ
亮。逻辑表达式为：
实现与逻辑的电路称为与门。
与门的逻辑符号：
A
&
Y Ｙ＝Ａ•Ｂ
B
二、或逻辑（或运算）
或逻辑：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）
如果以逻辑变量作为输入，以运算结果作为 输出，当输入变量的取值确定之后，输出的取值 便随之而定。输出与输入之间的函数关系称为逻 辑函数。Y=F(A,B,C,…)
二、逻辑函数表示方法 常用逻辑函数的表示方法有：逻辑真值表（真
值表）、逻辑函数式（逻辑式或函数式）、逻辑 图、波形图、卡诺图及硬件描述语言。它们之间 可以相互转换。
( A B)
B A
( A B)
Y (( A B) ( A B)) ( A B)( A B) AB AB
5、波形图→真值表
A
1111
0000
B
11
11
00
00
C 1111
00
Y 11
00 11
0
00 0
ABC Y 00 0 0 t 00 1 1 01 0 1 t 01 1 0 10 0 0 t 10 1 1 11 0 0 t 11 1 1
A断开、B接通，灯不亮。
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 灯 Y
A
断开 断开
灭
0
断开 闭合
灭
0
1
闭合 断开
灭
1
闭合 闭合 亮
BY
00 真 10 值
00 表
11
两个开关均接通时，灯才会 Ｙ＝Ａ•Ｂ
亮。逻辑表达式为：
实现与逻辑的电路称为与门。
与门的逻辑符号：
A
&
Y Ｙ＝Ａ•Ｂ
B
二、或逻辑（或运算）
或逻辑：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）
数字电子技术基础全套课件共580页
＝ 1×25 + l×24 + 0×23 + 1×22 + 0×21 + l×20 + 1×2-1 + 0×2-2 + 1×2-3 ＝ 32 + 16 + 0 + 4 + 0 + 1 + 0.5 + 0 + 0.125 ＝ (53．625) D 【例1-2】 将十六进制数(4E5.8) H转换为十进制数。 解：(4E5.8) H ＝ 4×(16)2 + E×(16)1 + 5×(16)0 + 8×(16)-1
将每个十六进制数用4位二进制来书写， 其最左侧或最右侧的可以省去。
通常采用基数乘除法。
二进制数
转换
十进制数
将对应的二、十六进制数按各位权展开， 并把各位值相加。
10
1.3.1 十六进制、二进制数与十进制数间的转换
【例1-1】将二进制数(110101．101)2转换为十进制数。 解：(110101．101)2
0 …… 1 高位
小数部分
0.625
整数
×2
1.250 ……… 1 高位
0.250
×2
0.500 ……… 0（顺序）
×2
1.000 ……… 1 低位
即 (59.625)D=（101011.101)B
12
1.3.2 十进制数转换为二进制、十六进制数
【例1-4】 将十进制数（427.34357)D转换成十六进制数。
16
1.4 数字系统中数的表示方法与格式
1.4.1 十进制编码
1. 8421 BCD码 在这种编码方式中，每一位二进制代码都代表一个固定的数值，
把每一位中的1所代表的十进制数加起来，得到的结果就是它所代表 的十进制数码。由于代码中从左到右每一位中的1分别表示8、4、2、 1（权值），即从左到右，它的各位权值分别是8、4、2、1。所以把 这种代码叫做8421码。8421 BCD码是只取四位自然二进制代码的 前10种组合。
将每个十六进制数用4位二进制来书写， 其最左侧或最右侧的可以省去。
通常采用基数乘除法。
二进制数
转换
十进制数
将对应的二、十六进制数按各位权展开， 并把各位值相加。
10
1.3.1 十六进制、二进制数与十进制数间的转换
【例1-1】将二进制数(110101．101)2转换为十进制数。 解：(110101．101)2
0 …… 1 高位
小数部分
0.625
整数
×2
1.250 ……… 1 高位
0.250
×2
0.500 ……… 0（顺序）
×2
1.000 ……… 1 低位
即 (59.625)D=（101011.101)B
12
1.3.2 十进制数转换为二进制、十六进制数
【例1-4】 将十进制数（427.34357)D转换成十六进制数。
16
1.4 数字系统中数的表示方法与格式
1.4.1 十进制编码
1. 8421 BCD码 在这种编码方式中，每一位二进制代码都代表一个固定的数值，
把每一位中的1所代表的十进制数加起来，得到的结果就是它所代表 的十进制数码。由于代码中从左到右每一位中的1分别表示8、4、2、 1（权值），即从左到右，它的各位权值分别是8、4、2、1。所以把 这种代码叫做8421码。8421 BCD码是只取四位自然二进制代码的 前10种组合。
数字电子技术基础
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。
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。低位 高位0.375×2
整数
0.750 ……… 0=K－1 0.750
×2
1.500 ……… 1=K－2 0.500
×2
1.000 ……… 1=K－3
所以：(44.375)10＝(101100.011)2
高位 低位
采用基数连除、连乘法，可将十进制数转换为任意的N进制数。
1.2.3 编码
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。
逻辑符号
A B
& ＹY＝ＡＢ
2、或逻辑（或运算）
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＋Ｂ＋Ｃ＋… 开关A，B并联控制灯泡Y
A
B
E
Y
电路图
L=AB
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。
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。
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任何时刻只允许输入一个编码信号，否则输出将发生混乱。
YY12
I4 I2
I5 I3
I6 I6
I7 I7
Y0 I1 I3 I5 I7
图4.3.2
优先编码器
在优先编码器电路中，允许同时输入两个以 上编码信号。编码时只对优先权最高的进行编码扩展。端
8线－3线优先编码器74LS148选逻通辑输图出（端 图4.3.3）。
写出逻辑表达式
化简
列真值表
说明功能
逻辑图
逐从 级输 1 写入 出到
输 出
逻辑表 达式
化 简
2
最简与或 表达式
Y1 ( AB) Y2 (BC)
Y
Y3 (CA)
1
Y (Y1Y2Y3) (( AB)(BC)(CA))
2
Y AB BC CA
最简与或 表达式
3
真值表
4
电路的逻 辑功能
Y AB BC CA
0 1 1 1 0 ××××
0 1 1 10
0 1 1 1 1 0 ×××
1 0 0 10
0 1 1 1 1 1 0 × ×低电平1表示“0 电路1 工 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 ×作，且1有编码1 输入0 ” 1 0
0 11111110
1 1 1 10
输入：逻辑0(低电平）有效 输出：逻辑0(低电平）有效
用与或非门实现
AG R 00 01 11 10
01 0 1 0
Z (RAG RAG RAG)
10 1 1 1
4.3 若干常用的组合逻辑电路
§4.3.1 编码器
编码：用二进制代码来表示某一信息（文 字、数字、符号）的过程。
实现编码操作的电路称为编码器。
编
高？低？
码 器
码？
一、二进制编码器 输入端：2n
2. 根 ABC L
据 00 0 0
题 00 1 0
意 01 0 0
列 01 1 1 出 10 0 0 真 值 10 1 1 表 11 0 1
11 1 1
3.画出卡诺图化简：
BC A 00 01 11 10
00 0 1 0
10 1 1 1 AC BC AB
L= AC + BC + AB
4、用与非门实现逻辑电路
Z RAG RAG RAG RAG RAG 1 0 1 1
11 0 1
11 1 1
3、化简
AGR AG R 00 01 11 10
01 0 1 0
10 1 1 1
RG AG RA
Z RAG AG RG RA
4、画逻辑图 Z RAG AG RG RA
用与非门实现
Z ((RAG AG RG RA)) ((RAG)(AG)(RG)(RA))
输出端：n
高电平有效3位二进制（8线－3线）编码器真值表
普
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y2 Y1 Y0 10000000000
通 01000000001
编 00100000010
码 00010000011 器 00001000100
00000100101
00000010110
00000001111
例4.3.1：试用两片74LS148组成16线－4线优先编码器。
优先权 最高
A15 ～ A8 均无信号时，才允许对A7 ～ A0 输入信号编码。
3
当输入A、B、
0
C中有2个或3
0
个为1时，输 出Y为1，否则
0 1
4
输出Y为0。所 以这个电路实
际上是一种3
0
人表决用的组
1
合电路：只要 有2票或3票同
1
意，表决就通
1
过。
D C B A
( A )
(DC
) (DCA)
(DCB) (DCB)
(DB)
(DC)
((DBA)(DC ))
((DB) (DC))
L ((AB AC BC)) ((AB)(AC)(BC))
A B
C
L
例4.2.2：
1、列真值表
解:取红、黄、绿三盏灯分别用R、 A、G表示，设灯亮为“1”，不 亮为“0”；故障信号为输出变量 用Z表示，规定正常为“0”，不 正常为“1”。
2、写逻辑函数式
RAGZ 00 0 1 00 1 0 01 0 0 01 1 1 10 0 0
根据设
计要求
分析题意，将设计 要求转化为逻辑关
形式变换
系，这一步为设计
组合逻辑电路的根关据键设计所用
芯片要求
例1：设计三人表决电路（A、B、C）。每人 一个按键，如果同意则按下，不同意则不按。 结果用指示灯表示，多数同意时指示灯亮， 否则不亮。用与非门实现.
解:
1.首先指明逻辑符号取“0”、“1”的含义。三 个按键A、B、C按下时为“1”，不按时为“0”。 输出量为 L，多数赞成时是“1”，否则是“0”。
((DCA) (DCB) (DCB))
解： Y2 ((DBA) (DC)) DBA DC
Y1 ((DCA) (DCB) (DCB)) DCA DCB DCB
Y0 ((DB) (DC)) DB DC
由真值表知：该电路可用来判别输入的4位二 进制数数值的范围。
A B (A B) CI
电
状态无关。
路
时序逻辑电路
任一时刻的输出不仅取决 于现时的输入，而且还与电路 原来状态 有关。
组合逻辑电路的框图
组合逻辑电路在电路结构上不包含存储单 元，仅仅是由各种门电路组成，
4.2 组合逻辑电路的分析和设计方法
§4.2.1 组合逻辑电路的分析方法
已知逻辑电路
分析
分析方法步骤：
说明逻辑功能
组合逻辑电路图
第 四章
-组合逻辑电 路
教学内容
§4.1 概述 §4.2 组合逻辑电路的分析和设计方法 §4.3 常用组合逻辑电路 §4.4 组合逻辑电路的竞争－冒险现象
本章重点
1.组合逻辑电路的分析与设计方法 2.常用组合逻辑模块的使用
4.1 概述
组合逻辑电路
数 字
任一时刻的输出仅取决于 该时刻的输入，与电路原来的
( A B)CI
AB
S A B CI CO ( A B)CI AB
S A B CI CO ( A B)CI AB
这是一个全 加器电路
§4.2.2 组合逻辑电路的设计方法
根据实际逻辑问题
步骤：
确定输入、输出 列出真值表
最简单逻辑电路
设计
选择所需
门电路
写出表达式
并简化
画逻辑电路图
选通输入端
输
入
输
出
S I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 Y2 Y1 Y0 YS YEX
1
××××××××
111
11
0 11111111
1 1 1 01
0 0 ×××××××
0 0 0 10
0
1 0 × × × ×低电×平×表示“电0路工0 1
10
0 1 1 0 × × ×作，×但×无编码输0入”1 0 1 0