数字电路概述
数字电路与逻辑设计教程-第1章
1.2 数制和码制
【例1-4】求十进制数(26)10所对应的二进制数。
因此(26)10=(11010)2。
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1.2 数制和码制
【例1-5】求十进制数(357 ) 10所对应的八进制数。 解
因此(357 )10=(545)8。
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1.2 数制和码制
上一节介绍了数字信号的两种取值，实际生活中的数字表示 大多采用进位计数制。
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1.2 数制和码制
1.2.1 进位计数制与常用计数制
用数字量表示物理量大小时，仅用一位数码往往不够用，经 常需要用进位计数的方法组成多位数码表示。把多位数码中 每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则称为计数制 。在生产实践中除了人们最熟悉的十进制以外，还大量使用 各种不同的进位计数制，如八进制、十六进制等。在数字设 备中，机器只认识二进制代码，由于二进制代码书写长，所 以在数字设备中又常采用八进制代码或十六进制代码。
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1.2 数制和码制
任何进制数的值都可以表示为该进制数中各位数字符号值与 相应权乘积的累加和形式，该形式称为按权展开的多项式之 和。一个J进制数(N为按权展开的多项式的普遍形式可表示为 :
式中，K为任意进制数中第i位的系数，可以为0~ (J-1)数码中 的任何一个;i是数字符号所处位置的序号;m和n为整数，m为 小数部分位数(取负整数)，n为整数部分位数(取正整数);.J为 进位基数，Ji为第i位的权值。例如，十进制数(123.75 )10表示 为:
第1章 微型计算机系统概述
1.1 数字电路概述 1.2 数制和码制 1.3 逻辑代数基础 本章小结
1.1 数字电路概述
数字电子技术第1单元数字电路基础知识
第二部分 相 关 知 识
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
数字电路概述
计数体制
码制 逻辑代数基础
逻辑函数的化简
数字逻辑门电路
1.1 数字电路概述
1.1.1 什么是数字电路
1．数字电路的特点
• 数字信号目前常取二值信息，它用两个有 一定数值范围的高、低电平来表示，也可 用两个不同状态的逻辑符号如“1”或“H” 和“0”或“L”来表示。
第1单元 数字电路基础知识
第一部分 任 务 导 入
• 数字电路是电子技术的另一大类，广泛应 用于各个领域的各种电子电路之中。
• 图1-1所示为由数字集成块构成的触摸LED 追逐电路。 • 该电路主要是由数字门（如IC1）与数字 计数器（如IC2）共同构成的。
图1-1 数字集成块构成的触摸LED追逐电路
③ 数字电路不仅能完成数值运算，还可以 进行逻辑运算与判断，在控制系统中这是 不可少的，因此又把数字电路称作“数字 逻辑电路”。
1.1.3
数字电路与脉冲电路的异同
• 脉冲信号是短促的断续作用的电压或电流信 号，图1-4所示为常见的脉冲信号波形。 • 除正弦波和它的合成信号外，其他形式的信 号都属于脉冲信号。
3．二进制数运算规则
2．十进制数的计数原则
• 十进制数的计数原则是：逢10进1，借1当10。
• 例如，十进制数3743. 3由5位数字组成，小 数点左边有4位，右边有1位。
• 这个数实际上是由以下多项式缩写而成的， 即
3743.3=3×103+7×102+4×101+3×100+3×10−1
• 依此类推，任何一个n位整数、m位小数 的十进制数(N)10均可记为
数字电路的定义及研究对象
数字电路的定义及研究对象
数字电路是一种应用逻辑电路技术实现数字信号处理和分析的电路系统,也被称为数字信号处理器或数字信号处理电路。
数字电路的研究对象是数字信号,通过对数字信号的运算、处理和分析,可以实现各种数字信号处理任务,如语音识别、图像处理、机器翻译、自然语言处理等。
数字电路的定义可以概括为:以数字信号为输入,通过逻辑运算和门级连接实现数字信号的处理和分析的电路系统。
数字电路的主要特点包括逻辑运算和控制、存储器和输入输出等功能,这些特点使得数字电路在计算机、通信、控制等领域得到了广泛应用。
数字电路的研究对象主要包括以下几个方面:
1. 数字逻辑门:数字电路的基本单元,可以实现逻辑运算和控制。
2. 存储器:用于存储和读取数字电路中的数据和指令。
3. 输入输出:用于将数字电路中的信号输出或从数字电路中读取信号。
4. 时钟和时序:用于控制数字电路的运算速度和操作顺序。
5. 状态和状态空间:用于描述数字电路的状态和其对应的操作。
数字电路的研究内容包括以下几个方面:
1. 数字电路的设计和优化:通过设计数字电路,实现所需的数字信号处理任务。
2. 数字电路的分析和测试:对数字电路进行测试和分析,评估其性能和可靠性。
3. 数字电路的应用领域:研究数字电路在计算机、通信、控制等领域的应用。
4. 数字电路的新技术和新发展:研究数字电路的新技术和新发展,如基于纳
米技术的数字电路、人工智能和机器学习等。
数字电路是一门重要的学科,在数字信号处理、计算机体系结构、通信等领域都有广泛的应用。
随着数字电路技术的不断发展,其研究内容和应用领域也在不断拓展和深化。
数字电路概念
数字电路概念数字电路，听起来是不是有点儿“高大上”，但其实它就在我们身边，无处不在，就像空气一样，虽然看不见摸不着，但离开它，咱们的生活就得乱套。
想象一下，每天早晨，你的闹钟没响，你错过了重要的会议；打开电视，屏幕上一片雪花，啥也看不清；手机电量不足，充电宝也充不进电……这些“小插曲”背后的原因，往往都和数字电路有关。
数字电路，简单来说，就是用数字信号来控制电路的工作。
数字信号就是那些“0”和“1”组成的代码，它们就像我们平时说的“是非题”，非黑即白，没有中间地带。
这种简单直接的特性，让数字电路在处理信息时特别高效、准确。
就像咱们平时用的计算器，不管多复杂的计算，只要轻轻一按，答案立马出来，这就是数字电路的功劳。
别看数字电路原理简单，它的作用可大了去了。
就拿咱们最常用的电脑来说吧，里面的CPU、内存、硬盘这些核心部件，都是靠数字电路来驱动的。
CPU就像咱们的大脑，负责处理各种指令；内存就像咱们的记事本，临时存放正在使用的数据；硬盘就像咱们的书架，长期保存各种文件和资料。
这些部件协同工作，才能让电脑运行得又快又稳。
数字电路不仅在电脑里大放异彩，在我们的日常生活中也是无处不在。
比如，咱们家里的智能门锁，就是通过数字电路来识别指纹、密码等信息的。
这样一来，就算你没带钥匙，也不用担心进不了家门。
还有，咱们现在用的智能手机，里面的各种APP、游戏、拍照功能，也都是靠数字电路来实现的。
可以说，没有数字电路，咱们的手机就只是一块会发光的“板砖”。
数字电路不仅让我们的生活更加便捷，还在推动着社会的进步。
比如，在医疗领域，数字电路被广泛应用于各种医疗设备中，从心电图仪到CT 机，都离不开它的支持。
这些设备能够实时监测病人的身体状况，帮助医生做出准确的诊断，从而挽救了无数生命。
在工业领域，数字电路被用来控制各种机械设备，提高了生产效率，降低了人力成本。
在军事领域，数字电路更是发挥着举足轻重的作用，从导弹制导到雷达探测，都离不开它的支持。
数字电路 pdf
数字电路 pdf
数字电路是现代电子技术中的一门重要学科。
它研究数字信号的
传输、处理和操作方法。
数字信号在电子设备中广泛应用，例如电脑、手机、数码相机等等。
数字电路的主要研究内容包括数字信号的表示方法、数字信号的
传输和数字电路的设计与实现等。
在数字电路中，常用的数字信号表
示方法有二进制、八进制和十六进制等。
而数字信号的传输则会涉及
到编码和调制技术，例如常见的脉冲编码调制（PCM）和正交频分复用（OFDM）等。
数字电路的设计与实现主要包括逻辑门电路和组合逻辑电路的设计。
逻辑门电路是数字系统的基本组成部分，它由与门、或门、非门
等逻辑门构成。
而在组合逻辑电路中，逻辑门根据输入信号的不同组
合产生不同的输出信号。
可以通过布尔代数或真值表来描述和设计逻
辑门和组合逻辑电路。
数字电路的应用十分广泛，从小型的逻辑电路到大型的数字系统。
在电脑中，数字电路用于处理和存储数据；在通信领域，数字电路用
于传输和接收信号。
此外，数字电路还广泛应用于工业控制、军事装
备和医疗设备等领域。
综上所述，数字电路是一门重要的学科，它研究数字信号的传输、处理和操作方法。
通过对数字信号的表示、传输和数字电路的设计与
实现等内容的研究，可以实现各种电子设备的功能和应用。
《电工电子技术》(曹建林) PPT课件：8.1 数字电路概述
（b）数字信号
模拟信号指在时间上和数值上都是连续变化信号。 数字信号指在时间上和数值上都是间断不连续变化的信号。 传输和处理模拟信号的电路为模拟电路。 传输和处理数字信号的电路为数字电路。
8.1 概述
数字电路的基本概念
数制与码制
2.数字电路的特点
（1）工作信号是二进制的数字信号，在时间上和数值上都是离散的，反映在 电路上是低电平0和高电平1两种逻辑状态。 （2）数字电路研究是输入与输出之间的逻辑关系，称逻辑电路。 （3）分析用真值表、逻辑表达式、波形图等方法。 （4）数字电路结构简单，对元器件的精度要求低，具有电路制造容易，集成 度较高，成本较低等优点。
（1011）B＝ 1×23 ＋0×22＋1×21＋1×20
8.1 概述
数字电路的基本概念
数制与码制
2.不同进制数的相互转换
（1）二进制数转换成十进制数。
方法：把二进制数按权展开后相加即得十进制数。
例8.1.1 (10101)B ＝(
)D
解：(10101)B＝1×24＋0×23＋1×22＋0×21＋1×20＝(21)D
注意：用BCD码表示十进制数时，必须用一个4位BCD码来表示该数中的每个十进制数。
例8.1.3 (39)10 ＝（ 解： 由表8.1.1得
）8421BCD (39)10＝( 0011 1001) 8421BCD
— The End —
8.1 概述
数字电路的基本概念
数制与码制
3.数字信号的主要参数
上
A升
沿
下 降 沿
tp
T
高电平 低电平
A—— 脉冲幅度 tP ——脉冲宽度 T ——脉冲周期 f —— 脉冲频率 tP与T之比——占空比
数字电路绪论
第四章 触发器
概述 4.1 基本触发器 4.2 同步触发器 4.3 边沿触发器 4.4 触发器的电气特性 4.5 触发器的VHDL语言描述及仿真 小结
第五章 时序逻辑电路
概述 5.1 时序电路的基本分析和设计方法 5.2 计数器 5.3 寄存器和读/写存储器
5.4 顺序脉冲发生器
5.5 可编程逻辑器件和时序逻辑电路 的VHDL语言描述及仿真小结Βιβλιοθήκη 第六章 脉冲产生与整形电路
概述 6.1 施密特触发器 6.2 单稳态触发器 6.3 多谐振荡器 小结
第七章 数模与模数转换电路
概述 7.1 D / A 转换器 7.2 A / D 转换器 小结
附录 MAX+PLUSⅡ的界面环境和应用
1. MAX+PLUSⅡ的环境 2. 设计过程简介 3. 设计方法举例
目录
第一章 逻辑代数基础与EDA技术的基础知识 第二章 门电路 第三章 组合逻辑电路 第四章 触发器 第五章 时序逻辑电路 第六章 脉冲产生与整形电路 第七章 数模与模数转换电路 附录 MAX+PLUSⅡ的界面环境和应用
第一章 逻辑代数基础
概述 1.1 基本概念、公式和定理 1.2 逻辑函数的化简方法 1. 3 逻辑函数的表示方法及
其相互之间的转换 1. 4 EDA技术的基础知识 小结
第二章 门电路
概述
2.1 半导体二极管、三极管和MOS 管的开关特性
2.2 分立元器件门电路 2.3 CMOS集成门电路 2.4 TTL集成门电路 2.5 门电路的VHDL语言描述及仿真 小结
第三章 组合逻辑电路
概述
3.1 组合电路的分析方法和设计方法 3.2 加法器和数值比较器 3.3 编码器和译码器 3.4 数据选择器和分配器 3.5 用 MSI 实现组合逻辑函数 3.6 只读存储器 3.7 组合电路中的竞争冒险 3.8 组合电路的VHDL语言描述及仿真 小结
数字电路第1章数字电路概述
导线连接起来的电路；
集成电路是将元器件及导线均采用半导体工艺 集成制作在同一硅片上，并封装于一个壳体内的 电路。一块芯片上集成的元器件数量的多少，称 为集成电路的集成度。
小规模集成电路(SSI， 数十器件/片) 中规模集成电路(MSI， 数百器件/片)
JHR
第1章 数字电子技术概述
一、本章主要介绍内容
1.数字电子技术与模拟电子技术的区别，数字 信号和数字电路的基本概念。
2.半导体器件（二极管、三极管、MOS管）在 数字电路中主要工作于开关状态，重点介绍它们的 开关运用特性。 3.数字系统中信息可分为数值和文字符号两大 类。数值的计数体制常用的有二进制、十进制、十 六进制，重点介绍它们的
方法二：按位、权值进行转换。 在十进制数中，小数点左侧第一位称为个位，其 权值为100，第二位称为十位，其权值为101，依
此类推。
例如：十进制数3954代表：
3 9 5 4
（3103）＋（9102）＋（5101）＋（4100） （31000）＋（9100）＋（510）＋（41） 3000 ＋ 900 ＋ 50 ＋ 4＝3954
3.八进制数
数码：0、1、2、3、4、5、6、7、八个数码。 基数：8 计数规律： 逢八进一、借一当八
n 1
一般表达式： N 8
im
K i 8i
如 .7 ) 8 3 8 2 2 81 5 8 0 7 8 1 (325 ( 213 .875 )10
（N）10＝（b2b1b0）2
则
（b2b1b0）2 ＝（b2×22＋b1×21＋b0×20）10
此式说明 （N）10÷2＝b2×21＋b1……余数b0
数字电子技术中的数字信号和数字电路概述
数字电子技术中的数字信号和数字电路概述1. 引言1.1 引言数字电子技术是当今社会中不可或缺的一部分，数字信号和数字电路作为数字电子技术中的两个重要概念，对于现代科技发展起着至关重要的作用。
数字信号是一种离散的信号，是用数字表示的信号；而数字电路是利用数字信号来处理和传输信息的电路。
在数字电子技术中，数字信号和数字电路的应用范围非常广泛，涵盖了通信、计算机、电子设备等方方面面。
本文将从数字信号和数字电路的基本概念入手，介绍数字信号的概念、特点以及数字电路的概念、分类和作用，帮助读者更好地了解数字电子技术中的关键概念和原理。
通过深入探讨数字信号和数字电路在现代科技中的应用，有助于读者对数字电子技术的发展和应用有一个更加清晰的认识。
2. 正文2.1 数字信号的概念数字信号是数字电子技术中的基本概念之一，它是一种用数字形式表示的信号。
在数字信号中，信息以离散的数字形式表示，而不是连续的模拟波形。
数字信号通常由一系列离散的数值表示，这些数值可以是二进制的0和1，也可以是其他数字。
在数字信号中，每个数字被称为一个采样点，采样点的数值表示信号在某一时间点的幅度。
数字信号具有许多优点，其中最主要的优点是数字信号的稳定性和抗干扰能力强。
由于数字信号可以准确地表示信息，并且由于数字信号处理器可以很好地处理和传输数字信号，因此数字信号在现代通信和控制系统中得到了广泛应用。
数字信号可以通过数字化处理进行精确的信号处理和分析，有利于提高系统的性能和可靠性。
数字信号是数字电子技术中至关重要的概念，它是数字电路设计和数字通信系统的基础。
通过理解数字信号的概念和特点，可以更好地应用数字电子技术进行信号处理和系统设计，实现更高效、更稳定的数字化系统。
2.2 数字信号的特点数字信号是在一定时间内取有限个离散值的信号，与模拟信号相比，数字信号具有以下几个显著的特点。
第一，数字信号具有高抗干扰性。
由于数字信号是以离散的方式表示信息，传输过程中受到干扰时只会改变信号的离散值，而不会影响整个信号的形态。
数字电子技术理论基础
数字电子技术理论基础数字电路是以数字量为研究对象的电子电路。
本章要紧讨论数字电子技术的基础理论知识，包括计数体制，逻辑代数及其化简。
同时，还给出了逻辑函数的概念、表示方法及相互转换。
1.1数字电路概述1.1.1数字信号与数字电路电子电路中的信号可分为两类，一类在时刻和幅度上差不多上连续的，称为模拟信号，如图1.1所示，例如电压、电流、温度、声音等信号。
传送和处理模拟信号的电路称为模拟电路；另一类在时刻和幅度上差不多上离散的，称为数字信号，如图1・2所示，例如讣时装置的时基信号、灯光闪耀等信号都属于数字信号。
传送和处理数字信号的电路称为数字电路。
图1.2数字信号数字电路的特点（1）信号是离散的数字信号。
数字信号常用0、1二元数值表示。
(2)半导体器件均工作在开关状态，即工作在截止区和饱和区。
(3)研究的要紧问题是输入、输出之间的逻辑关系。
(4)要紧分析工具是逻辑代数。
1.2数制和码制1.2.1数制数制即指计数的方法，日常生活中最常用的是十进制计数，而在数字电路和运算机中最常用的是二进制、八进制和十六进制。
1•十进制数十进制数的每一位都采纳0〜9共10个数码中的任何一个来表示，十进制的计数基数是10,超过9就必须用多位数来表示。
其相邻的低位和高位间的运算关系是“逢十进一”，即9 + 1 = 102.二进制数二进制计数体制中只有0和1两个数码，其基数是2,运算规律是“逢二进一”，即1 + 1 = 103.八进制数八进制数有0〜7共8个数码，计数基数是8,运算规律是“逢八进一”，即7 + 1 = 104.十六进制数十六进制中有0〜9,力(10), 5(11), 6*(12), 0(13), £(14),尸(15)共16 个不同的数码，计数基数是16,运算规律是“逢十六进一”，即尸+1 = 101.2. 2数制转换1.十进制数与二进制数的相互转换(1)二进制数转换成十进制数二进制数转换成十进制数的方法是按权展开，再求加权系数之和。
数字电路概述
数字电路的应用
01
02
03
04
计算机硬件
数字电路是计算机硬件的核心 组成部分，如CPU、内存、
硬盘等。
通信系统
数字电路用于实现通信系统中 的信号编码、解码、调制、解
调等功能。
控制系统
数字电路用于控制系统的信号 处理、控制算法实现等。
数字信号处理
数字电路用于实现数字信号处 理算法，如滤波、频谱分析等
集成电路的发展趋势
集成度不断提高
随着半导体制造工艺的进步，集成电路的集成度越来越高， 芯片上集成的晶体管数量越来越多，性能也日益强大。
异构集成技术
为了满足不同应用的需求，集成电路技术正在向异构集成 方向发展，即将不同类型的芯片集成在同一个封装内，实 现更高效、更低功耗的系统集成。
3D集成技术
3D集成技术通过将多个芯片堆叠在一起，实现更短的距离 和更高的连接密度，从而提高性能和降低功耗。
逻辑门电路
总结词
逻辑门电路是数字电路的基本逻辑单元，用于实现逻辑运算和信号转换。
详细描述
逻辑门电路有与门、或门、非门等基本类型。它们遵循布尔逻辑运算规则，能够实现信号的逻辑运算和转换，是 构成复杂数字系统的基础。在数字电路中，逻辑门电路广泛应用于组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计。
03
数字电路的基本运算
数字电路设计自动化的发展趋势
01 02
高级综合工具
随着数字电路设计的复杂度增加，高级综合工具的需求越来越大。这些 工具能够将高层次的设计语言转换为低层次的电路结构，大大提高了设 计的效率和准确性。
自动化布局布线
自动化布局布线技术能够快速、准确地完成电路板的布局和布线，减少 了人工干预和错误率，提高了设计的可靠性和生产效率。
什么是数字电路
什么是数字电路数字电路（Digital Circuit）是由逻辑门组成，利用二进制编码来处理数字信号的电路。
数字电路主要用于处理和传输数字信息，广泛应用于计算机、通信、控制系统等领域。
一、数字电路的基本概念数字电路由数字逻辑门组成，逻辑门是按照逻辑函数的要求设计的电子电路。
常见的数字逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。
这些逻辑门通过不同的组合和连接，可以实现不同的逻辑功能。
二、数字电路的工作原理数字电路通过电子元件的开关控制，表示逻辑的"0"和"1"。
数字电路中的"0"通常表示低电平，"1"表示高电平。
逻辑门根据输入信号的逻辑状态产生输出信号，实现逻辑运算和数据处理。
举例来说，一个与门具有两个输入信号A和B，输出信号C。
当输入信号A和B同时为高电平时，输出信号C为高电平；否则，输出信号C为低电平。
通过逻辑门的组合和连接，可以实现更加复杂的功能电路。
数字电路还可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。
组合逻辑电路的输出仅与当前输入信号有关；时序逻辑电路的输出还与过去的输入信号和内部的存储信息有关，具有记忆功能。
三、数字电路的应用数字电路广泛应用于计算机、通信、控制系统等领域，对现代科技发展起到了重要推动作用。
1. 计算机计算机是数字电路应用最广泛的领域之一。
计算机由中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备等组成。
CPU是计算机的核心部件，其中包含大量的数字电路，用于执行各种指令和数据处理。
2. 通信系统数字电路也是现代通信系统的关键组成部分。
电话、移动通信、互联网等通信设备和网络都是基于数字电路实现的。
数字电路可以对信号进行编码、解码、调制、解调等处理，实现高质量的数据传输和通信。
3. 控制系统数字电路被广泛应用于控制系统中，用于监测和控制各种设备和过程。
数字控制系统可以实现高精度、高速度的控制，提高生产效率和质量。
四、数字电路的优势和挑战数字电路相比于模拟电路具有如下优势：1. 抗干扰性强：数字信号具有高抗干扰性，能够有效屏蔽干扰信号，提高系统的可靠性。
数字电路
第四章 数字电路数字电路也是由晶体管等电子元件组成的电路。
数字电路包括数字脉冲电路和数字逻辑电路。
通常说的数字电路是指数字逻辑电路。
数字脉冲电路主要解决脉冲产生、变换、测量的问题。
数字逻辑电路的功能是对数字信号进行运算，确定在矩形脉冲作用下输出与输入之间的逻辑关系。
数字逻辑电路的输入信号和输出信号都是数字信号。
数字逻辑电路的典型信号是矩形波。
数字逻辑电路的输入和输出主要有0态和1态。
正逻辑0态表示低电平状态，1态表示高电平状态；负逻辑0态表示高电平状态，1态表示低电平状态。
数字逻辑电路的逻辑功能可用逻辑代数（布尔代数）描述。
数字电路中的晶体管一般工作在截止状态和饱和状态。
按照有无记忆功能，数字逻辑电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。
按照集成度，数字逻辑电路分为小规模、中规模、大规模、超大规模集成电路。
第一节 数制与编码数制是表示数值的所使用的数字符号的规则。
编码是将数字符号转换为机器能够直接识别的数码。
一、数的多项式有多种数制。
除十进制数外，常用的还有二进制数、十六进制数和八进制数。
各种进制数N 均可用下列多项式表示：()∑--==mn i iiJJK N 1式中，(N )J 是J 进位制数；J 是进位制，也是进位制的基数；K 是数符，K =0、1、2……(J -1)；J i 位权；i 为序号；n 为(N )J 的整数位数；m 为(N )J 的小数位数。
十进制：多项式为()∑--=⨯=mn i i iKN 11010；基数为10；K =0~9，计10个字符。
例如，(209.24)10=2⨯102+0⨯101+9⨯100+2⨯10-1+4⨯10-2。
二进制：多项式为()∑--=⨯=mn i ii K N 122；基数为2；K =0、1，计2个字符。
例如，(11010.101)2=1⨯24+1⨯23+0⨯22+1⨯21+0⨯20+1⨯2-1+0⨯2-2+1⨯2-3=(28.875)10。
十六进制：多项式为()∑--=⨯=mn i i iKN 11616；基数为16；K =0~9、A ~F ，计16个字符。
第1章 数字电路基础知识
1.3 逻辑函数及其化简
1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5
逻辑代数基础 常用的组合逻辑运算 逻辑函数的表示方法 逻辑代数 逻辑函数的化简
1.3.1 逻辑代数基础
1．与运算(逻辑乘)
与逻辑运算的定义为一个事件的发生 如果具有多个条件，必须同时满足全部条 件，此事件才会发生。 以三变量为例，布尔表达式为： F=A· B· C
2．逻辑函数表式
逻辑函数表达式是描述输入逻辑变量 与输出逻辑变量之间逻辑函数关系的代数 式，是一种用与、或、非等逻辑运算复合 组合起来的表达式。逻辑函数的表达式不 是唯一的，可以有多种形式，并且能互相 转换。 逻辑函数的特点是：简洁、抽象，便 于简化和转换。
3．逻辑图
将逻辑函数表达式中各变量间的与、 或、非等运算关系用相应的逻辑符号表示 出来，就是逻辑函数的逻辑图。 逻辑图表示法的优点是：逻辑图与数 字电路的器件有明显的对应关系，便于制 作实际电路。缺点是不能直接进行逻辑推 演和变换。
1.1.4 数字电路的特点
数字电路主要具有以下一些优点： (1)基本单元电路简单，电路成本低。 (2)抗干扰能力强。 (3)通用性强。 (4)容易实现算术和逻辑运算功能。 (5)数据便于存储、携带和交换。 (6)系统故障诊断容易。 (7)保密性好。
1.2 数制与编码
1.2.1 常用的几种进位计数制 1.2.2 数制转换 1.2.3 编码
3．逻辑代数三项规则
逻辑代数除基本定律外，还有三项重 要规则。 (1)代入规则 对于任一个含有变量A的逻辑等式， 可以将等式两边的所有变量A用同一个逻 辑函数替代，替代后等式仍然成立。这个 规则称为代入规则。 (2)反演规则 (3)对偶规则
4．逻辑代数常用的公式
数字电子技术中的数字信号和数字电路概述
数字电子技术中的数字信号和数字电路概述【摘要】数字电子技术在现代社会中扮演着至关重要的角色，其中数字信号和数字电路是其基础。
数字信号是一种以离散数值代表信息的信号，具有高抗干扰性和易于处理的特点。
数字电路则是通过逻辑门实现数字信号的处理和传输，其基本原理是通过组合和时序逻辑实现各种功能。
数字集成电路按功能可分为组合逻辑和时序逻辑两大类，具有高集成度和稳定性。
数字信号处理在通信、计算机、医疗等领域有广泛应用，如数字滤波、数字图像处理等。
数字电子技术的发展为现代社会带来了巨大的便利和进步。
【关键词】数字电子技术、数字信号、数字电路、数字集成电路、数字信号处理、引言、数字信号的概念、数字信号的特点、数字电路的基本原理、数字集成电路的分类、应用、总结1. 引言1.1 引言数字电子技术是指利用数字信号和数字电路进行信息处理和传输的技术。
随着科学技术的发展，数字电子技术已经成为现代电子领域中最重要的技术之一。
在数字电子技术中，数字信号和数字电路是两个非常重要的概念。
数字信号是一种离散的信号，它是由一系列离散的数值所组成的。
与模拟信号不同，数字信号具有明确的数值，可以精确表示信息。
数字信号的特点包括抗干扰能力强、可靠性高、传输距离远等。
数字电路是通过数字信号来进行逻辑运算和控制的电路。
数字电路可以实现数字信号的处理、存储和传输。
其基本原理包括数字信号的编码、逻辑运算、存储与检索等。
数字集成电路是数字电路的集成化组成部分，通过集成电路可以实现更复杂的数字电路功能。
数字集成电路按照功能可以分为存储器、逻辑门、计数器等不同类型。
数字信号处理是数字电子技术的一个重要应用领域，包括数字滤波、数字调制解调、数字编解码等技术。
在通讯、计算机、医疗等领域，数字信号处理发挥着重要作用。
在本文中，将对数字信号和数字电路的概念、特点、基本原理、集成电路分类和信号处理应用进行详细介绍，希望读者可以更全面地了解数字电子技术的基本知识。
数字电子技术教学课件-第01章 数字电路基础知识
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1.2 数制及编码
1.2.1 数制 1.2.2 数制转换 1.2.3 编码
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1.2.1 数制
数码：由数字符号构成且表示物理量大小的数 字和数字组合。
计数制（简称数制）：多位数码中每一位的构 成方法，以及从低位到高位的进制规则。
1. 十进制
数字符号（系数）：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 计数规则：逢十进一 基数：10 权：10的幂
（101011100101）2 =（101，011，100，101）2 =（5345）8
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（2）二进制与十六进制之间的转换 四位二进制数对应一位十六进制数。
例如： （9A7E）16 =（1001 1010 0111 1110）2
=（1001101001111110）2
（10111010110）2 =（0101 1101 0110）2
逻辑代数的运算公式和基本规则；
逻辑函数的化简方法（代数化简法和卡诺图化 简法） 。
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1.3.1 逻辑代数的基本运算
逻辑：一定的因果关系。
逻辑代数是描述客观事物逻辑关系的数学方法，
是进行逻辑分析与综合的数学工具。因为它是英国数
学家乔治·布尔(George Boole)于1847年提出的,所以又
表1-2 几种常用的BCD码
十进制数 8421码 5421码
0
0000
0000
1
0001
0001
2
0010
0010
3
0011
0011
4
0100
0100
5
1.1数字电路的基本知识
模拟电路：传递、处理模拟信号的电路。
双极型电路：TTL、ECL
单级型电路：NMOS、ＰＭＯＳ、CMOS
3、按电路逻辑功能分
组合逻辑电路
时序逻辑电路
1.1.4矩形脉冲的主要参数
1.脉冲参数
（1）脉冲的幅度：脉冲的底部到脉冲的顶部之间的变化量称为脉冲的幅度，用Um表示。
（2）脉冲的宽度：从脉冲出现到脉冲消失所用的时间称为脉冲的宽度，用t w表示。
（3）脉冲的重复周期：在重复的周期信号中两个相邻脉冲对应点之间的时间间隔称为脉冲的重复周期，用T表示。
实际的矩形脉冲往往与理想的矩形脉冲不同，即脉冲的前沿与脉冲的后沿都不是陡直的，如图1-4所示。
实际的矩形脉冲可以用如下的五个参数来描述。
（1）脉冲的幅度Um：脉冲的底部到脉冲的顶部之间的变化量。
（2）脉冲的宽度t w：从脉冲前沿的0.5Um到脉冲后沿的0.5Um两点之间的时间间隔称为脉冲的宽度，又可以称为脉冲的持续时间。
（3）脉冲的重复周期T：在重复的周期信号中两个相邻脉冲对应点之间的时间间隔称为脉冲的重复周期。
（4）脉冲的上升时间t r ：指脉冲的上升沿从0.1Um上升到0.9Um所用的时间。
（5）脉冲的下降时间t f ：指脉冲的下降沿从0.9Um下降到0.1Um所用的时间。
2.脉冲信号分类
若脉冲信号跃变后的值比初始值高称正脉冲
若脉冲信号跃变后的值比初始值低称负脉冲。
数字电路技术教程
数字电路的应用与发展趋势
总结词
数字电路广泛应用于计算机、通信、控制等领域，随 着技术的发展，其发展趋势包括更高的集成度、更快 的速度和更低的功耗。
详细描述
数字电路因其可靠、精确、速度快和易于大规模集成等 特点，被广泛应用于各个领域，如计算机、通信、控制 等。随着技术的不断发展，数字电路也在不断进步和完 善。未来，数字电路的发展趋势包括更高的集成度、更 快的速度和更低的功耗。更高的集成度可以使得电子设 备更加小型化和高性能化；更快的速度可以满足高速信 号处理和高频通信的需求；更低的功耗则有助于降低设 备的运行成本和减少能源消耗。
数字电路与模拟电路的区别
总结词
数字电路和模拟电路在信号处理方式、电路结构和应 用领域等方面存在显著差异。模拟电路处理连续变化 的信号，而数字电路处理离散的二进制信号。此外， 数字电路具有更高的可靠性和精确度，且易于实现大 规模集成。
详细描述
模拟电路和数字电路在处理信号的方式上有根本的区别 。模拟电路处理的是连续变化的信号，这些信号的值可 以在一个连续的范围内变化。相比之下，数字电路处理 的是离散的二进制信号，这些信号的值只能是0或1。 由于数字电路处理的是离散信号，因此其具有很高的可 靠性和精确度，这使得数字电路在许多领域中取代了模 拟电路。此外，数字电路易于实现大规模集成，使得现 代电子设备能够实现高性能和小型化。
计算器的组成
计算器一般由键盘、显示器、微处理器、存储器等组成。
计算器的设计步骤
首先确定设计方案，然后选择合适的微处理器和存储器等器件，接着 进行电路设计，最后进行仿真和调试。
计算器的实现
根据设计好的电路图，将微处理器、存储器等器件连接起来，然后进 行测试和调整，确保计算器能够正常工作。
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例： 28=？B
28＜32 28＞16 28－16=12＞8 12－8= 4
取 10000 取 1000 取 100
例：1002=？B
9876543210
1111011100 490 92 12
234 28 4
8
3）整数除2取余 小数乘2取整（适合位数小）
2
13 余1 K0
2 6 余0 K1
2 3 余1 K2
模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态。
2
数字信号: 信号在时间上和幅度上都是离散的。
u t
数字信号以1/0的组合方式（编码）表达各种类型的信息。
数字逻辑电路中的1和0表示两种完全对立的状态，当任何事物的结 果，以及决定该事物结果的条件，如果只有完全对立而又相互依存的两种可 能状态，而不会出现任何其它中间状态，就可以用1和0来代表该事物结果和 条件的状态。
号的有无、个数、宽度和频率来进行工作的，干扰往往只能影响脉冲幅度。
3）数据便于存储、携带和交换。
4）保密性好，在数字电路中信号可以方便地进行加密处理。
5）通用性强，系列标准化的数字部件，构成各种各样的数字系统。
6）容易实现算术运算和逻辑判断功能。
易于和计算机配合，实现自动化、智能化。
4
1.1.3 数字电路的发展和分类 1.1.4 数字电路的特点和分析方法
1.25=1.01B=1.4H=1.2Q 5/32=1/32×5=0.00001×101B=0.00101B=0.28H=0.12Q
例：比较26D、17H、26Q、1000100B的大小。
[解] （十进制数、二进制数、十六进制数之间的比较大小，
一般都是首先变换成十进制形式。）
17H=1×16+7×160=23D
26Q= 2×81 + 6 ×80 = 22D
10100B=16+4=20D
26D＞26Q＞17H＞10100B
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1.2.2 编 码
数字系统只能处理二值数据，这就需要把具有各种含义和表达方式的信号 变换成二进制代码。 用若干位二进制数按一定的规则表示具有某种含义信号的过程称为编码。 编码是人为定义的 例如 电话、学号。。。 计算机中的键盘输入控制电路，就是将键盘键入的字母A、B……， 数字0、1、……，运算符+、/、……等等的按键开关信号，变成16位二进 制信息输出的编码。
研究数字电路注重电路输出、输入间的逻辑关系，主要的工具是 逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式、卡诺图、波形图表示。
数字电路中，三极管工作在饱和和截止的开关状态。
5
模拟速度测量例 脉冲速度测量例
6
1.2 计数制与编码
1.2Hale Waihona Puke 1二进制数（B）十进制数（D）转换
1）多 项式替代（公式法）（程序） N进制数和十进制数之间进行转换公式为： an-1…a1 a0.a－1a－2a－3… = an-1×N n-1+……+a1×N1+ a0×N0 + a－1×N－1+ a－2×N－2+ a－3×N－3+…
正(负)逻辑系统：高电平用1表示；低电平用0表示。
1.1.2 数字信号的特点（采用二进制）
1）基本单元电路简单，电路成本低，工作可靠性高。电路中各元件精度
要求低，允许元件参数有较大的分散性。
2）抗干扰能力强。数字电路只需要能区分信号两种截然不同的状态，不别
精确地考虑信号的大小，噪声容限大。在数字电路中，通常是根据脉冲信
数字电子技术
江苏大学电气信息学院 主讲：杨建宁
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第1章 数字电路基础 1.1 数字电路概述
1.1.1 数字信号和模拟信号
模拟信号: 信号在时间上和大小上作连续的变化。
u 正弦波信号
i 锯齿波信号
u 指数衰减信号
t
t
t
波形的形状表示物理量随时间变化的规律性；波形的幅值表示 物理量的大小
研究模拟信号注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。相 应的电子电路就是模拟电路，包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。
1 余1 K3
13=1101 0.625=0.101
0.625
D
×
2
1.250
1 K-1
×
2
0.500
0 K-2
×
2
1.000
1 K-3
9
1.2. 2 二进制数（B）、十六进制数（H）、八进制数（Q）转换 当一个较大的数用二进制数表示时，位数将很多，书写不方便。 1、二进制数的四位和十六进制的一位对应; 2、整数最高位补0，小整数最低位补0。
例如： 1001.11B=1×2 3 +0×22 + 0×21+1×20+1×2－1+1×2－2 =1×8 +1×4 + 0×2 + 1×1+0.5+0.25 = 9.75D
110.101B=1×2 2 +1×2 1 +0×2 0 +1×2－1+0×2－2+1×2－3 =1×4 +1×2 +0×1+1×0.5+0×0.25+1×0.125 =6.625D
例如，电灯的亮和暗，门的开和关，电平的高和低，条件的满足和不满 足，结论的是和非等等。
1和0只是人为定义的代表两种完全对立的状态的表达，并非是狭义的数值。
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电平：一定电压范围的信号。 不同的系统定义不同。 （和抗干扰、速度、功耗有关）
高（低）电平: 大（小）于某个阈值的信号电压。 例如：TTL电路中，通常规定脉冲电压数值大于2.4V是高电平，而 电压数值小于0.8V就是低电平。
二进制数的三位和八进制的一位对应。
例：
1101B = 0DH
1011011011010110010110B
=0010 1101 1011 0101 1001 0110B=2DB596H
= 001 011 011 011 010 110 010 110B=13332626O 10100.01101B（小数点
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2） 基本权表格法(推荐）
1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 .5 .25 .125
210
29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 2 - 1 2 - 2 2 - 3
1/2
1/4 1/8
210 =1K 216 =64K
220 =1M
例： 10101101B =128 +32 + 8 +4 +1=173D 100110.101 =32+4+2+0 . 5+0 .125=38 . 625D 0.00101 =5 1/32=5/32
=0001 0100.0110 1000B=14.68H
=010 100.011 010B=24.3Q
10
例： 将十进制数234、1.25、5/32转换成二进制数、十六进制数和八进制数（Q）
234=128+64+32+10= （ 10000000+1000000+100000+1010 ） B =11101010B= EAH=352Q