数字电路技术基础(优质资料)
数字电子技术基础全套ppt课件
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
《数字电路技术基础》课件
1
复杂可编程逻辑器件是一种可编程逻辑器件，其 内部由多个逻辑门和触发器组成，可以编程实现 各种复杂的数字电路。
2
CPLD的规模比FPGA小，但其结构更加简单，易 于设计和实现。
3
CPLD广泛应用于低成本、低功耗的数字系统， 如消费电子、汽车电子等领域。
06 数字电路实验与实践
CHAPTER
数字电路实验箱介绍
译码器
将输入的二进制代码转换为另一种二进制代 码，常用于数据传输和存储。
多路选择器
根据选择信号选择一路输入信号输出，常用 于数据传输和存储。
比较器
比较两个二进制数的大小，输出比较结果， 常用于数据传输和存储。
04 时序逻辑电路
CHAPTER
时序逻辑电路概述
定义
时序逻辑电路是一种具有记忆功能的电路，其输出不仅取决于当 前的输入，还与之前的输入状态有关。
组成
时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储元件（如触发器）组成。
工作原理
时序逻辑电路在时钟信号的驱动下，按照一定的时序进行状态转换 。
触发器
1 2
定义
触发器是一种双稳态的存储元件，能够在外部信 号的作用下，从一个稳态跳变到另一个稳态。
分类
根据结构和工作原理，触发器可以分为RS触发器 、D触发器、JK触发器和T触发器等。
通过实验掌握基本门电路的工作原理和特性。
02
实验内容
搭建基本门电路，如与门、或门、非门等，测量输入输出电压，分析逻
辑功能。
03
实验步骤
搭建基本门电路，连接电源和测量仪表，输入信号并观察输出结果，记
录数据并分析。
组合逻辑电路实验
实验目的
通过实验掌握组合逻辑电路的设计和实现方法 。
数字电路技术基础知识
数字电路技术基础知识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的功能，所以又称数字逻辑电路。
现代的数字电路是由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成的。
逻辑门电路是数字逻辑电路的基本单元。
存储器是用来存储二进制数据的数字电路。
从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。
数字电路与模拟电路不同，它不是利用信号大小强弱来表示信息的，而是利用电压的高低或电流的有无或电路的通断来表示信息的1或0,用一连串的1或0编码表示某种信息 (由于只有1与。
两个数码，所以叫二进制编码，下图所示为数字信号与模拟信号波形对照)。
用以处理二进制信号的电路就是数字电路，它利用电路的通断来表示信息的1或0。
其工作信号是离散的数字信号。
利用电路中的晶体管的工作状态即可代表数字信号，即时而导通时而截止就可表示数字信号。
最初的数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件，随后发展到中规模逻辑器件；20世纪70年代末，微处理器的出现，使数字集成电路的性能产生了质的飞跃，出现了大规模的数字集成电路。
数字电路最重要的单元电路就是逻辑门。
数字集成电路是由许多的逻辑门组成的复杂电路。
与模拟电路相比，它主要进行数字信号的处理（即信号以0与1两个状态表示），因此抗干扰能力较强。
数字集成电路有各种门电路、触发器以及由它们构成的各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。
一个数字系统一般由控制部件和运算部件组成，在时序脉冲的驱动下，控制部件控制运算部件完成所要执行的动作。
通过模拟数字转换器、数字模拟转换器，数字电路可以和模拟电路实现互联互通。
学习数字电路主要应掌握以下概念：（1）组合逻辑电路组合逻辑电路简称组合电路，它由最基本的逻辑门电路组合而成。
特点：输出值只与当时的输入值有关，即输出惟一地由当时的输入值决定。
电路没有记忆功能，输出状态随着输入状态的变化而变化，类似电阻性电路，如加法器、译码器、编码器、数据选择器等都属于此类。
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
数字电子技术基础复习资料
数字电⼦技术基础复习资料数字电⼦技术基础⼀、单项选择题1、下列⼏种A/D 转换器中，转换速度最快的是A 、并⾏A/D 转换器B 、计数型A/D 转换器C 、逐次渐进型A/D 转换器 D 、双积分A/D 转换器2、 L=AB+C 的对偶式为：A 、 A+BCB 、（ A+B ）C C 、 A+B+CD 、 ABC 3、为了将三⾓波换为同频率的矩形波，应选⽤A 、施密特触发器B 、单稳态触发器C 、多谐振器D 、计数器4、⼗⼆进制加法计数器需要多少个触发器构成。
A 、8B 、16C 、4D 、35、全加器与半加器的区别为A 、不包含异或运算B 、加数中包含来⾃低位的进位C 、⽆进位D 、有进位6、电源电压为+12V 的555定时器、组成施密特触发器，控制端开路，则该触发器的回差电压△VT 为A 、4VB 、6VC 、8VD 、12V7、将代码(10000011)8421转换为⼆进制数C 、（10000011）2D 、（000100110001）28、异或门电路的表达式为A 、B A ⊕ B 、B A AB +C 、B A B A +D 、B A B A + 9、逻辑函数F=AB+BC 的最⼩项表达式为 A 、F=m2+m3+m6 B 、F=m2+m3+m7C 、F=m3+m6+m7D 、F=m3+m4+m710、下列描述不正确的是A 、时序逻辑电路某⼀时刻的电路状态取决于电路进⼊该时刻前所处的状态。
B 、寄存器只能存储⼩量数据，存储器可存储⼤量数据。
C 、主从JK 触发器主触发器具有⼀次翻转性D 、上⾯描述⾄少有⼀个不正确11、⼀个数据选择器的地址输⼊端有3个时，数据信号输出最多可以有⼏个。
A 、4B 、6C 、8D 、1612、⼆进制数（11111011）2转换成⼗六进制数Ａ、FB Ｂ、FC Ｃ、251 Ｄ、37313、以下式⼦中不正确的是 A 、1?A ＝A B 、A ＋A=A C 、B A BA +=+ D 、1＋A ＝114、在四变量卡诺图中，逻辑上不相邻的⼀组最⼩项为：A 、m 1 与m 3B 、m 4 与m 6C 、m 5 与m 13D 、m 2 与m 815、有⼋个触发器的⼆进制计数器，它们的计数状态最多有⼏种。
《数字电子技术基础》(第四版)
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
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
数字电路基础知识
数字电路基础知识在当今科技飞速发展的时代，数字电路作为电子技术的重要组成部分，广泛应用于计算机、通信、控制等众多领域。
如果你对电子技术感兴趣，或者正在学习相关专业，那么了解数字电路的基础知识是必不可少的。
接下来，让我们一起走进数字电路的世界。
一、数字电路的概念数字电路是处理数字信号的电子电路。
与模拟电路处理连续变化的信号不同，数字信号只有两种离散的状态，通常用“0”和“1”来表示。
这种简单的二进制表示使得数字电路具有可靠性高、抗干扰能力强、易于集成等优点。
在数字电路中，信息是以数字的形式进行存储、传输和处理的。
例如，计算机中的数据、数字通信中的信号等都是以数字形式存在的。
二、数字电路的基本逻辑门逻辑门是数字电路的基本单元，就像建筑中的砖块一样。
常见的基本逻辑门有与门、或门、非门三种。
1、与门与门的逻辑功能是只有当所有输入都为“1”时，输出才为“1”，否则输出为“0”。
可以把与门想象成一个需要多个条件同时满足才能打开的门。
2、或门或门则只要有一个输入为“1”，输出就为“1”，只有当所有输入都为“0”时，输出才为“0”。
类似于多个开关并联，只要有一个开关闭合，电路就导通。
3、非门非门是对输入进行取反操作，输入为“1”时，输出为“0”；输入为“0”时，输出为“1”。
通过这三种基本逻辑门的组合，可以构建出更复杂的逻辑电路，实现各种功能。
三、数字电路中的数制与编码1、数制数制是计数的方法。
在数字电路中，常用的数制有二进制、十进制、八进制和十六进制。
二进制是数字电路中最基本的数制，只有“0”和“1”两个数字。
十进制则是我们日常生活中最常用的数制，由 0 到 9 十个数字组成。
八进制和十六进制在计算机编程和数字电路设计中也经常用到。
2、编码编码是将信息转换为特定的代码形式。
例如，BCD 码（BinaryCoded Decimal）是用二进制编码表示十进制数；格雷码（Gray Code）在相邻的两个数之间只有一位发生变化，常用于减少数字电路中的误差。
《数字电路技术基础》课件
逻辑函数的化简
总结词
逻辑函数的化简是数字电路设计中重要的一 步，它能够减少电路的复杂性和成本。
详细描述
逻辑函数的化简是指将一个复杂的逻辑函数 表达式简化为更简单或更紧凑的形式。通过 化简，可以减少所需的逻辑门数量，降低电 路的功耗和延迟，提高电路的性能和可靠性 。常用的化简方法包括代数法、卡诺图法和 布尔代数法等。
CHAPTER 06
数字电路的实践应用
数字钟的设计与实现
数字钟简介
数字钟的组成
数字钟是一种利用数字电路技术实现时间 显示的电子设备，通常由石英晶体振荡器 提供稳定的时钟信号。
数字钟一般由秒、分、时计数器、译码显 示电路以及校时电路等部分组成。
数字钟的设计步骤
数字钟的实现方式
首先确定设计方案，然后选择合适的芯片 和元件，接着设计电路原理图，最后进行 调试和测试。
自顶向下设计和自底向上设计等。
CHAPTER 04
组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析与设计
组合逻辑电路的分析
通过真值表、逻辑表达式、逻辑图等 工具，对给定的组合逻辑电路进行分 析，了解其逻辑功能。
组合逻辑电路的设计
根据实际需求，利用基本逻辑门电路 （如AND、OR、NOT等）设计组合 逻辑电路。
编码器与译码器
要点一
编码器
将输入的多个信号转换为二进制代码，常用于数据传输和 存储。
要点二
译码器
将输入的二进制代码转换为多个输出信号，常用于地址解 码和数据选择。
加法器与比较器
加法器
实现二进制数的加法运算，输出结果为相加后的和。
比较器
比较两个二进制数的大小，输出结果为比较结果（大于 、小于或等于）。
多路选择器与多路分配器
《数字电子技术基础》PPT1第1章 数字电路基础
三、数字电路
1、数字电路与模拟电路比较
三、数字电路
2、数字电路的特点 （1）设计简单，便于集成。 （2）抗干扰能力强，可靠高：高低电平范围、整形电路去 除噪声和干扰、差错控制技术（奇偶校验）。 （3）功能强大：不仅数值运算，而且能够进行逻辑判断与 运算。在控制系统中是不可缺少的。 （4）信息存储方便：相对较小空间能存储几十亿位。 （5）可编程：使繁琐的电路设计工作变得简单快捷。
二、数字信号的表示法
1、高低电平与正、负逻辑体制 数字信号有两种逻辑体制：
正逻辑体制规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。 负逻辑体制规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。
下图为采用正逻辑体制所表示的逻辑信号：
逻辑1
逻辑1
逻辑0
逻辑0
逻辑0
二、数字信号的表示法
2、数字波形的两种类型
数字信号的传输波形可分为脉冲型和电平型 ▪ 电平型数字信号则是以一个时间节拍内信号是高电平
缺点：自然界大多数物理量是模拟量，需要模数转换和 数模转换等，增加了系统的复杂性。
三、数字电路
3、数字集成电路 ◆按照数字电路集成度的不同，逻辑电路通常分为SSI、
MSI、LSI、VLSI及至UFra bibliotekSI、GSI等。
数字集成电路按集成度分类
1.2 数制与BCD码
一、几种常用的数制
1.十进制(Decimal)：计数规律：逢十进一、借一当十 2.二进制(Binary)：计数规律：逢十进一、借一当十 3.十六进制(Hexadecimal)与八进制（Octal）
第一章 数字电路基础
1.1 数字电路的基本概念 1.2 数制 1.3 二进制算术运算 1.4 编码
《数字电子技术基础》第六版--门电路-1117省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
S
D
B
不论D、S间有无电压， 均无法导通，不能导电
第 章 门电路
3.3.1 MOS管旳开关特征 以N沟道增强型为例研究通电情况：
数字电子技术基础 第六版
2、添加垂直电压VGS
形成电场G—B,把衬底中旳电子吸引 到上表面，除复合外，剩余旳电子在 上表面形成了N型层（反型层）为D、 S间旳导通提供了通道。
VGS(th)称为阈值电压(开启电压）
第 章 门电路
数字电子技术基础 第六版
3.3.1 MOS管旳开关特征
MOS管输入特征和输出特征
① 输入特征：直流电流为0，看进去有一种输入电 容CI，对动态有影响。
② 输出特征： iD = f (VDS) 相应不同旳VGS下得一族曲线 。
第 章 门电路
3.3.1 MOS管旳开关特征 输出特征曲线（分三个区域）
第 章 门电路
3.2.2 二极管或门 二极管构成旳门电路旳缺陷
• 电平有偏移 • 带负载能力差
数字电子技术基础 第六版
• 只用于IC内部电路
第 章 门电路
集成门电路
数字电子技术基础 第六版
集成门电路
双极型 TTL (Transistor-Transistor Logic Integrated Circuit)
第 章 门电路
数字电子技术基础 第六版
3.3.2 CMOS反相器旳电路构造和工作原理 三、输入噪声容限
噪声容限－－衡量门电路旳抗干扰能力。 噪声容限越大，表白电路抗干扰能力越强。
测试表白：CMOS电路噪声容限VNH=VNL＝30％VDD，且 随VDD旳增长而加大。所以能够经过提升VDD来提升噪声容限
第 章 门电路
半导体基础知识（2）
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。
数字电路基础知识
1 . 1 = 1数字电路基础知识1 、逻辑门电路 (何为门)2 、真值表3 、 卡诺图4 、3 线-8 线译码器的应用5 、555 集成芯片的应用一 . 逻辑门电路 (何为门)在逻辑代数中， 最基本的逻辑运算有与、或、非三种。
每种逻辑运算代表一种函数关系 这种函数关系可用逻辑符号写成逻辑表达式来描述， 也可用，文字来描述，还可用表格或图形 的方式来描述。
最基本的逻辑关系有三种： 与逻辑关系 、或逻辑关系 、非逻辑关系。
实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运算的单元电路称为 逻辑门电路 。
例如： 实现“与” 运算的电路称为与逻辑门， 简称与门； 实现 非”运算的电路称为 与非门 。
逻辑门电路是设计数字系统的最小单元。
1.1.1 与门“与”运算是一种二元运算， 它定义了两个变量 A 和 B 的一种函数关系 。
用语句来描 述它， 这就是： 当且仅当变量 A 和 B 都为 1 时， 函数 F 为 1； 或者可用另一种方式来描述 它， 这就是： 只要变量 A 或 B 中有一个为 0， 则函数 F 为 0。
“与”运算又称为 逻辑乘运算 也叫逻辑积运算。
，“与”运算的逻辑表达式为：F = A . B式中， 乘号“． ”表示与运算，在不至于引起混淆的前提下，乘号“． ”经常被省略 。
该式可 读作： F 等于 A 乘 B ， 也可读作： F 等于 A 与 B 。
表 2-1b “与”运算真值表由“与”运算关系的真值表可知“与”逻辑的运算规律为：0 . 0 = 00 . 1 = 1. 0 = 0 F = A . B0 0 0 1A 0 0 1 1B 0 1 0 1简单地记为：有 0 出 0，全 1 出 1。
由此可推出其一般形式为：A⋅0=0A⋅1=AA⋅A=A实现”逻辑运算功能的的电路称为“ 与门”。
每个与门有两个或两个以上的输入端和一个输出端，图 2-2 是两输入端与门的逻辑符号。
在实际应用中，制造工艺限制了与门电路的输入变量数目，所以实际与门电路的输入个数是有限的。
《数字电子技术基础》全套课件(完整版)
表1-3 四位格雷码
格雷码
十进制数 二进制码
0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100
8
1000
9
1001
10
1010
11
1011
12
1100
13
1101
14
1110
15
1111
格雷码
1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
1.4.1 十进制编码 【例1-8】 把二进制数1001转换成格雷码。 解：
1.2 数字系统中的数制
1.2.1 十进制数表述方法
1.在每个位置只能出现（十进制数）十个数码中的一个。
特点
2.低位到相邻高位的进位规则是“逢十进一”，故称为十进制。
3.同一数码在不同的位置(数位)表示的数值是不同的。
(N )10 an110n1
n1
ai 10i im
a1101 a0100 a1101 am10m
● 格雷码到二进制码的转换 （1）二进制码的最高位（最左边）与格雷码的最高位相同。 （2）将产生的每个二进制码位加上下一相邻位置的格雷码位，作为 二进制码的下一位（舍去进位）。
1.4.1 十进制编码
十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7
二进制码
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
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。
数字电路基础知识
数字电路基础知识数字电路基础知识（上）数字电路是由数字元器件和数字信号构成的电路系统，广泛应用于计算机、通信、控制、仪器仪表等一系列领域中。
一、数字信号技术数字信号是由一系列数字样本组成的信号，具有以下特点：1.离散性：数字信号是由一系列离散时间的数字样本构成的，而模拟信号是连续时间的。
2.有限性：数字信号一般是由有限个数字样本构成的，而模拟信号是无限的。
3.不受干扰：数字信号通过差错检测和纠错技术可以有效地消除噪声和干扰。
数字信号的转换有两种方式：1.模数转换（ADC）：把模拟信号转换成数字信号的过程。
2.数模转换（DAC）：把数字信号转换成模拟信号的过程。
二、数字电路的基本概念数字电路由两种基本元器件组成：逻辑门和触发器。
1.逻辑门逻辑门是数字电路的基本元器件，它可以从一个或多个输入信号产生一个输出信号。
逻辑门有以下几种类型：1.与门（AND）：当且仅当所有输入信号都为1时，输出信号才为1。
2.或门（OR）：当且仅当至少有一个输入信号为1时，输出信号才为1。
3.非门（NOT）：输入信号为1时，输出信号为0；输入信号为0时，输出信号为1。
4.异或门（XOR）：当且仅当两个输入信号互不相同时，输出信号才为1。
5.与非门（NAND）：当且仅当所有输入信号都为1时，输出信号为0。
6.或非门（NOR）：当且仅当至少有一个输入信号为1时，输出信号为0。
2.触发器触发器是一种由逻辑门组成的元器件，用于实现存储和延时等功能。
常用的触发器有以下两种类型：1.D触发器：具有输入数据存储、时序控制等功能，常用于计数器、移位寄存器等电路中。
2.JK触发器：具有异步复位功能，可用于计数器、计时器、序列器等电路中。
三、组合逻辑电路组合逻辑电路是指由逻辑门组成的电路，在这种电路中输入和输出信号之间没有任何反馈。
组合逻辑电路的特点是：1.输出信号只取决于输入信号，与先前的输入和输出信号无关。
2.电路中只包含逻辑门。
3.电路中没有存储元器件。
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D8 ki 8i
《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
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
(29.3)D (0010 1001. 0011)8421BCD
A
Y
0
1
1
0
《数字电子技术基础》
几种常用的复合逻辑运算
• 与非
或非
《数字电子技术基础》
与或非
几种常用的复合逻辑运算
• 异或 • Y= A B
AB Y 00 0 01 1 10 1 11 0
《数字电子技术基础》
几种常用的复合逻辑运算
• 同或 • Y= A ⊙B
AB Y 00 1 01 0 10 0 11 1
《数字电子技术基础》
《数字电子技术基础》
1.2.2 逻辑代数的运算定律及规则
一、运算定律
证明方法：推演 真值 表
《数字电子技术基础》
用真值表证明 A B A B 的正确性。
二、逻辑代数的常用公式
1
11
UH
00
0
UL
0
0 t
图1.1.3 矩形脉冲数字表示方法
1.1.2 数制和码制
《数字电子技术基础》
一、数制 ①每一位的构成 ②从低位向高位的进位规则
我们常用到的： 十进制，二进制，八进制，十六进制
《数字电子技术基础》
十进制，二进制，八进制，十六进制
逢二进一 逢八进一
逢十进一
逢十六进一
《数字电子技术基础》
• 4 + 8 = 12 产生进位的模 • 8是-4对模数12的补码
特别要注意的是，运算过程中 所有的数都用补码表示。
• 1110 – 0110 = 1000 （14 - 6 = 8）
《数字电子技术基础》
• 1110 + 1010 = 11000 =1000（舍弃进位）
（14 + 10 = 8）
16
D16 ki 16i
例如：
(E5C7.A2)16 E163 5162 C161 7160 A161 2162
《数字电子技术基础》
二、数制间的转换
各种进制转换为十进制
(1101.11) 2 23 22 20 21 22 (13.75) 2
十进制数325.12用位置计数法可以表示为
D10 3102 2101 5100 1101 2102
任意一个具有n为整数和m为小数的二进制 数表示为
D2 kn12n1 kn2 2n2 k121 k0 20 k121 km 2m
十六进制转换为二进制正好和上述过程相反
三、二进制数算术运算《数字电 Nhomakorabea技术基础》
• 算术运算 二进制数的0/1可以表示数量，进行 加，减，乘，除…等运算
• 二进制数的正、负号也是用0/1表示的。 在定点运算中，最高位为符号位（0为正，1为负） 如 +89 = （0 1011001）
-89 = （1 1011001）
十进制转换为二进制
2 129
余1
k0
2 64
余0
k1
2 32
余0
k2
2 16
余0
k3
28
余0
k4
24
余0
k5
22
余0
k6
所以
21
余1
k7
0
(129)10 (10000001)2
《数字电子技术基础》
二进制转换与十六进制间的转换
(0010, 1110, 1000. 0110) 2
=(2
E
8. 6 ) H
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》
1.2.1 逻辑代数中的三种基本运算
与（AND）
或（OR）
非（NOT）
以A=1表示开关A合上，A=0表示开关A断开； 以Y=1表示灯亮，Y=0表示等不亮； 三种电路的因果关系不同：
(01001010011000)8421-BCD (1298)D
BCD码除842l码外，常用的还有2421码、余3码、 余3循环码、BCD格雷码等等
《数字电子技术基础》
1.2 基本逻辑函数及运算定律
基本概念 逻辑：事物的因果关系 逻辑运算的数学基础：逻辑代数 在二值逻辑中的变量取值： 0/1 逻辑代数中的变量称为逻辑变量，用字
（a）
（b）
（c）
图1.1.1 几种常见的脉冲波形
（d）
脉冲信号的参数
《数字电子技术基础》
Um tW
T
（a）
0.9U m
0.5U m
Um
0.1Um tr
tW tf T
（b）
图1.1.2 矩形脉冲参数
《数字电子技术基础》
矩形脉冲数字表示法
通常规定：0表示矩形脉冲的低电平；1表 示矩形脉冲的高电平，如图1.1.3波形所示。
二进制数的补码：
《数字电子技术基础》
• 最高位为符号位（0为正，1为负） • 正数的补码和它的原码相同 • 负数的补码 = 数值位逐位求反 + 1
如 +5 = （0 0101） -5 = （1 1011）
• 通过补码，将减一个数用加上该数的补码来实现
《数字电子技术基础》
• 7–4=3 • 7 + 8 = 3 （舍弃进位）
与
• 条件同时具备，结果发生 • Y=A AND B = A&B=A·B=AB
AB Y 00 0 01 0 10 0 11 1
《数字电子技术基础》
或
• 条件之一具备，结果发生 • Y= A OR B = A+B
AB Y 00 0 01 1 10 1 11 1
《数字电子技术基础》
非
• 条件不具备，结果发生 • Y A NOT A
《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 2019年11月22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。