数字逻辑
数字逻辑基础知识
一．
概述
1 数字系统 2 数字逻辑电路的类型和研究方法
1 . 数字系统
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 数字信号波形
t
对模拟信号进行传输、 处理的电子线路称为 模拟电路。
对数字信号进行传输、 处理的电子线路称为 数字电路。
二．二进制数与十六进制数之间的相互转换 １．二进制数转换成十六进制数
以小数点为中心，分别向左或向右每四位二进制数对应一 位十六进制数，不足部分补０。 例：１０１００１．１０１Ｂ ＝２９．ＡＨ
２．十六进制数转换成二进制数
以小数点为中心，分别向左或向右每一位十六进制数对应 四位二进制数。 例：Ｆ０２Ｃ．６ＡＨ ＝１１１１００００００１０１１００．０１１０１０１０Ｂ
2n-1-X=2n-1+|X|
0≥X≥-(2n-1-1)
完成下列数的真值到原码的转换 X1 = + 0 1011011 [X1] 原 =01011011
X2 = - 0 1011011
[X2]
原
=11011011
2. 反码表示法
Ｎ位二进制数的反码有Ｎ＋１位，其中:
最高一位为符号位，正数的符号位用０表示， 负数的符号位用１表示， 数值位：正数的数值位与真值相同、负数的 数值位由真值按位求反得到。
i m
a
n 1
i
10
i
例：（９９.８０７）Ｄ ＝ ９×101+９×100+８×10-1+０×10-2+７×10-３ 又如：(209.04)10＝ 2×102 ＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4 ×10－2
数字逻辑第四版课后练习题含答案
数字逻辑第四版课后练习题含答案1. 第一章1.1 课后习题1. 将十进制数22转换为二进制数。
答：22 = 101102. 将二进制数1101.11转换为十进制数。
答：1101.11 = 1 x 2^3 + 1 x 2^2 + 0 x 2^1 + 1 x 2^0 + 1 x 2^(-1) + 1 x 2^(-2) = 13.753. 将二进制数1101.01101转换为十进制数。
答：1101.01101 = 1 x 2^3 + 1 x 2^2 + 0 x 2^1 + 1 x 2^0 + 0 x 2^(-1)+ 1 x 2^(-2) + 1 x 2^(-4) + 0 x 2^(-5) + 1 x 2^(-6) = 13.406251.2 实验习题1. 合成与门电路设计一个合成与门电路，使得它的输入A,B和C，只有当A=B=C=1时输出为1，其他情况输出为0。
答：下面是一个合成与门电路的示意图。
合成与门电路示意图其中，S1和S2是两个开关，当它们都被打开时，电路才会输出1。
2. 第二章2.1 课后习题1. 将十进制数168转换为八进制数和二进制数。
答：168 = 2 x 8^3 + 1 x 8^2 + 0 x 8^1 + 0 x 8^0 = 250(八进制)。
168 = 10101000(二进制)。
2. 将八进制数237转换为十进制数和二进制数。
答：237 = 2 x 8^2 + 3 x 8^1 + 7 x 8^0 = 159(十进制)。
237 = 010111111(二进制)。
2.2 实验习题1. 全加器电路设计一个全加器电路，它有三个输入A,B和C_in，两个输出S和C_out。
答：下面是一个全加器电路的示意图。
C_in|/ \\/ \\/ \\/ \\/ \\A|________ \\| | AND Gate______| |B|__| XOR |_| S\\\\ /\\ /\\ /\\ /| | OR Gate| ||_| C_out其中，AND Gate表示与门，XOR Gate表示异或门，OR Gate表示或门。
《数字逻辑教案》
《数字逻辑教案》word版第一章：数字逻辑基础1.1 数字逻辑概述介绍数字逻辑的基本概念和特点解释数字逻辑在计算机科学中的应用1.2 逻辑门介绍逻辑门的定义和功能详细介绍与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门1.3 逻辑函数解释逻辑函数的概念和作用介绍逻辑函数的表示方法，如真值表和逻辑表达式第二章：数字逻辑电路2.1 逻辑电路概述介绍逻辑电路的基本概念和组成解释逻辑电路的功能和工作原理2.2 逻辑电路的组合介绍逻辑电路的组合方式和连接方法解释组合逻辑电路的输出特点2.3 逻辑电路的时序介绍逻辑电路的时序概念和重要性详细介绍触发器、计数器等时序逻辑电路第三章：数字逻辑设计3.1 数字逻辑设计概述介绍数字逻辑设计的目标和方法解释数字逻辑设计的重要性和应用3.2 组合逻辑设计介绍组合逻辑设计的基本方法和步骤举例说明组合逻辑电路的设计实例3.3 时序逻辑设计介绍时序逻辑设计的基本方法和步骤举例说明时序逻辑电路的设计实例第四章：数字逻辑仿真4.1 数字逻辑仿真概述介绍数字逻辑仿真的概念和作用解释数字逻辑仿真的方法和工具4.2 组合逻辑仿真介绍组合逻辑仿真的方法和步骤使用仿真工具进行组合逻辑电路的仿真实验4.3 时序逻辑仿真介绍时序逻辑仿真的方法和步骤使用仿真工具进行时序逻辑电路的仿真实验第五章：数字逻辑应用5.1 数字逻辑应用概述介绍数字逻辑应用的领域和实例解释数字逻辑在计算机硬件、通信系统等领域的应用5.2 数字逻辑在计算机硬件中的应用介绍数字逻辑在中央处理器、存储器等计算机硬件部件中的应用解释数字逻辑在计算机指令执行、数据处理等方面的作用5.3 数字逻辑在通信系统中的应用介绍数字逻辑在通信系统中的应用实例，如编码器、解码器、调制器等解释数字逻辑在信号处理、数据传输等方面的作用第六章：数字逻辑与计算机基础6.1 计算机基础概述介绍计算机的基本组成和原理解释计算机硬件和软件的关系6.2 计算机的数字逻辑核心讲解CPU内部的数字逻辑结构详细介绍寄存器、运算器、控制单元等关键部件6.3 计算机的指令系统解释指令系统的作用和组成介绍机器指令和汇编指令的概念第七章：数字逻辑与数字电路设计7.1 数字电路设计基础介绍数字电路设计的基本流程解释数字电路设计中的关键概念，如时钟频率、功耗等7.2 数字电路设计实例分析简单的数字电路设计案例讲解设计过程中的逻辑判断和优化7.3 数字电路设计工具与软件介绍常见的数字电路设计工具和软件解释这些工具和软件在设计过程中的作用第八章：数字逻辑与数字系统测试8.1 数字系统测试概述讲解数字系统测试的目的和方法解释测试在保证数字系统可靠性中的重要性8.2 数字逻辑测试技术介绍逻辑测试的基本方法和策略讲解测试向量和测试结果分析的过程8.3 故障诊断与容错设计解释数字系统中的故障类型和影响介绍故障诊断方法和容错设计策略第九章：数字逻辑在现代技术中的应用9.1 数字逻辑与现代通信技术讲解数字逻辑在现代通信技术中的应用介绍数字调制、信息编码等通信技术9.2 数字逻辑在物联网技术中的应用解释数字逻辑在物联网中的关键作用分析物联网设备中的数字逻辑结构和功能9.3 数字逻辑在领域的应用讲述数字逻辑在领域的应用实例介绍逻辑推理、神经网络等技术中的数字逻辑基础第十章：数字逻辑的未来发展10.1 数字逻辑技术的发展趋势分析数字逻辑技术的未来发展方向讲解新型数字逻辑器件和系统的特点10.2 量子逻辑与量子计算介绍量子逻辑与传统数字逻辑的区别讲解量子计算中的逻辑结构和运算规则10.3 数字逻辑教育的挑战与机遇分析数字逻辑教育面临的挑战讲述数字逻辑教育对培养计算机科学人才的重要性重点和难点解析重点环节一：逻辑门的概念和功能逻辑门是数字逻辑电路的基本构建块，包括与门、或门、非门、异或门等。
《数字逻辑教案》
《数字逻辑教案》word版一、教学目标：1. 让学生了解数字逻辑的基本概念和原理。
2. 培养学生运用数字逻辑分析和解决问题的能力。
3. 引导学生掌握数字逻辑的基本运算和设计方法。
二、教学内容：1. 数字逻辑的基本概念：数字逻辑电路、逻辑门、逻辑函数等。
2. 逻辑运算：与运算、或运算、非运算、异或运算等。
3. 逻辑门电路：与门、或门、非门、异或门等。
4. 数字逻辑电路的设计方法：组合逻辑电路、时序逻辑电路。
5. 数字逻辑电路的应用：数字计算器、数字存储器等。
三、教学方法：1. 讲授法：讲解数字逻辑的基本概念、原理和运算方法。
2. 实验法：让学生动手搭建逻辑门电路，加深对数字逻辑的理解。
3. 案例分析法：分析实际应用中的数字逻辑电路，提高学生解决问题的能力。
四、教学准备：1. 教材：《数字逻辑》2. 实验器材：逻辑门电路模块、导线、电源等。
3. 教学工具：PPT、黑板、粉笔等。
五、教学进程：1. 第1周：数字逻辑的基本概念和原理。
第2周：逻辑运算和逻辑门电路。
第3周：组合逻辑电路的设计方法。
第4周：时序逻辑电路的设计方法。
第5周：数字逻辑电路的应用案例。
2. 实验环节：在第3周和第4周结束后，安排一次实验课程，让学生动手搭建逻辑门电路，加深对数字逻辑的理解。
3. 课程总结：在第5周课程结束后，进行课程总结，回顾本门课程的主要内容，巩固所学知识。
4. 课程考核：期末进行课程考核，包括笔试和实验操作两部分，全面评估学生的学习效果。
六、教学评估：1. 课堂参与度评估：通过观察学生在课堂上的提问、回答和讨论情况，评估学生的参与度和兴趣。
2. 作业评估：通过检查学生的作业完成情况，评估学生对课堂所学知识的理解和掌握程度。
3. 实验报告评估：对学生实验报告的完整性、准确性和创新性进行评估，了解学生对实验内容的理解和应用能力。
4. 期末考试评估：通过期末考试的笔试和实验操作两部分，全面评估学生对数字逻辑知识的掌握程度和应用能力。
数字逻辑第2章-逻辑代数
例如：
Y AB CDE
Y A B C D E
Y AB C
Y ( A B )(C D E)
（B A） B
证明:由于（A B ） （A B） （A B A） B
A （B B）
A 1
1
而且（A B ） （A B） A B A A B B
00
0 所以，根据公理 5的唯一性可得到:
A B A B
A A
定理6：反演律
A B A B
A B A B
定理7：还原律
A B A B A ( A B ) ( A B ) A
定理8：冗余律
AB A C BC AB A C
( A B)(A C)(B C) ( A B)(A C)
A B B A 交换律： A B B A
公理2
( A B) C A ( B C ) 结合律： ( A B) C A ( B C )
公理3
公理4
A (B C) A B A C 分配律： A B C ( A B) ( A C )*
判断两个逻辑函数是否相等，通常有两种方法。
①列出输入变量所有可能的取值组合，并按逻 辑运算法则计算出各种输入取值下两个逻辑 函数的相应值，然后进行比较。
②用逻辑代数的公理、定律和规则进行证明。
2.2 逻辑代数的基本定理和重要规则
数字逻辑期末复习资料
第一章 数制与编码1、二、八、十、十六进制数的构成特点及相互转换；二转BCD ：二B 到十D 到BCD ，二B 到十六H ，二B 到八O2、有符号数的编码；代码的最高位为符号位，1为负，0为正3、各种进制如何用BCD 码表示；4、有权码和无权码有哪些？BCD 码的分类：有权码：8421,5421,2421 无权码：余3码，BCD Gray 码 例：1、〔1100110〕B =〔0001 0000 0010〕8421BCD =〔102〕D =〔 66 〕H =〔146〕O〔178〕10=〔10110010〕2=〔0001 0111 1000 〕8421BCD =〔B2 〕16=〔 262〕8 2、将数1101.11B 转换为十六进制数为〔 A 〕A. D.C HB. 15.3HC. 12.E HD. 21.3H 3、在以下一组数中，最大数是〔 A 〕。
A.(258)D1 0000 0010B.(100000001 )B 257C.(103)H 0001 0000 0011259D.(001001010111 )8421BCD 2574、假设用8位字长来表示，〔-62〕D =( 1011 1110)原5、属于无权码的是〔B 〕A.8421 码B.余3 码 和 BCD Gray 的码C.2421 码D.自然二进制码 6、BCD 码是一种人为选定的0～9十个数字的代码，可以有许多种。
〔√〕 第二章 逻辑代数根底1、根本逻辑运算和复合逻辑运算的运算规律、逻辑符号；F=AB 与 逻辑乘 F=A+B 或 逻辑加F=A 非 逻辑反2、逻辑代数的根本定律及三个规则；3、逻辑函数表达式、逻辑图、真值表及相互转换；4、最小项、最大项的性质；5、公式法化简；卡诺图法化简〔有约束的和无约束的〕。
例：1、一个班级中有四个班委委员，如果要开班委会，必须这四个班委委员全部同意才能召开，其逻辑关系属于〔 A 〕逻辑关系。
A 、与B 、或C 、非 2、数字电路中使用的数制是〔 A 〕。
数字逻辑试题及答案
数字逻辑试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 以下哪个是数字逻辑中的逻辑运算？A. 加法B. 减法C. 与运算D. 乘法答案：C2. 在数字逻辑中，一个逻辑门的输出是：A. 0B. 1C. 0或1D. 任意数字答案：C3. 以下哪个是组合逻辑电路的特点？A. 有记忆功能B. 无记忆功能C. 可以进行算术运算D. 可以进行逻辑运算答案：B4. 触发器的主要用途是：A. 逻辑运算B. 存储信息C. 放大信号D. 转换信号答案：B5. 一个4位二进制计数器可以计数到：A. 8B. 16C. 32D. 64答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 下列哪些是数字逻辑中常用的逻辑门？A. 与门B. 或门C. 非门D. 异或门E. 与非门答案：ABCDE2. 在数字逻辑中，以下哪些可以作为信号的表示？A. 电压B. 电流C. 电阻D. 电容E. 电感答案：AB3. 以下哪些是数字电路的基本组成元素？A. 逻辑门B. 电阻C. 电容D. 触发器E. 运算放大器答案：ABD4. 在数字逻辑中，以下哪些是常见的电路类型？A. 组合逻辑电路B. 时序逻辑电路C. 模拟电路D. 混合信号电路E. 微处理器答案：ABD5. 以下哪些是数字电路设计时需要考虑的因素？A. 电路的复杂性B. 电路的功耗C. 电路的可靠性D. 电路的成本E. 电路的尺寸答案：ABCDE三、填空题（每题2分，共10分）1. 在数字逻辑中，一个逻辑门的输出状态取决于其_________。
答案：输入状态2. 一个D触发器的输出在时钟信号的_________沿触发。
答案：上升沿3. 一个4位二进制计数器的计数范围是从_________到_________。
答案：0000到11114. 一个逻辑电路的输出是其输入的_________。
答案：逻辑函数5. 在数字逻辑中，使用_________可以表示一个逻辑函数的真值表。
答案：卡诺图四、简答题（每题5分，共15分）1. 描述一个典型的组合逻辑电路的工作原理。
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。
数字电路数字逻辑
数字电路数字逻辑
数字电路是一种用来处理数字信号的电子电路，也称为数字系统或数字逻辑电路。
它是现代电子设备的基础，如计算机、通信设备和各种控制系统等。
数字电路以二值数字逻辑为基础，其工作信号是离散的数字信号，反映在电路上就是低电平和高电平两种状态（即0和1两个逻辑值）。
数字电路中的基本单元是逻辑门，它实现基本的逻辑运算，如与、或、非等。
逻辑门由半导体工艺制成的数字集成器件构造而成，常见的有与门、或门、非门、异或门等。
存储器是用来存储二进制数据的数字电路，它对数据的存储和读取都是以二进制的形式进行的。
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。
组合逻辑电路的输出信号只与当时的输入信号有关，而与电路以前的状态无关，它不具有记忆功能。
而时序逻辑电路则具有记忆功能，其输出信号不仅和当时的输入信号有关，而且与电路以前的状态有关。
常见的时序逻辑电路有触发器和寄存器等。
数字电路的发展与模拟电路一样经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路等几个时代。
现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成，具有体积小、功耗低、可靠性高、速度快、功能强等特点。
总的来说，数字电路是数字系统的基础，它的设计和应用涉及到计算机科学、电子工程、通信工程等多个领域。
数字逻辑练习题
数字逻辑练习题数字逻辑是计算机科学中的一个重要概念，它涉及到数字电路的设计与分析。
在数字逻辑中，我们需要理解二进制数系统、布尔代数和逻辑门等基础知识，以便解决各种数字电路的设计问题。
本文将提供一些数字逻辑练习题，旨在帮助读者巩固和加深对数字逻辑的理解。
练习题1：二进制加法请设计一个电路，实现两个4位二进制数的加法运算。
输入是两个4位的二进制数（A和B），输出是它们的和(S)。
要求使用逻辑门实现电路，不允许使用任何其他的辅助设备。
练习题2：二进制比较器请设计一个电路，比较两个4位二进制数的大小关系。
输入是两个4位的二进制数（A和B），输出是一个信号(C)，当A大于B 时为1，当A小于或等于B时为0。
要求使用逻辑门实现电路。
练习题3：验证码验证假设你正在设计一个网站，需要用户输入一个四位的验证码。
请设计一个电路，验证用户输入的验证码是否正确。
输入是用户输入的四位二进制数（I），正确的验证码是固定的（C）。
如果输入与验证码匹配，输出为1，否则输出为0。
要求使用逻辑门实现电路。
练习题4：电梯控制请设计一个简单的电梯控制电路，实现电梯的上下控制。
输入是一个二进制数（D），代表电梯当前的楼层。
输出是两个信号（U 和D），当需求楼层大于当前楼层时，输出U为1，D为0；当需求楼层小于当前楼层时，输出D为1，U为0；当需求楼层等于当前楼层时，输出D和U都为0。
练习题5：疯狂打地鼠游戏假设你正在设计一个疯狂打地鼠的游戏，需要一个随机数生成器。
请设计一个电路，产生一个随机的3位二进制数作为地鼠出现的位置。
输出是一个3位的二进制数（R），代表地鼠出现的位置。
要求使用逻辑门实现电路。
以上是一些数字逻辑练习题，涵盖了基本的加法、比较、验证和控制等方面的问题。
通过解决这些练习题，读者可以加深对数字逻辑的理解，并提高解决数字电路设计问题的能力。
希望本文对读者在数字逻辑学习中有所帮助。
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
第7章数字逻辑基础
式中，下标“O”表示八进制数，Ki表示第i位的系数，可 取0~7这8个数；8i为第i位的权；n为原数总位数。 例如， （128）8=（1×82+2×81+8×80）10 =（64+16+8）10 =（88）10
4.十六进制数 十 六进 制 数是以 16 为基数的计数体制 ，它用 0 ， 1 ， 2，…，9， A， B，C，D， E， F这16个数码表示，采用“逢 十六进一”的计数规律。四位二进制码可用一位十六进制码 表示。任意一个十六进制数(N)H可以写成按权展开式
教学难点：
数值间的相互转换；与、或、非及几种导出的运算
第一节 数制与编码
1.十进制数:
(276)D =2×102+7×101+6×100
权 权 权 特点：1)基数10，逢十进一，即9+1=10 2)有0-9十个数字符号，数码K i从0-9
按权展开式
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，都可按其权位展成多项式的形式
三、 编码
数字设备只能识别0和1，为了沟通人—机联系，用
一定位数的二进制数码的组合来表示十进制数码和字母 等符号。这种特写的0和1的组合称为代码，建立代码与 信息之间的一一对应关系称为编码。
1、二—十进制编码(BCD码) 二—十进制编码是用四位二进制码的10 种组合表示十进制数 0~9，简称BCD码。这种编码至少需要用四位二进制码元，而四 位二进制码元可以有 16 种组合。当用这些组合表示十进制数0~9 时， 有六种组合不用，所以二—十进制编码有多种，常见的有 8421BCD码、2421BCD码和5421BCD码。如表7-1所示：
解：根据题意，设三个输入变量为A、B、C，输出为Y。
计算机专业基础课程数字逻辑(必修课)
➢ 参考书
➢《数字逻辑学习与解题指南》 （第二版） 欧阳星明 主编 (华中科技大学出版社)
计算机专业基础课程数字逻辑（必修课）
5
如何学好数字逻辑？
➢ 掌握课程特点
➢ 本课程是一门既抽象又具体的课程
➢在逻辑问题的提取和描述方面是抽象的，而在逻辑 问题的实现上是具体的。因此，学习中既要务虚， 又要务实。
例如：计算机组成原理、计算机系统结构、 微型机与接口、单片机原理及其应用、 数字系统设计自动化等。
硬件是软件运行必要环境
硬件设计是协同设计(co-design)重要手段之一
计算机专业基础课程数字逻辑（必修课）
28
数字逻辑电路的种类和研究方法
➢ “数字逻辑”含义
研究数值的逻辑加工和运算的电路。
➢ 分类：
➢ 广泛阅读，拓宽知识面：通过阅读相关的参考书 籍，不仅能加深对所学知识的理解，而且能拓宽 知识面。有利于从更广度和深度加强对课程意义 的理解。
计算机专业基础课程数字逻辑（必修课）
10
如何学好数字逻辑？
➢ 注重理论联系实际
➢ 将书本知识与工程实际统一：学习中注意书本知 识与工程应用存在的差别，将理论与实际统一。
数字逻辑电路
组合逻辑 时序逻辑
研究方法
同步逻辑电路 异步逻辑电路
分析 综合或逻辑设计
计算机专业基础课程数字逻辑（必修课）
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二、数制
1、进位计数制 进位计数制的基本因素：基数和位权。
基数是指计数制中所有到的数字符号的个数。在基数 为R的计数制中，包含0、1、…、R－1共R个数字符号，进 位规律是“逢R进一、借一当R”，称为R进位计数制。
➢换而言之，逻辑电路的分析与设计具有较大的弹性 和可塑性。
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数字逻辑课程设计
学院计算机工程学院班级
姓名学号
成绩指导老师杨建富
2013 年1 月4 日
数字逻辑课程设计报告
一、设计目的
1.熟悉555定时器的电路结构和工作原理。
2.掌握用555定时器组成多谐振荡器的方法。
3.掌握集成计数器的使用及功能测试。
4.熟悉显示译码器的使用方法。
5.掌握用74LS90分频的方法。
6.掌握数码管的显示方法。
二、设计内容
1.用555电路产生频率为1KHZ的方波脉冲。
2.通过分频产生频率为1HZ的时钟脉冲。
3.完成分、秒计时，通过译码并用数码显示。
三、实验器材
74LS90十进制计数器4个
74LS48二进制七段译码器2个
74LS92 十二分频计数器1个
NE555定时器1个
七段译码显示器2个
电容0.1μF、0.01μF1个、1个
电阻 3.9 kΩ、5.1kΩ各一个
导线若干
逻辑电路板1个
四、设计思想
利用555定时器构成的多谐振荡器为电路提供脉冲源以驱动电路工作。
用555电路产生频率为1KHZ的方波脉冲，然后用3个74LS90将频率逐渐分成100HZ,10HZ,1HZ。
74LS90可以实现十分频，使输入到计数器的频率为1HZ，经过计数器的计数，再通过74LS48译码器的译码，在数码显示器上的数字变化就为每秒一个，当数值达到60时，计数器的秒钟就清零，而分钟显示“1”，就可以实现数字钟的功能。
计数器实现了对时间的累计，并以8421BCD码形式输出，选用74LS48作为显示译码电路，选用七段数码管作为显示单元电路。
五．实验原理
1.七段译码器和数码管实现数字显示
（1）七段发光二极管数码管
七段LED数码管有共阴极和共阳极两种，试验中使用共阴极型数码管，它的逻辑符号和内部电路如图1-1所示，要求配用相应的译码\驱动器。
小型数码管的每端发光二极管的正向电压，随显示光的颜色略有区别，通常约占有2V，点亮电流在5-10mA。
图1-1
（2）七段译码\驱动器
74LS48是BCD码输入的4线7段译码\驱
动器。
图1-2为其逻辑符号。
其中A3-A0是BCD
码输入端；Ya-Yg是译码输出端，有效输出为1，
器件内部有上拉电阻，不必外接负载电阻至电
源，能直接驱动共阴极七段LED数码管工作；
LT‘为测灯输入端，当LT‘=0是，输出全为1，数
码管的七段全部点亮，以测试数码管各段能否正常发光，平时应置高电平RBI’是灭0输入端，其功能是能吧不希望显示的0熄灭；BI’/RBO’为灭灯输入/灭零输出，当它作为输入端使用时，只要BI’=0，无论A3-A0的状态是什么，数码管各段同时熄灭。
当它作为输出端使用时，RBO’=0表示器件处于灭零状态。
使用逻辑实验箱时，有的试验箱内部配置的数码管已和相应的七段译码器内部连接好，在板面上标有DA.DB。
译码器BCD码输入插孔标有8，4，2，1，只要将信号引入上述四个插孔，就可显示相应字符。
2．时间计数器的实现
时间计数器电路是由秒个位和秒十位计数器，分个位和分十位计数器电路构成，秒和分计数器是60进制计数器。
主要用74LS90和74LS92来实现，74LS90是10进制计数器，74LS92是6进制计数器，组合起来形成60进制计数器。
74LS90
通过不同的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能；而且还可借助R01、R02对计数器清零，借助S91、S92将计数器置9。
其具体功能详述如下：（1）计数脉冲从CP1输入，Q A作为输出端，为二进制计数器。
（2）计数脉冲从CP2输入，Q D Q C Q B作为输出端，为异步五进制加法计数器。
（3）若将CP2和Q A相连，计数脉冲由CP
输入，Q D、Q C、Q B、Q A作为输出端，
1
则构成异步8421码十进制加法计数器。
（4）若将CP1与Q D相连，计数脉冲由CP2输入，Q A、Q D、Q C、Q B作为输出端，则构成异步5421码十进制加法计数器。
（5）清零、置9功能。
a)异步清零
当R01、R02均为“1”；S91、S92中有“0”时，实现异步清零功能，即Q D Q C Q B Q A
＝0000。
b)置9功能
当S91、S92均为“1”；R01、R02中有“0”时，实现置9功能，即Q D Q C Q B Q A ＝1001。
表1. 74LS90功能表
图1. 74LS90管脚排列
74LS92
74LS92 内部是由4 个主从触发器和用作除2 计数器及计数周期长度为除6的3位2进制计数器所用的附加选通所组成。
表2. 74LS92功能表
3．校时功能的实现
当数字钟接通电源或者计时出现误差时，需要校正时间。
校时是数字钟应具备的基本功能。
校时方式有两种，即快校时和慢校时两种，快校时是通过开关控制，使计数器对1HZ的校时脉冲计数。
慢校时是用手动产生单脉冲做校时脉冲。
本实验主要是校秒电路，S为控制开关，校时脉冲采用分频器输出的1HZ脉冲，当S 为“0”时可进行快校时，如果校时脉冲由单词脉冲产生器提供，则可以进行慢校时。
需要注意的是，校时电路是由与非门构成的组合逻辑电路，开关S为0或1时，可能会产生抖动按电容可以缓解抖动。
必要时还应将其改为去抖动开关电路。
4.振荡器电路
利用555定时器组成的多谢振荡器接通电源后，电容C1被充电，当电压上升到一定数值时里面集成的三极管导通，然后通过电阻和三极管放电，不断的充放电从而产生一定的周期脉冲，通过改变电路上器件的值可以微调脉冲周期。
振荡器是数字钟的核心，振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，通常选用石英晶体构成振荡器电路。
一般来说，振荡器的频率越高，计时精确度越高。
555多谐振荡器频率公式为f=1.443/[(R1+2R2)C]
555定时器引脚图如下图1-5，①脚Vss（GND），外接电源负极，一般与地相接；②脚TR，为低电平（负脉冲）触发端，当该段的电压低于1/3Vcc时内部触发器置位，555输出为1；③脚OUT，输出端，与外部负载相连；④脚RD，置零端，低电平有效，当该段加低电平获负脉冲时③脚输出为0；⑤脚VC，电压控制端，不使用时接一个0.01μF的电容到地；⑥脚TH，高电平触发端（又称高电平复位端），当该端加以电压大于2/3Vcc的电压时可使内部触发器复位，即555输出为0；⑦脚DIS，放电端用作定时电容的放电；⑧脚Vcc，电源正极。
自激多谢振荡器如图1-6，用于产生频率
图1-5 555定时器引脚图图1-6 自激多谐振荡器
5.完整电路图
六、实际制作的电路
（1）工作原理:
555电路构成1KHz多谐振荡器，并用三片74LS90构成三级十分频器，将振荡器所产生的1KHz矩形波分频得到1Hz基准计时信号，再将1Hz基准计时信号接到一个
由一片74LS92和一片747LS90构成的60进制计数器，并将计数器的输出接到两片74LS48七段译码\驱动器，最后将七段译码\驱动器接到两片共阴极型数码管，实现秒计时的显示。
（2）实物图：（见附录一）
（3）实际制作电路调试结果分析：
1、在运行过程中有时计数会过快或过慢，这时应该查看电阻和电容器；
2、若是数码管显示数字没变化，则应该主要查看一下振荡电路是否工作，看脉冲是否有输入进去；
3、秒计时器计数应该从0开始到59，之后再跳回0（60进制）。
4、电源和接地要全部确保有全接。
6、检查电路时应该分块检查，如振荡器，分频系统，二进制，十进制，数码管的分块检查才能更有针对性，更快找出错误。
七．实验小结
通过这次的课程设计我学到了很多，我更加深刻的体会到了如何设计好电路并将其实现。
首先要对自己将要设计的电路有一个清楚的认识：它的功能是什么？要用到那些器件？这些器件的功能又各是什么？在进行准备工作时，先通过网络和图书馆的书找到相关芯片的信息，从而才能使实验顺利的进行。
然后要把运用到的芯片的功能表和管脚图画出来，清楚每个芯片的工作原理，每个芯片的VCC端和GND端要相应的接上导线。
其次，对于接线操作我觉得有两个基本的原则要遵守：一是，要用尽可能少的导线：二是要使所接的电路易于检查。
最后，我认为正确的调试方法能帮助我们更快的完成任务！当电路的接线没问题时，可能要考虑是否是电子器件坏了，可能是电阻坏了，电容坏了或是芯片坏了，可以尝试下更换电子器件。
要学会运用逻辑笔来检测电路，它可以显示任何一处的电平状况，还可以显示脉冲的变化，通过观察它的二极管的显示，来判断电流是否流通到此处，而该芯片是否正常工作。
附录一：。