第一章数字逻辑电路基础知识

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数字逻辑电路基础知识整理

数字逻辑电路基础知识整理数字逻辑电路是电子数字系统中的基础组成部分，用于处理和操作数字信号。

它由基本的逻辑门和各种组合和顺序逻辑电路组成，可以实现各种功能，例如加法、减法、乘法、除法、逻辑运算等。

下面是数字逻辑电路的一些基础知识整理：1. 逻辑门：逻辑门是数字逻辑电路的基本组成单元，它根据输入信号的逻辑值进行逻辑运算，并生成输出信号。

常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。

2. 真值表：真值表是描述逻辑门输出信号与输入信号之间关系的表格，它列出了逻辑门的所有输入和输出可能的组合，以及对应的逻辑值。

3. 逻辑函数：逻辑函数是描述逻辑门输入和输出信号之间关系的数学表达式，可以用来表示逻辑门的操作规则。

常见的逻辑函数有与函数、或函数、非函数、异或函数等。

4. 组合逻辑电路：组合逻辑电路由多个逻辑门组合而成，其输出信号仅取决于当前的输入信号。

通过适当的连接和布线，可以实现各种逻辑操作，如加法器、多路选择器、比较器等。

5. 顺序逻辑电路：顺序逻辑电路由组合逻辑电路和触发器组成，其输出信号不仅取决于当前的输入信号，还取决于之前的输入信号和系统状态。

顺序逻辑电路可用于存储和处理信息，并实现更复杂的功能，如计数器、移位寄存器、有限状态机等。

6. 编码器和解码器：编码器将多个输入信号转换成对应的二进制编码输出信号，解码器则将二进制编码输入信号转换成对应的输出信号。

编码器和解码器可用于信号编码和解码，数据传输和控制等应用。

7. 数字信号表示：数字信号可以用二进制表示，其中0和1分别表示低电平和高电平。

数字信号可以是一个比特（bit），表示一个二进制位；也可以是一个字（word），表示多个二进制位。

8. 布尔代数：布尔代数是逻辑电路设计的数学基础，它通过符号和运算规则描述了逻辑门的操作。

布尔代数包括与、或、非、异或等基本运算，以及与运算律、或运算律、分配律等运算规则。

总的来说，数字逻辑电路是由逻辑门和各种组合和顺序逻辑电路组成的，它可以实现各种基本逻辑运算和数字信号处理。

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

数字逻辑电路基础知识

第一章数字逻辑电路基础知识1.1 数字电路的特点1.2 数制与转换1．3 二进制代码1．4 基本逻辑运算．本章重点1.数字电路的特点2.二进制、十进制、八进制、十六进制的表示3. 二进制、十进制、八进制、十六进制转换4.掌握BCD码编码方法5.了解ASCII码1.1 数字电路的特点数字电路的基本概念1. 数字量与数字信号模拟量:具有时间上连续变化、值域内任意取值的物理量。

例如温度、压力、交流电压等就是典型的模拟量。

数字量：具有时间上离散变化、值域内只能取某些特定值的物理量。

例如训练场上运动员的人数、车间仓库里元器件的个数等就是典型的数字量。

表示模拟量的电信号叫作模拟信号；表示数字量的电信号叫作数字信号。

正弦波信号、话音信号就是典型的模拟信号，矩形波、方波信号就是典型的数字信号。

数字信号通常又称为脉冲信号。

脉冲信号具有边沿陡峭、持续时间短的特点。

广义讲，凡是非正弦信号都称为脉冲信号。

数字信号有两种传输波形，一种称为电平型，另一种称为脉冲型。

010011010电平型信号脉冲型信号2. 数字电路及其优点模拟电路：产生、变换、传送、处理模拟信号的电路数字电路：产生、存储、变换、处理、传送数字信号的电数字电路主要具有以下优点：1)电路结构简单，制造容易，便于集成，成本低。

2)数字电路不仅能够完成算术运算，而且能够完成逻辑运算，因此被称为数字逻辑电路或逻辑电路。

3)数字电路组成的数字系统，抗干扰能力强，可靠性高，稳定性好。

数字集成电路的发展趋势大规模、低功耗、高速度、可编程、可测试、多值化1.2 数制数制1.数制数制：表示数值大小的各种方法的统称。

一般都是按照进位方式来实现计数的，称为进位计数制，简称进位制。

基数：数制中允许使用的数符个数；R进制的基就等于R。

权：处于不同位置上的相同数符所代表的数值大小。

2. 数制转换任意进制数转换为十进制数：按权展开法。

例：将二进制数(1011001.101)2和十六进制数(AD5.C) 16转换为十进制数。

《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。

第1章-数字逻辑电路基础

1. 十进制
(1) 计数符号: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
(2) 进位规则: 逢十进一.
(3) 采用位置计数法
例: 1987.45=1×103 +9×102 + 8×101 + 7×100 +4×10-1 +5×10-2
n1
(N) 10
ai
10i
i m
系数
权
2. 二进制 (1) 计数符号: 0, 1 . (2) 进位规则: 逢二进一. (3) 位置计数法
* 在表中： ① 8421BCD码和代表0~9的二进制数一一对应； ② 5421BCD码的前5个码和8421BCD码相同，后5个码在前5个码的基础上加1000构成，这样的码，前5个码和后5 个码一一对应相同，仅高位不同；
③ 2421BCD码的前5个码和8421BCD码相同，后5个码以中心对称取反,这样的码称为自反代码. 例：
若用高电平VH表示逻辑“1”,用低电平VL表示逻辑 “0”,则称为正逻辑约定,简称正逻辑;
若用高电平VH表示逻辑“0”,用低电平VL表示逻辑 “1”,则称为负逻辑约定,简称负逻辑.
在本课程中,如不作特殊说明,一般都采用正逻辑表示.
VH和VL的具体值,由所使用的集成电路品种以及所加电源电压而定,有两种常用的集成电路:
出和输入为逻辑关系; 3) 电路既能进行“代数”运算,也能进行“逻辑”运算;
4) 电路工作可靠,精度高,抗干扰性好.
1.1 数制与BCD码所谓“数制”，指进位计数制，即用进位的方法来计数.
数制包括计数符号（数码）和进位规则两个方面。常用数制有十进制、二进制、十六进制、八进制等。
1.1.1 常用数制

数字电路与逻辑设计微课版(第一章数字电路与逻辑设计基础)教案

第一章数字电路与逻辑设计基础本章的主要知识点包括数制及其转换、二进制的算术运算、BCD码和可靠性编码等。

1.参考学时2学时（总学时32课时，课时为48课时可分配4学时）。

2.教学目标（能力要求）●系统梳理半导体与微电子技术发展的历史，激发学生专业热情，结合我国计算机发展面临的卡脖子现状，鼓励学生积极投身信息成业自主可控；●学生可解释数字系统的概念、类型及研究方法；●学生能阐述数制的基本特点，可在不同数制之间进行数字的转换；●学生能理解带符号二进制数的代码表示，能将真值和原码、反码、补码的进行转换；●学生能熟记几种常用的编码（8421码、2421码、5421码、余三码），说明有权码和无权码的区别，能阐述不同编码的特点和特性；●学生能阐述奇偶校验码和格雷码的工作原理与主要特征，并能利用相关原理进行二进制和格雷码的转换，能根据信息码生成校验码，并能根据信息码和校验码辨别数据是否可靠。

3.教学重点●BCD码●奇偶校验码●格雷码4.教学难点●理解不同BCD码的编码方案及相关特征●理解可靠性编码方案、验证的原理以及使用方法。

5.教学主要内容（1）课程概述（15分钟）➢科技革命促生互联网时代➢半导体与微电子技术发展历程➢课程性质、内容与学习方法（2）芯片与数字电路（20分钟）➢数字信号和模拟信号➢数字逻辑电路的特点➢数字逻辑电路的分类➢数字逻辑电路的研究方法（3）数制及其转换（5分钟）➢进位计数值的概念和基本要素➢二进制和十进制的相互转换➢二进制和八进制数的相互转换➢二进制和十六进制数的相互转换（4）二进制数的算术运算（5分钟）➢无符号二进制数的算术运算➢带符号二进制数的机器码表示➢带符号二进制数的算术运算（5）BCD码（20分钟）➢有权码和无权码的区别➢8421码的编码规律及和十进制数的转换➢2421码的编码规律及和十进制数的转换➢5421码的编码规律及和十进制数的转换➢余三码的编码规律及和十进制数的转换（6）奇偶校验码（15分钟）➢奇校验和偶校验的概念➢奇校验和偶校验校验位的生成方法和校验方法➢奇校验和偶校验的特点（7）格雷码（10分钟）➢格雷码的特点和用途➢格雷码和二进制数的相互转换6.教学过程与方法（1）课程概述（15分钟）➢科技革命促生互联网时代以习总书记的讲话作为整个课程的导入，说明科技发展是强国必有之路，穿插不同国家崛起的历史，结合第一次工业革命、第二次工业革命，推出目前进入的互联网时代，结合中美贸易战事件，引导学生积极投身国产IT生态的建设。

数字逻辑电路基础入门第一章

+(1 23+0 22+0 21+1 20) 160]D =(59)H
B—H：以小数点为基准，分别向左、右每四位分为一组，转换为相应的十六进制数
(11101.011000111) B = (0001 1101 . 0110 0011 1000) B =
( 1
D .
6
3
8
)H
=(1D.638)H
u
t
1． 1
1.1.2
模拟信号与数字信号
数字信号周期性：Duty Frequency、Period、Pulse
数字信号
bit、bit time、 bit rate比特率
Width脉宽、 Ratio占空比、Amplitude
非周期性：
正逻辑
Frequency=? Period=? Amplitude=? Pulse width (tw) =? Duty ratio (q) =? 1 0 1 0 1
二、十、二进制数之间的转换
1. B—D：二进制数按位（权）展开相加例： (11010.011)2 = 124 +123+022+121+020+ 021+122+123
= (26.375)10
2.D—B 整数和小数部分分别转换，最后相加
整数除二，取出余数再除二，直到商为零小数乘二，取出整数部分再乘二，直到满足误差要求
(4E6)H= 4162+14 161+6 160 =(1254)D
2.B—H：以小数点为基准，分别向左、右每四位分为一组，转换为相应的十六进制数
每四位2进 B—H 制数对应一位16进制数 (0101 1001)B= [027+1 26+0 25+1 24

数字电路知识点总结(精华版)

数字电路知识点总结(精华版)数字电路知识点总结（精华版）第一章数字逻辑概论一、进位计数制1.十进制与二进制数的转换2.二进制数与十进制数的转换3.二进制数与十六进制数的转换二、基本逻辑门电路第二章逻辑代数逻辑函数的表示方法有：真值表、函数表达式、卡诺图、逻辑图和波形图等。

一、逻辑代数的基本公式和常用公式1.常量与变量的关系A + 0 = A，A × 1 = AA + 1 = 1，A × 0 = 02.与普通代数相运算规律a。

交换律：A + B = B + A，A × B = B × Ab。

结合律：(A + B) + C = A + (B + C)，(A × B) × C = A ×(B × C)c。

分配律：A × (B + C) = A × B + A × C，A + B × C = (A + B) × (A + C)3.逻辑函数的特殊规律a。

同一律：A + A = Ab。

摩根定律：A + B = A × B，A × B = A + Bc。

关于否定的性质：A = A'二、逻辑函数的基本规则代入规则在任何一个逻辑等式中，如果将等式两边同时出现某一变量 A 的地方，都用一个函数 L 表示，则等式仍然成立，这个规则称为代入规则。

例如：A × B ⊕ C + A × B ⊕ C，可令 L = B ⊕ C，则上式变成 A × L + A × L = A ⊕ L = A ⊕ B ⊕ C。

三、逻辑函数的化简——公式化简法公式化简法就是利用逻辑函数的基本公式和常用公式化简逻辑函数，通常，我们将逻辑函数化简为最简的与或表达式。

1.合并项法利用 A + A' = 1 或 A × A' = 0，将二项合并为一项，合并时可消去一个变量。

数字电路逻辑基本知识

电路的设计维修维护灵活方便随着集成电路技术的高速发展数字逻辑电路的集成度越来越高集成电路块的功能随着小规模集成电路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的发展也从元件级器件级部件级板卡级上升到系统级
数字逻辑
主讲：代媛电话：87092338
数字逻辑
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。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。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二值数据的数字电路。
17
1.1 进位计数制
可见，数码处于不同的位置，代表的数值是不同的。这里102、101、100、 10-1、10-2 称为权或位权，即十进制数中各位的权是基数 10 的幂，各位数码的值等于该数码与权的乘积。
因此， 435.86 4 102 4 101 5100 8 101 6 102
数字集成器件所用的材料以硅材料为主，在高速电路中，也使用化合物半导体材料，例如砷化镓等。
5
数字逻辑
逻辑门是数字电路中一种重要的逻辑单元电路。 TTL逻辑门电路问世较早，其工艺经过不断改进，至今仍为主要的基本逻辑器件之一。随着CMOS工艺的发展 ,TTL的主导地位受到了动摇，有被CMOS器件所取代的趋势。
令小数部分 (a2 21 a3 22 am 2m1) F1
34
则上式可写成
1.2 数制转换
2( N )10 a1 F1
现代计算机通常都是标准的数字系统，数字系统内部处理的是离散元素，并且采用称为信号的物理量表示，一般为电压和电流，因而现实社会中的各种信息在数字系统内部呈现出不同的形式。

第一章.数字逻辑电路基础知识

A 0 1 Z 1 0
A
Z
Z=A A Z
实际中存在的逻辑关系虽然多种多样，但归结起来，就是上述三种基本的逻辑关系，任何复杂的逻辑关系可看成是这些基本逻辑关系的组合。
B Z
E
真值表
A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Z 0 1 1 1
逻辑符号曾用符号
A B Z
逻辑表达式
Z A B
Z=A∨B 完成“或”运算功能的电路叫“或”门
3．“非”（反）逻辑-----实现的电路叫非门（或反相器
定义：如果条件具备了，结果便不会发生；而条件不具备时结果一定发生。因为“非”逻辑要求对应的逻辑函数是“非”函数，也叫 “反”函数或“补”函数
数字集成电路发展非常迅速-----伴
随着计算机技术的发展： • 2．中规模集成电路
（MSI） 1966年出现，在一块硅片上包含 • 1．小规模集成电 100-1000个元件或10路（SSI） 1960 100个逻辑门。如：集成记时器，寄存器，年出现，在一块硅译码器。片上包含10-100 • TTL：Transister个元件或1-10个逻 Transister Logic 辑门。如逻辑门 • SSI：Small Scale 和触发器。 Integration • MSI：Mdeium Scale Integration）
f(t)
t 模拟信号
f(t)
Ts 2Ts 3Ts
t
抽样信号
f(KT)
数字信号T 2T 3T
t
二．数字电路的特点：
模拟电路的特点：主要是研究微弱信号的放大以及各种形式信号的产生，变换和反馈等。
数字电路的特点：
1 基本工作信号是二进制的数字信号，只有0，1两个状态，反映在电路上就是低电平和高电平两个状态。（0，1不代表数量的大小，只代表状态） 2 易实现：利用三极管的导通（饱和）和截止两个状态。-----（展开：基本单元是连续的，从电路结构介绍数字和模拟电路的区别）

第1章数字逻辑电路基础

同学们好！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。

世界上第一台计算机用了1.8万只电子管，占地170平方米，重30吨，耗电150KW 。

目前在一些大功率发射装置中使用。

集成电路电子器件的发展电子管晶体管分立元件（（ SSI （100元件以下） MSI （〈10 3 ） LSI （〈10 5 ）超大规模 VLSI （10 5 以上） 1948年，肖克利等发明了晶体管，其性能在体积、重量方面明显优于电子管，但器件较多时由分立元件组成的分立电路体积大、焊点多、电路的可靠性差。

1960年集成电路出现，成千上万个器件集成在一块芯片，大大促进了电子学的发展，尤其促进数字电路和微型计算机的飞速发展。

芯片中集成上万个等效门，目前高的已达上百万门。

课程简介本课程为《数字逻辑电路》，以数字电路为主，脉冲电路的内容较少.课程为4个学分，包括实验.属专业基础课.本课程具有较强的实践性,有广泛的应用领域.学好本课程的要点: 听懂每一堂课的内容、培养逻辑思维方法、勤于思考.课程内容逻辑门电路组合逻辑电路常用组合逻辑功能器件常用时序逻辑功能器件半导体存储器和可编程逻辑器件脉冲信号的产生与整形数字逻辑基础第1章第2章第3章第4章第6章第7章第8章时序逻辑电路第5章数模和模数转换第9章绪论一、模拟量和数字量模拟量：模拟量就是连续变化的量。

自然界中可测试的物理量一般都是模拟量,例如温度，压力，距离，时间等。

数字量：数字量是离散的量。

数字量一般是将模拟量经过抽样、量化和编码后而得到的。

1 2 3 4 5 7 6 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1218202224262830323436温度( C)时间（小时） A.M P.M 温度和时间关系图(用模拟量表示)1 2 3 4 5 7 6 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1218 202224262830323436温度( C)时间（小时） A.M P.M 温度和时间关系图(用采样值表示)量化曲线1 2 3 4 5 7 6 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12时间（小时） A.M P.M 温度和时间关系图(用数字形式表示)1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 030292827262524232221201918 ( oc)二、模拟和数字系统的几个实例 1）音频有线扩音系统音频有线扩音系统为纯模拟系统。

数字逻辑电路基础

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
数字逻辑电路基础
第一章数字逻辑电路基础
1.1 数字电路的基本概念 1.2 数制和码制 1.3 基本逻辑运算 1.4 逻辑函数的表示方法 1.5 逻辑代数运算 1.6 逻辑门电路
1.1 数字电路基本概念
一、模拟信号与数字信号
模拟信号——时间连续数值也连续的信号。如速度、压力、温度等。数字信号——在时间上和数值上均是离散的。如电子表的秒信号，生产线上记录零件个数的记数信号等。数字信号在电路中常表现为突变的电压或电流。
晶体管工作在开关状态
1、数字信号的特点
•使用高低电平来表示信号。 •门电路起开关作用。 •逻辑状态只有0，1。 •易于存储。 •抗干扰，对元件的要求不高。 •集成度高，通用性强。
2、用逻辑电平描述的数字波形：
数字波形
逻辑电平对时间的图形表示。脉冲波：当某波形仅有两个离散值时。分为：周期波和非周期波
即：(1234)10＝1×103 ＋2×102＋3×101＋4×100
又如：(209.04)10＝ 2×102 ＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4 ×10－
2、二进制
数码为：0、1；基数是2。运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。二进制数的权展开式：如：(101.01)2＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2

数字逻辑第一章基本知识

注意：一个最简的方案并不等于一个最佳的方案！最佳方案应满足全面的性能指标和实际应用要求。所以，在用传统方法求出一个实现预定功能的最简结构之后，往往要根据实际情况进行相应调整。
11
第一章
基本知识
2．用中、大规模集成组件进行逻辑设计的方法
用中、大规模集成组件去构造满足各种功能的逻辑电路时，如何寻求经济合理的方案呢？要求设计人员必须注意： ▲ 充分了解各种器件的逻辑结构和外部特性，做到合理选择器件； ▲ 充分利用每一个已选器件的功能，用灵活多变的方法完成各类电路或功能模块的设计； ▲ 尽可能减少芯片之间的相互连线。
2
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. 数字信号若信号的变化在时间上和数值上都是离散的，或者说断续的，则称为离散信号。离散信号的变化可以用不同的数字反映，所以又称为数字信号，简称为数字量。例如，学生成绩记录，工厂产品统计,电路开关的状态等。
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第一章
基本知识
二、数字逻辑电路的研究方法
对数字系统中逻辑电路的研究有两个主要任务：一是分析，二是设计。对一个已有的数字逻辑电路，研究它的工作性能和逻辑功能称为逻辑分析；
根据提出的逻辑功能，在给定条件下构造出实现预定功能的逻辑电路称为逻辑设计，或者逻辑综合。逻辑电路分析与设计的方法随着集成电路的迅速发展在不断发生变化，最成熟的方法是传统的方法。
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第一章
基本知识
1.1.2 数字逻辑电路的类型和研究方法一、数字逻辑电路的类型根据一个电路是否具有记忆功能，可将数字逻辑电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两种类型。

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
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第一章数字逻辑电路基础知识 - 华中科技大学远程教育学院

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5．在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件。现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信等。
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（3）高性能单片机阶段（1978～）：在SFR（特殊功能寄存器）管理下的模块化结构，标准的外部三总线，有串行I/O口、16位定时器、较高级的中断处理，内RAM、ROM容量较大，寻址范围可达64K 字节，有的还带有A/D等，如Intel公司的MCS-51系列单片机。（4）16位单片机阶段（1982～）： 16位CPU，内RAM、ROM的容量进一步增大，中断处理能力更强、高速I/O、多通道的A/D转换器等,如Intel 公司的MCS-96系列单片机
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（3）CPU内部结构上包含下列部分 1）算术逻辑部件处理各种数据信息，进行算术运算和逻辑运算。 2）累加器和通用寄存器组保存参与运算的数据、运算的中间结果和地址。 3）程序计数器、指令寄存器和指令译码器 4）时序和控制部件产生相应的控制信号并送到时序和控制逻辑电路中，形成外部电路所需要的控制信号，以控制整个系统协调工作。
1．集成度高； 2．片内RAM采用寄存器结构形式，提高存取速度；
3．指令采用紧凑的格式；
4．片内有完善的输入/输出部件； 5．存储结构上，把程序存储器与数据存储器分开。
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1.3 单片机的应用