数字电路课件1

1.1 数制与代码
二、几种常用数制
类别 数码 基数 进位规则 第i位的权值 十进制 (Decimal) 0,1,……,9 10 逢10进1 进 10i 二进制 (Binary) 0,1 2 逢2进1 进 2i 八进制 (Octal) 0,1,……,7 8 逢8进1 进 8i 十六进制 (Hexadecimal) 0,1,…,9,A~F 16 逢16进1 进 16i
二、内容简介 数 字 电 子 技 术
基础知识：数制和码制、 基础知识：数制和码制、逻辑代数基础 门电路：二极管门电路、 门电路、 门电路：二极管门电路、CMOS门电路、TTL门电路 门电路 门电路 组合逻辑：分析与设计、组合逻辑器件、竞争-冒险 组合逻辑：分析与设计、组合逻辑器件、竞争 冒险
触发器、分析与设计、 时序逻辑：触发器、分析与设计、时序逻辑器件 施密特触发器、单稳态触发器、 波形产生与整形：施密特触发器、单稳态触发器、多谐 振荡器、 定时器 振荡器、555定时器
结论： 结论： 一般地， 进制需要用到 个数码， 进一。 ①一般地，R进制需要用到R个数码，基数是R ；运算规律为逢R进一。 ②如果一个R进制数M包含ｎ位整数和ｍ位小数，即 进制数 包含ｎ位整数和ｍ位小数， 包含 (M)R ＝ (an-1 an-2 … a1 a0 a－1 a－2 … a－m)R a－2 × R -2＋… ＋a－m× R –m ＝ n 1 ∑ ai × R i i＝ m R
四、模拟电路与数字电路
1. 模拟量和模拟信号 模拟量和模拟信号
模拟量：在一定范围内取值连续的物理量， 模拟量：在一定范围内取值连续的物理量， 温度、压力、距离和时间等。 如：温度、压力、距离和时间等。 模拟信号：表示模拟量的电信号。 模拟信号：表示模拟量的电信号。
v(t)
0
t
四、模拟电路与数字电路
五、学习方法与考核
2. 考核 平时成绩： 平时成绩：30% 考试： 考试：70%
有下列情形之一者将取消其理论课考试资格： 有下列情形之一者将取消其理论课考试资格： 实验课考核不及格者； ① 实验课考核不及格者； 作业缺交1/4及以上者 及以上者； ② 作业缺交 及以上者； 未经许可无故缺勤达10学时及以上者 迟到、 学时及以上者（ ③ 未经许可无故缺勤达 学时及以上者（迟到、 早退2次算缺勤 学时） 次算缺勤1学时 早退 次算缺勤 学时）； 平时成绩在18分以下者 满分30） 分以下者（ ④ 平时成绩在 分以下者（满分 ）。
数字电路：开关状态。 数字电路：开关状态。 模拟电路：放大状态。 模拟电路：放大状态。
iD 可变电阻区
恒流区 夹断区
O
vGS
四、模拟电路与数字电路
（2）特点 ）
模拟电路：可以精确地表示物理量和逼近真实世界。 模拟电路：可以精确地表示物理量和逼近真实世界。
数字电路
（ 1） 数字电路的基本工作信号是用 和 0表示的二 ） 数字电路的基本工作信号是用1和 表示的二 进制的数字信号，反映在电路上就是高电平和低电平。 进制的数字信号，反映在电路上就是高电平和低电平。 （2）通用性强。结构简单、设计技术成熟、容易制 ）通用性强。结构简单、设计技术成熟、 便于集成及系列化生产，价格便宜。 造，便于集成及系列化生产，价格便宜。 （3）具有“逻辑思维”能力。数字电路能对输入的 ）具有“逻辑思维”能力。 数字信号进行各种算术运算和逻辑运算、逻辑判断， 数字信号进行各种算术运算和逻辑运算、逻辑判断 ， 故又称为数字逻辑电路。 故又称为数字逻辑电路。 （4）可编程、可再现结果。 ）可编程、可再现结果。 （5）速度快，抗干扰性强，便于和计算机连接。 ）速度快，抗干扰性强，便于和计算机连接。
= 3 × 64 + 7 × 8 + 6 + 0.5 = (254.5) 10
(3 AB 11) 16 = 3 × 16 2 + 10 × 161 + 11 × 16 0 + 1 × 16 1 + 1 × 16 2 = (939.0664) 10
数制转换：任意进制按权展开即可得到十进制数。 数制转换：任意进制按权展开即可得到十进制数。
1）2进制数转换为 进制、16进制数 ） 进制数转换为 进制、 进制数 进制数转换为8进制
三（四）位一组， 位一组， 不足右补零 三（四）位一组， 位一组， 不足左补零
.
小数点
2）8进制、16进制数转换为 进制数 ） 进制 进制、 进制数转换为 进制数转换为2进制数
8进制数 进制数 16进制数 进制数 2进制数：1位变 位 进制数： 位变 位变3位 进制数 2进制数：1位变 位 进制数： 位变 位变4位 进制数
三、
数制间的转换 (678.A5)16 = (?)2
5 . 4 6
例: 求(375.46)8 = (?)2
八进制 3 7
二进制 011 111 101.100 110 所以 (375.46)8 = (011111101.100110)2 十六进制 6 7 8 . A 5
(25)10=(11001)2 (25.638)10=(11001.1010)2 (0.638)10=(0.1010)2
三、
数制间的转换
3.二进制数和八进制数、十六进制数间的转换 二进制数和八进制数、 二进制数和八进制数 八进制数和十六进制数的基数分别为 8=23，16=24， 所以三位二进制数恰好相当一位八进制数，四位二进制数 所以三位二进制数恰好相当一位八进制数， 相当一位十六进制数， 它们之间的相互转换是很方便的。 相当一位十六进制数， 它们之间的相互转换是很方便的。
可编程逻辑器件：PAL、GAL、EPLD、CPLD、FPGA 、 、 、 、 半导体存储器：ROM、RAM 、 D/A、A/D转换 、 转换
三、课程性质与教学目标
1. 课程性质 本课程是电类各专业的主要技术基础课程之一， 本课程是电类各专业的主要技术基础课程之一， 是电类各专业的主干课程。 是电类各专业的主干课程。 2. 教学目标 本课程的教学目标是使学生掌握数字逻辑电路 与系统的基本知识、基本分析方法和基本应用技能， 与系统的基本知识、基本分析方法和基本应用技能， 使学生能够对各种基本逻辑单元进行分析和设计， 使学生能够对各种基本逻辑单元进行分析和设计， 学会使用标准的集成电路和可编程逻辑器件， 学会使用标准的集成电路和可编程逻辑器件，并初 步具备根据实际要求应用这些单元和器件构成简单 数字电子系统的能力， 数字电子系统的能力，为后续专业课程的学习奠定 坚实的基础。 坚实的基础。
数字电子技术
前 言
余颖 主讲
Fra Baidu bibliotek
一、教材与参考书
教材： 教材： 数字电路，罗炎林，机械工业出版社， 数字电路，罗炎林，机械工业出版社， 2006 参考书： 参考书： 1. 电子技术基础（数字部分 第四版），康 电子技术基础（ 第四版） 华光，高等教育出版社， 华光，高等教育出版社，2000 2.数字电子技术基础 （ 第五版 ） ， 阎石 ， 数字电子技术基础（ 数字电子技术基础 第五版） 阎石， 高等教育出版社， 高等教育出版社，2006
三、 数制间的转换
数制间的转换 1.任意进制数转换为十进制数 任意进制数转换为十进制数 按权展开，相加即可得。 按权展开，相加即可得。 2.十进制数转换为任意进制数 十进制数转换为任意进制数 整数部分：除基数R倒取余法 小数部分：乘基数R取整法 整数部分：除基数 倒取余法 小数部分：乘基数 取整法 例2. 将十进制数 (25.638)10 转换为二进制数。 转换为二进制数。
第1章 数字逻辑基础
1.1 数制与码制 1.2 逻辑函数 1.3 逻辑代数 1.4 逻辑函数的代数化简 1.5 逻辑函数的卡诺图化简法
1.1 数制与代码
一、数制的几个概念 进位计数制：表示数时，仅用一位数码往往不够用， 进位计数制：表示数时，仅用一位数码往往不够用，必须 用进位计数的方法组成多位数码， 用进位计数的方法组成多位数码，且多位数码每一位的构成 及低位到高位的进位都要遵循一定的规则， 及低位到高位的进位都要遵循一定的规则，这种计数制度就 称为进位计数制，简称数制。 称为进位计数制，简称数制。 基 数：进位制的基数，就是在该进位制中可能用到的数码 进位制的基数， 个数。 个数。 位 权（位的权数）：在某一进位制的数中，每一位的大小 位的权数） 在某一进位制的数中， 都对应着该位上的数码乘上一个固定的数， 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。 是这一位的权数。权数是一个幂。
五、学习方法与考核
1. 学习方法
课前预习，课堂理解，课后练习， 课前预习，课堂理解，课后练习，温故知新 把握重点，突破难点，注重特点， 把握重点，突破难点，注重特点，融会贯通 重视实践，勤思多练，善于归纳，勇于创新 重视实践，勤思多练，善于归纳， （1）逻辑代数是分析和设计数字电路的重要工具，应熟 ）逻辑代数是分析和设计数字电路的重要工具， 练掌握。 练掌握。 （2）重点掌握各种常用数字逻辑电路的逻辑功能、外部 ）重点掌握各种常用数字逻辑电路的逻辑功能、 特性及典型应用。 特性及典型应用。对其内部电路结构和工作原理不必过于 深究。 深究。 （3）掌握基本的分析和设计方法。 ）掌握基本的分析和设计方法。 （4）本课程实践性很强。应重视习题、基础实验和综合 ）本课程实践性很强。应重视习题、 实训等实践性环节。 实训等实践性环节。 （5）注意培养和提高查阅有关技术资料和数字集成电路 ） 产品手册的能力。 产品手册的能力。
号吗？ 号吗？
四、模拟电路与数字电路
3. 模/数转换 数转换
Analog signal
v (t) 0.2
模拟信号
0.2V
A/D
0 0 0 0 1 0 1 0 vs (t) 采样
+5V
Ref. Voltage
量化
编码
vq (t)
t
t
t
四、模拟电路与数字电路
4. 模拟电路和数字电路的比较 模拟电路 （1）晶体管工作状态 ）
－－－位置记数法
＝an-1× R n-1 ＋ an-2 × R n-2 ＋ … ＋a1× R 1＋ a0 × R 0＋a－1 × R -1＋
－－－按权展开法
1.1 数制与代码
几种进制数之间的对应关系
十进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 二进制数 00 0 00 00 0 01 00 0 10 00 0 11 00 1 00 00 1 01 00 1 10 00 1 11 01 0 00 01 0 01 01 0 10 01 0 11 01 1 00 01 1 01 01 1 10 01 1 11 八进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 十六进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
1.1 数制与代码
例：
(12 . 56 )10
= 1 × 10 1 + 2 × 10
0
+ 5 × 10
1
+ 6 × 10
2
(1011011 2 = 1× 23 + 0 × 22 + 1× 21 + 1× 20 + 0 × 21 + 1× 22 + 1× 23 . ) = (11.375)10
(376.4) 8 = 3 × 8 2 + 7 × 8 1 + 6 × 8 0 + 4 × 8 1
2. 数字量和数字信号
数字量： 数字量 ： 在时间上和数量上都是离散的物理 自动生产线上的零件记录量， 量 ， 如 ： 自动生产线上的零件记录量 ， 台阶的 阶数。 阶数。 数字信号：表示数字量的电信号。 数字信号：表示数字量的电信号。
v(t) 0 1 Ts 0 0 1 1 0 0 1 t
思考题：离散信号一定是数字信 思考题：
三、
数制间的转换
例: 求(1101111010.1011)2 = (?)8 = (?)16
二进制 001 101 111 010 . 101 100 7 2 . 5 4 八进制 1 5 所以 (01101111010.1011)2 = (1572.54) 8 二进制 0011 0111 1010 . 1011 十六进制 3 7 A . B 所以 (01101111010.1011)2 = (37AB) 16