数字逻辑电路课件.ppt
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第5章数字逻辑电路.ppt
（2）逻辑关系式表示：F=A·B·C
（3）真值表表示：如图表5-1所示
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5.4 基本逻辑门电路
2.“或”逻辑关系 当决定事件的各个条件中只要有一个或一个以上具备时事件就
会发生 图5-10所示，F和A、B、C之间就存在“或”逻辑关系 “或”逻辑也有如上三种表示方法： （1）图5-11所示为“或”逻辑图形符号 （2）逻辑表达式：F=A+B+C （3）真值表：见表5-2
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5.2 数制
5.2.2 二进制数
二进制数只有0和1两个符号。只要能区分两种状态的元件即 可实现。
计数的基数为2，各位数的权是2的幂，计数规律是“逢二进 一”
N位二进制整数的表达示为：
例5.1 一个二进制数10101000， 试求对应的十进制数
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5.2 数制
图5-23是利用三态与非门组成的双向传输通路，改变控制端C 的电平，就可控制信号的传输方向。
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5.4 基本逻辑门电路
3. CMOS门电路 CMOS门电路是由PMOS管和NMOS管构成的一种互补对称场效
应管集成门电路。 下面是几种常用的CMOS门电路的结构和工作原理的简要说明 （1）CMOS与非门：如图5-24所示 当A、B全为1时，T1和T2同时导通，T3和T4同时截止，F=0 当输入端由一个或全为0时，串联的T1和T2必有一个或两个全部截
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5.4 基本逻辑门电路
（5）TTL三态输出与非门电路。简称三态门，图5-20是其逻辑 图形符号。A、B是输入端，C是控制端，F为输出端。输出端除 了可以实现高低电平外，还可以出现高阻状态。
数字逻辑电路设计-(王毓银)讲义.PPT第一章
( N )2 an1an2 a1a0 .a1a2 am
an1 2n1 an2 2n2 a1 21 a0 20
a1 21 a2 22 am 2m
n1
ai
1.1.2 数制及其转换
小数部分的转换步骤如下： 将小数部分逐次乘以R，取乘 积的整数部分作为R进制的各有关数位，乘积的小数部分 继续乘以R，直至最后乘积为0或达到一定的精度为止。
例4：求（0.3125）10 =（
）2
解： 0.3125 × 2 = 0.625 ……整数为0 b-1
0.625 × 2 = 1.25 ……整数为1 b-2
3基数r为2k各进制之间的互相转换由于3位二进制数构成1位八进制数4位二进制数构成1位十六进制数以二进制数为桥梁即可方便地完成基数r为2k各进制之间的互相转换
西安邮电学院“校级优秀课程”
数字电路与逻辑设计
第一章 绪 论
第一章 绪 论
目的与要求：
1、正确理解一些有关数字电路的基本概念； 2、常用数制数的表示以及它们之间的转换； 3、掌握数字系统中常用的几种BCD码。
1.1.2 数制及其转换
例6：将十进制小数（0.39）10 转换成八进制数， 要求精度达到0.1% 。
解：要求精度达到0.1% ，因为1/83 < 1/1000 < 1/84， 所以需要精确到八进制小数4位。 0.39 × 8 = 3.12 ……整数为3 b-1=3 0.12 × 8 = 0.96 ……整数为0 b-2=0 0.96 × 8 = 7.68 ……整数为7 b-3=7 0.68 × 8 = 5.44 ……整数为5 b-4=5 所以（0.39）10 =（0.3075）8
an1 2n1 an2 2n2 a1 21 a0 20
a1 21 a2 22 am 2m
n1
ai
1.1.2 数制及其转换
小数部分的转换步骤如下： 将小数部分逐次乘以R，取乘 积的整数部分作为R进制的各有关数位，乘积的小数部分 继续乘以R，直至最后乘积为0或达到一定的精度为止。
例4：求（0.3125）10 =（
）2
解： 0.3125 × 2 = 0.625 ……整数为0 b-1
0.625 × 2 = 1.25 ……整数为1 b-2
3基数r为2k各进制之间的互相转换由于3位二进制数构成1位八进制数4位二进制数构成1位十六进制数以二进制数为桥梁即可方便地完成基数r为2k各进制之间的互相转换
西安邮电学院“校级优秀课程”
数字电路与逻辑设计
第一章 绪 论
第一章 绪 论
目的与要求：
1、正确理解一些有关数字电路的基本概念； 2、常用数制数的表示以及它们之间的转换； 3、掌握数字系统中常用的几种BCD码。
1.1.2 数制及其转换
例6：将十进制小数（0.39）10 转换成八进制数， 要求精度达到0.1% 。
解：要求精度达到0.1% ，因为1/83 < 1/1000 < 1/84， 所以需要精确到八进制小数4位。 0.39 × 8 = 3.12 ……整数为3 b-1=3 0.12 × 8 = 0.96 ……整数为0 b-2=0 0.96 × 8 = 7.68 ……整数为7 b-3=7 0.68 × 8 = 5.44 ……整数为5 b-4=5 所以（0.39）10 =（0.3075）8
数字逻辑电路与系统设计课件
计数器
用于计数和控制时序，常用于实现定时器和分频器。
移位器
用于二进制数据的移位操作，常用于数据格式化和数据传输。
顺序脉冲发生器
用于产生一定规律的顺序脉冲信号，常用于控制电路的工作流程。
04
数字系统设计
数字系统概述
数字系统的基本概念
数字系统是指使用离散的二进制数字信号进行信息处理的系统。它主要由逻辑 门电路、触发器、寄存器、加法器等基本元件组成，具有精度高、稳定性好、 易于大规模集成等优点。
实现逻辑功能
根据状态转换图，实现相应的 逻辑功能。
确定设计目标
明确设计时序逻辑电路的目的 和要求，如实现特定的功能、 达到一定的性能指标等。
设计状态转换图
根据设计要求，设计状态转换 图，确定状态和输出。
验证设计
通过仿真或实验验证设计的正 确性和可行性。
常用时序逻辑电路
寄存器
用于存储二进制数据，常用于数据传输和数据处理。
集成化和智能化技术的发展，为数字 系统的设计带来了新的机遇和挑战。
数字系统的智能化是当前的一个重要 趋势，它使得数字系统能够具有更强 的自适应性、智能性和灵活性。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
分析输入和输出信号的逻辑关系，确定电路的功 能。
真值表和逻辑表达式
通过列出所有输入组合和对应的输出值，得到真 值表，并根据真值表推导出逻辑表达式。
3
逻辑功能描述
根据逻辑表达式或真值表，描述组合逻辑电路的 逻辑功能。
组合逻辑电路的设计
明确设计要求：确定输入和 输出信号，以及电路要实现 的功能。
根据功能要求，逐一确定每 个输入组合对应的输出值。
自底向上的设计方法
用于计数和控制时序，常用于实现定时器和分频器。
移位器
用于二进制数据的移位操作，常用于数据格式化和数据传输。
顺序脉冲发生器
用于产生一定规律的顺序脉冲信号，常用于控制电路的工作流程。
04
数字系统设计
数字系统概述
数字系统的基本概念
数字系统是指使用离散的二进制数字信号进行信息处理的系统。它主要由逻辑 门电路、触发器、寄存器、加法器等基本元件组成，具有精度高、稳定性好、 易于大规模集成等优点。
实现逻辑功能
根据状态转换图，实现相应的 逻辑功能。
确定设计目标
明确设计时序逻辑电路的目的 和要求，如实现特定的功能、 达到一定的性能指标等。
设计状态转换图
根据设计要求，设计状态转换 图，确定状态和输出。
验证设计
通过仿真或实验验证设计的正 确性和可行性。
常用时序逻辑电路
寄存器
用于存储二进制数据，常用于数据传输和数据处理。
集成化和智能化技术的发展，为数字 系统的设计带来了新的机遇和挑战。
数字系统的智能化是当前的一个重要 趋势，它使得数字系统能够具有更强 的自适应性、智能性和灵活性。
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分析输入和输出信号的逻辑关系，确定电路的功 能。
真值表和逻辑表达式
通过列出所有输入组合和对应的输出值，得到真 值表，并根据真值表推导出逻辑表达式。
3
逻辑功能描述
根据逻辑表达式或真值表，描述组合逻辑电路的 逻辑功能。
组合逻辑电路的设计
明确设计要求：确定输入和 输出信号，以及电路要实现 的功能。
根据功能要求，逐一确定每 个输入组合对应的输出值。
自底向上的设计方法
数字逻辑电路 PPT课件
TTL电路具有较快的开关速度，较强的抗 干扰能力以及足够大的输出摆幅，所以是目前 在各个领域包括医学电子设备中使用最广泛的 逻辑电路系统。实际的集成门电路比这里的要 复杂些，在输出端还有放大器和跟随器，用来 保证逻辑电平符合要求，增加负载能力。
在一个实际的数字系统中，往往需要能实现多种
多样逻辑功能的门电路，只有一种与非门作为基本单 元使用起来显然是不方便的。在TTL门电路的系列产 品中，常用的还有或非门、与或非门、与门、或门等 等。虽然门电路的种类很多，但它们或者是由与非门 稍加改动得到的，或者是由与非门中的若干部分组合 成的，有的就是与非门的一部分。如，与非门只有一 个输入端时成了非门；在与非门后再连一个非门成了 与门；在与非门前面对于每个输入端各接一个非门成 了或门。可以说与非门可以完成一切逻辑运算。因此， 只要掌握与非门典型电路的工作原理和分析方法，就 不难对其它形式的门电路进行分析了。
2. 或门电路 上图为简单的具有两个输入端的二极管或门电路、常用
逻辑符号、逻辑表达式及真值表。 其中A、B分别为两个输入端，F为输出端。这种电路之
所以能实现或运算，是因为输出端的电平被最高电平的输入 端钳位，只要输入端有一个高电平时，输出就是高电平。也 就是说输入有一个为1时，输出即为1。输入端全为0时，输 出才为0。
阐述逻辑控制、脉冲计数和数字显示的基本原 理，介绍常用的计数器和A/D、D/A转换器。
主要内容
第一节 基本逻辑电路 第二节 双稳态触发器 第三节 脉冲的计数和显示 第四节 数模和模数转换
第一节 基本逻辑电路
所谓逻辑是指“条件”与“结果”的 关系。逻辑电路(logic circuit)是用电路的 输入信号反映“条件”，用电路的输出信 号反映“结果”。电路的输出与输入之间 构成一定的逻辑关系。
在一个实际的数字系统中，往往需要能实现多种
多样逻辑功能的门电路，只有一种与非门作为基本单 元使用起来显然是不方便的。在TTL门电路的系列产 品中，常用的还有或非门、与或非门、与门、或门等 等。虽然门电路的种类很多，但它们或者是由与非门 稍加改动得到的，或者是由与非门中的若干部分组合 成的，有的就是与非门的一部分。如，与非门只有一 个输入端时成了非门；在与非门后再连一个非门成了 与门；在与非门前面对于每个输入端各接一个非门成 了或门。可以说与非门可以完成一切逻辑运算。因此， 只要掌握与非门典型电路的工作原理和分析方法，就 不难对其它形式的门电路进行分析了。
2. 或门电路 上图为简单的具有两个输入端的二极管或门电路、常用
逻辑符号、逻辑表达式及真值表。 其中A、B分别为两个输入端，F为输出端。这种电路之
所以能实现或运算，是因为输出端的电平被最高电平的输入 端钳位，只要输入端有一个高电平时，输出就是高电平。也 就是说输入有一个为1时，输出即为1。输入端全为0时，输 出才为0。
阐述逻辑控制、脉冲计数和数字显示的基本原 理，介绍常用的计数器和A/D、D/A转换器。
主要内容
第一节 基本逻辑电路 第二节 双稳态触发器 第三节 脉冲的计数和显示 第四节 数模和模数转换
第一节 基本逻辑电路
所谓逻辑是指“条件”与“结果”的 关系。逻辑电路(logic circuit)是用电路的 输入信号反映“条件”，用电路的输出信 号反映“结果”。电路的输出与输入之间 构成一定的逻辑关系。
数字逻辑课件第四章组合逻辑电路
波形图分析
波形图验证
通过对比理论计算和实验测量的波形 图，可以验证组合逻辑电路的功能是 否正确实现。
通过分析波形图，可以了解电路的工 作过程和特性，如信号的延迟时间、 信号的稳定性等。
组合逻辑电路的功能验证
功能验证方法
组合逻辑电路的功能验证可以通 过对比理论计算和实验测量的结 果来进行，常用的方法有仿真测
数据通路
数据通路是计算机中用于传输和处理数据的电路。数据通路中的组合逻辑电路负责将数据 从内存传输到寄存器，或者从寄存器传输到运算器进行运算，再传输回内存或寄存器存储 。
在通信系统中的应用
调制解调器
调制解调器是通信系统中用于将数字信号转换为模拟信号，或者将模拟信号转换为数字信号的电路。调制解调器中的 组合逻辑电路负责处理数字信号的编码与解码，确保数字信息能够在模拟信道中传输。
组合逻辑电路的基本组成
输入门
用于接收外部输入信号。
组合逻辑元件
如AND、OR、NOT等基本逻辑门，用于实现特定的 逻辑功能。
输出门
将逻辑电路的输出传递给外部设备或下一级电路。
组合逻辑电路的功能描述
80%
真值表
描述输入与输出之间逻辑关系的 表格，列出所有可能的输入状态 和对应的输出状态。
100%
表达式
在控制系统中的应用
01
控制器
控制器是控制系统中用于实现控制算法的电路。控制器中的组合逻辑电
路根据输入的控制信号和设定的控制参数，计算出控制输出信号，以实
现对被控对象的精确控制。
02
比较器
比较器是控制系统中用于比较输入信号与设定阈值的电路。比较器中的
组合逻辑电路根据比较结果输出相应的控制信号，以实现对被控对象的
数字逻辑电路大全PPT课件(2024版)
第6页/共48页
Rb1 4kΩ
Rc 2 1.6kΩ
Vc 2
1
+VCC（ +5V） Rc4 130Ω
3
T2 4
1
3
A
31
2T2
D Vo
B
T1
C
Ve 2
1
3
2T 3
Re2
1kΩ
输入级
中间级
输出级
第7页/共48页
2．TTL与非门的逻辑关系
（1）输入全为高电平3.6V时。
T2、T3导通，VB1=0.7×3=2.1（V ），
列。 6 ． 74AS 系 列 —— 为 先 进 肖 特 基 系
列， 它是74S系列的后继产品。 7．74ALS系列——为先进低 功耗肖特基系列， 是74LS系列的后继产品。
第30页/共48页
2.3
一、 NMOS门电路 1．NMOS非门
MOS逻辑门电路
VDD (+12V)
VDD (+12V)
VDD (+12V)
0.4V
高 电 平 噪 声 容 限 第1V5页NH/共＝48V页OH （ min ） - VON ＝ 2.4V-2.0V ＝
四、TTL与非门的带负载能力
1．输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH （1）输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入端
接低电平时，从门电路输入端流出的电流。
& Vo G0
呈 现 高 阻 ， 称 为 高 阻 态 ， 或 禁 止 态+V。CC
Rc2
Rc4
Rb1
Vc2 1
3
T2 4
A
&
B
L
EN
数字逻辑电路复习ppt
实际逻 辑问题
真值表
逻辑表达式
最简（或最 合理）表达式
逻辑图
例4-3 有一火灾报警系统,设有烟感、温感与紫外光感三 种不同类型得火灾探测器。为了防止误报警,只有当其中有两种 或两种类型以上得探测器发出火灾探测信号时,报警系统才产生 报警控制信号,试设计产生报警控制信号得电路。
思路:逻辑抽象:探测器得火灾探测信号应为电路得输入,令A、 B、C分别代表烟感、温感与紫外光感三种探测器得探测信 号,“1”表示有火灾探测信号, “0”表示没有火灾探测信号;
数字逻辑电路复习
第一章 数制与编码
数字系统中得信息有两类:数码信息与代码信息
➢数码:用来表示数量得大小。如90分,101元等
➢数制:用数字来表示数量大小方法及运算规则体制。
➢ 编码:用数字代表不同得状态、事物或信息称为编码,它不
含有数量得意义。如身份证号码,银行帐号等
➢码制:为了便于记忆与处理,在编制代码时总要遵循一定得
Y AAA m
6
21 0
6
Y7 A2 A1 A0 m7
每个输出对应一个最小项
Y i mi Mi
2、 8选1数据选择器CT54S151/CT74S151
表4-3-12 8选1数据选择器真值表
S
A2
A1
A0
Y
W
1
×
×
×
0
1
0
0
0
0
D0
D0
0
0
0
1
D1
D1
0
0
1
0
D2
D2
0
0
1
1
D3
D3
0
1
0
数字逻辑电路教程PPT第5章时序逻辑电路
示意图、功能表
74161功能表
74161符号
波形图
012 34 56 7
VCC QCC Q0 Q1 Q2 Q3 T LD 16 15 14 13 12 11 10 9
74LS161
1 2 34 56 7 8
Cr CP D0 D1 D2 D3 P GND
T4161(74LS161)的外引脚图
例5-5 试用74161构成八位二进制加法计数 器。
状态表 状态图
驱动方程 特性方程
状态方程
CP触发沿 时序图
概括逻辑功能
[例5-1]试分析图5-2所示时序电路的逻 辑功能。
⑴根据图5-2所示逻辑图写出的驱动方程为： 写出的输出方程为：
⑵将上式代入JK触发器的特性方程 ⑶求得状态方程：
求状态转换表和状态转换图，画波形图。 设电路的初始状态
代入状态方程和输出方程得
若无效状态在CP作用下不能进入有效循环，则表明电路 不能自启动。
[例5-2]试分析图5-5所示时序电路的逻辑功能。
图5-5
解：⑴根据图5-5写出的驱动方程如下：
图5-5
状态方程、输出方程如下：
⑵列状态转换表(表5-2)，画出状态转换图(图5-6)
3、确定逻辑功能：X=0，回 到00状态，且F=0；只有连续 输入四个或四个以上个1时， 才使F=1否则F=0。故该电路 称作1111序列检测器。
预置数与CP同步，清零与CP异步。
Q1
Q2
Q3
Q4
Qcc
T Q Cr LD CP
寄存器
➢ 在数字系统和计算机中，经常要把一些数据信 息暂时存放起来，等待处理。
➢ 寄存器就是能暂时寄存数码的逻辑器件。 ➢ 寄存器内部的记忆单元是触发器。 ➢ 一个触发器可以存储一位二进制数，N个触发
数字逻辑电路-PPT精选文档
数字逻辑电路
主讲：刘昌华
嵌入式技术研究所
2019.9
一、关于课程：
1. 课程名称：SOPC技术 SOPC Technology
SOPC含义： SOPC是用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅 片上,来用于嵌入式系统的研究和电子信息处理。 SOPC是一种特殊的嵌入式系统,它是片上系统 （SOC），即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功 能但它不是简单的SOC,它也是可编程系统，具有灵活 的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬 件在系统可编程的功能。
主要内容：
1.1 EDA技术及其发展 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 硬件描述语言 EDA技术的层次化设计方法与流程 EDA工具软件简介 IP核 互联网上的EDA资源 本章小结 思考与练习
1.1 EDA技术及其发展
1.1.1 EDA技术的发展历程 EDA 技术是以计算机为工作平台，以 EDA 软件工具为开发环 境，以硬件描述语言为设计语言，以可编程器件为实验载体，以 ASIC（Application-Specific Interated Circuit）、SoC(System On Chip) 芯片为目标器件，以数字系统设计为应用方向的电子产品自动化设 计过程。 随着现代半导体的精密加工技术发展到深亚微米 (0.18～0.35um) 阶段，基于大规模或超大规模集成电路技术的定制或半定制 ASIC 器件大量涌现并获得广泛的应用，使整个电子技术与产品的面貌发 生了深刻的变化，极大地推动了社会信息化的发展进程。而支撑这 一发展进程的主要基础之一，就是EDA技术。
课程内容 第1讲EDA技术概述 第2讲可编程逻辑器件 第3讲Quartus II开发系统（1） 第４讲Quartus II开发系统（２） 第5讲VHDL设计基础
主讲：刘昌华
嵌入式技术研究所
2019.9
一、关于课程：
1. 课程名称：SOPC技术 SOPC Technology
SOPC含义： SOPC是用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅 片上,来用于嵌入式系统的研究和电子信息处理。 SOPC是一种特殊的嵌入式系统,它是片上系统 （SOC），即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功 能但它不是简单的SOC,它也是可编程系统，具有灵活 的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬 件在系统可编程的功能。
主要内容：
1.1 EDA技术及其发展 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 硬件描述语言 EDA技术的层次化设计方法与流程 EDA工具软件简介 IP核 互联网上的EDA资源 本章小结 思考与练习
1.1 EDA技术及其发展
1.1.1 EDA技术的发展历程 EDA 技术是以计算机为工作平台，以 EDA 软件工具为开发环 境，以硬件描述语言为设计语言，以可编程器件为实验载体，以 ASIC（Application-Specific Interated Circuit）、SoC(System On Chip) 芯片为目标器件，以数字系统设计为应用方向的电子产品自动化设 计过程。 随着现代半导体的精密加工技术发展到深亚微米 (0.18～0.35um) 阶段，基于大规模或超大规模集成电路技术的定制或半定制 ASIC 器件大量涌现并获得广泛的应用，使整个电子技术与产品的面貌发 生了深刻的变化，极大地推动了社会信息化的发展进程。而支撑这 一发展进程的主要基础之一，就是EDA技术。
课程内容 第1讲EDA技术概述 第2讲可编程逻辑器件 第3讲Quartus II开发系统（1） 第４讲Quartus II开发系统（２） 第5讲VHDL设计基础
数字逻辑教学课件计数器
自动化生产线的控制
控制算法的实现
04
CHAPTER
计数器的实现方式
简单、基础
总结词
通过使用基本的逻辑门电路（如AND、OR、NOT门）来实现计数器的功能。每个门电路都有一定的逻辑功能，通过组合这些门电路可以实现计数器的各种操作，如计数、清零、置数等。这种实现方式虽然简单，但需要大量的门电路，因此只适用于较小的计数器。
计数器的基本原理是利用触发器的翻转特性，对输入信号的脉冲个数进行计数。
当输入信号的脉冲到达时，触发器会翻转状态，从而增加计数值。
计数器可以根据计数的进制数分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器。
此外，根据计数器的功能和结构，还可以分为同步计数器和异步计数器、加法计数器和减法计数器等。
02
详细描述
VS
灵活、可定制
详细描述
可编程逻辑器件（PLD）是一种可以通过编程来实现任意数字逻辑功能的芯片。利用PLD实现计数器，可以通过编程语言（如VHDL或Verilog）编写计数器的逻辑电路，然后将其下载到PLD芯片中实现。这种实现方式具有高度的灵活性和可定制性，可以根据实际需求进行任意规模的计数器设计。同时，PLD还具有可重复编程的优点，可以多次修改和重新编程。
任意进制计数器可以通过组合触发器和门电路实现，其结构和实现方式与十进制计数器类似，但进制的位数和计数的范围可以根据需要进行调整。
任意进制计数器的特点是灵活性高，可以根据实际需求进行定制。
同步计数器的特点是时钟信号的控制下状态变化一致，计数速度快且稳定；异步计数器的特点是触发器的状态变化不同步，可能会产生竞争冒险现象，需要采取措施进行消除。
调制解调
计数器在调制解调过程中用于实现信号的调制和解调，通过对信号的频率和相位进行计数，可以将数字信号转换为模拟信号或反之。
控制算法的实现
04
CHAPTER
计数器的实现方式
简单、基础
总结词
通过使用基本的逻辑门电路（如AND、OR、NOT门）来实现计数器的功能。每个门电路都有一定的逻辑功能，通过组合这些门电路可以实现计数器的各种操作，如计数、清零、置数等。这种实现方式虽然简单，但需要大量的门电路，因此只适用于较小的计数器。
计数器的基本原理是利用触发器的翻转特性，对输入信号的脉冲个数进行计数。
当输入信号的脉冲到达时，触发器会翻转状态，从而增加计数值。
计数器可以根据计数的进制数分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器。
此外，根据计数器的功能和结构，还可以分为同步计数器和异步计数器、加法计数器和减法计数器等。
02
详细描述
VS
灵活、可定制
详细描述
可编程逻辑器件（PLD）是一种可以通过编程来实现任意数字逻辑功能的芯片。利用PLD实现计数器，可以通过编程语言（如VHDL或Verilog）编写计数器的逻辑电路，然后将其下载到PLD芯片中实现。这种实现方式具有高度的灵活性和可定制性，可以根据实际需求进行任意规模的计数器设计。同时，PLD还具有可重复编程的优点，可以多次修改和重新编程。
任意进制计数器可以通过组合触发器和门电路实现，其结构和实现方式与十进制计数器类似，但进制的位数和计数的范围可以根据需要进行调整。
任意进制计数器的特点是灵活性高，可以根据实际需求进行定制。
同步计数器的特点是时钟信号的控制下状态变化一致，计数速度快且稳定；异步计数器的特点是触发器的状态变化不同步，可能会产生竞争冒险现象，需要采取措施进行消除。
调制解调
计数器在调制解调过程中用于实现信号的调制和解调，通过对信号的频率和相位进行计数，可以将数字信号转换为模拟信号或反之。
数电-数字逻辑基础幻灯片PPT
2.复合逻辑运算 在逻辑代数中，由基本的与、或、非逻辑运算可以实现多种复合逻辑运算。
A
B & Y1 A•B
A
A
B
Y1
B
Y1
A B
≥1
Y2 AB
A B
+ Y2
A B
Y2
A 1 Y3 A
A
Y3
A
Y3
(a)国际符号
(b)曾用符号 (c)美国符号
A B
&
Y4 A • B
A B
A B
≥ 1 Y5 A B
A
&
A
F
F
B
B
(a)
(b)
OC门逻辑符号
(a) 国际符号；
(b) 惯用符号
OC门除了可以“线与”连接外，还可以用来驱动感性负载或实现电平转换。 例如，在图的电路中，EC=10V时，F的输出高电平就从3.6V变成了10V。
＋ EC
& A
F B
& C D
OC门的线与电路
（3）三态门
三态门也称TS门(Three State Gate)， 是在TTL逻辑电路的基础上增加一个 使能端EN而得到的。当EN=0时，TTL与非门不受影响，仍然实现与非门功 能；当EN=1时，TTL与非门的V4、V5将同时截止，使逻辑门输出处于高阻 状态。因此，三态门除了具有普通逻辑门的高电平（逻辑1）和低电平（ 逻辑0）两种状态之外，还有第三种状态——高阻抗状态，也称开路状态 或Z状态。三态门的逻辑符号和真值表分别如图1－6和表1－5所示。国际 符号中的倒三角形“▽”表示逻辑门是三态输出，EN为“使能”限定符 ，输入端的小圆圈表示低电平有效(有的三态门也可能没有小圆圈，说明 EN是高电平有效)。
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常见的BCD码有8421码、5421码、2421码、余3码等。
十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
常用BCD码
8421码
5421码
2421码
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
0000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100
逻辑代数中只有三种基本逻辑运算,即“与”、“或” “非”。
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、十二进制、十六进制、六十进 制等。
1.1.1 常用数制 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.
例: 1987.45=1×103 +9×102 + 8×101 + 7×100 +4×10-1 +5×10-2
2421码1100代表2+4+0+0=6. * 5421BCD码和2421BCD码不唯一. 例: 2421BCD码0110也可表示6 * 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) 十进制数按权展开式
n1
(N) 1
0ai 10 i
im
系数
权
2. 二进制 (1) 计数符号: 0, 1 . (2)进位规则: 逢二进一. (3) 二进制数按权展开式
n1
(N)2 ai 2i im
数字电路中采用二进制的原因： 1）数字装置简单可靠； 2）二进制数运算规则简单； 3）数字电路既可以进行算术运算，也可以进行逻辑运算.
其中,为异或运算符,其运算
规则为:若两运算数相同,结果 为“0”;两运算数不同,结果为 “1”.
1.2 逻辑代数基础 研究数字电路的基础为逻辑代数，由英国数学家
George Boole在1847年提出的，逻辑代数也称布尔代数.
1.2.1 基本逻辑运算
在逻辑代数中,变量常用字母A,B,C,……Y,Z, a,b, c,……x.y.z等表示，变量的取值只能是“0”或“1”.
③ 2421BCD码的前5个码和称取反,这样的码称为自反代码.
例：
4→0100 5→1011
0→0000 9→1111
(2) 无权BCD码：每位数码无确定的位权，例如：余3码. 余3码的编码规律为: 在8421BCD码上加0011,
例 6的余3码为: 0110+0011=1001
数字电路特点: 1) 工作信号是二进制表示的二值信号(具有“0”和“1”
两种取值); 2) 电路中器件工作于“开”和“关”两种状态,电路的输
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.
0000 0001 0010 0011 0100 1011 1100 1101 1110 1111
余3码
0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100
(1) 有权BCD码：每位数码都有确定的位权的码， 例如：8421码、5421码、2421码. 如: 5421码1011代表5+0+2+1=8;
3.十六进制和八进制 十六进制数计数符号: 0,1, .,9,A,B,C,D,E,F. 十六进制数进位规则: 逢十六进一. 按权展开式：
例:
( 6 D . 4 B ) 1 6 6 1 1 D 1 6 0 4 1 6 1 B 6 1 2 6 1 1 1 1 6 0 3 4 1 6 1 1 6 1 2
例：
( 1 . 1 ) 0 1 2 0 3 1 2 1 1 1 1 2 0 1 1 2 1 1 2 3 2
8 2 1 0 . 5 0 . 125
（2）十进制数转换为二进制数(提取2的幂法)
例： (4 1 0 5 3 8 .2 5 4 1 ) 0.5 1 2 5 0 2 4 1 2 3 1 2 2 0 2 1 1 2 0 1 2 - 1 (1011012.1)
同学们好！
课程简介： 本课程为《脉冲和数字电路》，以数字电路为主，脉
冲电路的内容较少.课程为4个学分，另有1个学分的实验. 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、多做练习.
第1章 数字逻辑电路基础
两类信号: 模拟信号;数字信号. 在时间上和幅值上均连续的信号称为模拟信号; 在时间上和幅值上均离散的信号称为数字信号. 处理数字信号的电路称为数字电路.
• 数制转换还可以采用基数连乘、连除等方法.
1.1.2 几种简单的编码 1. 二 - 十进制码 (BCD码)( Binary Coded Decimal codes)
用四位二进制代码来表示一位十进制数码,这样的代 码称为二-十进制码,或BCD码.
四位二进制有16种不同的组合,可以在这16种代码中任 选10种表示十进制数的10个不同符号,选择方法很多.选择 方法不同,就能得到不同的编码形式.
八进制数计数符号: 0,1, . . .6,7. 八进制数进位规则: 逢八进一.
按权展开式：
n1
(N) 8
ai 8i
im
例: ( 6 . 4 ) 8 3 6 5 8 1 3 8 0 4 8 1 5 8 2
4. 二进制数与十进制数之间的转换 (1)二进制数转换为十进制数(按权展开法)
2. 格雷码(Gray码) 格雷码为无权码,特点为：相邻两个代码之间仅有一位
不同,其余各位均相同.具有这种特点的代码称为循环码, 格雷码是循环码.
格雷码和四位二进制码之间的关系:
设四位二进制码为B3B2B1B0,格雷码为R3R2R1R0,
则
R3=B3, R2=B3B2 R1=B2 B1 R0=B1B0
十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
常用BCD码
8421码
5421码
2421码
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
0000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100
逻辑代数中只有三种基本逻辑运算,即“与”、“或” “非”。
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、十二进制、十六进制、六十进 制等。
1.1.1 常用数制 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.
例: 1987.45=1×103 +9×102 + 8×101 + 7×100 +4×10-1 +5×10-2
2421码1100代表2+4+0+0=6. * 5421BCD码和2421BCD码不唯一. 例: 2421BCD码0110也可表示6 * 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) 十进制数按权展开式
n1
(N) 1
0ai 10 i
im
系数
权
2. 二进制 (1) 计数符号: 0, 1 . (2)进位规则: 逢二进一. (3) 二进制数按权展开式
n1
(N)2 ai 2i im
数字电路中采用二进制的原因： 1）数字装置简单可靠； 2）二进制数运算规则简单； 3）数字电路既可以进行算术运算，也可以进行逻辑运算.
其中,为异或运算符,其运算
规则为:若两运算数相同,结果 为“0”;两运算数不同,结果为 “1”.
1.2 逻辑代数基础 研究数字电路的基础为逻辑代数，由英国数学家
George Boole在1847年提出的，逻辑代数也称布尔代数.
1.2.1 基本逻辑运算
在逻辑代数中,变量常用字母A,B,C,……Y,Z, a,b, c,……x.y.z等表示，变量的取值只能是“0”或“1”.
③ 2421BCD码的前5个码和称取反,这样的码称为自反代码.
例：
4→0100 5→1011
0→0000 9→1111
(2) 无权BCD码：每位数码无确定的位权，例如：余3码. 余3码的编码规律为: 在8421BCD码上加0011,
例 6的余3码为: 0110+0011=1001
数字电路特点: 1) 工作信号是二进制表示的二值信号(具有“0”和“1”
两种取值); 2) 电路中器件工作于“开”和“关”两种状态,电路的输
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.
0000 0001 0010 0011 0100 1011 1100 1101 1110 1111
余3码
0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100
(1) 有权BCD码：每位数码都有确定的位权的码， 例如：8421码、5421码、2421码. 如: 5421码1011代表5+0+2+1=8;
3.十六进制和八进制 十六进制数计数符号: 0,1, .,9,A,B,C,D,E,F. 十六进制数进位规则: 逢十六进一. 按权展开式：
例:
( 6 D . 4 B ) 1 6 6 1 1 D 1 6 0 4 1 6 1 B 6 1 2 6 1 1 1 1 6 0 3 4 1 6 1 1 6 1 2
例：
( 1 . 1 ) 0 1 2 0 3 1 2 1 1 1 1 2 0 1 1 2 1 1 2 3 2
8 2 1 0 . 5 0 . 125
（2）十进制数转换为二进制数(提取2的幂法)
例： (4 1 0 5 3 8 .2 5 4 1 ) 0.5 1 2 5 0 2 4 1 2 3 1 2 2 0 2 1 1 2 0 1 2 - 1 (1011012.1)
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课程简介： 本课程为《脉冲和数字电路》，以数字电路为主，脉
冲电路的内容较少.课程为4个学分，另有1个学分的实验. 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、多做练习.
第1章 数字逻辑电路基础
两类信号: 模拟信号;数字信号. 在时间上和幅值上均连续的信号称为模拟信号; 在时间上和幅值上均离散的信号称为数字信号. 处理数字信号的电路称为数字电路.
• 数制转换还可以采用基数连乘、连除等方法.
1.1.2 几种简单的编码 1. 二 - 十进制码 (BCD码)( Binary Coded Decimal codes)
用四位二进制代码来表示一位十进制数码,这样的代 码称为二-十进制码,或BCD码.
四位二进制有16种不同的组合,可以在这16种代码中任 选10种表示十进制数的10个不同符号,选择方法很多.选择 方法不同,就能得到不同的编码形式.
八进制数计数符号: 0,1, . . .6,7. 八进制数进位规则: 逢八进一.
按权展开式：
n1
(N) 8
ai 8i
im
例: ( 6 . 4 ) 8 3 6 5 8 1 3 8 0 4 8 1 5 8 2
4. 二进制数与十进制数之间的转换 (1)二进制数转换为十进制数(按权展开法)
2. 格雷码(Gray码) 格雷码为无权码,特点为：相邻两个代码之间仅有一位
不同,其余各位均相同.具有这种特点的代码称为循环码, 格雷码是循环码.
格雷码和四位二进制码之间的关系:
设四位二进制码为B3B2B1B0,格雷码为R3R2R1R0,
则
R3=B3, R2=B3B2 R1=B2 B1 R0=B1B0