数字电路逻辑基础

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数字逻辑电路基础
脉冲与脉冲参数
瞬间突然变化，作用时间极短的 电压或电流称为脉冲信号。
图示方波信号和尖脉冲信号都是典型的脉冲信号。脉冲信号可以是周期 性重复的，也可以是非周期性的或单次的。 脉冲宽度：指高电平持续的时间。 1
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脉冲幅值：脉冲最高点至最低点所经历 的数值。 脉冲周期：两个周期性相邻脉冲之间的 时间间隔。 占空比：脉冲宽度与脉冲周期的比值。
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数字逻辑电路基础 各种常用计数制的对照表
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数字逻辑电路基础
各种数制之间的转换
多项式法又称为按位权展开求和方法，适用于任意进制的数 转换成十进制数。 (1101)2＝1×23 ＋1×22＋0×21＋ 1×20=(13)10 1 (72.3)8＝7×8 ＋2×80＋3×8－1=(58.375)10 (3A.6)16＝3×161 ＋10×160＋6×16－1=(58.375)10 (10011)2＝( 19 )10 (56.2)8＝( 46.25 )10 (2D)16＝( 45 )10
01
各种计数进位制中数码的集合称为基，计数制 中用到的数码个数称为基数。
02
计数制中的每一位数都对应该位上的数码乘以 一个固定的数，这个固定的数称作各位的权， 简称位权。位权是各种计数制中基数的幂。
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数字逻辑电路基础 各种计数进位制中数码的集合称为基，计数制 中用到的数码个数称为基数。
十进制数转换成 八进制数时，常 常要先转换成二 进制数，然后由 二进制再转换成 八进制数时比较 简单。 进制 转换
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数字逻辑电路基础 二进制和十六进制之间的转换
还用 (44.375)10转换成十六进制数。 已知(44.375)10=(101100.011)2，转换成十六进制数 十进制数转换成 时，将二进制数由小数点开始，整数部分向左， 十六进制数时， 小数部分向右，每4位分成一组，不够4位补零， 则每组二进制数便对应一位十六进制数。 0 0 1 0 1 1 0 0 . 0 1 1 0 =（2C.6）16 若将十六进制数转换为二进制数时，每位十六进制 数需用4位二进制数表示。 (37A.6)16=(0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 . 0 1 1 0)2
02
例如有十进制数： (2368)10＝2×103＋3×102＋6×101＋8×100 其中各位上的数码与10的幂相乘表示该位数的实际 代表值，如2×103代表2000，3×102代表300，6×101 代表60，8×100代表8。 各位数上10的幂，就是十进 制数各位的权。
名词解释
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(11100100110110)2=(
)16
把下列十进制数转换成二进制、八进制和十六进制数。 (364.5)10=( )2=( )2=( )16 =( )16 =( )8 )8
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(74)10=(
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教学内容
码制
运动员身上的编码，显然没有数量的含义，仅仅 表示不同的运动员。
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数字逻辑电路基础
机器码——反码
正数的反码与其原码相同，负数的反码是对其原码逐位取反所得， 在取反时注意符号位不能变。 [＋7]反=0 0000111 B 十进制数(＋7)10用反码表示时，可写作： (－7)10用反码表示时，除符号位外各位取反得：[－7]反=1 1111000 B 反码的数“0”也有两种形式： [＋0]反=0 0000000 B 反码的最大数值和最小数值分别为： [＋127]反=0 1111111 B [－127]反=1 0000000 B [－0]反=1 1111111B
将上例中的(44.375)10转换成八进制数。 已解得(44.375)10=(101100.011)2，转换成八进制数时： 将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向 右，每3位分成一组，不够3位补零，则每组二进制数便 对应一位八进制数。 1 0 1 1 0 0 . 0 1 1 =（54.3）8 如果将八进制数转换为二进制数时，需将每位八进制数 用3位二进制数表示。 (374.26)8=(0 1 1 1 1 1 1 0 0 . 0 1 0 1 1 0)2
数字逻辑电路基础
数字电路的分类
按有无集成元器件可分为分立元件数字电路和 集成数字电路。
1ຫໍສະໝຸດ Baidu
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按集成度可分为小规模集成数字电路 (SSI)、中规模集成数字电路(MSI)、大 规模集成数字电路(LSI)和超大规模集成 数字电路(VLSI)。
按构成电路的器件可分为TTL数字电路 和CMOS数字电路。 按电路中元器件有无记忆功能可分为组合逻辑 电路和时序逻辑电路。
数字逻辑电路基础
机器码——原码
在计算机中，数据是以补码的形式存储的，所以补码在计算机语言的 教学中有比较重要的地位，而讲解补码必须涉及到原码、反码。原码、 反码和补码是把符号位和数值位一起编码的表示方法，统称为机器数， 便于机器的识别和运算。 原码的最高位是符号位，数值部分为原数的绝对值，一般机器码的后 面加字母B。
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数字逻辑电路基础
思考题 Sikaoti
1
电子技术中模拟信 号和数字信号有何 不同？数字电路具 有哪些特点？
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数字电路按集 成度的不同是 如何进行分类 的？
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何谓脉冲？ 什么是脉冲 宽度？
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数字逻辑电路基础 教学内容 1.2 数制与码制
多位数码每一位的构成以及从低位到高位的进位规则称为计数 制，简称数制。日常生活人们习惯用的计数制是十进制，而在 数字电路中，通常采用的是机器能够识别的二进制，中间转换 环节常采用八进制和十六进制。
数字电路注重的是二值信息输出、输入信号间的逻辑关系。
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数字逻辑电路基础
数字电路的发展经历了
电子管
分立元件
几个阶段。
集成电路
数字电路的特点
①数字电路的工作信号是二值信息的数字信号，在时间上和数值上均为 离散的； ②数字电路研究的主要问题是电路的逻辑功能，即输入、输出信号之间 的逻辑关系，因此对组成电路元器件的精度要求并不高，只要满足工作 时能够可靠区分0和1两种状态即可，因此电路结构相对简单； ③数字电路中的干扰往往只影响脉冲的幅度，在一定范围内不会混淆0 和1两个数字信息，因此抗干扰能力强；另外，数字电路的模块化开放 性结构使其功率损耗低，有利于维护和更新。
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数字逻辑电路基础
基数乘除法
基数乘除法用于把十进制数转换为二进制数。
将(44.375)10转换成二进制数。 整数部分——除2取余法
2 2 2 2 2 44 „„„ 0=K0 22 „„„ 0=K1 11 „„„ 1=K2 5 „„„ 1=K3 2 „„„ 0=K4 1 „„„ 1=K5 高位 低位
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二进制有0和1两个数码，因此二进制的基数是2；
八进制有0~7八个数码，因此八进制的基数是8； 十进制有0~9十个数码，因此十进制的基数是10；
十六进制有0~15十六个数码，因此十六进制的基数是16。
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数字逻辑电路基础
计数制中的每一位数都对应该位上的数码乘以 一个固定的数，这个固定的数称作各位的权， 简称位权。位权是各种计数制中基数的幂。
十进制数(＋7)10用原码表示时，可写作： [＋7]原=0 0000111 B
其中左起第一个“0”表示符号位“＋”，字母B表示机器码，中间7 位二进制数码表示机器数的数值。 显然，8位二进制 [＋0]原=0 0000000 B [－0]原=1 0000000B 原码的表示范围： [＋127]原=0 1111111 B [－127]原=1 1111111 B －127～＋127
模拟电路注重的是它的输出、输入信号间大小和相位关系。
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数字逻辑电路基础 教学内容
1.1 数字电路概述
电子技术中常见的电信号有模拟信号和数字信号。 数字信号在时间上和数 值上都是离散的。如生 产线中的产品，只能在 一些离散的瞬间完成， 而且产品的个数只能逐 个增减，其转换信号就 是数字信号。
数字逻辑电路基础 常用计数制的特点
① ② ③ ④ 十进制的基数是10； 十进制数的每一位必定是0-9十个数码中的一个； 低位数和相邻高位数之间的进位关系是“逢十进一”； 同一数码在不同的数位代表的权不同，权是10的幂。 如： (537)10＝5×102＋3×101＋7×100
① ② ③ ④
二进制的基数是2； 二进制数的每一位必定是0和1两个数码中的一个； 低位数和相邻高位数之间的进位关系是“逢二进一”； 同一数码在不同的数位代表的权不同，权是2的幂。 如： (1111)2＝ 1×23 ＋ 1×22＋1×21＋1×20
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数字逻辑电路基础
数字电路的优点
①数字电路便于集成化及系列化生产，成本低廉、使用 方便；
②数字电路工作准确可靠、精度高，抗干扰能力强；
③数字电路不仅能完成数值计算，还能完成逻辑运算和 判断，且运算速度快；保密性强； ④数字电路维修方便、故障识别和判断较为容易。
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数字逻辑电路基础 数字电路的优越性使其得到广泛应用和迅猛发展，不仅在 计算机、
了解逻辑的概念，在理解与、或、非三个基本逻辑 关系的基础上了解各种复合逻辑关系；理解逻辑代 数的基本定理、定律及常用公式；掌握逻辑函数的 代数化简法和卡诺图化简法。
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数字逻辑电路基础 教学内容
1.1 数字电路概述
电子技术中常见的电信号有模拟信号和数字信号。
u
0
t
模拟信号数值上具有 随时间连续变化的特 点。实际生产和生活 中常遇到的温度、压 力、速度、光照等的 转换信号均属于模拟 信号。
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数字逻辑电路基础 常用计数制的特点
① ② ③ ④ 八进制的基数是8； 八进制数的每一位必定是0-7八个数码中的一个； 低位数和相邻高位数之间的进位关系是“逢八进一”； 同一数码在不同的数位代表的权不同，权是8的幂。 如： (537)8＝5×82＋3×81＋7×80
① ② ③ ④
十六进制的基数是16； 十六进制数的每一位必定是0-15十六个数码中的一个； 低位数和相邻高位数之间的进位关系是“逢十六进一”； 同一数码在不同的数位代表的权不同，权是16的幂。 如： (5A7D)16＝ 5×163 ＋ 10×162＋7×161＋13×160
数字逻辑电路基础
数字逻辑电路基础
目 录 CATALOG
1
数字逻辑基础
2
门电路和集成逻辑门
3
组合逻辑电路
4 6
脉冲信号的产生与波形变换
触发器
5 7
存储器和可编程逻辑器件
时序逻辑电路
8
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数模和模数转换器
数字逻辑电路基础
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数字逻辑电路基础
学习要点
了解数字信号与数字电路的特点；熟悉数 制，掌握各种数制之间的转换；了解和熟 悉各种码制的特点；理解逻辑电路的基本 定律、规则和常用公式；
也要先转换成二 进制数，然后由 二进制再转换成 十六进制数时比 较简单。
进制 转换
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数字逻辑电路基础
把下列二进制数转换成八进制数。
思考题 Sikaoti
(10011011100)2=(
)8 )8
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(11100110110)2=(
把下列二进制数转换成十六进制数。 (1001101110011011)2=( )16
通信、网络设备 手机 电子计算机
自动控制系统
电子测量仪器
电视机 雷达 2018/5/15 打印机复印机
航空航天技术等
数字逻辑电路基础
数字电路的学习方法
（1）逻辑代数是分析和设计数字电路的重要工具，应熟练掌 握。 （2）重点理解和掌握各种常用数字逻辑电路的逻辑功能、外 部特性及典型应用。对其内部电路结构和工作原理不必过于深 究。 （3）掌握数字电路中的基本分析方法。 （4）本课程具有很强的实践性。应重视习题、课程实验和综 合练习等实践性环节。 应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
不同数码不仅可以表示不同数量的大小，还能用来表示不同的事 物。用数码表示不同事物时，数码本身没有数量大小的含义，只 是表示不同事物的代号而已。
数字系统中为了便于记忆和处理，在编制代码时总要遵循一定的规则， 这些规则叫做码制。 用以表示十进制数码、字母、符号等特定信息的二进制数码称为代码。
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小数部分——乘2取整法
0.375 × 2 0.750 „„„ 0.750 × 2 1.500 „„„ 0.500 × 2 1.000 „„„ 整数 0=K－ 1 高位
1=K－ 2
得出：(44.375)10＝(101100.011)2
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1=K－ 3
低位
数字逻辑电路基础 二进制和八进制之间的转换