电工学(下册第七版)电子技术数字部分

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常用的BCD码
十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
8421码
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
5421码
0000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100
DB
03V B
03V C
DC
(2) 工作原理
R
Y 03V
00 00 01 01 10 10 11 11
00 10 00 10 00 10 00 11
输入A、B、C不全为“1”，输出 Y 为“0”。
脉冲信号的部分参数：
0.9A
0.5A
0.1A
tp
tr
A tf
T
实际的矩形波
脉冲幅度 A 脉冲上升沿 tr
脉冲宽度 tp 脉冲周期 T
脉冲下降沿 tf
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20.2 基本门电路及其组合
引言：逻辑代数 在数字电路中，我们要研究的是电路
的输入输出之间的逻辑关系，所以数字电 路又称逻辑电路，相应的研究工具是逻辑 代数（布尔代数）。
在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能 取两个值（二值变量），即 0 和 1，这里 的0和1只表示两个对立的逻辑状态，如电 位的低高、开关的开合等。
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20.2.1 逻辑门电路的基本概念
逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。 所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去 控制信号的通过或不通过。 门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系 (因果关系)，所以门电路又称为逻辑门电路。 基本逻辑关系为“与”、“或”、“非” 三种下。面通过例子说明逻辑电路的概念及“与”、 “或”、“非”的意义。
2421码
0000 0001 0010 0011 0100 1011 1100 1101 1110 1111
余3码
0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100
Gray码
0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1000
2 3 45 5 10
如何进行十—八进制转换？
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课堂练习
(1011011111.10011) B = ( ? ) O = ( ? ) H
解
1011011111.100110
1 3 3 7.4 6
所以 （1011011111.100110）B=（1337.46）O
1011011111.10011000 2 D F. 9 8 即 （1011011111.10011）B=（2DF.98）H
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电平的高低
一般用“1”
UCC
和“0”两种
状态区别，若
规定高电平为
“1”，低电
平为“0”则
称为正逻辑。
反之则称为负 0V 逻辑。若无特
殊说明，均采
用正逻辑。
高电平 1
低电平 0
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二极管的开关特性
二极管的 工作状态
反向截止 正向导通
开关断开 开关接通
数字电路的分析方法
研究模拟电路主要注重电路输入、输 出信号间的大小、相位关系，研究数字电 路时则注重电路输出、输入间的逻辑关系。
在模拟电路中，晶体管一般工作在放 大状态；在数字电路中，三极管通常工作 在饱和或截止状态，即开关状态。
因此研究数字电路不能采用模拟电路 的分析方法。主要的分析工具是逻辑代 数，电路的功能用真值表、逻辑表达式 及波形图等表示。
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二进制数的运算
加法运算 减法运算 乘法运算
除法运算
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十、二进制之间的转换 二进制数转换成十进制数
——
(1101.101)B = 1×23 + 1×22 + 0×21 + 1×20 + 1×2-1 + 0×2-2 + 1×2-3
= (13.625)D
t
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处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流 电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出 信号间的大小及相位关系。
在模拟电路中，晶体管三极管通常工作在放
大区。 2. 脉冲信号 在数字电路中，信号（电压或电流）是脉冲的。
它是一种跃变信号，并且持续时间短暂。
尖顶波
t
矩形波
t 章目录 上一页 下一页 返回 退出
电子技术基础
数字部分
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第20章 门电路和组合逻辑电路
20.1 脉冲信号 20.2 基本门电路及其组合 20.3 TTL门电路 20.4 CMOS门电路 20.5 逻辑代数 20.6 组合逻辑电路的分析与综合 20.7 加法器 20.8 编码器 20.9 译码器和数字显示 20.10 数据分配器和数据选择器 20.11 应用举例
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③数 制
数制的基本概念
基数（底数）：在一个数位上可使用的数 码符号的个数。如十进制每个数位可使用的数 码符号为0、1、2、…、9，故其基数为10。
位权：某个数位上数码为1时所表示的数值。
如十进制数 …、102、101、100、 10-1、10-
2 、… ，即十进制数中各数位的权是基数 10
0.706 2 = 1.412 取 1 K－1
0.412 2 = 0.824 取 0 K－2
0.824 2 = 1.648 取 1 K－3
0.648 2 = 1.296 取 1 K－4
0.296 2 = 0.592 取 0 K－5
(0.706)D=(0.1011)B ，误差＜ 2－5。
t
数字信号常用“1”和“0”来表示（逻辑 值）
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②数字电路 数字电路的分类 按功能分：组合逻辑电路和时序逻辑电路 按工艺分：TTL电路和CMOS电路 基本单元：逻辑门和存储器 数字电路的应用 数字电子计算机； 数控装置、数字仪表； 数字通信、数字电视、数码相机等。
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电路的工作原理和功能; 5. 学会数字集成电路的使用方法。
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1 引言 数字逻辑基础
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①模拟信号与数字信号 模拟信号: 时间和幅度都连续的信号 v 正弦波信号 t
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数字信号: 时间和幅度都离散的信号 v
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④二进制码 二进制数码的位数
编码：用二进制数码来表示文字、符号 等特定的信息。
为了分别表示N个信息，所需的二进制 数码的最小位数 n 应满足：
2n N
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BCD码 编码可以有多种，数字电路中所用的主 要是二——十进制码（BCD码）。 BCD ———— Binary-Coded-Decimal ，即 用二进制码表示的十进制数。
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三极管的开关特性
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三极管的开关特性
C
饱和区 B
开关接通
三极管 (C—E)
截止区 B
E
C 开关断开
E
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1. 二极管“与” 门电路
“与” 门逻辑状态表
(1) 电路
+U 12V
A B CY
03V A
DA
2. “或”逻辑关系
A
+
B
220V
Y
-
逻辑表达式： Y = A + B
状态表 ABY
0
00
0 11
1 01
1 11
“或”逻辑关系是指当决定某事件的条件之 一具备时，该事件就发生。
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3. “非”逻辑关 系
+R
220V
AY
-
状态表
A
Y
0
1
1
0
逻辑表达式：Y = A
百度文库
“非”逻辑关系是否定或相反的意思。
的幂。
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十进制
435.86 4 102 34 101 5100 8 101 6 102
任意一个十进制数 N可以表示成：
(N)D K i 10i i
若在数字电路中采用十进制，必须要有 十个电路状态与十个基数相对应。这样将在 技术上带来许多困难，而且很不经济。
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① 整数转换——除2取余法 (25)D=(11001)B 2 25 余 1 K0 2 12 余 0 K1 2 6 余 0 K2 2 3 余 1 K3 2 1 余 1 K4
0 章目录 上一页 下一页 返回 退出
② 小数转换——乘2取整法
处理数字信号的电路称为数字电路，它注重 研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。
在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和 饱和区，起开关的作用。
脉冲信号 正脉冲：脉冲跃变后的值比初始值高 负脉冲：脉冲跃变后的值比初始值低
如： +3V
0
0 -3V
正脉冲
+3V
0
负脉冲
0
-3V
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20.2.2 分立元件基本逻辑门电路
门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与 前面所讲过的基本逻辑关系相对应。
门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、 或非门、异或门等。
由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出 信号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电 平和低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的 变化范围。
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BCD码
BCD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，从中取 出10种组合来表示十进制数0~9时，可能 的编码方案有：
A10 16
16! (16 10)!
2.9
1010（种）
若某种代码的每一位都有固定的权值， 则称这种代码为有权代码；否则叫无权码。
(1001 1100 1011 0100 1000)B = (9CB48)H
9 C B4 8
如何进行十—十六进制转换？
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八进制 八个基数：0、1、2、3、4、5、6、7 转换： (406)O = 4 82 + 0 81 + 6 80 = (262)D
(10011100101101001000)B= ( ？)O ( 10 011 100 101 101 001 000)B = (2345510)O
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二进制
在二进制中，每个数位可使用的数码为 0，1，故其基数为2，各数位的权值为2i， 其计数规则是“逢二进一”。
（1001）B= 1 23 0 22 0 21 1 20 = ( 9 ) D
（N）B K i 2i i
二进制数只需两个状态，机器实现容易， 但不便书写和记忆。
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第20章 门电路和组合逻辑电路
本章要求：
1. 掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值 表和逻辑表达式。了解 TTL门电路、CMOS门电 路的特点;
2. 会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数; 3. 会分析和设计简单的组合逻辑电路; 4. 理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑
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1. “与”逻辑关系
A
B
+
状态表 ABY
220V
Y
0
0
-
1
逻辑表达式： Y = A • B 1
00 10
00 11
“与”逻辑关系是指当决定某事件的条件全部 具备时，该事件才发生。 设：开关断开、灯不亮用逻辑 “0”表示，开关 闭合、灯亮用 逻辑“1”表示。
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BCD码的应用 例 (902.45)D=( ? )8421BCD 解 (902.45)D=(100100000010.01000101)8421BC
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20.1 脉冲信号
1. 模拟信号 电子电路中的信号
模拟信号 数字信号
模拟信号：随时间连续变化的信号
正弦波信号
t
三角波信号
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8421BCD码
8421BCD码是最基本和最常用的BCD码， 它是有权码，各位的权值分别为8、4、2、 1。虽然其权值与四位自然二进制码的权值 相同，但二者是两种不同的代码。 8421BCD码只是取用了四位自然二进制代 码的前10种组合，余下的6组代码不用。
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十六进制
十六个基数：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、 A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、 E(14)、F(15)
转换：(4E6)H= 4162+14 161+6 160 = (1254)D
(10011100101101001000)B = ( ？)H