數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)知識

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1、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計課程的性質(zhì)及任務(wù)1.本課程是一門數(shù)字電路方面的入門技術(shù)基礎(chǔ)課，是研究各種數(shù)字電路基本單元、數(shù)字電路分析方法及邏輯設(shè)計的一門應(yīng)用性很強(qiáng)學(xué)科。2.學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握一些有關(guān)數(shù)字電路的基本理論、分析方法和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決有關(guān)電子電路問題的能力，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。講授內(nèi)容第一章數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)知識第二章邏輯門電路第三章?邏輯代數(shù)與邏輯函數(shù)第四章??組合邏輯電路第五章觸發(fā)器第六章??時序邏輯電路第一章數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)知識數(shù)字電路處理的信號是數(shù)字信號，而數(shù)字信號的時間變量是

2、離散的，這種信號也常稱為離散時間信號。1.1數(shù)字電路的特點1.4二進(jìn)制代碼1.2數(shù)制1.3數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換1.5基本邏輯運(yùn)算1.1數(shù)字電路的特點（1）數(shù)字信號常用二進(jìn)制數(shù)來表示。每位數(shù)有二個數(shù)碼，即0和1。將實際中彼此聯(lián)系又相互對立的兩種狀態(tài)抽象出來用0和1來表示，稱為邏輯0和邏輯1。而且在電路上，可用電子器件的開關(guān)特性來實現(xiàn)，由此形成數(shù)字信號，所以數(shù)字電路又可稱為數(shù)字邏輯電路。（2）數(shù)字電路中，器件常工作在開關(guān)狀態(tài)。（3）數(shù)字電路研究的對象是電路輸入與輸出的邏輯關(guān)系，即邏輯功能。（4）數(shù)字電路的基本單元電路是邏輯門和

3、觸發(fā)器。1.1數(shù)字電路的特點（5）數(shù)字電路的分析工具是邏輯代數(shù)，表達(dá)電路的功能主要用功能表、真值表、邏輯表達(dá)式、卡諾圖和波形圖。（6）數(shù)字信號常用矩形脈沖表示。特征參數(shù)有：脈沖幅度UM，表示脈沖幅值；脈沖寬度tW，表示脈沖持續(xù)作用的時間；周期T，表示周期性的脈沖信號前后兩次出現(xiàn)的時間間隔；占空比q，表示脈沖寬度tW占整個周期T的百分?jǐn)?shù)，即q=(tW/T)100%1.2數(shù)制1.十進(jìn)制數(shù)（Decimal）特點:0，1……9，十個數(shù)碼，“逢十進(jìn)一”。表示方法：ND=dn-1×10n-1+dn-2×10n-2+……+d1×1

4、01+d0×100+……+d-m×10-m式中，di為各位數(shù)的數(shù)碼，10為基數(shù)，10i為各位數(shù)的權(quán)，每一位數(shù)值為di×10i。例如：1995=1×103+9×102+9×101+5×1002.二進(jìn)制數(shù)（Binary）特點:0，1，二個數(shù)碼，“逢二進(jìn)一”。展開式：NB=bn-1×2n-1+bn-2×2n-2+……+b1×21+b0×20+……+b-m×2-m式中，bi為各位數(shù)的數(shù)碼，2為基數(shù)，2i為各位數(shù)的權(quán)。例如：一個二進(jìn)制數(shù)NB=1101.101可展開為：1101.101=1×23+1×22+0×21+1×20+1

5、×2-1+0×2-2+1×2-3加減運(yùn)算規(guī)則：逢二進(jìn)一，借一還二。例如計算二進(jìn)制數(shù)：1101+1110和11101-10110。被加數(shù)1101被減數(shù)11101加數(shù)+1110減數(shù)-10110和11011差00111優(yōu)點：第一，只有兩個數(shù)碼，只需反映兩種狀態(tài)的元件就可表示一位數(shù)，基本單元結(jié)構(gòu)簡單。第二，儲存和傳遞可靠。第三，運(yùn)算簡便。3.十六進(jìn)制（Hexadecimal）由于用二進(jìn)制表示一個較大的數(shù)，位數(shù)太多，書寫和閱讀不方便，因此在計算機(jī)中還常常使用十六進(jìn)制數(shù)。特點:0～9，A～F，16個數(shù)碼，“逢十六進(jìn)一”。展開式：

6、NH=hn-1×16n-1+hn-2×16n-2+……+h1×161+h0×160+……+h-m×16-m式中，hi為各位數(shù)的數(shù)碼，16為基數(shù)，16i為各位數(shù)的權(quán)。例如:一個十六進(jìn)制數(shù)DFC.8可展開為：DFC.8=D×162+F×161+C×160+8×16-1=13×162+15×161+12×160+8×16-13.數(shù)制的表示符號上述數(shù)制表示方法可以推廣到任意的R進(jìn)制。在R進(jìn)制中有R個數(shù)碼，基數(shù)為R，其各位數(shù)碼的權(quán)是R的冪，其展開式為：(N)R=an-1……a0a-1……a-m=an-1×Rn-1+……+a0×

7、R0+a-1×R-1+……+a-m×R-m=∑ai×Ri為了區(qū)別出不同進(jìn)位制表示的數(shù)，常用下標(biāo)或尾符。D、B、H分別表示十、二、十六進(jìn)制數(shù)。例如：（1995）D=（7CB）H=（11111001011）B或1995D=7CBH=11111001011B對于十進(jìn)制數(shù)可以不寫下標(biāo)或尾符。1.3不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換一.任意進(jìn)制數(shù)→十進(jìn)制數(shù)：各位系數(shù)乘權(quán)值之和(展開式之值)＝十進(jìn)制數(shù)。例如：(1011.1010)B=1×23+1×21+1×20+1×2-1+1×2-3=(11.625)D(DFC.8)H=13×162+15×

8、161+12×20+8×16-1=(3580.5)D二.二進(jìn)制數(shù)←→十六進(jìn)制數(shù)因為24=16，所以四位二進(jìn)制數(shù)正好能表示一位十六進(jìn)制數(shù)的16個數(shù)碼。反過來一位十六進(jìn)制數(shù)能表示四位二進(jìn)制數(shù)。例如：(3AF.2)H=001110101111.0010=(001110101111.0010)B3AF2(1111101.11)B=01111101.11