數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)

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1、第一章數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)1.1數(shù)字電路的基本概念1.2數(shù)制和碼制1.3基本邏輯運算1.4邏輯函數(shù)的表示方法1.5邏輯代數(shù)運算1.6邏輯門電路1.1數(shù)字電路基本概念5V(V)0t(ms)1020304050數(shù)字信號在電路中常表現(xiàn)為突變的電壓或電流。一、模擬信號與數(shù)字信號模擬信號——時間連續(xù)數(shù)值也連續(xù)的信號。如速度、壓力、溫度等。數(shù)字信號——在時間上和數(shù)值上均是離散的。如電子表的秒信號，生產(chǎn)線上記錄零件個數(shù)的記數(shù)信號等。模擬信號數(shù)字信號研究對象大小、相位邏輯電平基本單元放大器門電路、觸發(fā)器分析計算方法工程計算法微變

2、等效分析法圖解法真值表、邏輯代數(shù)式、卡諾圖、波形圖晶體管工作狀態(tài)晶體管工作在放大狀態(tài)晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)有時候可以用數(shù)學(xué)函數(shù)來表示，有時候完全是隨機的使用高低電平來表示信號。門電路起開關(guān)作用。邏輯狀態(tài)只有0，1。易于存儲?？垢蓴_，對元件的要求不高。集成度高，通用性強。1、數(shù)字信號的特點2、用邏輯電平描述的數(shù)字波形：數(shù)字波形邏輯電平對時間的圖形表示。脈沖波：當(dāng)某波形僅有兩個離散值時。分為：周期波和非周期波矩形波三角波梯形波尖頂波脈沖信號具有連續(xù)和突變特性的信號是脈沖信號脈沖可以分為正脈沖、負脈沖3、數(shù)字信號的主

3、要參數(shù)：一個理想的周期性數(shù)字信號，可用以下幾個參數(shù)來描繪：Vm——信號幅度。T——信號的重復(fù)周期。tW——脈沖寬度。q——占空比。其定義為：trtfUm0.9Um0.5Um0.1UmtwT實際的矩形脈沖脈沖周期脈沖幅度脈沖寬度上升時間下降時間4、數(shù)字電路的分類（2）制作工藝的不同：雙極型（TTL型）單極型（MOS型）（3）工作原理的不同：組合邏輯電路時序邏輯電路（1）按集成度分類：數(shù)字電路可分為小規(guī)模（SSI，每片數(shù)十器件）、中規(guī)模（MSI，每片數(shù)百器件）、大規(guī)模（LSI，每片數(shù)千器件）超大規(guī)模（VLSI，每

4、片器件數(shù)目大于1萬）（1）進位制：表示數(shù)時，僅用一位數(shù)碼往往不夠用，必須用進位計數(shù)的方法組成多位數(shù)碼。多位數(shù)碼每一位的構(gòu)成以及從低位到高位的進位規(guī)則稱為進位計數(shù)制，簡稱進位制。（2）基數(shù)：進位制的基數(shù)，就是在該進位制中可能用到的數(shù)碼個數(shù)。（3）位權(quán)（位的權(quán)數(shù)）：在某一進位制的數(shù)中，每一位的大小都對應(yīng)著該位上的數(shù)碼乘上一個固定的數(shù)，這個固定的數(shù)就是這一位的權(quán)數(shù)。權(quán)數(shù)是一個冪。1.2數(shù)制和碼制多位數(shù)碼中每一位的構(gòu)成方法和低位向高位進位的規(guī)則。一、數(shù)制數(shù)碼為：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9；基數(shù)是10。運算

5、規(guī)律：逢十進一，即：9＋1＝10。十進制數(shù)的權(quán)展開式：1、十進制12341×１０３＝1０００2×１０２＝2００3×１０１＝3０4×１００＝4＝1234103、102、101、100稱為十進制的權(quán)。各數(shù)位的權(quán)是10的冪。同樣的數(shù)碼在不同的數(shù)位上代表的數(shù)值不同。＋任意一個十進制數(shù)都可以表示為各個數(shù)位上的數(shù)碼與其對應(yīng)的權(quán)的乘積之和，稱權(quán)展開式。即：(1234)10＝1×103＋2×102＋3×101＋4×100又如：(209.04)10＝2×102＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4×10－22、二進制數(shù)碼為

6、：0、1；基數(shù)是2。運算規(guī)律：逢二進一，即：1＋1＝10。二進制數(shù)的權(quán)展開式：如：(101.01)2＝1×22＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2＝(5.25)10加法規(guī)則：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10乘法規(guī)則：0.0=0，0.1=0，1.0=0，1.1=1運算規(guī)則各數(shù)位的權(quán)是２的冪二進制數(shù)只有0和1兩個數(shù)碼，它的每一位都可以用電子元件來實現(xiàn)，且運算規(guī)則簡單，相應(yīng)的運算電路也容易實現(xiàn)。數(shù)碼為：0～7；基數(shù)是8。運算規(guī)律：逢八進一，即：7＋1＝10。八進制數(shù)的權(quán)展開式：如：(207.

7、04)8＝2×82＋0×81＋7×80＋0×8－1＋4×8－2＝(135.0625)103、八進制4、十六進制數(shù)碼為：0～9、A～F；基數(shù)是16。運算規(guī)律：逢十六進一，即：F＋1＝10。十六進制數(shù)的權(quán)展開式：如：(D8.A)16＝13×161＋8×160＋10×16－1＝(216.625)10各數(shù)位的權(quán)是8的冪各數(shù)位的權(quán)是16的冪結(jié)論①一般地，N進制需要用到N個數(shù)碼，基數(shù)是N；運算規(guī)律為逢N進一。②如果一個N進制數(shù)M包含ｎ位整數(shù)和ｍ位小數(shù)，即(an-1an-2…a1a0·a－1a－2…a－m)2則該數(shù)的權(quán)展開

8、式為：(M)2＝an-1×Nn-1＋an-2×Nn-2＋…＋a1×N1＋a0×N0＋a－1×N-1＋a－2×N-2＋…＋a－m×N-m③由權(quán)展開式很容易將一個N進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)。二進制數(shù)的波形表示：二、數(shù)制轉(zhuǎn)換（1）二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)：將二進制數(shù)由小數(shù)點開始，整數(shù)部分向左，小數(shù)部分向右，每3位分成一組，不夠3位補零，則每組二進制數(shù)便是一位八進制數(shù)。將N進制數(shù)按權(quán)展開，即可以轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)。2