《數(shù)字邏輯基礎(chǔ)》PPT課件.ppt

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1、重慶郵電大學(xué)鄒虹3數(shù)字集成電路的分類：按集成度分：SSI；MSI；LSI；VLSI；ULSI按應(yīng)用分：通用型集成電路；專用性集成電路；可編程邏輯器件按有源器件及工藝類型分：雙極型晶體管集成電路；單極型MOS集成電路；雙極與MOS混合集成電路（BiMOS集成電路）重慶郵電大學(xué)鄒虹4數(shù)制十進(jìn)制：逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十；有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個(gè)基本數(shù)碼。二進(jìn)制：逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二；有0、1兩個(gè)基本數(shù)碼。十六進(jìn)制：逢十六進(jìn)一，借一當(dāng)十六；有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六個(gè)基本數(shù)碼。1.2數(shù)制和編碼重慶郵電大學(xué)鄒虹5基和權(quán)的概念基：數(shù)制的符號(hào)個(gè)數(shù)（或稱

2、模）權(quán)（位權(quán)值）：某個(gè)數(shù)位的位值。第n位十進(jìn)制整數(shù)的位權(quán)值是：10n－1第n位十六進(jìn)制整數(shù)的位權(quán)值是：16n－1第n位二進(jìn)制整數(shù)的位權(quán)值是：2n－1第m位二進(jìn)制小數(shù)的位權(quán)值是：2－m重慶郵電大學(xué)鄒虹6二進(jìn)制的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1.數(shù)字系統(tǒng)常采用具有兩個(gè)穩(wěn)定開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)元件的狀態(tài)來表示“0”和“1”這兩個(gè)計(jì)數(shù)符號(hào)；在電路技術(shù)和工程實(shí)現(xiàn)上都非常容易獲得這些元件，而且它們可靠性很高，抗干擾能力很強(qiáng)。2.二進(jìn)制運(yùn)算非常簡(jiǎn)單。3.存儲(chǔ)二進(jìn)制信息所需要的設(shè)備量接近最低。4.數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：布爾代數(shù)。缺點(diǎn)：書寫長(zhǎng)，難于辨認(rèn)，難于記憶，人機(jī)對(duì)話時(shí)需要轉(zhuǎn)換。重慶郵電大學(xué)鄒虹8在本課程中只討論二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制和十六

3、進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換。二進(jìn)制——BIN（Binary）八進(jìn)制——OCT（Octal)十進(jìn)制——DEC（Decimal）十六進(jìn)制——HEX（Hexadecimal）數(shù)制轉(zhuǎn)換重慶郵電大學(xué)鄒虹10十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成R進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)純整數(shù)部分：連除取余法（短除法）純小數(shù)部分：連乘取整法先拆分再合成重慶郵電大學(xué)鄒虹11純整數(shù)部分：連除取余法（短除法）以十進(jìn)制整數(shù)為被除數(shù)，以2為除數(shù)做除法，得商和余數(shù)，余數(shù)（0或1）即為得二進(jìn)制整數(shù)的最低位（LeastSignificantBit,LSB）；將商再作為被除數(shù)，做相同的除法，又得商和余數(shù)，該余數(shù)（0或1）即為二進(jìn)制整數(shù)的次低位；繼續(xù)做相同的除法，直到商0為止，得到余數(shù)

4、1，即為二進(jìn)制整數(shù)的最高位（MostSignificantBit,MSB）；以轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)為例重慶郵電大學(xué)鄒虹13純小數(shù)部分：連乘取整法以十進(jìn)制小數(shù)為一個(gè)乘數(shù)，以2為另一個(gè)乘數(shù)做乘法，得積；所得積之整數(shù)部分（0或1）即為二進(jìn)制小數(shù)的最高位（MSB）；將所得積之純小數(shù)部分再作為一個(gè)乘數(shù)，做相同的乘法，又得積；所得積之整數(shù)部分（0或1）即為二進(jìn)制小數(shù)的次高位；繼續(xù)做相同的乘法，直到積的小數(shù)部分等于0時(shí)為止，此時(shí)得到的積的整數(shù)部分1，即為二進(jìn)制小數(shù)的最低位（LSB）；以轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)為例重慶郵電大學(xué)鄒虹15小數(shù)轉(zhuǎn)換精度的確定若要求轉(zhuǎn)換精確到10－k，那么轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制小數(shù)需多少位才能滿足要求？若設(shè)

5、需m位，則m可由不等式2－m≤10－k確定m≥k／lg2即m≥3.32k精確度:二進(jìn)制取10位；八進(jìn)制取4位；十六進(jìn)制取3位。重慶郵電大學(xué)鄒虹16例3.（90.6875）10＝（1011010.1011）2例4.（53.39）10＝（65.3075）8＝（110101.0110001111）2要求精度達(dá)到0.1％。重慶郵電大學(xué)鄒虹17二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八、十六進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制的方法：以小數(shù)點(diǎn)為原點(diǎn)，分別向左右以每3位分組，將每組寫成相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)即可；最高位和最低位不足3位時(shí)，應(yīng)添0補(bǔ)足3位；二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制的方法：以小數(shù)點(diǎn)為原點(diǎn)，分別向左右以每4位分組，將每組寫成相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)即可；最高

6、位和最低位不足4位時(shí)，應(yīng)添0補(bǔ)足4位；例1.（101110.1010）2＝（2E.A）16＝（56.5）8重慶郵電大學(xué)鄒虹18八、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)以小數(shù)點(diǎn)為界，向左、向右分別按位將八（十六）進(jìn)制數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分用3（4）位等值的二進(jìn)制數(shù)替換，保留書寫順序和小數(shù)點(diǎn)位置不變，即得等值的二進(jìn)制數(shù)例2.（17.34）8＝（1111.0111）2例3.(BE.29D）16＝(10111110.001010011101）2＝(276.1235）8重慶郵電大學(xué)鄒虹22特點(diǎn)：相鄰性and循環(huán)性優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力最強(qiáng)編碼規(guī)則：最高位為反射點(diǎn)，以低位鏡面對(duì)稱。常用BCD碼之一——循環(huán)碼重慶郵電大學(xué)鄒虹

7、25邏輯代數(shù)（布爾代數(shù)）：描述客觀事務(wù)邏輯關(guān)系的數(shù)學(xué)方法。又稱開關(guān)代數(shù)。只有0、1兩個(gè)數(shù)字，用來描述兩種完全相反的邏輯狀態(tài)，不代表具體數(shù)值。如高、低電平，開關(guān)的閉、合等。在二值邏輯電路中得到廣泛的應(yīng)用。1.3邏輯代數(shù)重慶郵電大學(xué)鄒虹35多變量異或的實(shí)現(xiàn)重慶郵電大學(xué)鄒虹48邏輯函數(shù)的定義：按某種邏輯關(guān)系，用有限個(gè)與、或、非邏輯運(yùn)算關(guān)系將邏輯變量x0,x1,…xn結(jié)合起來，得到的表達(dá)式：F＝f（x0,