数字电路讲义-数字电路基础.ppt
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1、(1-1),第一章 数字电路的基础知识,电子技术,数字电路部分,(1-2),第一章 数字电路的基础知识,1.1 数字电路的基础知识,1.2 逻辑代数及运算规则,1.3 逻辑函数的表示法,1.4 逻辑函数的化简,(1-3),1.1.1 数字信号和模拟信号,电子电路中的信号,模拟信号,数字信号,随时间连续变化的信号,时间和幅度都是离散的,1.1 数字电路的基础知识,(1-4),模拟信号:,u,正弦波信号,锯齿波信号,u,(1-5),研究模拟信号时,我们注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。相应的电子电路就是模拟电路,包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。,在模拟电路中,晶体管一般工作在放大状
2、态。,(1-6),数字信号:,数字信号,产品数量的统计。,数字表盘的读数。,数字电路信号:,(1-7),研究数字电路时注重电路输出、输入间的逻辑关系,因此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、逻辑表达式或波形图表示。,在数字电路中,三极管工作在开关状态下,即工作在饱和状态或截止状态。,(1-8),1.1.2 数制,(1)十进制:,以十为基数的记数体制,表示数的十个数码:,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,遵循逢十进一的规律,157,=,(1-9),一个十进制数数 N可以表示成:,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记数码相对应。这样将在
3、技术上带来许多困难,而且很不经济。,(1-10),(2)二进制:,以二为基数的记数体制,表示数的两个数码:,0,1,遵循逢二进一的规律,(1001)B=,=(9)D,(1-11),优缺点,用电路的两个状态-开关来表示二进制数,数码的存储和传输简单、可靠。,位数较多,使用不便;不合人们的习惯,输入时将十进制转换成二进制,运算结果输出时再转换成十进制数。,(1-12),(3)十六进制和八进制:,十六进制记数码:,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A(10),B(11),C(12),D(13),E(14),F(15),(4E6)H=,4162+14 161+6 160,=(1254)D,(1-13
4、),十六进制与二进制之间的转换:,(0101 1001)B=,027+1 26+0 25+1 24+1 23+0 22+0 21+1 20B,=,(023+1 22+0 21+1 20)161+(1 23+0 22+0 21+1 20)160B,=(59)H,每四位2进制数对应一位16进制数,(1-14),十六进制与二进制之间的转换:,B=,从末位开始 四位一组,(1001 1100 1011 0100 1000)B=,=(9CB48)H,(1-15),八进制与二进制之间的转换:,B=,从末位开始三位一组,(10 011 100 101 101 001 000)B=,=(2345510)O,(
5、1-16),十进制与二进制之间的转换,可以用二除十进制数,余数是二进制数的第0位,然后依次用二除所得的商,余数依次是K1、K2、。,转换方法,(4)十进制与二进制之间的转换:,(1-17),转换过程:,(25)D=(11001)B,(1-18),用四位二进制数表示09十个数码,即为BCD码。四位二进制数最多可以有16种不同组合,不同的组合便形成了一种编码。主要有:8421码、5421码、2421码、余3码等。,数字电路中编码的方式很多,常用的主要是二 十进制码(BCD码)。,BCD-Binary-Coded-Decimal,1.1.3 BCD码,(1-19),在BCD码中,十进制数(N)D 与
6、二进制编码(K3K2K1K0)B 的关系可以表示为:,(N)D=W3K3+W2K2+W1K1+W0K0,W3W0为二进制各位的权重,所谓的8421码,就是指各位的权重是8,4,2,1。,(1-20),二进制数,自然码,8421码,2421码,5421码,余三码,(1-21),1.2.1 逻辑代数与基本逻辑关系,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,中间值没有意义,这里的0和1只表示两个对立的逻辑状态,如电位的低高(0表示低电位,1表示高电位)、开
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