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1、数字逻辑与数字系统,2015-2016学年 第2学期,数字逻辑与数字系统设计,课程安排,课程安排,学时安排,课时安排,48学时,教材,教材,科学出版社，白中英 1、数字逻辑（第六版立体化教材）书号：36909 2、数字逻辑习题解析与实验教程（第六版）书号：37162,数字逻辑与数字系统 (电子工业出版社) 王永军 李景华 编著,数字逻辑设计 (人民邮电出版社) 李仁发 主编,数字电子技术 (电子工业出版社) 美 Thomas L.Floyd 编,数字逻辑实用教程 (清华大学出版社) 王玉龙 主编,数字电路与逻辑设计教程 (清华大学出版社) 谢声斌 主编,参 考 书 籍 参 考 书 籍 参 考
2、书 籍,参考书籍,参考书籍,http:/ ,http:/www.ic-on-,所用软件,所用软件,Workbench,Multisim,Lattice ispDesignEXPERT,Quartus II 9.1,演示设备,P30 1、2、3、4、5、8,作业,第1章,第 1章,第一节 二进制系统 第二节 数制与码制 第三节 逻辑函数及描述方式 第四节 布尔代数 第五节 卡诺图 第六节 数字集成电路,开关理论基础,二进制系统,第一节 二进制系统,数字量的取值只有0、1,离散量的取值可以很多1,3,5,42,模拟量是随时间连续变化的物理量,数字量是不随时间连续变化的物理量,数字量模拟量应用,模拟
3、电子系统,数字及模拟电子系统,开关量,数字量的两个数字状态 1 和 0,信号的有与无 电平的高与低 开关的通与断 事情的真与假,实际生活中相互对立的两种状态，例如：,都可以用1和0来表示。,用来表示 1 和 0 的电平,数字波形,将数字量的两个状态 1 和 0用波形表示,1,0,1 1,0 0 0 0,1,0,1 1 1 1,理想脉冲波形,非理想脉冲波形,数字波形,周期T =T1=T2=T3=T4=T5,周期性波形,非周期性波形,三个重要参数,脉冲周期 T,脉冲频率 f,频宽比 D,（占空比）,P4 例1,特点：波形不在固定的时间间隔内重复。,特点：波形在固定的时间间隔内重复。,数制与码制,第
4、二节 数制与码制,人们对数量计数的一种统计规律,计数制中所用到的数码个数 R,一个数的大小与什么有关？,进位计数的两个基本因素,基数,位权,数码所处的位置,逢R进一,逢十进一，借一当十,有十个数码 0，1，2，9,6342是多少？,(6342)8=(3298)10,3298,101是多少？,5,(101)2=(5)10,表达式：,特点：,K是任意进制数码所允许数中的一个。,进制表示,逢二进一，借一当二,有两个数码 0，1,表达式：,特点：,逢八进一，借一当八,有八个数码 0，1，7,表达式：,特点：,进制表示,逢十六进一，借一当十六,有十六个数码 0，1，9，A,B,C,D,E,F,表达式：,
5、特点：,小结,公式展开计算,三位并一位,四位并一位,一位拆三位,一位拆四位,例题,将二进制数转换为八进制和十六进制数,在不同进制的四个数中最小的一个数是_。,a) (11011001)2,b) (75)10,c) (37)8,d) (A7)16,a) 217,b) 75,c) 31,d) 167,c),(77.25)10=(1) (_)2 = (2) (_)8 = (3) (_)16,(1) (a) 10101011.1 (b)1001101.01 (c) 11010101.01 (d) 10001110.11,(2) (a) 120.4 (b) 107.5 (c) 115.2 (d) 141
6、.2,(3) (a) 4D.4 (b) 5B.4 (c) 39.8 (d)5A.C,(a),(c),(b),八进制,十六进制,例题,与 11010101.1101B相等的数有（ ）。,A、 325.64 O B、B5.D H C、213.8125 D D、223.14 E、355.61O,A、C,3AF.E H =（ ）B。,3AF.E H = 1110101111.1110 B。,Octal notation,Decimal notation,Binary notation,Hexadecimal notation,盘点全球最潮最酷的30款手表,例题,码制,可以表示不同大小的数值信息。,以特
7、定二进制代码表示十进制数值、字母、符号的过程。,为了表示文字符号(包括控制符)等被处理的信息，需用一定位数的二进制数码与每一项信息建立一一对应关系，这些数码称为代码。,数字系统包括两类信息,数码,代码,若对N项信息进行编码，要求二进制代码的位数n应满足,* 有权码,* 无权码,P8表1-1,任何相邻的码字中，仅有一位代码不同，其他相同。,循环码,自然码,BCD码（Binary Coded Decimal）,用 4 位二进制数码来表示 1 位十进制数的09这10个状态，这种关系称为二十进制编码。,班级 2010211316 2010211201,学号：10211600,常用BCD码,常用BCD码
8、,BCD码,* 8421码,* 2421码,* 5211码,* 余3码,* 格雷码,P8表1-2,有权码,无权码,“9” 1001=8+1,“9” 1111=2+4+2+1,“9” 1111=5+2+1+1,“9” 1100=8421码+0011,“9” 1101 循环码,字符编码,用7位二进制数进行编码,ASCII码,用8421BCD码和余3码分别表示十进制数 276.8。,(276.8)10= ( 0010 0111 0110.1000)8421BCD,(276.8)10= ( 0101 1010 1001.1011)余3,ASCII码表,“T”,“54”,128种状态来表示128个字符，
9、其中包括96个图形字符(大小写英文字母各26个，数字符l0个，专用符号34个)和控制字符32个。,ASCII,代码,存储并处理汉字 （汉字内码）,输入汉字 （汉字输入码）,输出汉字 （汉字字型码）,7FH,08H,08H,08H,08H,西文字符在计算机中的处理过程,存储并处理字符 （ASCII码）,输入字符 （键盘直接敲入）,输出字符 （点阵编码）,T,54H,08H,08H,08H,08H,79点阵,汉字字符在计算机中的处理过程,01111111,00001000,汉字编码,存储并处理汉字 （汉字内码）,输入汉字 （汉字外码）,输出汉字 （汉字字型码）,全拼,智能ABC,五笔,区位 GB2
10、312-80,“麻”,区位码：34 73,区,位,34“4”,73“s”,1,1,(34)10,(73)10,汉字内码：C2 EA,1616点阵,字节0：03H 字节1：00H,字节2：03H 字节3：00H,字节4：03H 字节5：00H,字节6：03H 字节7：04H,字节8：FFH 字节9：FEH,HZ（香港新加坡） BIG5（台湾） GB（大陆）,显示“大”字点阵.bmp,存放1616点阵，用32字节,存放2424点阵，用72字节,存放6464点阵，用512字节,=(00100010)2,=(01001001)2,区码位码分别加上A0H,微软,搜狗,区位码查询助手,演示_区位码表,提问
11、,1、十进制转换为十二进制的方法是什么？,问题,3、BCD码的实质是什么？有几种编码方式？用5121码表示 “6”,4、西文字符在机器内部存储并处理时采用的编码是什么吗？输出显示是什么编码？,5、汉字从输入到输出用到几部分编码？,2、自己随便说出一个大于50的十进制数，再将其表示为十六进制、二进制、八进制。,逻辑函数,第三节 逻辑函数,输入的逻辑变量A、B、的取值确定之后，逻辑结果Y的取值也就唯一地被确定了，其函数关系为,在数字电路中，所谓逻辑是指一定因果关系的规律性。,注意：它与数字1和数字0的含意完全不同。,信号的有与无 电平的高与低 开关的通与断 事情的真与假,相互对立的逻辑状态，例如：
12、,与逻辑运算,决定一件事情的所有条件都具备之后，该事件才会发生。,设：开关闭合=1，开关打开=0； 灯亮=1，灯不亮=0,与运算真值表,与运算表达式,逻辑乘,与门符号,F=A and B,VHDL语言,P11,仿真,与逻辑运算波形,多输入与门,与门的波形,F,与逻辑运算应用,与门的应用,频率计,或逻辑运算,当决定一件事情的各条件中，只要具备一个条件，该事件就会发生。,或运算真值表,或运算表达式,逻辑加,或门符号,F=A or B,VHDL语言,或逻辑运算,多输入或门,或门的波形,F,非逻辑运算,就是否定。求反。,非运算真值表,非运算表达式,非门符号,F=notA,VHDL语言,非门的波形,异或
13、逻辑运算,只有当输入两变量相异时输出=1，否则输出=0。,异或运算真值表,异或运算表达式,异或门符号,实质,按位加无进位,F=A xor B,VHDL语言,同或运算表达式,=AB,异或逻辑波形,异或门的波形,异或运算应用,14H、02H、6AH、44H,发送方,接收方,16H,7CH,38H,0H,全部数据的异或值=38H,发送方将要发数据及全部数据的异或值送出，接收方将全部数据进行异或后结果为0，则接收成功。,异或运算的应用,通讯协议格式为：TLV+校验值。其中T为命令字，L为数据V的长度，校验值是TLV所有数据的异或。,与或非逻辑运算,将与、或、非三种逻辑综合起来。,与或非运算真值表,与或
14、非运算表达式,与或非门符号,F=not ( A and B or C and D),VHDL语言,1,0 0 0 1,0 0 1 0,0 0 1 1,0 1 0 0,0 1 0 1,0 1 1 0,0 1 1 1,1 0 0 0,1 0 0 1,1 0 1 0,1 0 1 1,1 1 0 0,1 1 0 1,1 1 1 0,1 1 1 1,1,1,0,1,0 0 0 0,P11表1.3,识别逻辑符号,识别电路中的逻辑符号,逻辑门符号,与门,或门,非门,异或门,与非门,逻辑门对照,符号举例,与或非运算,？,例题,如图，此电路为研究生论文评审表决电路。有3人参加评审，在每人面前设置一个按钮，其中主
15、审握着按钮A，两名副审分别握着按钮B和C。若以按钮按下为1，没有按下为0；灯亮为1，灯不亮为0。写出逻辑关系真值表；并画出逻辑图。,真值表,表达式,逻辑图,00000111,例题,某电路的输入、输出波形如图。该电路实现的逻辑运算是（ ）。,输入C,输入D,输出Y,0,1,1,0,C,真值表,正逻辑、负逻辑的概念,高电平赋为逻辑“1”，低电平赋为逻辑“0”。,通常的思维方式,高电平赋为逻辑“0”，低电平赋为逻辑“1”。,TTL电平采用正逻辑,逻辑“1”：25V,逻辑“0”：00.8V,主机,(SN75150),TTL,主机,(SN75154),TTL,RS232,EIA,RS232,EIA,1488,1489,1488,“1”,低电平,“1”,高电平,通,通,标准串行接口RS232采用负逻辑,逻辑“1”：-15V -5V,逻辑“0”：+5V +15V,正逻辑、负逻辑的概念,正逻辑与门,负逻辑,1 1,
