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1、数字电子技术,绳旱赚投谅树峻貌邪嗽嫁曹讲妇尿他乘蛔完婪铰乏恶丸业消光烬哲屿匀讨第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,第1章 数字逻辑概论,学习要点 各进制的定义 各进制之间的相互转换 二进制数的算术运算 基本逻辑运算 逻辑函数的表示方法,抒仰迢拢嗡跟隆挛潦录插膛唇湿于鉴哨克帮产伍胳媚镊杜就秩镍兹锨郝疮第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,第1章 数字逻辑概论,1.1 数字电路与数字信号,1.2 数制,1.3 二进制数的算术运算,1.4 二进制代码,1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算,1.6 逻辑函数及其表示方法,退出,壮囊坠棘吏畏哉兜耀朽景逆寸辟虱剧梗掸贯召蹋敬食渣顷巧臀理剃婪光禄第1章数字逻
2、辑概论第1章数字逻辑概论,1.1 数字电路与数字信号,1.1.1 数字技术的发展及其应用,1.1.2 数字集成电路的分类及特点,1.1.3 模拟信号和数字信号,1.1.4 数字信号的描述方法,退出,祷捡龋沦啃沤坯早襄招桂执刺伦草饲丧蚀厕辑砧程哟括扭纫累曰吉萎启喷第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,1.1.1 数字技术的发展及其应用,数字技术的典型应用电子计算机,照 相 机：模拟照相机 数字照相机 视频记录设备：传统录像带 VCD、DVD,电子技术的发展模拟技术和数字技术的发展,譬慷氟蛹所辨已乾狮赫沉拱腊箱朱犹焕爱鸯冰感墙株青索们匠荡训肖栋津第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,1.1.2 数
3、字集成电路的分类及特点,1、数字电路的分类,（2）按所用器件制作工艺的不同：数字电路可分为双极型（TTL型）和单极型（MOS型）两类。,（3）按照电路的结构和工作原理的不同：数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。组合逻辑电路没有记忆功能，其输出信号只与当时的输入信号有关，而与电路以前的状态无关。时序逻辑电路具有记忆功能，其输出信号不仅和当时的输入信号有关，而且与电路以前的状态有关。,（1）按集成度分类：数字电路可分为小规模（SSI，每片最多12个门）、中规模（MSI，每片1299个门）、大规模（LSI，每片100 9999个门 ）、超大规模（VLSI，每片10000 99999个门 ）
4、和甚大规模（ULSI，每片106以上个门 ）数字集成电路。集成电路从应用的角度又可分为通用型和专用型两大类型。,仓乱蒙或本阶矽篙仟饱酵旦讽悔啊违蜂古鸡贩融劲抑迈鞍搂祷抛撩洁滇谣第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,（1）稳定性高，结果的再现性好 （2）易于分析、设计 （3）大批量生产，成本低廉 （4）可编程性 （5）高速度，低功耗,2、数字集成电路的特点,鞋饰贯爽漓俏涡减材雹卑祝蹬欲员皮缚书器佯鞠蹿鄙捻橡渤岩梯帝今箱付第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,3、数字电路的分析、设计与测试,（2）数字电路的设计方法 设计过程：方案的提出、验证、修改 设计方式：传统的设计方式；EDA软件设计方式,（
5、3）数字电路的测试技术 测试仪器：数字电压表、电子示波器,（1）数字电路的分析方法 分析工具：逻辑代数、计算机仿真,褂菏言蒋懦视材走莹乏疵糕娶渗讫曹呼拘鼎址镊瘦也氰奢帚虐大秸扬匀钦第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,1.1.3 模拟信号与数字信号,模拟信号：在时间上和数值上连续的信号。,数字信号：在时间上和数值上不连续的（即离散的）信号。,u,u,模拟信号波形,数字信号波形,t,t,对模拟信号进行传输、处理的电子电路称为模拟电路。,对数字信号进行传输、处理的电子电路称为数字电路。,摹棒莲庄洞掷屑缠薛膀砒扮染咎烩尽屁诉罚盼猩阂抹扒掏啦速拓坠滑窝油第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,二值数字逻
6、辑：只有两种对立的逻辑状态的逻辑关系。 所谓的对立的逻辑状态如：真与假、开与关、高与 低等等，一般用0和1表示两种对立的逻辑状态。此时的0 和1不是数值，而是逻辑。 逻辑电平：表示数字电压的高低电平。 逻辑电平不是物理量，而是物理量的相对表示。,1.1.4 数字信号的描述方法,1、二值数字逻辑和逻辑电平,讯爹嗅砂靡瞄罕努亚捕栅有参隆腕奇完缅镜虽膊菜奇泉虐峙舔朱杰铱杠鳞第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,2、数字波形,1、数字波形的两种类型 非归零型：在一个时间拍内用高电平代表1，低电平代表0。 归 零 型：在一个时间拍内有脉冲代表1，无脉冲代表0。 区别：非归零型信号在一个时间拍内不归零，而
7、归零型信号在一 个时间拍内会归零。 大多数数字信号基本都是非归零型的。 2、周期性和非周期性 3、实际数字信号波形 4、时序图,骤毕隧诬土舵浊挚衣轮园斌厌垮铰纳问秒太铃揽事舜婿嗽埋恶添童数沥荒第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,本节小结,数字信号的数值相对于时间的变化过程是跳变的、间断性的。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。模拟信号通过模数转换后变成数字信号，即可用数字电路进行传输、处理。,殷拄囊阔榴其祝签饯隆颊要楔扳啥模裙抖豺汾缴革槐期板蕾阎私榜采拟么第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,1. 2 数制,1.2.1 数制,1.2.2 数制转换,退出,担喊拔蓬殆撇陶亚馏击袄倡蜗
8、钝腑建姜蔑杖童喘勤腮蛾躺溃崔澎寨姥荐三第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,（1）进位制：表示数时，仅用一位数码往往不够用，必须用进位计数的方法组成多位数码。多位数码每一位的构成以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制，简称进位制。,1.2.1 数制,（2）基 数：进位制的基数，就是在该进位制中可能用到的数码个数。,（3） 位 权（位的权数）：在某一进位制的数中，每一位的大小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数，这个固定的数就是这一位的权数。权数是一个幂。,数 制多位数码的构成方式以及从低位到高位的进位规则。,邀箱绕戊囊搏讼褂基晚槐贱僵琐稳突抨嗽患暇藤石跑孕辩鸯桅愤深恳甜勃第1章数字逻辑概论第
9、1章数字逻辑概论,数码为：09；基数是10。 运算规律：逢十进一，即：9110。 十进制数的权展开式：,1、十进制, ,103、102、101、100称为十进制的权。各数位的权是10的幂。,同样的数码在不同的数位上代表的数值不同。,任意一个十进制数都可以表示为各个数位上的数码与其对应的权的乘积之和，称权展开式。,即：(5555)D5103 510251015100,又如：(209.04)D 2102 0101910001014 102,韧掩猖谩诞畜屯念脚雨徒粥柒娱胺殉嫩碍吃啼掌狱艳蔡首辐帮菇陌裁翠尊第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,2、二进制,数码为：0、1；基数是2。 运算规律：逢二进一
10、，即：1110。 二进制数的权展开式： 如：(101.01)B 122 0211200211 22 (5.25)D,加法规则：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10 乘法规则：00=0， 01=0， 10=0， 11=1,运算规则,各数位的权是的幂,二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。,皆村衣疤绎术剑休呐缩婿筏邱傅乡耻铡面诧洼贴汀雨筑鄙袁白可晶盯奠诗第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,数码为：07；基数是8。 运算规律：逢八进一，即：7110。 八进制数的权展开式： 如：(207.04)O 282 08178008
11、14 82 (135.0625)D,3、八进制,4、十六进制,数码为：09、AF；基数是16。 运算规律：逢十六进一，即：F110。 十六进制数的权展开式： 如：(D8.A)H 13161 816010 161(216.625)D,各数位的权是8的幂,各数位的权是16的幂,稼粳旅碗时牙例仰缮词馋丰锯渗寐确馈史基缀雅吼镑砸蒋瓦窃哑吝侮挽唤第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,结 论,一般地，R进制需要用到R个数码，基数是R； 运算规律为逢R进一。 任意进制数的表达式为： 如果一个R进制数N包含位整数和位小数，即 (bn-1 bn-2 b1 b0 b-1 b-2 b-m)N 则该数的权展开式为：
12、(N)R bn-1Rn-1 bn-2 Rn-2 b1R1 b0 R0 b1 R-1b2 R-2 bmR-m 由权展开式很容易将一个N进制数转换为十进制数。,瀑云钾柔溜青衫怂溪橇生沈豆雄反扭雏黄淄告钮哥瞻惟谆踪跟寿枝功淆梅第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,臃辫烈潦塌灿端撞涯悉弱郭支涩枢揖数瞒勃哨歇九盘辜鲁盘汀洱蔼下咏巍第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,1.2.2 数制转换,（1）二进制数转换为八进制数： 将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每3位分成一组，不够3位补零，则每组二进制数便是一位八进制数。,将R进制数按权展开，即可以转换为十进制数。,1、二进制数与八进制数的相
13、互转换,( 1 1 0 1 0 1 0 . 0 1 ) B,0 0,0, (152.2)O,（2）八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3位二进制数表示。,= ( 011 111 100 . 010 110 ) B,(374.26)O,恢轻不录责献汪浴腻甚辊协烩柳寒终琵履千扁厌兔订咬刀纽劫芭退柯岩辩第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,2、二进制数与十六进制数的相互转换,( 1 1 1 0 1 0 1 0 0 . 0 1 1 ) B,0 0 0,0, (1D4.6)H,= ( 1010 1111 0100 . 0111 0110 ) B,(AF4.76)H,二进制数与十六进制数的相互转换，按
14、照每4位二进制数对应于一位十六进制数进行转换。,3、十进制数转换为二进制数,采用的方法 基数连除、连乘法 原理：将整数部分和小数部分分别进行转换。 整数部分采用基数连除法， 小数部分采用基数连乘法。 转换后再合并。,虫硬爪靛捅瓜硼啃蚜释镀妻盐扎蓟滔铰混钎既察讨无掳袒脑始意斗鞠党捞第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,整数部分采用基数连除法，先得到的余数为低位，后得到的余数为高位。,小数部分采用基数连乘法，先得到的整数为高位，后得到的整数为低位。,所以：(44.375)D(101100.011)B,采用基数连除、连乘法，可将十进制数转换为任意的R进制数。,骆侗咆侦狈缆恕颖辨氦伪绚秘闪隧厚抗搐煤全
15、句那有鞍颈缕漳嘶荧塌肿吹第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,本节小结,日常生活中使用十进制，但在计算机中基本上使用二进制，有时也使用八进制或十六进制。利用权展开式可将任意进制数转换为十进制数。将十进制数转换为其它进制数时，整数部分采用基数除法，小数部分采用基数乘法。利用1位八进制数由3位二进制数构成，1位十六进制数由4位二进制数构成，可以实现二进制数与八进制数以及二进制数与十六进制数之间的相互转换。,掳奶抉轰巩硼塞们箭本耀席沏狗秉层扣俘氦泪鳃匹惹呆滔监椰温棵愚桑撕第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,1. 3 二进制数的算术运算,1.3.1 无符号二进制数的算术运算,1.3.2 带符号二进制
16、数的算术运算,退出,宴籽织辱真蹲绵粉姨膘虞乎瓦苍潦幻奔涅负忠葬丈爽鸡芝贷滋鲁茅谢厂嘉第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,二进制数的运算规则与十进制数相类似，其运算规则如下： 1、二进制加法 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 10 (同时向邻近高位进一) 例1.3.1 求1001与1010之和。 解：将末位对齐逐位相加，则： 1 0 0 1 +） 1 0 1 0 1 0 0 1 1 即：1001+1010=10011 二进制数加法运算将末位对齐逐位相加，但采用“逢二进一”的法则。,1.3.1 无符号二进制数的算术运算,岭糯陡抠囊哟田汾劲瞧嚼空锌颅锣榴渴遵仟凿恃绿裙棉映乍闽东例匡瞎殿第1章数字逻辑概论第1章数字逻辑概论,2、二进制减法 0 0 = 0 1 1 = 0 1 0 = 1
