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1、模块一 数字逻辑基础,项目一 数制与数制转换,项目二 代码,项目三 基本逻辑与逻辑门电路,项目四 集成门电路,项目五 逻辑代数定律与逻辑化简,项目一 数制与数制转换,电子电路所处理的信号可以分为两大类：一类是在时间和数值上连续变化的信号，称为模拟信号；另一类是在时间和数值上间断变化的信号，称为脉冲信号。因为其数值只有高电平和低电平两种取值，可以分别用数字1和0来表示，故又称为数字信号。,图1-1 模拟信号和数字信号的波形,（一）不同数制的特点 1十进制数制的特点,（1）十进制数由0，1，2，9十个数码组成，基数是10。 （2）低位数和相邻高位数的进位规则是“逢十进一”。 （3）各位的位权是“1
2、0”的幂。 例如：十进制数,（1）二进制数由0、1两个数码组成，基数是2。 （2）低位数和相邻高位数的进位规则是“逢二进一”。 （3）各位的位权是“2”的幂。 例如：二进制数,表1-1 11位二进制整数的位权,2二进制数制的特点,（1）八进制数由0，1，2，7八个数码组成，基数是8。 （2）低位数和相邻高位数的进位规则是“逢八进一”。 （3）各位的位权是“8”的幂。,所以 6278 = 40710。,例如：八进制数,3八进制数制的特点,（1）十六进制数由09、A、B、C、D、E、F十六个数码组成，基数是16。 （2）低位数和相邻高位数的进位规则是“逢十六进一”。 （3）各位的位权是“16”的幂
3、。,所以 6 AF16 = 171110。,例如：十六进制数,4十六进制数制的特点,（二）二进制数与十进制数的相互转换 1二进制数转换成十进制数,二进制数转换成十进制数就是求二进制数的权值和，将二进制数中所有数码1的位权值相加即转换成十进制数。 例如： 1012 = 4 + 1 = 510 11112 = 8 + 4 + 2 + 1 = 1510 10 0001 01002 = 512 + 16 + 4 = 53210,十进制整数转换成二进制数要用除2取余法。 【例题1-1】 将十进制数175转换为二进制数。 解：应用除2取余法得到余数,17510 = 1010 11112。,2十进制整数转换
4、成二进制数,（三）二进制数与八进制数的相互转换 1二进制整数转换成八进制数 二进制整数转换成八进制数时，从低位至高位每3位二进制数对应1位八进制数码。 例如： 1 111 010 1102 = 17268 2八进制整数转换成二进制数 八进制整数转换成二进制数时，每位八进制数对应3位二进制数。 例如： 3548 = 11 101 1002,（四）二进制数与十六进制数的相互转换 1二进制整数转换成十六进制数 二进制整数转换成十六进制数，从低位至高位每4位二进制数对应1位十六进制数码。 例如： 11 1010 1111 01112 = 3AF716 2十六进制整数转换成二进制数 十六进制整数转换成二
5、进制数，每位十六进制数对应4位二进制数。 例如： 9CB016 = 1001 1100 1011 0000 2,（一）二进制数加法、减法、乘法和除法法则,【例题1-2】 求二进制数1001+1011的和。 解：,【例题1-3】 求二进制数110 101的积。 解：,【例题1-4】 求二进制数1011110的差。 解：,【例题1-5】 求二进制数10010110的商。 解：,（二）二进制小数转换成十进制数 和整数转换一样，二进制小数转换成十进制数仍然是求二进制数的权值和。 【例题1-6】 将二进制数110.112转换成十进制数。,（三）十进制小数转换成二进制数 十进制小数转换成二进制数采用乘2取
6、整法。 【例题1-7】 将十进制数0.375转换成二进制数。 解：利用乘2取整法： 0.375 2 = 0.75取整数部分0，小数0.75 0.75 2 = 1.5取整数部分1，小数0.5 0.5 2 = 1取整数部分1，小数0 求得 0.37510 = 0.0112。,（四）二进制小数与八进制数相互转换 二进制小数转换成八进制数的方法是以小数点为界，从左向右每3位作为一个单元，并用对应的八进制数码表示。 例如：二进制数 111.101 012 = 7.528 八进制小数转换成二进制数的方法是以小数点为界，每个八进制数码对应3位二进 制数。 例如：八进制数 3.158 = 11.001 101
7、2,（五）二进制小数与十六进制数相互转换 二进制小数转换成十六进制数的方法是以小数点为界，从左向右每4位作为一个单元，并用对应的十六进制数码表示。 例如：二进制数 111.1010 12 = 7.A816 十六进制小数转换成二进制数的方法是以小数点为界，每个十六进制数码对应4位二进制数。 例如：十六进制数 3.F516 = 11.1111 01012,项目二 代码,人们常常希望用十进制方式显示运算结果，但在数字电路中，参与运算的数据都是以二进制的格式存在的。例如，十进制数21的二进制存储格式是0001 0101，如果对其直接编码显示，则高4位显示为“1”，低4位显示为“5”，显示的数码“15”
8、不是十进制数码“21”。显然，要想显示“21”，就要先将二进制数0001 0101转换成反映十进制进位关系（即逢十进一）的代码“0010 0001”。这种用二进制形式反映十进制数据的代码称为BCD码。 在工业生产中，要求生产设备应用可靠性高的代码，如格雷码。,用来表示图形、文字、符号、数字等各种特定信息的多位二进制数的组合称为二进制代码。,表1-4 十进制数的8421BCD码对应表,【例题1-8】 （1）求十进制数256的8421BCD码。 （2）将十进制数256转换为二进制数。 解：（1）按表1-4可写出256的8421BCD码,所以256的8421BCD码是 0010 0101 0110。
9、 （2）25610 = 0001 0000 00002,表1-5 十进制数、二进制数与格雷码对应关系,表1-6 ASCII编码表,项目三 基本逻辑与逻辑门电路,（一）与逻辑和与门电路,与逻辑函数式为 L = AB,表1-8 与逻辑真值表,00 = 0 01 = 0 10 = 0 11 = 1,与逻辑运算规则 ：,与逻辑门电路符号：,【例题1-10】 设与门电路输入端A、B的波形如图1-4所示，试绘出输出端L的波形。 解：只有A、B端波形都为1时，L端波形才为1，据此绘出L端的波形。,图1-4 波形图,（二）或逻辑和或门电路,或逻辑函数式为 L = A + B,表1-9 或逻辑真值表,或逻辑运算
10、规则：,或逻辑门电路的符号 ：,【例题1-11】 设或门电路输入端A、B的波形如图1-7所示，试绘出输出端L的波形。 解：只有A、B端波形都为0时，L端波形才为0，据此绘出L端的波形。,图1-7 波形图,（三）非逻辑和非门电路,非逻辑函数式为,表1-10 非逻辑真值表,非运算法则 ：,非逻辑门电路符号：,【例题1-12】 设非门电路输入端A的波形如图1-10所示，试绘出输出端L的波形。 解：L端的波形与A端的波形反相，据此绘出L端的波形。,图1-10 波形图,（四）与非门逻辑电路,与非门电路结构和逻辑符号：,表1-11 与非逻辑真值表,【例题1-13】 设与非门电路输入端A、B的波形如图1-1
11、2所示，试绘出输出端L的波形。 解：只有A、B端波形都为1时，L端波形才为0，据此绘出L端的波形。,图1-12 波形图,（五）或非门逻辑电路,或非门电路结构和逻辑符号 ：,表1-12 或非逻辑真值表,【例题1-14】 设或非门电路输入端A、B的波形如图1-14所示，试绘出输出端L的波形。 解：只有当A、B端波形均为0时，L端波形才为1，据此绘出L端的波形。,图1-14 波形图,（六）与或非门逻辑电路,图1-15 与或非门电路结构和逻辑符号,与或非门的逻辑函数式为,（七）异或门逻辑电路,异或门的逻辑函数式为,表1-14 异或逻辑真值表,（八）同或门逻辑电路,同或门的逻辑函数式为,表1-15 同或
12、逻辑真值表,（一）仿真实验1 测试与门电路的逻辑功能,图1-18 测试与门逻辑的电路,表1-16 与逻辑测试表,测试与门逻辑的电路如图1-18所示，在Multisim 2001软件工作平台上操作步骤如下。 （1）从混合元器件库中拖出2输入端与门逻辑符号U1。 （2）从电源库中拖出电源VCC和接地。 （3）从基本元器件库中拖出2个电阻（阻值1k）。 （4）从基本元器件库中拖出2个开关，将开关的操作键定义为A、B。 （5）从显示器材库中拖出指示灯X1。 （6）完成电路连接后按下仿真开关进行测试。 （7）按照表1-16中所示数据操作按键A或B，并将输出结果填入表1-16中。 （8）检查测试结果是否符
13、合与逻辑。,（二）仿真实验2 测试或门电路的逻辑功能,图1-19 测试或门逻辑的电路,表1-17 或逻辑测试表,（三）仿真实验3 测试非门电路的逻辑功能,图1-20 测试非门逻辑的电路,表1-18 非逻辑测试表,（四）仿真实验4 测试与非门电路的逻辑功能,图1-21 测试与非门逻辑的电路,表1-19 与非逻辑测试表,（五）仿真实验5 测试异或门电路的逻辑功能,图1-22 测试异或门逻辑的电路,表1-20 异或逻辑测试表,项目四 集成门电路,集成电路可以将一个完整的逻辑电路中的全部元器件和连线制作在一块很小的半导体芯片上，它具有体积小，重量轻、速度快、功耗低、可靠性高等优点。 某14个管脚的集成
14、电路外形如图1-28所示。其管脚排列为凹口处左下角管脚为1，从顶端看按逆时针方向顺序编号。,图1-28 集成电路管脚排列,图1-29 TTL与非门7430和CMOS非门CD4069,（一）TTL集成门电路,图1-30 TTL集成与非门,2工作原理,表1-21 TTL集成电路的参数,3TTL集成电路的参数,表1-22 74系列TTL集成电路分类,4TTL集成电路的分类,表1-23 74系列TTL集成电路正常阻值,TTL电路的电源电压范围很窄，通常为4.755.25V，典型值为VCC = 5V。输入信号电压不得高于VCC，也不得低于GND（地电位）。 不能带电插拔集成电路，必须在拔插前切断电源。
15、集成电路及其引线应远离脉冲高压源等装置。 连接集成电路的引线要尽量短。,5判断TTL集成电路好坏的方法,6TTL集成电路使用注意事项,TTL集成电路的多余输入端最好不要悬空。虽然悬空相当于高电平，并不影响“与门、与非门”的逻辑关系，但悬空容易受干扰，有时会造成电路误动作。因此，多余输入端要根据实际需要作适当处理。例如，“与门、与非门”的多余输入端可直接接到电源VCC上或将多余的输入端与正常使用的输入端并联使用。对于“或门、或非门”的多余输入端应直接接地。 对于多余的输出端，应该悬空处理，决不允许直接接到电源或地。否则会产生过大的短路电流而使器件损坏。,7TTL集成电路多余输入、输出端的处理,（
16、二）CMOS集成门电路,输出与输入之间符合“非”逻辑关系,1CMOS集成非门,当A为高电平时，VT1管导通，VT2管截止，输出端L为低电平。 当A为低电平时，VT2管导通，VT1管截止，输出端L为高电平。,（1）手拿CMOS器件时，应拿芯片的两头，尽量避免碰其管脚。 （2）在焊接中应尽量使用集成电路插座，待焊接完成后再插入CMOS。 （3）保存CMOS器件时，应插在导电泡沫橡胶上或用锡箔纸包好。 （4）CMOS器件输入端不能悬空，必须与逻辑电路输出端相连，或按逻辑要求经电阻接VDD（电源正极）或VSS（电源负极。 （5）在未加电源电压的情况下，不允许在CMOS集成电路输入端接入信号。开机时，应先加电源电压，再加输入信号；关机时，应先关掉输入信号，再切断电源。 （6）CM
