第一章 數(shù)字邏輯基礎

1、5、掌握基本邏輯運算及邏輯函數(shù)的表示方法掌握基本邏輯運算及邏輯函數(shù)的表示方法教學基本要求教學基本要求1、了解數(shù)字信號與數(shù)字電路的基本概念了解數(shù)字信號與數(shù)字電路的基本概念2、了解數(shù)字信號的特點及表示方法了解數(shù)字信號的特點及表示方法3、掌握常用二十、二一十六進制數(shù)的轉換掌握常用二十、二一十六進制數(shù)的轉換4、了解常用二進制碼，了解常用二進制碼，熟悉熟悉8421 BCD碼碼1.1.數(shù)字邏輯基礎數(shù)字邏輯基礎1.1.數(shù)字邏輯基礎數(shù)字邏輯基礎1.1 數(shù)字電路與數(shù)字信號數(shù)字電路與數(shù)字信號1.2 數(shù)制數(shù)制1.3 二進制數(shù)的算術運算二進制數(shù)的算術運算1.4 二進制代碼二進制代碼1.5 二值邏輯變量與基本邏輯運算二

2、值邏輯變量與基本邏輯運算1.6 邏輯函數(shù)及其表示方法邏輯函數(shù)及其表示方法1.1 1.1 數(shù)字電路與數(shù)字信號數(shù)字電路與數(shù)字信號1.1.1 數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術的發(fā)展及其應用1.1.2 數(shù)字集成電路的分類及特點數(shù)字集成電路的分類及特點1.1.3 模擬信號與數(shù)字信號模擬信號與數(shù)字信號1.1.4 數(shù)字信號的描述方法數(shù)字信號的描述方法1.1.1數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術的發(fā)展及其應用1906年年 美國美國李李. .德福雷斯特德福雷斯特發(fā)明了發(fā)明了 真空三極管真空三極管1958年年 美國美國基爾比基爾比制成第一塊集成電路制成第一塊集成電路 6 6個月后諾伊斯制成第一塊硅集成電路個月后諾伊斯制

3、成第一塊硅集成電路1948年年 晶體管之父晶體管之父威廉威廉肖克利肖克利發(fā)明發(fā)明 了了第一只晶體管誕生第一只晶體管誕生1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號數(shù)字電路與數(shù)字信號80年代后年代后- ULSI ， 1 0 億個晶體管億個晶體管/片片 、 ASIC 制作技術成熟制作技術成熟目前目前- 芯片內部的布線細微到亞微米芯片內部的布線細微到亞微米(0.130.09 m)量級量級微處理器的時鐘頻率高達微處理器的時鐘頻率高達3GHz（109Hz）90年代后年代后- 97年一片集成電路上有年一片集成電路上有40億個晶體管。億個晶體管。6070代代-IC技術迅速發(fā)展：技術迅速發(fā)展：SSI、MSI、LSI 、VLSI。

4、10萬個晶體管萬個晶體管/片。片。將來將來- 高分子材料或生物材料制成密度更高、三維結構的電路高分子材料或生物材料制成密度更高、三維結構的電路1.1.1數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術的發(fā)展數(shù)字技術的發(fā)展發(fā)展特點發(fā)展特點: :以電子器件的發(fā)展為基礎以電子器件的發(fā)展為基礎電子管時代電子管時代 1906年，福雷斯特等發(fā)明了電子管；電子管年，福雷斯特等發(fā)明了電子管；電子管體積大、重量重、耗電大、壽命短。目前在體積大、重量重、耗電大、壽命短。目前在一些大功率發(fā)射裝置中使用一些大功率發(fā)射裝置中使用。電壓控制器件電壓控制器件電真空技術電真空技術1.1.1 數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術

5、的發(fā)展及其應用1946年年2月由賓州大月由賓州大學研制成功學研制成功ENIAC電子數(shù)字積分計算機電子數(shù)字積分計算機:重達重達30噸噸:占地占地250m2:啟動工耗啟動工耗150000瓦瓦:1.8萬個電子管萬個電子管:保存保存80個字節(jié)個字節(jié)1.1.1數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術的發(fā)展及其應用電子管時代電子管時代晶體管時代晶體管時代電流控制器件電流控制器件 半導體技術半導體技術半導體二極管、三極管半導體二極管、三極管器件器件1.1.1數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術的發(fā)展及其應用半導體集成電路半導體集成電路1.1.11.1.1數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術的發(fā)展及其應用電路設計方法電路設計方法伴

6、隨器件變化從傳統(tǒng)走向現(xiàn)代伴隨器件變化從傳統(tǒng)走向現(xiàn)代a)a)傳統(tǒng)的設計方法：傳統(tǒng)的設計方法：b)b)現(xiàn)代的設計方法：現(xiàn)代的設計方法：采用自下而上的設計方法；由人工組裝采用自下而上的設計方法；由人工組裝, ,經反復調試經反復調試、驗證驗證、修改完成修改完成。所用的元器件較多，電路可靠性差。所用的元器件較多，電路可靠性差, ,設計周期長。設計周期長。現(xiàn)代現(xiàn)代EDA技術實現(xiàn)硬件設計軟件化。采用從上到下設計方技術實現(xiàn)硬件設計軟件化。采用從上到下設計方法，電路設計法，電路設計、 分析、仿真分析、仿真 、修訂、修訂 全通過計算機完成全通過計算機完成。1.1.11.1.1數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術的發(fā)展及

7、其應用EDA技術以計算機為基本工具、借助于軟件設計平臺，自動完技術以計算機為基本工具、借助于軟件設計平臺，自動完成數(shù)字系統(tǒng)的仿真、邏輯綜合、布局布線等工作。最后下載到成數(shù)字系統(tǒng)的仿真、邏輯綜合、布局布線等工作。最后下載到芯片，實現(xiàn)系統(tǒng)功能。使硬件設計軟件化。芯片，實現(xiàn)系統(tǒng)功能。使硬件設計軟件化。1、設計：、設計：在計算機上利用軟件平臺進行設計在計算機上利用軟件平臺進行設計原理圖設計原理圖設計VerlogHDL語言設計語言設計狀態(tài)機設計狀態(tài)機設計設計方法設計方法EDA（Electronics Design Automation)技術技術1.1.11.1.1數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術的發(fā)展及其

8、應用3 3、下載、下載2 2、仿真、仿真4 4、驗證結果、驗證結果實驗板實驗板下載線下載線1.1.11.1.1數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術的發(fā)展及其應用1.1.1 數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術的發(fā)展及其應用1.1.將將PLD焊在焊在PCB板上板上 2. 2.接好編程電纜接好編程電纜 3.3.現(xiàn)場燒寫現(xiàn)場燒寫PLD芯片芯片應用：應用：發(fā)展快發(fā)展快 、 應用最廣泛的現(xiàn)代技術應用最廣泛的現(xiàn)代技術. .雷達技術雷達技術通信技術通信技術計算機、自動控制計算機、自動控制航空航天航空航天“勇氣勇氣”號號 火星探測器火星探測器1.1.11.1.1數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術的發(fā)展及其應用1.1.11.1

9、.1數(shù)字技術的發(fā)展及其應用數(shù)字技術的發(fā)展及其應用根據(jù)電路的結構特點及其對輸入信號的響應規(guī)則的不同，根據(jù)電路的結構特點及其對輸入信號的響應規(guī)則的不同， -數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路。數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路。 從集成度不同從集成度不同 -數(shù)字集成電路可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大數(shù)字集成電路可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模、超大規(guī)模和甚大規(guī)模五類。規(guī)模、超大規(guī)模和甚大規(guī)模五類。 從電路的形式不同，從電路的形式不同， -數(shù)字電路可分為集成電路和分立電路數(shù)字電路可分為集成電路和分立電路從器件不同從器件不同 -數(shù)字電路可分為數(shù)字電路可分為CMOS 和和 TTL電路電路1 1、數(shù)字集

10、成電路的分類、數(shù)字集成電路的分類1.1.2 數(shù)字集成電路的分類及特點數(shù)字集成電路的分類及特點可編程邏輯器件、多功能專用集成可編程邏輯器件、多功能專用集成電路電路106以上以上甚大規(guī)模甚大規(guī)模大型存儲器、微處理器大型存儲器、微處理器10,00099,999超大規(guī)模超大規(guī)模小型存儲器、門陣列小型存儲器、門陣列1009999大規(guī)模大規(guī)模計數(shù)器、加法器計數(shù)器、加法器1299中規(guī)模中規(guī)模邏輯門、觸發(fā)器邏輯門、觸發(fā)器最多最多12個個小規(guī)模小規(guī)模典型集成電路典型集成電路門的個數(shù)門的個數(shù)分類分類集成度集成度: :每一芯片所包含的門個數(shù)每一芯片所包含的門個數(shù)1.1.2 數(shù)字集成電路的分類及特點數(shù)字集成電路的分類

11、及特點2、數(shù)字集成電路的、數(shù)字集成電路的特點特點1)電路簡單電路簡單, ,便于大規(guī)模集成便于大規(guī)模集成, ,批量生產批量生產2)可靠性、穩(wěn)定性和精度高可靠性、穩(wěn)定性和精度高, ,抗干擾能力強抗干擾能力強3)體積小體積小, ,通用性好通用性好, ,成本低成本低. .4)具可編程性具可編程性, ,可實現(xiàn)硬件設計軟件化可實現(xiàn)硬件設計軟件化5)高速度高速度 低功耗低功耗6)加密性好加密性好 1.1.2 數(shù)字集成電路的分類及特點數(shù)字集成電路的分類及特點3 3、數(shù)字電路的分析、設計與測試、數(shù)字電路的分析、設計與測試(1)數(shù)字電路的分析方法數(shù)字電路的分析方法1.1.2 數(shù)字集成電路的分類及特點數(shù)字集成電路的

12、分類及特點數(shù)字電路的分析數(shù)字電路的分析: :根據(jù)電路確定根據(jù)電路確定電路輸出與輸入之間的邏輯關系。電路輸出與輸入之間的邏輯關系。(2) 數(shù)字電路的設計方法數(shù)字電路的設計方法數(shù)字電路的設計數(shù)字電路的設計:從給定的邏輯功能要求出發(fā)，選擇適當?shù)倪壿嫃慕o定的邏輯功能要求出發(fā)，選擇適當?shù)倪壿嬈骷?，設計出符合要求的邏輯電路器件，設計出符合要求的邏輯電路。 設計方式設計方式: :分為傳統(tǒng)的設計方式和基于分為傳統(tǒng)的設計方式和基于EDA軟件的設計方式。軟件的設計方式。 分析工具：分析工具：邏輯代數(shù)。邏輯代數(shù)。電路邏輯功能主要用真值表、功能表、邏輯表達式和波形圖。電路邏輯功能主要用真值表、功能表、邏輯表達式和波形

13、圖。-時間和數(shù)值均連續(xù)變化的電信號，如正弦波、三角波等時間和數(shù)值均連續(xù)變化的電信號，如正弦波、三角波等 u uOt Otu u1.1.3 數(shù)字電路與數(shù)字信號數(shù)字電路與數(shù)字信號數(shù)字信號數(shù)字信號-在時間上和數(shù)值上均是離散的信號。在時間上和數(shù)值上均是離散的信號。數(shù)字信號波形數(shù)字信號波形1.1.3 數(shù)字電路與數(shù)字信號數(shù)字電路與數(shù)字信號數(shù)字電路：開關狀態(tài)。數(shù)字電路：開關狀態(tài)。模擬電路：放大狀態(tài)。模擬電路：放大狀態(tài)。 3 3、模擬信號的數(shù)字表示、模擬信號的數(shù)字表示由于數(shù)字信號便于存儲、分析和傳輸，通常都將模擬信號轉換由于數(shù)字信號便于存儲、分析和傳輸，通常都將模擬信號轉換為數(shù)字信號為數(shù)字信號. . 0 0

14、模擬信號模擬信號 模數(shù)轉換器模數(shù)轉換器 3 3 V V 數(shù)字輸出數(shù)字輸出 0 0 0 0 1 1 模數(shù)轉換的實現(xiàn)模數(shù)轉換的實現(xiàn) t/s v /mV 0 v/mV0 t/s t1 t2 t0 000001110t3 t/s 0000110000001001000010001.1.3 數(shù)字電路與數(shù)字信號數(shù)字電路與數(shù)字信號電壓電壓(V)(V)二值邏輯二值邏輯電電 平平+51H( (高電平高電平) )00L( (低電平低電平) )邏輯電平與電壓值的關系（正邏輯）邏輯電平與電壓值的關系（正邏輯）1.1.4 數(shù)字信號的描述方法數(shù)字信號的描述方法1 1、二值數(shù)字邏輯和邏輯電平、二值數(shù)字邏輯和邏輯電平 a a

15、 、在電路中用低、高電平表示、在電路中用低、高電平表示0 0、1 1兩種邏輯狀態(tài)兩種邏輯狀態(tài) 0 0、1 1數(shù)碼數(shù)碼-表示方式表示方式二值數(shù)字邏輯二值數(shù)字邏輯 -(a) (a) 用邏輯電平描述的數(shù)字波形用邏輯電平描述的數(shù)字波形(b) 16(b) 16位數(shù)據(jù)的圖形表示位數(shù)據(jù)的圖形表示u u/V/V 5 5 0 0 t t/ms/ms 5050 100100 150150 200200 邏輯邏輯 0 0 邏輯邏輯1 1 2 2、數(shù)字波形、數(shù)字波形1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 數(shù)字波形數(shù)字波形-是信號邏輯電平對時間的圖形表示是信號邏輯電平對時間的圖形表示. .1.1

16、.4 數(shù)字信號的描述方法數(shù)字信號的描述方法t tt t為一拍為一拍數(shù)字波形數(shù)字波形(a a)1 11 11 10 01 11 10 00 00 01 1高電平高電平低電平低電平有脈沖有脈沖(b)(b)* *非歸零型非歸零型* *歸零型歸零型 比特率比特率 - - 每秒鐘轉輸數(shù)據(jù)的位數(shù)每秒鐘轉輸數(shù)據(jù)的位數(shù)無脈沖無脈沖1 10 0(1)(1)數(shù)字波形的兩種類型數(shù)字波形的兩種類型: :2 2、數(shù)字波形、數(shù)字波形1.1.4 數(shù)字信號的描述方法數(shù)字信號的描述方法(2)(2)周期性和非周期性周期性和非周期性 T TtW非周期性數(shù)字波形非周期性數(shù)字波形周期性數(shù)字波形周期性數(shù)字波形 周期性數(shù)字波形周期性數(shù)字波

17、形1.1.4 數(shù)字信號的描述方法數(shù)字信號的描述方法Q(%)w=100%tT tr脈沖寬度脈沖寬度 tw 0.5V 4.5V 2.5V 幅值幅值=5.0V 0.0V 5.0V tf0.5V 2.5V 4.5V 非理想脈沖波形非理想脈沖波形(3)(3)實際脈沖波形及主要參數(shù)實際脈沖波形及主要參數(shù)理想脈沖波形理想脈沖波形1.1.4 數(shù)字信號的描述方法數(shù)字信號的描述方法 m0.9Vm0.5Vm0.1VrtftwtmVT占空比占空比 Q - - 表示脈沖寬度占整個周期的百分比表示脈沖寬度占整個周期的百分比幾個主要參數(shù)幾個主要參數(shù): :上升時間上升時間t tr r 和下降時間和下降時間t tf f -從脈

18、沖幅值的從脈沖幅值的10%到到90% 上升上升 下降所經歷的時間下降所經歷的時間( ( 典型值典型值ns ) )脈沖寬度脈沖寬度 (tw )- 脈沖幅值的脈沖幅值的50%50%的兩個時間所跨越的時間的兩個時間所跨越的時間周期周期 (T) - - 表示兩個相鄰脈沖之間的時間間隔表示兩個相鄰脈沖之間的時間間隔1.1.4 數(shù)字信號的描述方法數(shù)字信號的描述方法(4)時序圖時序圖-表明各個數(shù)字信號時序關系的多重波形圖。表明各個數(shù)字信號時序關系的多重波形圖。 由于各信號的路徑不同，這些信號之間不可能嚴格保持同步關系。由于各信號的路徑不同，這些信號之間不可能嚴格保持同步關系。為了保證可靠工作，各信號之間通常

19、允許一定的時差，但這些時差必為了保證可靠工作，各信號之間通常允許一定的時差，但這些時差必須限定在規(guī)定范圍內，各個信號的時序關系用時序圖表達。須限定在規(guī)定范圍內，各個信號的時序關系用時序圖表達。某存儲器讀數(shù)據(jù)的時序圖某存儲器讀數(shù)據(jù)的時序圖t tt tC CO數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)RD地址地址bbt tAA1.1.4 數(shù)字信號的描述方法數(shù)字信號的描述方法t ti ii ii i1 10 0 K KD)N(一般表達式一般表達式:1.2.1十進制十進制十進制采用十進制采用0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9十個數(shù)碼，其進位的十個數(shù)碼，其進位的規(guī)則是規(guī)則是“逢十進一逢十進一”。4587.29=4

20、103+5 102+8 101+7 100+2 10 1+9 10 2系數(shù)系數(shù)位權位權任意進制數(shù)的一般表達式為任意進制數(shù)的一般表達式為:iiirrK(N) 各位的權都是各位的權都是10的冪。的冪。1.2數(shù)制數(shù)制數(shù)制數(shù)制:多位數(shù)碼中的每一位數(shù)的構成及低位向高位進位的規(guī)則多位數(shù)碼中的每一位數(shù)的構成及低位向高位進位的規(guī)則十進制十進制:十進制數(shù)的展開式十進制數(shù)的展開式1.2.2 二進制二進制iiiBK)N(2 例如：例如：1+1 =10 = 121+ 020位權位權系數(shù)系數(shù)二進制數(shù)只有二進制數(shù)只有0、1兩個兩個數(shù)碼，數(shù)碼，進位規(guī)律是：進位規(guī)律是：“逢二進一逢二進一”.1 1、二進制數(shù)的表示方法、二進制

21、數(shù)的表示方法各位的權都是各位的權都是2的冪。的冪。 1 0 23 22 21 20 MSB LSB 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 3 2 1 0 7 6 5 4 10 11 8 14 9 15 12 13 十十進進制制1.2.2二進制二進制1)1)、十進制數(shù)轉換成二進制數(shù)：、十進制數(shù)轉換成二進制數(shù)： a. a. 整數(shù)部分用整數(shù)部分用“輾轉相除輾轉相除”法法: :輾轉相除法輾轉相除

22、法: :將十進制數(shù)連續(xù)不斷地除以將十進制數(shù)連續(xù)不斷地除以2 , 直至商為零，直至商為零，所得余數(shù)由低位到高位排列，即為所求二進制數(shù)所得余數(shù)由低位到高位排列，即為所求二進制數(shù).整數(shù)部分整數(shù)部分小數(shù)部分小數(shù)部分1.2.3 二二- -十進制之間的轉換十進制之間的轉換D DB B( (6 65 5) )= = ( (1 10 00 00 00 00 01 1) )a. a. 整數(shù)部分用整數(shù)部分用“輾轉相除輾轉相除”法法: :( ( ) )D D=(=(D7 D6 D5D4D1 D0 )B解由于二進制數(shù)基數(shù)為解由于二進制數(shù)基數(shù)為2，所以逐次除以，所以逐次除以2，取其余數(shù)（，取其余數(shù)（0或或1）：）：6商

23、商余數(shù)余數(shù)101011LSBMSB所以所以 (53)D= (110101)B() 53 D轉換成二進制數(shù)。轉換成二進制數(shù)。 將十進制數(shù)將十進制數(shù)練習練習1.2.3二二-十進制之間的轉換十進制之間的轉換a. a. 整數(shù)部分用整數(shù)部分用“輾轉相除輾轉相除”法法: :D DB B( (0 0. .6 62 25 5) )= = ( (0 0. .1 10 01 1) )解由于精度要求達到解由于精度要求達到0.1%，0.1% 1/1024.所以所以,需要精確需要精確到二進制小數(shù)到二進制小數(shù)10位，即位，即1/210。0.392 = 0.780.782 = 1.560.562 = 1.120.122 =

24、 0.240.242 = 0.480.482 = 0.96 b-6 = 00.962 = 1.92 b-7 = 10.922 = 1.84 b-8 = 10.842 = 1.68 b-9 = 10.682 = 1.36 b-10= 1所以所以BD 0110001111. 039. 0 %1 . 0。到到例例2 將十進制小數(shù)將十進制小數(shù)(0.39)D轉換成二進制數(shù)轉換成二進制數(shù),要求精要求精度達度達1.2.3二二-十進制之間的轉換十進制之間的轉換b-1= 0b-2= 1b-3= 1b-4= 0b-5= 01010= (5.75)= (5.75)210122(101.11)1 20 21 21 2

25、1 2 十六進制數(shù)中只有十六進制數(shù)中只有0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 , A、B、C、D、E、F十六個數(shù)十六個數(shù)碼，進位規(guī)律是碼，進位規(guī)律是“逢十六進一逢十六進一”。各位的權均為。各位的權均為16的冪。的冪。1.十六進制十六進制 1nmiiiH16a)N(101H16121661610(A6.C) 1.2.4 十六進制和八進制十六進制和八進制各位的權都是各位的權都是16的冪。的冪。 因為因為16進制的基數(shù)進制的基數(shù)16=24 ，所以，可將四位二進制數(shù)表示一，所以，可將四位二進制數(shù)表示一位位16進制數(shù)，即進制數(shù)，即 00001111 表示表示 0-F。1.2.4十六進

26、制和八進制十六進制和八進制(010100011011)B(1000111111000110)B方法方法:將每位將每位16進制數(shù)展開成四位二進制數(shù)，排列順序不變即可。進制數(shù)展開成四位二進制數(shù)，排列順序不變即可。練習練習 (BEEF)H =(1011 1110 1110 1111)BDki ii i= =1 1 6 61.4二進制代碼二進制代碼二進制代碼的位數(shù)二進制代碼的位數(shù)(n),與需要編碼的事件（或信息）的個數(shù)與需要編碼的事件（或信息）的個數(shù)(N)之間應滿足以下關系：之間應滿足以下關系：2n-1N2n1. 二二十進制碼進制碼十進制碼進制碼(數(shù)值編碼數(shù)值編碼)(BCD碼碼- Binary Cod

27、e Decimal）用用4位二進制數(shù)來表示一位十進制數(shù)中的位二進制數(shù)來表示一位十進制數(shù)中的09十個數(shù)碼。十個數(shù)碼。 從從4 位二進制數(shù)位二進制數(shù)16種代碼中種代碼中,選擇選擇10種來表示種來表示09個數(shù)碼的個數(shù)碼的方案有很多種。每種方案產生一種方案有很多種。每種方案產生一種BCD碼。碼。 碼制碼制:編制代碼所要遵循的規(guī)則編制代碼所要遵循的規(guī)則BCD碼碼十進制數(shù)十進制數(shù)碼碼8421碼碼2421 碼碼5421 碼碼余余3碼碼余余3循環(huán)循環(huán)碼碼0000000000000001100101000100010001010001102001000100010010101113001100110011011

28、001014010001000100011101005010110111000100011006011011001001100111017011111011010101011118100011101011101111109100111111100110010100000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111（1 1）幾種常用）幾種常用的的BCD代碼代碼1.4.1二二- -十進制碼十進制碼對于有權對于有權BCD碼，可以根據(jù)位權展開求得所代表的十進制碼，可以根據(jù)位權展開求得所代表的十進制數(shù)。例如：數(shù)。例如：BCD84

29、21 0111()D 7=11214180+= ()D BCD2421 7112041211101=+= (3)求求BCD代碼表示的十進制數(shù)代碼表示的十進制數(shù)1.4.1二二-十進制碼十進制碼對于一個多位的十進制數(shù)，需要有與十進制位數(shù)相同的幾對于一個多位的十進制數(shù)，需要有與十進制位數(shù)相同的幾組組BCD代碼來表示。例如：代碼來表示。例如： BCD2421 236810 BCD8421 536410 0010 .0011 1100 11102 .8630101 .0011 0110 01005 .463 不能省略！不能省略！不能省略！不能省略！(4)用用BCD代碼表示十進制數(shù)代碼表示十進制數(shù)1.4.

30、1二二-十進制碼十進制碼1.4.2 格格 雷雷 碼碼 格雷碼是一種無權碼。格雷碼是一種無權碼。二進制碼二進制碼b3b2b1b0格雷碼格雷碼G3G2G1G000000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110000000100110010011001110101010011001101111111101010101110011000 編碼特點是：任何兩個相鄰代碼編碼特點是：任何兩個相鄰代碼之間僅有一位不同。之間僅有一位不同。 該特點常用于模擬量的轉換。當該特點常用于模擬量的轉換。當模擬量發(fā)生微小變化，格雷碼僅僅模擬量發(fā)

31、生微小變化，格雷碼僅僅改變一位，這與其它碼同時改變改變一位，這與其它碼同時改變2位或更多的情況相比，更加可靠位或更多的情況相比，更加可靠,且且容易檢錯。容易檢錯。 1.4.3 ASCII 碼碼(字符編碼字符編碼) ASCII碼即美國標準信息交換碼。碼即美國標準信息交換碼。它共有它共有128個代碼，可以表示大、小寫英文字母、十進制個代碼，可以表示大、小寫英文字母、十進制數(shù)、標點符號、運算符號、控制符號等，普遍用于計算機數(shù)、標點符號、運算符號、控制符號等，普遍用于計算機的鍵盤指令輸入和數(shù)據(jù)等的鍵盤指令輸入和數(shù)據(jù)等。1.5 二值邏輯變量與基本邏輯運算二值邏輯變量與基本邏輯運算* *邏輯運算邏輯運算:

32、 : 當當0和和1表示表示邏輯狀態(tài)時，兩個二進制數(shù)碼按照某邏輯狀態(tài)時，兩個二進制數(shù)碼按照某種特定的因果關系進行的運算。種特定的因果關系進行的運算。邏輯運算使用的數(shù)學工具是邏輯代數(shù)。邏輯運算使用的數(shù)學工具是邏輯代數(shù)。邏輯運算的描述方式邏輯運算的描述方式:邏輯代數(shù)表達式、真值表、邏輯圖、卡諾邏輯代數(shù)表達式、真值表、邏輯圖、卡諾圖、波形圖和硬件描述語言（圖、波形圖和硬件描述語言（HDL) 等。等。* 邏輯代數(shù)與普通代數(shù)邏輯代數(shù)與普通代數(shù):與普通代數(shù)不同之處是邏輯代數(shù)中的變量只與普通代數(shù)不同之處是邏輯代數(shù)中的變量只有有0和和1兩個可取值，它們分別用來表示完全兩個對立的邏輯狀態(tài)。兩個可取值，它們分別用來

33、表示完全兩個對立的邏輯狀態(tài)。在邏輯代數(shù)中，有與、或、非三種基本的邏輯運算。在邏輯代數(shù)中，有與、或、非三種基本的邏輯運算。一、一、 邏輯函數(shù)邏輯函數(shù)),(CBAFY ),(CBAFY 電路狀態(tài)表電路狀態(tài)表開關開關S1開關開關S2燈燈斷斷斷斷滅滅斷斷合合滅滅合合合合斷斷滅滅合合亮亮S1S2燈燈電源電源與運算與運算(1)與邏輯與邏輯:只有當決定某一事件的條件全部具備時，只有當決定某一事件的條件全部具備時，這一事件才會發(fā)生。這種因果關系稱為與邏輯關系。這一事件才會發(fā)生。這種因果關系稱為與邏輯關系。與邏輯舉例與邏輯舉例1.5二值邏輯變量與基本邏輯運算二值邏輯變量與基本邏輯運算 邏輯真值表邏輯真值表ABL

34、001010110001 與邏輯舉例狀態(tài)表與邏輯舉例狀態(tài)表開關開關S S1 1開關開關S S2 2燈燈斷斷斷斷滅滅斷斷合合滅滅合合合合斷斷滅滅合合亮亮邏輯表達式邏輯表達式與邏輯：與邏輯：L = A = AB 與邏輯符號與邏輯符號ABL& &ABL滅滅-0亮亮-1斷斷-0合合-1S1 -AS2-B燈燈-L1.5二值邏輯變量與基本邏輯運算二值邏輯變量與基本邏輯運算與運算與運算 電路狀態(tài)表電路狀態(tài)表開關開關S1開關開關S2燈燈斷斷斷斷滅滅斷斷合合亮亮合合合合斷斷亮亮合合亮亮、或運算、或運算只要在決定某一事件的各種條件中，有一個或幾個條件具只要在決定某一事件的各種條件中，有一個或幾個條

35、件具備時，這一事件就會發(fā)生。這種因果關系稱為或邏輯關系。備時，這一事件就會發(fā)生。這種因果關系稱為或邏輯關系。S1燈燈電源電源S2 或邏輯舉例或邏輯舉例1.5二值邏輯變量與基本邏輯運算二值邏輯變量與基本邏輯運算 邏輯真值表邏輯真值表ABL001010110111 或邏輯舉例狀態(tài)表或邏輯舉例狀態(tài)表開關開關S S1 1開關開關S S2 2燈燈斷斷斷斷滅滅斷斷合合亮亮合合合合斷斷亮亮合合亮亮邏輯表達式邏輯表達式或邏輯：或邏輯：L = A + 滅滅-0亮亮-1斷斷-0合合-1S1 -AS2-B燈燈-L或邏輯符號或邏輯符號A AB BL LB BL L11A A1.5二值邏輯變量與基本邏輯運算二值邏輯變量

36、與基本邏輯運算、或運算或運算非邏輯舉例狀態(tài)表非邏輯舉例狀態(tài)表A燈燈不通電不通電亮亮通電通電滅滅3.非運算非運算事件發(fā)生的條件具備時，事件不會發(fā)生；事件發(fā)生的條件事件發(fā)生的條件具備時，事件不會發(fā)生；事件發(fā)生的條件不具備時，事件發(fā)生。這種因果關系稱為非邏輯關系。不具備時，事件發(fā)生。這種因果關系稱為非邏輯關系。 A VNC 非邏輯舉例非邏輯舉例1.5二值邏輯變量與基本邏輯運算二值邏輯變量與基本邏輯運算 非邏輯真值表非邏輯真值表AL0110非邏輯符號非邏輯符號邏輯表達式邏輯表達式線圈線圈(A)通電通電- - 1 不通電不通電- 0L = A 非邏輯舉例狀態(tài)表非邏輯舉例狀態(tài)表A燈燈不通電不通電亮亮通電通

37、電滅滅燈燈(L)滅滅 -0 亮亮 -1A A1 1L LA AL L1.5二值邏輯變量與基本邏輯運算二值邏輯變量與基本邏輯運算3.非運算非運算& &A AY YB B1 1A AY Y1 1 A AB BY YY YA AB BY YA AB BY YA A 兩輸入變量與非兩輸入變量與非邏輯真值表邏輯真值表ABL001010111110ABLAB&L與非邏輯符號與非邏輯符號4. 幾種常用復合邏輯運算幾種常用復合邏輯運算與非邏輯表達式與非邏輯表達式L = A B1)與非運算與非運算1.5二值邏輯變量與基本邏輯運算二值邏輯變量與基本邏輯運算 兩輸入變量或非兩輸入變量或非邏輯

38、真值表邏輯真值表ABL001010111000B1AABLL或非邏輯符號或非邏輯符號2)或非運算或非運算L = A+B或非邏輯表達式或非邏輯表達式1.5二值邏輯變量與基本邏輯運算二值邏輯變量與基本邏輯運算A AB BC CD DY YY Y& &A AB B& &C CD D1 1 Y YD DC CA AB B1 1& &CDABY3 )異或邏輯異或邏輯若兩個輸入變量的值相異，輸出為若兩個輸入變量的值相異，輸出為1，否則為，否則為0。 異或邏輯真值表異或邏輯真值表ABL000101011110BAL=1ABL異或邏輯符號異或邏輯符號異或邏輯表達

39、式異或邏輯表達式1.5二值邏輯變量與基本邏輯運算二值邏輯變量與基本邏輯運算4 )4 )同或運算同或運算ABBABAL 若兩個輸入變量的值相同，輸出為若兩個輸入變量的值相同，輸出為1 1，否則為，否則為0 0。同或邏輯真值表同或邏輯真值表ABL001010111001B=ALABL同或邏輯邏輯符號同或邏輯邏輯符號同或邏輯表達式同或邏輯表達式1.5二值邏輯變量與基本邏輯運算二值邏輯變量與基本邏輯運算1.6邏輯函數(shù)的建立及其表示方法邏輯函數(shù)的建立及其表示方法abcdAB樓道燈開關示意圖樓道燈開關示意圖1. 1. 真值表表示真值表表示開關開關 A燈燈下下下下上上下下上上下下上上上上亮亮滅滅滅滅亮亮開關開關 B開關狀態(tài)表開關狀態(tài)表 邏輯真值表邏輯真值表ABL0