電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分(第五版)-第一章課件

第一章數(shù)字邏輯基礎(chǔ)

一、模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)二、數(shù)字電路三、數(shù)制與碼制四、基本邏輯運(yùn)算第一章數(shù)字邏輯基1

一、模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)電子電路模擬電路數(shù)字電路信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系連續(xù)信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系離散電子技術(shù)電子器件電子電路電子系統(tǒng)分立元件電路集成電路end一、模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)電子電路模擬電路數(shù)字電路信2模擬信號(hào)：時(shí)間連續(xù)、數(shù)值也連續(xù)的物理量。P1(波形p2)數(shù)字信號(hào)：時(shí)間和數(shù)值均離散的物理量，常用數(shù)字0和1表示。P3注意：0和1并不是普通代數(shù)中的數(shù)值，在數(shù)字電路中，應(yīng)稱(chēng)為：邏輯0和邏輯1。他們并不表示實(shí)際數(shù)值的大小，而是代表某兩種截然不同的狀態(tài)。如：信號(hào)的無(wú)和有；條件的非和是；事件的假和真電路的斷和通；電鍵的開(kāi)和閉；電壓的小和大，低和高等。在電路上通常用邏輯電平來(lái)表示：分別是低電平和高電平。在數(shù)字電路中：3.6V為標(biāo)準(zhǔn)高電平，0.3V為標(biāo)準(zhǔn)低電平。但近年來(lái)：2.4V以上均視為高電平，而1.4V以下均視為低電平。模擬信號(hào)：時(shí)間連續(xù)、數(shù)值也連續(xù)的物理量。P1(波形p2)3理想數(shù)字波形的描述：周期、頻率、脈寬和占空比。P5脈寬（脈沖寬度tw）：表示脈沖的作用時(shí)間，即高電平持續(xù)時(shí)間。占空比（q）：表示脈寬與周期的百分比。如圖：理想數(shù)字波形的描述：周期、頻率、脈寬和占空比。P54

常見(jiàn)的概念：P6上升時(shí)間；下降時(shí)間；實(shí)際脈寬數(shù)據(jù)率（比特率）：每秒鐘所傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)。時(shí)序圖：表示時(shí)間關(guān)系的多重?cái)?shù)字波形稱(chēng)為時(shí)序圖。常見(jiàn)的概念：P65模擬量的數(shù)字表示：p8§1.2數(shù)字電路現(xiàn)代數(shù)字電路是用半導(dǎo)體工藝制成若干數(shù)字集成器件構(gòu)成。數(shù)字電路按結(jié)構(gòu)分為：組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。P9按集成度分為：P9 小規(guī)模SSI;中規(guī)模MSI;大規(guī)模LSI 超大規(guī)模VLSI；甚大規(guī)模集成度：指每一芯片所包含的三極管（BJT\FET）的個(gè)數(shù)

模擬量的數(shù)字表示：p86

1、數(shù)制

2、碼制電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分(第五版)-第一章課件7數(shù)制：用某種進(jìn)位制來(lái)表示數(shù)值的實(shí)際大小

1、十進(jìn)制數(shù)2、二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)3、各種數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換數(shù)制：用某種進(jìn)位制來(lái)表示數(shù)值的實(shí)際大小81.十進(jìn)制數(shù)的表示法十進(jìn)制數(shù)基數(shù)10，遵循逢10進(jìn)位數(shù)碼有10個(gè)狀態(tài)：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9如：（123.5）10或（123.5）D或123.5數(shù)值大小計(jì)算方法:123.5=1×102

+2×101

+3×100

+5×10-1K2K1K0K-1以小數(shù)點(diǎn)為界按位編號(hào)1.十進(jìn)制數(shù)的表示法十進(jìn)制數(shù)K2K1K0K-1以小數(shù)點(diǎn)為9不難得出，十進(jìn)制數(shù)的計(jì)算表達(dá)式為：推廣到一般：R進(jìn)制數(shù)的計(jì)算表達(dá)式為：R：進(jìn)位基數(shù)Ri：第i位的位權(quán)Ki：第i位的系數(shù)

不難得出，十進(jìn)制數(shù)的計(jì)算表達(dá)式為：推廣到一般：R進(jìn)制數(shù)的計(jì)算102、二進(jìn)制數(shù)基數(shù)2,遵循逢2進(jìn)位數(shù)碼2個(gè)：0，1二進(jìn)制數(shù)數(shù)值大小計(jì)算：

(101101.1)2或（101101.1）BK5K4K3K2K1K0K-1以小數(shù)點(diǎn)為界按位編號(hào)=1×25+0×24+1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1

=45.52、二進(jìn)制數(shù)K5K4K3K2K1K0K-1以小數(shù)點(diǎn)為界按位編11八進(jìn)制數(shù)基數(shù)8,遵循逢8進(jìn)位數(shù)碼8個(gè)：0，1，2，3，4，5，6，7八進(jìn)制數(shù)數(shù)值大小計(jì)算：

(73.6)8

或（73.6）oK1K0K-1以小數(shù)點(diǎn)為界按位編號(hào)=7×81+3×80+6×8-1

=59.75八進(jìn)制數(shù)K1K0K-1以小數(shù)點(diǎn)為界按位編號(hào)=712十六進(jìn)制數(shù)

基數(shù)16,遵循逢16進(jìn)位

數(shù)碼16個(gè)：0，1，、、、，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)十六進(jìn)制數(shù)數(shù)值大小計(jì)算：(BF3C．8

)16或（BF3C．8）H=11

×163+15

×162+3×161+12

×160

+8

×16-1=48956．5

十六進(jìn)制數(shù) A B C D E F十進(jìn)制數(shù) 10 11 12 13 14 15十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)數(shù)值大小計(jì)算：十六進(jìn)制數(shù) A B133、各種數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換（1）任意進(jìn)制數(shù)→十進(jìn)制數(shù)

(按表示法展開(kāi))方法:與數(shù)值大小計(jì)算過(guò)程相同。

例：（101101.1）B=1×25+0×24+1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1=45．5（BF3C.8）H

=11×163

+15×162+3×161+12×160+8×16-1=48956．53、各種數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換14(2)十進(jìn)制數(shù)→任意進(jìn)制數(shù)用除法和乘法完成整數(shù)部分：除N取余，商零為止，結(jié)果低位在上高位在下小數(shù)部分：乘N取整，到零為止，結(jié)果高位在上低位在下

小數(shù)部分的位數(shù)取決于精度要求(2)十進(jìn)制數(shù)→任意進(jìn)制數(shù)用除法和乘法完成小數(shù)部分的位15整數(shù)部分：除N取余，商零為止，結(jié)果:低位在上,高位在下例1

十進(jìn)制數(shù)→二進(jìn)制數(shù)125.125→

二進(jìn)制數(shù)2125取余2621低位23102151271231211

01高位商為0故：125=（1111101）B方法二：125=26+25+24+23+22+20所以（125）D=(1111101)B

整數(shù)部分：除N取余，商零為止，結(jié)果:低位在上,高位在下例116小數(shù)部分：乘N取整，到零為止，結(jié)果高位在上，低位在下 （即乘2取整法，位數(shù)取決于要求精度）

取整0.125×2=0.250高位0.25×2=0.500.5×2=1.01低位

故:0.125D=0.001B將整數(shù)部分和小數(shù)部分結(jié)合起來(lái)，故：125.125=（1111101.001）B小數(shù)部分：乘N取整，到零為止，結(jié)果高位在上，低位在下將整數(shù)部17整數(shù)部分：除N取余，商零為止，結(jié)果上低下高例2

十進(jìn)制數(shù)→八進(jìn)制數(shù)125.125→

八進(jìn)制數(shù)8125取余8155低位817

01高位

故：125=（175）O商為0整數(shù)部分：除N取余，商零為止，結(jié)果上低下高例2十18小數(shù)部分：乘N取整，到零為止，結(jié)果高位在上，低位在下 （即乘2取整法，位數(shù)取決于要求精度）

取整0.125×8=1.01將整數(shù)部分和小數(shù)部分結(jié)合起來(lái)，故：125.125=（175.1）O小數(shù)為0小數(shù)部分：乘N取整，到零為止，結(jié)果高位在上，低位在下將整數(shù)部19（3）二進(jìn)制數(shù)與八、十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換①二進(jìn)制數(shù)與八、十六進(jìn)制數(shù)間的關(guān)系②二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八、十六進(jìn)制數(shù)③八、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)

（3）二進(jìn)制數(shù)與八、十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換20①二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)間的關(guān)系八進(jìn)制數(shù)的進(jìn)位基數(shù)8=23

1位八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)3位二進(jìn)制數(shù)

十六進(jìn)制數(shù)的進(jìn)位基數(shù)16=241位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)4位二進(jìn)制數(shù)①二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)間的關(guān)系21②二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)方法：以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)，分別向左和向右每3位劃為一組，不足3位補(bǔ)0（整數(shù)部分補(bǔ)在前面，小數(shù)部分補(bǔ)在后面），每一組用其對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)代替。例：（11110.01）B=（011’110.010）B=（36.2）O（1111101.001）B=

（001’

111’

101.001）B=（175.1）O

②二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)22二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)方法：以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)，分別向左和向右每4位劃為一組，不足4位補(bǔ)0（整數(shù)部分補(bǔ)在前面，小數(shù)部分補(bǔ)在后面），每一組用其對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)代替。例：（11110.01）B=（0001’1110.0100）B=（1E.4）H（1111101.001）B=

（0111’

1101.0010）B=（7D.2）H

二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)23③八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)方法：將每位八進(jìn)制數(shù)用其對(duì)應(yīng)的3位二進(jìn)制數(shù)代替即可。例：（63.4）O=（110’011.100）B=（110011.1）B（17.2）O=（001’111.010）B=（1111.01）B③八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)24十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)方法：將每位十六進(jìn)制數(shù)用其對(duì)應(yīng)的4位二進(jìn)制數(shù)代替即可。例：（1E.4）H=（0001’1110.0100）B=（11110.01）B（7D.2）H=（0111’1101.0010）B=（1111101.001）B十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)25（4）八、十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換通過(guò)二進(jìn)制中轉(zhuǎn)。例：（73.6）O＝（111011.11）B＝（3B.C）H（AB.C）H＝（10101011.11）B＝（253.6）O（4）八、十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換261.4二進(jìn)制碼數(shù)字系統(tǒng)中信息分兩類(lèi)：數(shù)值；文字符號(hào)（包括控制符號(hào)）。代碼：用一定位數(shù)的二進(jìn)制碼表示文字符號(hào)信息，這個(gè)特定的二進(jìn)制碼稱(chēng)為代碼。而建立這種代碼與十進(jìn)制數(shù)值、字母、符號(hào)一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系稱(chēng)為編碼。1.4二進(jìn)制碼數(shù)字系統(tǒng)中信息分兩類(lèi)：27若所需編碼信息有N項(xiàng)，則需用的二進(jìn)制碼的位數(shù)n應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)系：2n≥NP19常用8421碼，每一位十進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制編碼表示。

9 （1001）8421BCD 10（0001’0000）8421BCD

BCD碼與二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換沒(méi)有直接關(guān)系， 必須先轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù),然后再轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制或BCD碼。例：（1111111）B=255=（0010’0101’0101）8421BCD （0001’0111’0110）8421BCD＝176=（10110000）B若所需編碼信息有N項(xiàng)，則需用的二進(jìn)制碼的位數(shù)n應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)系：28二十進(jìn)制碼有多種，p20有權(quán)碼；無(wú)權(quán)碼ASCII碼（附錄A)格雷碼自看例題：58分別用8421，2421，余三碼編碼.二十進(jìn)制碼有多種，p2029

1、基本邏輯運(yùn)算2、復(fù)合邏輯運(yùn)算電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分(第五版)-第一章課件30①、與運(yùn)算定義:P21②、或運(yùn)算定義:P22③、非運(yùn)算定義:P23①、與運(yùn)算定義:P2131①與門(mén)物理模型：其物理現(xiàn)象為：ABL如果我們規(guī)定：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)用0表示；閉合時(shí)用1表示。燈滅時(shí)用0表示；亮?xí)r用1表示。則：此表可寫(xiě)作：ABL000010010111這個(gè)表叫做真值表觀(guān)察真值表可得：有0出0，全1為1。能夠?qū)崿F(xiàn)該規(guī)則的運(yùn)算叫做與運(yùn)算斷開(kāi)斷開(kāi)滅斷開(kāi)閉合滅閉合斷開(kāi)滅閉合閉合亮其物理現(xiàn)象為：如果我們規(guī)定：000010010111這個(gè)表叫32ABL000010010111與運(yùn)算可以用表達(dá)式：L=A·B或L=AB表示。它們稱(chēng)為邏輯函數(shù)表達(dá)式。用來(lái)完成該運(yùn)算的邏輯電路稱(chēng)為與門(mén)。其符號(hào)為：000010010111與運(yùn)算可以用表達(dá)式：33②或門(mén)物理模型：其物理現(xiàn)象為：ABL如果我們規(guī)定：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)用0表示；閉合時(shí)用1表示。燈滅時(shí)用0表示；亮?xí)r用1表示。則：此表可寫(xiě)作：ABL000010111111觀(guān)察真值表可得：有1出1，全0為0。能夠?qū)崿F(xiàn)該規(guī)則的運(yùn)算叫做或運(yùn)算斷開(kāi)斷開(kāi)滅斷開(kāi)閉合亮閉合斷開(kāi)亮閉合閉合亮其物理現(xiàn)象為：如果我們規(guī)定：000010111111觀(guān)察真值34ABL000010111111或運(yùn)算可以用表達(dá)式：L=A+B表示。用來(lái)完成該運(yùn)算的邏輯電路稱(chēng)為或門(mén)。其符號(hào)為：000010111111或運(yùn)算可以用表達(dá)式：35③非門(mén)物理模型：其物理現(xiàn)象為：AL斷開(kāi)亮閉合滅如果我們規(guī)定：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)用0表示；閉合時(shí)用1表示。燈滅時(shí)用0表示；亮?xí)r用1表示。則：此表可寫(xiě)作：1010觀(guān)察真值表可得：輸出取反。能夠?qū)崿F(xiàn)該規(guī)則的運(yùn)算叫做非運(yùn)算。其邏輯函數(shù)表達(dá)式為：AL其物理現(xiàn)象為：如果我們規(guī)定：1010觀(guān)察真值表可得：A36用來(lái)完成該運(yùn)算的邏輯電路稱(chēng)為非門(mén)。其符號(hào)為：用來(lái)完成該運(yùn)算的邏輯電路稱(chēng)為非門(mén)。37由與、或、非邏輯運(yùn)算中的若干種構(gòu)成的運(yùn)算稱(chēng)為復(fù)合邏輯運(yùn)算。實(shí)現(xiàn)它們的電路稱(chēng)為復(fù)合邏輯門(mén)。常用的復(fù)合邏輯門(mén)有：與非門(mén)或非門(mén)與或非門(mén)由與、或、非邏輯運(yùn)算中的若干種構(gòu)成的運(yùn)算稱(chēng)為復(fù)合邏輯運(yùn)算。與38異或門(mén)：表達(dá)式：簡(jiǎn)記為：其運(yùn)算規(guī)則為：相同為0，不同為1。或者：奇數(shù)個(gè)1異或?yàn)?；偶數(shù)個(gè)1異或?yàn)?。異或門(mén)：表達(dá)式：簡(jiǎn)記為：其運(yùn)算規(guī)則為：39同或門(mén)：表達(dá)式：簡(jiǎn)記為：其運(yùn)算規(guī)則為：相同為1，不同為0?；蛘撸浩鏀?shù)個(gè)1同或?yàn)?；偶數(shù)個(gè)1同或?yàn)?。同或門(mén)：表達(dá)式：簡(jiǎn)記為：其運(yùn)算規(guī)則為：40如下實(shí)際電路：定義單刀雙擲開(kāi)關(guān)A、B：當(dāng)接通上觸點(diǎn)時(shí)為0；接通下觸點(diǎn)時(shí)為1定義燈滅時(shí)為0；亮?xí)r為1。則：ABL001010100111這就是同或功能。如下實(shí)際電路：定義單刀雙擲開(kāi)關(guān)A、B：當(dāng)接通上觸點(diǎn)時(shí)為0；接41例題：已知A、B的波形，求AB和A+B的波形。ABABA+B首先寫(xiě)出A、B的分段值，再按照邏輯運(yùn)算的規(guī)律計(jì)算可得。與運(yùn)算：有0出0，全1為1。或運(yùn)算：有1出1，全0為0。0011101011111101000101000000010001B為0A為0同理可得這就是邏輯波形圖。作業(yè)：P261.1.21.3.11.3.2P271.3.31.3.41.3.51.3.6例題：已知A、B的波形，求AB和A+B的波形。ABABA+B42樹(shù)立質(zhì)量法制觀(guān)念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。8月-238月-23Monday,August7,2023人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。19:46:4719:46:4719:468/7/20237:46:47PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。8月-2319:46:4719:46Aug-2307-Aug-23加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。19:46:4719:46:4719:46Monday,August7,2023安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。8月-238月-2319:46:4719:46:47August7,2023踏實(shí)肯干，努力奮斗。2023年8月7日7:46下午8月-238月-23追求至善憑技術(shù)開(kāi)拓市場(chǎng)，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹(shù)立形象。07八月20237:46:47下午19:46:478月-23嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。八月237:46下午8月-2319:46August7,2023作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2023/8/719:46:4719:46:4707August2023好的事情馬上就會(huì)到來(lái)，一切都是最好的安排。7:46:47下午7:46下午19:46:478月-23一馬當(dāng)先，全員舉績(jī)，梅開(kāi)二度，業(yè)績(jī)保底。8月-238月-2319:4619: