數(shù)電01(緒論,邏輯概論)

數(shù)字電路與邏輯設計

信息學院吳亞瓊wuyq@——專業(yè)基礎課研究對象（一）數(shù)碼相機智能儀器計算機研究對象（二）教學目標最終目標：分析、設計數(shù)字電路讀圖設計圖舉例能讀懂能設計教學內(nèi)容基礎理論（邏輯代數(shù)）基本器件（符號，工作原理，用法）讀圖設計圖對大家的要求跟上進度！否則——聽天書…評分標準平時30分（作業(yè)、出勤、隨堂測驗等）考試70分參考書目（推薦）閻石主編《數(shù)字電子技術基礎》第五版高等教育出版社秦臻主編《電子技術基礎（數(shù)字部分）重點難點題解指導考研指南》高等教育出版社羅杰主編《電子技術基礎數(shù)字部分習題全解》第五版高等教育出版社1.數(shù)字邏輯概論2.邏輯代數(shù)與硬件描述語言概述3.邏輯門電路4.組合邏輯電路5.鎖存器與觸發(fā)器6.時序邏輯電路7.存儲器、復雜可編程器件和現(xiàn)場可編程門陣列9.模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換器8.脈沖波形的變換與產(chǎn)生1.數(shù)字邏輯概論1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號1.2數(shù)制1.3二進制數(shù)的算術運算1.4二進制代碼1.5二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1.數(shù)字邏輯概論數(shù)字電路能實現(xiàn)的功能：代數(shù)類：代數(shù)運算、比較、計數(shù)。（例：加法器）處理的是數(shù)字。（二進制數(shù)）非代數(shù)類：編碼、譯碼、數(shù)據(jù)選擇、存取信息。（例：七段譯碼器）處理的是數(shù)碼，代表各種信息。（二進制代碼）

數(shù)字電路所處理的對象：電信號（電壓信號）二值邏輯---時間和數(shù)值均連續(xù)變化的電信號，如正弦波、三角波等uOt

Otu1.模擬信號1.1.3模擬信號與數(shù)字信號數(shù)字信號波形2、數(shù)字信號---在時間上和數(shù)值上均是離散的信號。數(shù)字電路處理的電信號是數(shù)字信號！數(shù)字信號代表：二進制數(shù)、二進制代碼。高電平，如：3.5~5V代表：1、邏輯1低電平，如：0~1.5V代表：0、邏輯03、數(shù)字信號與數(shù)字邏輯的對應關系(a)用二值邏輯描述數(shù)字波形(b)16位數(shù)據(jù)的波形表示1.數(shù)字邏輯概論1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號1.2數(shù)制1.3二進制數(shù)的算術運算1.4二進制代碼1.5二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

1.2.1十進制1.2數(shù)制

1.2.2二進制

1.2.3十-二進制之間的轉(zhuǎn)換

1.2.4十六進制和八進制一般表達式:

1.2.1十進制十進制采用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十個數(shù)碼，其進位的規(guī)則是“逢十進一”。4587.29=4

103+5102+8101+7100+210

1+910

2系數(shù)位權任意進制數(shù)的一般表達式為:各位的權都是10的冪。1.2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

1.2.2二進制二進制數(shù)的一般表達式為:例如：1+1=10=1×21+0×20位權系數(shù)二進制數(shù)只有0、1兩個數(shù)碼，進位規(guī)律是：“逢二進一”.1、二進制數(shù)的表示方法各位的權都是2的冪。（1）易于電路表達---0、1兩個值，可以用管子的導通或截止，燈泡的亮或滅、繼電器觸點的閉合或斷開來表示。2、二進制的優(yōu)點（2）二進制數(shù)字裝置所用元件少,電路簡單、可靠。（3）基本運算規(guī)則簡單,運算操作方便。3、二進制數(shù)波形表示（1）二進制數(shù)據(jù)的串行傳輸4、二進制數(shù)據(jù)的傳輸（2）二進制數(shù)據(jù)的并行傳輸將一組二進制數(shù)據(jù)所有位同時傳送。傳送速率快,但數(shù)據(jù)線較多，而且發(fā)送和接收設備較復雜。1)、十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)：

a.整數(shù)的轉(zhuǎn)換:“輾轉(zhuǎn)相除”法:將十進制數(shù)連續(xù)不斷地除以2,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)整數(shù)部分小數(shù)部分1.2.3十-二進制之間的轉(zhuǎn)換解：根據(jù)上述原理，可將(37)D按如下的步驟轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)由上得(37)D=(100101)B例1.2.2將十進制數(shù)(37)D轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。當十進制數(shù)較大時，有什么方法使轉(zhuǎn)換過程簡化?解：由于27為128，而133－128=5=22＋20，例1.2.3將(133)D轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)所以對應二進制數(shù)b7=1，b2=1，b0=1，其余各系數(shù)均為0，所以得(133)D=(10000101)Bb.小數(shù)的轉(zhuǎn)換:對于二進制的小數(shù)部分可寫成

將上式兩邊分別乘以2，得 由此可見，將十進制小數(shù)乘以2，所得乘積的整數(shù)即為不難推知，將十進制小數(shù)每次除去上次所得積中的整數(shù)再乘以2，直到滿足誤差要求進行“四舍五入”為止，就可完成由十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制小數(shù)。解由于精度要求達到0.1%，需要精確到二進制小數(shù)10位，即1/210=1/1024。0.39×2=0.78b-1=00.78×2=1.56b-2=10.56×2=1.12b-3=10.12×2=0.24b-4=00.24×2=0.48b-5=00.48×2=0.96b-6=00.96×2=1.92b-7=10.92×2=1.84b-8=10.84×2=1.68b-9=10.68×2=1.36b-10=1所以

%1.0。例將十進制小數(shù)(0.39)D轉(zhuǎn)換成二進制數(shù),要求誤差ε小于

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)碼，進位規(guī)律是“逢十六進一”。1.十六進制一般表達式：例如1.2.4十六進制和八進制各位的權都是16的冪。2、二--十六進制之間的轉(zhuǎn)換

二進制轉(zhuǎn)換成十六進制：因為16進制的基數(shù)16=24，所以，可將四位二進制數(shù)表示一位16進制數(shù)，即0000～1111表示0-F。例(111100010101110)B=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。例(BEEF)H=(78AE)H

(1011111011101111)B十六進制轉(zhuǎn)換成二進制：例(111100010101110)B=3.八進制八進制數(shù)中只有0,1,2,3,4,5,6,7八個數(shù)碼，進位規(guī)律是“逢八進一”。一般表達式各位的權都是8的冪。4、二-八進制之間的轉(zhuǎn)換將每位八進制數(shù)展開成三位二進制數(shù)，排列順序不變即可。轉(zhuǎn)換時，由小數(shù)點開始，整數(shù)部分自右向左，小數(shù)部分自左向右，三位一組，不夠三位的添零補齊，則每三位二進制數(shù)表示一位八進制數(shù)。因為八進制的基數(shù)8=23

，所以，可將三位二進制數(shù)表示一位八進制數(shù)，即000～111表示0～7例(10110.0111)B=例(752.1)O=(26.34)O

(111101010.001)B5.十六進制的優(yōu)點：