數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)ppt課件.ppt

1、主講老師：,寧送云,1,成績評定方法,理論：70% 堂上練習(xí)和課后作業(yè)（10%） 期末考試（60%） 實(shí)驗(yàn)：30%,2,作業(yè)要求,1. 統(tǒng)一用廣東藥學(xué)院作業(yè)紙; 2每次的作業(yè)下周交，每次批改三分之一?？拼硪?fù)責(zé)督促同學(xué)及時(shí)交作業(yè)并做好缺交記錄； 3要求抄題； 4需要圖示時(shí)，應(yīng)把圖畫在作業(yè)本上； 5字跡要工整，不能亂涂、亂改、亂畫； 6. 要獨(dú)自完成。,3,上課時(shí)間,理論課每周二上（下）午（三節(jié)） 實(shí)驗(yàn)課每周三上午（醫(yī)學(xué)應(yīng)用08（1）周三下午（醫(yī)學(xué)應(yīng)用08（2）；周四上午（物流信息08（1）周四下午（物流08（2）（第六周第十七周），每次半個(gè)班做實(shí)驗(yàn)。,具體上課時(shí)間及內(nèi)容請參考課表和教學(xué)進(jìn)程。

2、,4,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,第二節(jié) 邏輯代數(shù)基礎(chǔ),第三節(jié) 邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式,第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡,小結(jié),第一章 數(shù)字邏輯基礎(chǔ),5,第一章 數(shù)字邏輯基礎(chǔ),本章將依次討論數(shù)字系統(tǒng)中數(shù)的表示方法、常用的幾種編碼，然后介紹邏輯代數(shù)的基本概念和基本理論，說明邏輯函數(shù)的基本表示形式及其化簡。,邏輯函數(shù)及其化簡。,重點(diǎn):,二進(jìn)制數(shù)、,常用的幾種編碼、,邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、,6,教學(xué)基本要求,掌握：,1、二、八、十、十六進(jìn)制，8421BCD碼等基本概念,2、最基本的三種邏輯函數(shù)，利用布爾代數(shù)法化簡邏 輯函數(shù),3、最小項(xiàng)的性質(zhì)，邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式,4、利用卡諾圖化簡邏輯函數(shù),熟悉：,1、補(bǔ)碼、原碼、反碼、格雷碼。,

3、2、表示邏輯函數(shù)的方法。由真值表或邏輯函數(shù)畫波形圖,3、邏輯函數(shù)的變換（“與非與非”和“與或”式的變換）。,7,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,數(shù)制,不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換,二進(jìn)制正負(fù)數(shù)的表示及運(yùn)算,常用的編碼,8,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,一、數(shù)制,2 3,210,31,20,3,+,+,2 3,十位數(shù)字2,個(gè)位數(shù)字3,權(quán)值,基數(shù)：,由09十個(gè)數(shù)碼組成，基數(shù)為10。,位權(quán)：,102 101 100 10-1 10-2 10-3,計(jì)數(shù)規(guī)律：,逢十進(jìn)一,權(quán)值,10的冪,9, 10-1,權(quán) 權(quán) 權(quán) 權(quán),任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)，都可按其權(quán)位展成多項(xiàng)式的形式。,(652.5)D,位置計(jì)數(shù)法,按權(quán)展開式,(N)D=(Kn-1 K1

4、 K0. K-1 K-m)D,=Kn-1 10n-1 + +K1101 + K0100 + K-1 10-1 + + K-m 10-m,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,=,6, 102,+,5, 101,+,2, 100,+,5,下標(biāo)D表示十進(jìn)制,10,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,只由0、1兩個(gè)數(shù)碼和小數(shù)點(diǎn)組成，,不同數(shù)位上的數(shù)具有不同的權(quán)值2i。,基數(shù)2，逢二進(jìn)一,任意一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，都可按其權(quán)位展成多項(xiàng)式的形式。,(N)B=(Kn-1 K1 K0. K-1 K-m)B,=Kn-1 2n-1 + +K121 + K020 + K-1 2-1 + + K-m 2-m,下標(biāo)B表示二進(jìn)制,11,常用數(shù)制對照表,0 1

5、2 3 4 5 6 7,8 9 10 11 12 13 14 15,0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111,1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111,0 1 2 3 4 5 6 7,0 1 2 3 4 5 6 7,10 11 12 13 14 15 16 17,8 9 A B C D E F,12,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,二、不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換,二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制,十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制,二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制,十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制,例： ( 10011.101 )B= ( ？ )D,(10011.101)B124023022

6、121120 121022123,二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制,利用二進(jìn)制數(shù)的按權(quán)展開式，可以將任意一個(gè)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。,（19.625）D,13,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換,除基取余法：用目標(biāo)數(shù)制的基數(shù)（R=2）去除十進(jìn)制數(shù)，第一次相除所得余數(shù)為目的數(shù)的最低位K0，將所得商再除以基數(shù)，反復(fù)執(zhí)行上述過程，直到商為“0”，所得余數(shù)為目的數(shù)的最高位Kn-1。,例：（29）D=（？）B,29,14,7,3,1,0,1,K0,0,K1,1,K2,1,K3,1,K4,LSB,MSB,得（29）D=（11101）B,14,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換,乘基取整法：小數(shù)乘以目標(biāo)數(shù)制的基數(shù)（

7、R=2），第一次相乘結(jié)果的整數(shù)部分為目的數(shù)的最高位K-1，將其小數(shù)部分再乘基數(shù)依次記下整數(shù)部分，反復(fù)進(jìn)行下去，直到小數(shù)部分為“0”，或滿足要求的精度為止（即根據(jù)設(shè)備字長限制，取有限位的近似值）。,例：將十進(jìn)制數(shù)（0.723）D轉(zhuǎn)換成不大于2-6的二進(jìn)制數(shù)。,不大于2-6 ，即要求保留到 小數(shù)點(diǎn)后第六位。,15,0.723,K-1,0.446,K-2,0.892,K-3,0.784,K-4,0.568,K-5,0.136,由此得：(0.723)D=(0.101110)B,十進(jìn)制,二進(jìn)制,八進(jìn)制、十六進(jìn)制,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,0.272,K-6,16,從小數(shù)點(diǎn)開始，將二進(jìn)制數(shù)的整數(shù)和小數(shù)部分每4位

8、分為一組，不足四位的分別在整數(shù)的最高位前和小數(shù)的最低位后加“0”補(bǔ)足，然后每組用等值的十六進(jìn)制碼替代，即得目的數(shù)。,例： （1011101.101001）B = （?）H,(1011101.101001） B = （5D.A4） H,1011101.101001,小數(shù)點(diǎn)為界,0,00,D,5,A,4,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,17,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,從小數(shù)點(diǎn)開始，將二進(jìn)制數(shù)的整數(shù)和小數(shù)部分每3位分為一組，不足三位的分別在整數(shù)的最高位前和小數(shù)的最低位后加“0”補(bǔ)足，然后每組用等值的八進(jìn)制碼替代，即得目的數(shù)。,例：（11010111.0100111）B = （?）Q,（11010111.0100111

9、）B = （327.234 ）Q,11010111.0100111,小數(shù)點(diǎn)為界,0,00,7,2,3,2,3,4,18,每位 8 進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng) 3 位二進(jìn)制數(shù),011,001,.,100,111,011,111,101,.,110,100,每位 16 進(jìn)制數(shù)換為相應(yīng)的 4 位二進(jìn)制數(shù),19,補(bǔ)碼分為兩種：基數(shù)的補(bǔ)碼和降基數(shù)的補(bǔ)碼。,前面介紹的十進(jìn)制和二進(jìn)制數(shù)都屬于原碼。,各種數(shù)制都有原碼和補(bǔ)碼之分。,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,三、二進(jìn)制正負(fù)數(shù)的表示及運(yùn)算,n是二進(jìn)制數(shù)N整數(shù)部分的位數(shù)。,二進(jìn)制數(shù)N 的基數(shù)的補(bǔ)碼又稱為2的補(bǔ)碼，常簡稱為補(bǔ)碼，其定義為,例：,1010補(bǔ)=24-1010=10000-

10、1010=0110,1010.101補(bǔ)=24-1010.101=10000.000- 1010.101 =0101.011,20,1010.101反=(24-2-3)-1010.101 =1111.111-1010.101 =0101.010,n是二進(jìn)制數(shù)N整數(shù)部分的位數(shù)，m是N的小數(shù)部分的位數(shù)。,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,例：,1010反=(24-20)-1010=1111-1010=0101,二進(jìn)制數(shù)N的降基數(shù)補(bǔ)碼又稱為1的補(bǔ)碼，習(xí)慣上稱為反碼，其定義為,21,N反=01001001,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,例：,N =10110110,根據(jù)定義，二進(jìn)制數(shù)的補(bǔ)碼可由反碼在最低有效位加1得到。,N補(bǔ)=

11、,無論是補(bǔ)碼還是反碼，按定義再求補(bǔ)或求反一次，將還原為原碼。,01001001 + 00000001,01001010,01001010,即N補(bǔ)= N反+1,即N補(bǔ)補(bǔ)= N原,22,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,例：,(+43)D,二進(jìn)制正負(fù)數(shù)的表示法有原碼、反碼和補(bǔ)碼三種表示方法。對于正數(shù)而言，三種表示法都是一樣的，即符號位為0，隨后是二進(jìn)制數(shù)的絕對值，也就是原碼。,符號位,絕對值,二進(jìn)制負(fù)數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼,= 0,0101011,例：,-25原= 1 0011001,-25反= 1 1100110,-25補(bǔ)= 1 1100111,符號位“1”加原碼,符號位“1”加反碼,符號位“1”加補(bǔ)碼,23,

12、補(bǔ)碼運(yùn)算：,X1反+X2反 = X1+X2反,符號位參加運(yùn)算,X1補(bǔ)+X2補(bǔ) = X1+X2補(bǔ),符號位參加運(yùn)算,在數(shù)字電路中，用原碼求兩個(gè)正數(shù)M和N的減法運(yùn)算電路相當(dāng)復(fù)雜，但如果采用反碼或補(bǔ)碼，即可把原碼的減法運(yùn)算變成反碼或補(bǔ)碼的加法運(yùn)算，易于電路實(shí)現(xiàn)。,反碼運(yùn)算 ：,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,例： X1 = 0001000，X2 = -0000011， 求X1+ X2,解： X1反+X2反 = X1+X2反,X1反 = 0 0001000,X2反 = 1 1111100,1 0 0000100,+） 1,X1反+X2反= 0 0000101,反碼在進(jìn)行算術(shù)運(yùn) 算時(shí)不需判斷兩數(shù)符 號位是否相同。,當(dāng)

13、符號位有進(jìn)位時(shí)需循環(huán)進(jìn)位，即把符號位進(jìn)位加到和的最低位。,故得X1+ X2 = + 0000101,例： X1 =-0001000，X2 = 0001011， 求X1+ X2,解： X1補(bǔ)+X2補(bǔ) = X1+X2補(bǔ),X1補(bǔ) = 1 1111000,X2補(bǔ) = 0 0001011,1 0 0000011,X1補(bǔ)+X2補(bǔ) = 0 0000011,符號位參加運(yùn)算。 不過不需循環(huán)進(jìn)位，如 有進(jìn)位，自動丟棄。,故得 X1+ X2 = + 0000011,自動丟棄,24,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,四、常用的編碼,（一）二十進(jìn)制碼（BCD碼）, 有權(quán)碼,8421BCD碼,用四位自然二進(jìn)制碼的16種組合中的前10種

14、，來表示十進(jìn)制數(shù)09，由高位到低位的權(quán)值為23、22、21、20，即為8、4、2、1，由此得名。,用文字、符號或數(shù)碼表示特定對象的過程稱為編碼。,此外，有權(quán)的BCD碼還有2421BCD碼和5421BCD碼等。, 無權(quán)碼,余三碼是一種常用的無權(quán)BCD碼。,常用的BCD碼,25,二十進(jìn)制碼 格雷碼 校驗(yàn)碼 字符編碼,四、常用的編碼：,2.編碼還具有反射性，因此又可稱其為反射碼。,1.任意兩組相鄰碼之間只有一位不同。,第一節(jié) 數(shù)制與編碼,注：首尾兩個(gè)數(shù)碼即最小數(shù)0000和最大數(shù)1000之間也符合此特點(diǎn)，故它可稱為循環(huán)碼。,最常用的誤差檢驗(yàn)碼是奇偶校驗(yàn)碼，它的編碼方法是在信息碼組外增加一位監(jiān)督碼元。,

15、（四）字符編碼,ASCII碼:七位代碼表示128個(gè)字符 96個(gè)為圖形字符 控制字符32個(gè),（三）校驗(yàn)碼,26,第二節(jié) 邏輯代數(shù)基礎(chǔ),邏輯變量及基本邏輯運(yùn)算,邏輯函數(shù)及其表示方法,邏輯代數(shù)的運(yùn)算公式和規(guī)則,27,（一）邏輯變量,取值：邏輯0、邏輯1。邏輯0和邏輯1不代表數(shù)值大小，僅表示相互矛盾、相互對立的兩種邏輯狀態(tài)。,（二）基本邏輯運(yùn)算,邏輯與,邏輯或,邏輯非,第二節(jié) 邏輯代數(shù)基礎(chǔ),一、邏輯變量及基本邏輯運(yùn)算,28,邏輯表達(dá)式 F =AB = AB,與邏輯真值表,與邏輯關(guān)系表,邏輯與,開關(guān)A,開關(guān)B,燈F,斷 斷 斷 合 合 斷,合 合,滅 滅 滅,亮,A,B,F,1 0,1 1,0 1,0

16、0,0,0,1,0,第二節(jié) 邏輯代數(shù)基礎(chǔ),只有決定某一事件的所有條件全部具備，這一事件才能發(fā)生。,29,或邏輯真值表,或邏輯關(guān)系表,邏輯或,開關(guān)A,開關(guān)B,燈F,斷 斷,斷 合 合 斷 合 合,亮 亮 亮,滅,A,B,F,1 0,1 1,0 1,0 0,1,1,1,0,第二節(jié) 邏輯代數(shù)基礎(chǔ),決定某一事件的條件有一個(gè)或一個(gè)以上具備，這一事件才能發(fā)生。,邏輯表達(dá)式 F= A + B,1,30,非邏輯真值表,非邏輯關(guān)系表,邏輯非,開關(guān)A,燈F,A,F,第二節(jié) 邏輯代數(shù)基礎(chǔ),當(dāng)決定某一事件的條件滿足時(shí)，事件不發(fā)生；反之事件發(fā)生。,邏輯表達(dá)式 F = A,31,與非邏輯運(yùn)算,F1=AB,或非邏輯運(yùn)算,F

17、2=A+B,與或非邏輯運(yùn)算,F3=AB+CD,（三）復(fù)合邏輯運(yùn)算,第二節(jié) 邏輯代數(shù)基礎(chǔ),32,A,B,F,1 0,1 1,0 1,0 0,1,1,0,0,=1,第二節(jié) 邏輯代數(shù)基礎(chǔ),異或運(yùn)算,同或運(yùn)算,33,第二節(jié) 邏輯代數(shù)基礎(chǔ),二、邏輯函數(shù)及其表示方法,用有限個(gè)與、或、非等邏輯運(yùn)算符，應(yīng)用邏輯關(guān)系將若干個(gè)邏輯變量A、B、C等連接起來，所得的表達(dá)式稱為邏輯函數(shù)。,F(A，B)=A+B,輸出變量,邏輯函數(shù)的表示方法：,邏輯圖,邏輯表達(dá)式,波形圖,真值表,輸入變量,例：三個(gè)人表決一件事情，結(jié)果按“少數(shù)服從多數(shù)”的原則決定。試建立該問題的邏輯函數(shù)。,F,0,0,1,0,1,1,1,0,三個(gè)人意見分別

18、用邏輯變量A、B、C表示,表決結(jié)果用邏輯變量F表示,同意為邏輯1，不同意為邏輯0。,表決通過為邏輯1， 不通過為邏輯0。,1.真值表,2.邏輯函數(shù)表達(dá)式, 找出函數(shù)值為1的項(xiàng)。, 每個(gè)函數(shù)值為1的輸入變量取值組合寫成一個(gè)乘積項(xiàng)。, 這些乘積項(xiàng)作邏輯加。,34,第二節(jié) 邏輯代數(shù)基礎(chǔ),乘積項(xiàng)用與門實(shí)現(xiàn) 和項(xiàng)用或門實(shí)現(xiàn),F,35,A+ 0=A A+ 1=1,A0=0 A1=A,A A=A A+A=A,A B = B A,A+ B = B + A,(AB)C = A (BC),(A+B)+C = A+(B+C),A ( B+C ) = A B+ A C,A+ B C =( A+ B) (A+ C ),0-1律,互補(bǔ)律,重疊律,交換律,結(jié)合律,分配律,第二節(jié) 邏輯代數(shù)基礎(chǔ),三、邏輯代數(shù)的運(yùn)算公式和規(guī)則,36,反演律,還原律,吸收律,A+A B=A A (A+B)=A,第二節(jié) 邏輯代數(shù)基礎(chǔ),三、邏輯代數(shù)的運(yùn)算公式和規(guī)則,37,互補(bǔ)