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1、补充内容:数字电路与模拟电路电子电路中信号的分类:一类是模拟信号,指在时间上和数值上都是连续变化的信号,例如音频电压信号等。工作在模拟信号下的电子电路称为模拟电路。另一类是数字信号,指在时间上和数值上都是离散的信号,例如各种脉冲信号。工作在数字信号下的电路称为数字电路。数字电路的特点:数字信号是非连续变化的,通常只有两种状态,用符号“0”和“1”来表示。数字电路的基本单元比较简单,对元件的精度要求不高,只要能区分出“0”和“1”两种状态就可以了,所以容易集成化。数字电路不仅可以对信号进行算术运算,而且还能进行逻辑推演和逻辑判断
2、,在数字计算机、数字控制、数据采集和处理、数字通讯等领域中获得了广泛的应用。数字电路的主要研究对象是电路的输入和输出之间的逻辑关系,数字电路也称逻辑电路。它的一套分析方法也和模拟电路不同,采用的是逻辑代数、真值表、卡诺图、特性方程、状态转换图、时序波形图等。2补充内容:计算机硬件基础半导体器件的开关特性x.1基本逻辑运算和基本门电路x.2组合逻辑电路x.3时序逻辑电路x.4数制及其转换x.03x.0数制与编码常用的进位计数制一不同数制间的转换二二进制运算规则三4一、常用的进位计数制任何数制都涉及3个基本术语:数码:该数制表示数
3、值时使用的不同的数字符号。基(数)或底:该数制使用的数码的个数。一般用R表示。权:该数制根据各位数码所处位置的不同而赋予的一个固定的单位值。对于每一个数位i,该位上的权为Ri。二进制:R=2,基本符号为0和1八进制:R=8,基本符号为0,1,2,3,4,5,6,7十六进制:R=16,基本符号为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F十进制:R=10,基本符号为0,1,2,3,4,5,6,7,8,95二、不同数制间的转换R进制数转换成十进制数:按权展开法十进制数转换成R进制数:整数部分的转换:除基取余法(先
4、低后高)小数部分的转换:乘基取整法(先高后低)二、八、十六进制数的相互转换八进制数转换成二进制数十六进制数转换成二进制数二进制数转换成八进制数二进制数转换成十六进制数6三、二进制运算规则算术运算加法:1101+1001=?减法:1101-0111=?乘法:1101×1001=?除法:1110101÷1001=?逻辑运算与运算:1100∧1010=?或运算:1100∧1010=?非运算:~(1011)=?异或运算:1100⊕1010=?7x.1半导体器件的开关特性二极管的开关特性一三极管的开关特性二MOS管的开关特性三8一、二极
5、管的开关特性9二、三极管的开关特性10三、MOS管的开关特性11x.2基本逻辑运算和基本门电路逻辑变量和逻辑表达式一逻辑门二逻辑函数的化简三逻辑代数的基本定律四12逻辑常量:逻辑常量只有两个,即0和1,用来表示两个对立的逻辑状态。逻辑变量:逻辑变量一般用字母、数字及其组合来表示,其取值只有两个,即0和1。在“正逻辑”的数字电路设计中,用低电平信号(如0.5V)表示逻辑0;用高电平信号(如3V)表示逻辑1。逻辑运算:对逻辑常量和变量的操作。有与、或、非三种基本逻辑运算。逻辑门(logicgates):对逻辑常量和变量完成基本的逻
6、辑运算的电路。一、逻辑变量和逻辑表达式13逻辑函数:用于表达逻辑变量之间关系的代数式。使用与、或、非3种基本逻辑运算,可以构造出任何逻辑函数。逻辑代数:逻辑代数是研究逻辑函数运算和化简的一种数学系统,也是用来描述、分析、简化数字电路的数学工具。又称布尔代数。在数字电路中,表示逻辑变量之间的逻辑关系的方法一般有3种:逻辑代数式、真值表、电路图。真值表:将所有输入变量的所有可能的取值组合,及其在此情况下输出变量应有的取值罗列出来,所形成的一张表。它最全面、最直观地表达了逻辑关系。一、逻辑变量和逻辑表达式14二、逻辑门常见的逻辑门及
7、表示方式15二、逻辑门常见的逻辑门及表示方式16基本的逻辑运算与运算(AND)或运算(OR)非运算(NOT)二、逻辑门三种基本的逻辑运算:所有逻辑运算都是按位操作的17与运算(AND)逻辑表达式:F=A·B=AB逻辑门电路符号:运算规则:有0就出0真值表:ABF00001010011118或运算(OR)逻辑表达式:F=A+B逻辑门电路符号:运算规则:有1就出1真值表:ABF00001110111119非运算(NOT)逻辑表达式:F=A逻辑门电路符号:运算规则:取反真值表:AF011020二、逻辑门门电路举例:双极型逻辑门(双极
8、型逻辑门)21二、逻辑门单极型逻辑门(MOS型逻辑门)22单极型逻辑门与双极型逻辑门的比较:就逻辑功能来说,并无区别;MOS器件的优势:制造工艺简单集成度高体积小功耗低抗干扰能力强MOS型门电路在各种数字电路中得到广泛应用。23除了3种基本的逻辑门电路外,还有4种常用的逻辑门