数字电子技术教案1

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1、数字电子技术第一章数字逻辑基础引言一、数字电路和模拟电路1．数字电路和模拟电路电子电路中的信号可分为两类：一类是模拟信号，随时间连续变化的信号，如模拟语音的音频信号和模拟图像的视频信号等。能够用来产生、传输、处理模拟信号的电路称为模拟电路，如放大器和信号发生器等。另一类是数字信号，在时间和数值上都是不连续变化的离散信号，如各种脉冲信号等。能够用来产生、传输、处理数字信号的电路称为数字电路。数字信号在时间上和数值上均是离散的。数字信号在电路中常表现为突变的电压或电流。二、数字电路的特点　⑴数字电路所研究的问题主要是输入信号的状态（0或1）与输出信号状态

2、（0或1）之间的因果关系，称为逻辑关系，也就是我们所说的电路的逻辑功能。　⑵在数字电路中只规定高电平的下限值和低电平的上限值，而不再着重研究它们的具体数值。　⑶研究数字电路逻辑关系的主要数学工具是逻辑代数。三、数字电路的分类⑴按集成度分类：数字电路可分为小规模（SSI，每块数十个元件）、中规模（MSI，每块数百个元件）、大规模（LSI，每块数千个元件）和超大规模（VLSI，每块元件数目大于10万个）数字集成电路。⑵按所用器件制作工艺的不同分类：数字电路可分为双极型（TTL型）和单极型（MOS型）两类。⑶按照电路的结构和工作原理的不同分类：数字电路可分

3、为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。1.1数制与码制1.1.1数制数制就是表示数值大小的各种计数体制。日常生活中，人们习惯采用的计数体制是十进制，即规定的“逢十进一”。在数字电路中经常使用的计数体制除了十进制以外,还包括二进制、八进制和十六进制。1.十进制在十进制中，每一位有0～9十个数字符号，或者说是十个数码，所以计数的基数为10。任何一个数可以用这10个数码按一定规律组合在一起来表示，其中低位和相邻高位之间的关系是“逢十进一”。每个数码处在不同位数所代表的数值不同，用Ki表示第i位上的数字符号，10i14表示第i位上数字的权，第i位的十进制数值为K

4、i×10i，将不同位数的数值相加求和就得到所要表示的十进制数。例如，十进制的234.76可以表示为：（234.76）10＝2×102＋3×101＋4×100＋7×10－1＋6×10－2式中，2、3、4、7、6分别为百位、十位、个位、十分位、百分位的数码，102、101、100、10﹣1、10﹣2分别为百位、十位、个位、十分位、百分位的权。一般地，任何一个十进制数N均可展开为：（1-1）式中，n和m为整数，n表示整数部分的位数，m表示小数部分的位数。2.二进制数字电路中应用最广泛的计数体制为二进制。在二进制中，每一位仅有0和1两个可能的数码，基数为2，

5、低位和相邻高位之间的进位关系是“逢二进一”，故称为二进制。任何一个二进制数N均可展开为：（1-2）式中，右边多项式的值就是二进制数(N)2转为十进制数的值。3．八进制八进制数每一位有0～7共八个数码，基数为8，低位和相邻高位之间的进位规则为“逢八进一”。任何一个八进制数N均可展开为：（1-3）式中，右边多项式的值就是八进制数(N)8转为十进制数的值。4.十六进制十六进制数每一位有十六个不同的数码，分别用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F来表示，其中A～F六个字母分别代表10、11、12、13、14、15，进位规则为“逢十六

6、进一”。所以，任何一个十六进制数N均可展开为：（1-4）式中，右边多项式的值就是二进制数(N)16转为十进制数的值。表1-1几种进制数之间的对应关系十进制数二进制数八进制数十六进制十进制数二进制数八进制数十六进制000000081000108100011191001119200102210101012A300113311101113B401004412110014C501015513110115D601106614111016E701117715111117F141.1.2数制转换1.其他进制数转换为十进制数其他进制数转换为十进制数，只需将该数的每位

7、数的数码和权相乘求和，就能得到等值的十进制数。二进制数、十六进制数转换为十进制数的方法如前所述，这里不再重复。2.十进制数转换成二进制数和十六进制数将十进制数转换为其他进制数时，可以按整数部分和小数部分分别进行转换，最后合并转换结果。⑴十进制转换为二进制1）整数部分的转换十进制整数部分转换成二进制数采用“除2取余法”，它是用2除十进制整数，得出的余数是二进制数的最低位，再用2去除，得出的余数是二进制的次低位，重复上述的过程，直到商为0，最后相除的余数即为二进制数的最高位。例1-4将十进制数（87）10转换成二进制数。解：余数287……1低位243……

8、1221……1210……025……122……021……1高位0所以（87）10＝（1010111）22）小数