[工学]1++数字逻辑概论

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1、电子技术基础数字部分主讲：周旭欣1、课程特点：2、数字电路的内容：3、学习重点：数字电路是一门技术基础课，它是学习微机原理、接口技术等计算机专业课程的基础。既有丰富的理论体系，又有很强的实践性。（1）基础；（2）组合逻辑电路；（3）时序逻辑电路；（4）其它内容（1）在具体的数字电路与分析和设计方法之间，以分析和设计方法为主；（2）在具体的设计步骤与所依据的概念和原理之间，以概念和原理为主；（3）在集成电路的内部工作原理与外部特性之间，以外部特性为主。1数字逻辑概论1.1概述1.1.1数字量与模拟量

2、时间和数值连续变化的物理量如：温度、压力、速度自然界中的物理量模拟量数字量时间和数值都是离散的物理量，而且每次增减变化都是某个最小量的整数倍如：人数、物件模拟信号：时间和数值均连续变化的信号，如正弦波、指数函数等几种模拟信号波形模拟电路：处理模拟信号的电路研究模拟信号时，我们注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。在模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态。数字信号：在时间上和数值上均是离散的信号，如脉冲信号等。数字电路：处理数字信号的电路研究数字信号时，我们注重电路输出、输入的逻辑关系。在数字电路

3、中，晶体管一般工作在开关状态，即工作在饱和和截止状态。模拟量的数字表示模拟量可以用数字0、1的编码来表示，这里的编码所指的是数字0、1的字符串，这种编码就是二进制码,数字0、1的字符串是由模数转换器得来。1.1.2数字集成电路的分类及特点从集成度来说，数字集成电路可分为：数字电路的特点（结合P5）：小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）、超大规模（VLSI）和甚大规模（ULSI）五类。1、在数字电路中，只有高、低两种电平，分别用1、0表示；2、抗干扰能力强、可靠性和准确性高，对元件精

4、度要求不高；3、数字电路能够对输入的数字信号进行各种算术运算和逻辑运算，具有一定的“逻辑思维”能力，易于实现各种控制和决策应用系统；4、数字信号便于存储；5、集成度高，通用性强。1.1.3数字信号的描述方法在数字电路中，常用数字“0”和“1”来表示。这里的“0”和“1”，不是十进制数中的数字，而是逻辑0和逻辑1;逻辑“0”和逻辑“1”表示彼此相关又互相对立的两种状态。例如，“是”与“非”、“真”与“假”、“开”与“关”、“低”与“高”等等。因而常称为数字逻辑，又称作二值数字逻辑。电压(V)二值逻辑

5、电平3.5～5V1H(高电平)0～1.5V0L(低电平)数字信号中的几个概念2.占空比q-----表示脉冲宽度占整个周期的百分比:q1.脉冲宽度tw-----表示脉冲作用的时间。注：当占空比为50%时，称此时的矩形脉冲为方波3.上升时间tr和下降时间tf----从脉冲幅值的10%到90%（或从脉冲幅值的90%到10%）所经历的时间。典型值为几十个纳秒（ns）非理想脉冲波形1.2数制按进位规则进行计数，称为进位计数制(数制）1.2.1十进制一、特点：1、任何一位数可以而且只可以用0,1,2,3,4,

6、5,6,7,8,9这十个数码表示。2、进位规律是“逢十进一”。即9+1=10=1×101+0×100例如：式中，102、101是根据每一个数码所在的位置而定的，称之为“权”。3、在十进制中，各位的权都是10的幂，而每个权的系数只能是0～9这十个数码中的一个。二、一般表达式:在数字电路中，计数的基本思想是要把电路的状态与数码一一对应起来。显然，采用十进制是十分不方便的。它需要十种电路状态，要想严格区分这十种状态是很困难的。1.2.2二进制数一、特点二、二进制数的一般表达式为:1、任何一位数可以而且只

7、可以用0和1表示。2、进位规律是：“逢二进一”。3、各位的权都是2的幂。例如：1+1=10=1×21+0×20例1.2.2试将二进制数(01010110)B转换为十进制数。解：将每一位二进制数乘以位权然后相加便得相应的十进制数。位数太多，不符合人的习惯，不能在头脑中立即反映出数值的大小，一般要将其转换成十进制后，才能反映。三、二进制的优点：1、易于电路实现---每一位数只有两个值，可以用管子的导通或截止，灯泡的亮或灭、继电器触点的闭合或断开来表示。2、基本运算规则简单四、二进制的缺点：(01010

8、110)B=26+24+22+21=（86)D在数字电子技术和计算机应用中，二值数据常用数字波形来表示。五、二进制的波形表示优点：直观、便于用电子示波器监视六、二进制的传输串行并行逐位传送同时传送1.2.31.2.4十六进制和八进制一、十六进制2、十六进制数的一般表达式为:a、任何一位数可以而且只可以用0～9、A～F表示。b、进位规律是：“逢十六进一”。c、各位的权都是16的幂。1、特点二、八进制2、八进制数的一般表达式为:a、任何一位数可以而且只可以用0～7表示。b、进位规律是：