《数字逻辑》PPT课件

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1、1《数字逻辑与数字系统》余文北京邮电大学计算机科学与技术学院Email：yuwen@bupt.edu.cn2序言信息学科(必修)专业技术基础课。理论性、实践性强。理论:15%开关理论布尔代数逻辑函数数字系统分析与设计的基本理论.设计:60%组合和时序元件(小规模)各种逻辑器件(中规模)各种可编程器件(PLD)在系统编程芯片(大规模)逻辑电路分析与设计的基本方法数字系统分析与设计实验:25%3序言数字技术使人们进入信息时代（电视、广播、通信和互联网）。数字技术是信息实现基础。数字技术极大地丰富了文化、物质生活。计算机、数码（摄）相机、空调、手机、

2、MP3数字技术发展速度:5年更新40%模拟电子技术基础上发展的，在精确性，抗干扰、功耗、稳定性、集成和设计方面优势巨大。以电子器件为基础。经历电子管、晶体管、集成电路和大规模或超大规模集成电路等阶段。微处理器和专用集成电路（ASIC）出现和普及，数字技术进入到一个新的高度。4数字电子技术的若干特点一、与模拟电子技术的比较1、从信号来看：可以分为离散量连续量数字信号是离散量，信息量在时间和数值（量）上是间断的。如电子秤、电子表。信号只有“0”和“1”两种值时.为数字脉冲信号(PulseSignal).模拟信号是连续量，信息量在时间和数值（量）上是

3、连续量。如温度、声音、质量、压力。52、数学工具模拟电路:微分方程、拉斯变换及反变换。数字电路:开关理论,布尔代数（逻辑函数）3、研究方法模拟电路:频域法数字电路:时域法(输入、输出随时间的关系)6二、数字化的优点1、精确度高2、抗干扰力强3、功耗小4、适合集成和并行处理三、数字电路中的基本操作1、算术操作2、逻辑操作7四、数字电路的发展趋势1、大规模2、低功耗3、高速度4、可编程(ProgrammableLogicDevice－PLD)5、可测试6、软件化8课程内容1.数字逻辑设计的基础理论知识2.组合和时序电路的分析和设计方法3.常用的中

4、规模集成电路的原理及逻辑设计4.可编程逻辑器件（PLD）原理及应用5.大规模集成电路的硬件描述语言6.数字系统的现代设计方法课程特点前半部分为基础，理论性强；后半部分实践性强：VHDL,数字系统，控制器9教学要求：掌握数字逻辑与系统的基本原理的分析、设计方法。能对常用或简单逻辑部件进行分析和设计。掌握简单数字系统的设计方法，用硬件描述语言进行逻辑设计。为后续课程及数字集成电路系统设计奠定基础。先修课程：电路与电子学基础相关课程：《数字逻辑》、《数字电路与逻辑设计》、《数字逻辑电路》、《数字电子技术》考试成绩：考试60％（作业课堂期中实验

5、）40％课堂时间：前两周两次,以后单周两次,双周一次（周五）10教学用书和参考书教学用书：白中英，《数字逻辑与数字系统》（网络版），科学出版社。参考书：1王永军,《数字逻辑与数字系统》,电子工业出版社,20052张江陵朱勇主编,《数字逻辑》,武汉理工大学出版，20023王树堃,《数字电路与逻辑设计》,人民邮电出版社、19954汤琳宝,《可编程逻辑器件与数字系统设计》,上海大学出版社、200011第一章开关理论基础开关理论是以二进制数为基础的理论，是研究逻辑电路的数学工具，是计算机等现代数字系统的硬件构造基础。是学习其他章节的基础。1.1二进制系统

6、1.2数制与码制1.3逻辑函数1.4布尔代数1.5卡诺图1.6集成电路12第一节二进制系统数字系统是研究“0”和“1”的二值系统。任何数字都能表示为一个二进制数字。逻辑和算术运算是两种基本运算。遵循二值逻辑和开关电路规律。有两种基本传输波形：电平型和脉冲型电平型:脉冲型:常用于控制信号，上升沿或下降沿有效常用于数据信号，高/低电平表示0113.数字脉冲信号：电平型和脉冲型12345678910CP000011111电平型脉冲型电平型:有效时钟周期，一直为高/低电平脉冲型:有效时钟周期，出现上升沿或下降沿14第二节数制与码制1.2.1计数制用数字

7、量表示物理量时，常用多位数码（数符）.数码中每一位的构成方法和进位规则,称为(计)数制。常用的计数制：十进制、二、八、十六进制等1.2.2计数制的相互转换1.2.3二进制编码151.2.1进位计数制十进制计数制二进制计数制八进制计数制十六进制计数制任意进制计数制16十进制计数制数码：十个数字符号（和小数点）。基数10：逢十进一，权值：数码在不同位置代表不同的值。十进制数一般形式（n位整数，m＋1位小数）为(S)10=(KnK1.K0K-1K-m)10按权值多项式展开：(S)10=kn10n-1+kn-110n-2+...+k1100+k010

8、-1+k-110-2+...+k-m10-m-1ki：0—9(数码)10i：权值10：基数17例:(1982)10＝1×103+9×10