数字电路逻辑设计 教学课件 作者 张健 主编 吴凡 李小立 副主编第一章.ppt

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1、数字电路逻辑设计张健吴凡李小立制作第一章数字逻辑基础1.1概述一、数字信号的特点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在离散时刻突变的电压或电流信号。数字信号是本课程的研究对象。图1.1.1典型的数字信号示意图Vt(V)(ms)501020304050有两种逻辑体制：正逻辑体制规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。负逻辑体制规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。如果采用正逻辑，图1.1.1所示的数字电压信号就成为下图所示逻辑信号。二、正逻辑与负逻辑数字信号是一种二值信号，用两个电平

2、（高电平和低电平）分别来表示两个逻辑值（逻辑1和逻辑0）。三、数字信号的主要参数一个理想的周期性数字信号，可用以下几个参数来描绘：Vm——信号幅度。T——信号的重复周期。tW——脉冲宽度。q——占空比。其定义为：下图所示为三个周期相同（T=20ms），但幅度、脉冲宽度及占空比各不相同的数字信号。1.2数制及其转换一、几种常用的计数体制1.十进制(Decimal)2.二进制(Binary)3.十六进制(Hexadecimal)与八进制（Octal）任何进制的数都有基、位权和系数三要素。一个R进制的数可以表

3、示为：例1.2.1将二进制数10011.101转换成十进制数。解：将每一位二进制数乘以位权，然后相加，即按位展开，可得(10011.101)B＝1×24＋0×23＋0×22＋1×21＋1×20＋1×2－1＋0×2－2＋1×2－3＝（19.625)D二、不同数制之间的相互转换1．二进制转换成十进制整数的转换：例1.2.2将十进制数23转换成二进制数。解：用“除2取余”法转换:2.十进制转换成二进制则（23)D=（10111)B2.十进制转换成二进制（续）纯小数部分的转换：采用“乘2取整”法。例如，将(0.

4、625)10转换二进制可按如下步骤进行0.625×21.250………………………整数部分=1=b－10.250×20.500………………………整数部分=0=b－20.500×21.000………………………整数部分=1=b－3故(0.625)10=(0.101)2。3、二进制与八进制之间的相互转换3位二进制数代表1位八进制数例如，将（11110111.01101）2转换为八进制数（011′110′111.011′010）2↓↓↓↓↓=(367.32)8例如，把（635.41）8转换为二进制数得（635.4

5、1）8↓↓↓.↓↓=(110011101.100001)24、二进制与十六进制之间的相互转换十六进制数的16个系数是：1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。4位二进制数代表1位十六进制数例如，将（110011100.011100011）2转换为十六进制数得（0001′1001′1100.0111′0001′1000）2↓↓↓↓↓↓=(19C.718)16例如，将（0A38.68）16转换为二进制数得（0A38.68）16↓↓↓↓↓=（101000111000.01101000）21

6、.3编码BCD码——用4位二进制代码来表示1位十进制数的编码方式。要用二进制代码来表示十进制的0～9十个数，至少要用4位二进制数。4位二进制数有16种组合，可从这16种组合中选择10种组合分别来表示十进制的0～9十个数。选哪10种组合，有多种方案，这就形成了不同的BCD码。1.4算术运算与逻辑运算算术运算是计算数值的大小，而逻辑运算是表示输出状态或结果与输入条件之间的确定因果关系。1.5数字电路及其规模工作在数字信号下的电路，称之为数字电路。其规模有小规模、中规模、大规模和超大规模电路。另外，还分为通

7、用集成电路和专用集成电路（ASIC）以及可编程逻辑器件（FPGA、CPLD）。本章小结1．数字信号在时间上和数值上均是离散的。2．数字电路中用高电平和低电平分别来表示逻辑1和逻辑0，它和二进制数中的0和1正好对应。因此，数字系统中常用二进制数来表示数据。3、人熟悉十进制，机器只认识二进制，为表达方便又常用八进制和十六进制。4．常用BCD码有8421码、242l码、542l码、余3码等，其中842l码使用最广泛。