数字逻辑基础知识.ppt

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1、数字逻辑一．概述1数字系统2数字逻辑电路的类型和研究方法模拟信号：在时间上和数值上连续的信号。数字信号：在时间上和数值上不连续的（即离散的）信号。uu模拟信号波形数字信号波形tt对模拟信号进行传输、处理的电子线路称为模拟电路。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。1.数字系统典型的模拟信号为正弦信号,任一模拟信号可看分解成不同频率正弦信号的迭加。ti计算机被控对象一次仪表执行机构D/A转换A/D转换数字信号数字信号模拟信号模拟信号被测参数控制信号某控制系统的框图数字逻辑电路的特点（1）工作信号是二进制的数字信号，在时

2、间上和数值上是离散的（不连续），反映在电路上就是低电平和高电平两种状态（即0和1两个逻辑值）。（2）在数字电路中，研究的主要问题是电路的逻辑功能，即输入信号的状态和输出信号的状态之间的关系。（3）电路结构简单、功耗低、便于集成和系列化生产。（4）对组成数字电路的元器件的精度要求不高，只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可可靠性强、抗干挠能力强、电路结构简单、功耗低、便于集成和系列化生产。数字逻辑电路的特点:标称值0.3V允许低于0.8V标称值3.6V允许高于2.4V数字逻辑电路的类型和研究方法1、数字电路的分类（1）按集

3、成度分类：数字电路可分为小规模（SSI，每片数十器件）、中规模（MSI，每片数百器件）、大规模（LSI，每片数千器件）和超大规模（VLSI，每片器件数目大于1万）数字集成电路。集成电路从应用的角度又可分为通用型和专用型两大类型。（2）按所用器件制作工艺的不同：数字电路可分为双极型（TTL型）和单极型（MOS型）两类。（3）按照电路的结构和工作原理的不同：数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。组合逻辑电路没有记忆功能，其输出信号只与当时的输入信号有关，而与电路以前的状态无关。时序逻辑电路具有记忆功能，其输出信号不仅和当时

4、的输入信号有关，而且与电路以前的状态有关。典型的数字系统——数字计算机适配器控制器运算器存储器输入设备输出设备CPU系统总线2、数字逻辑电路的研究方法1：对一个现成的数字逻辑电路研究它的工作性能和逻辑功能——分析，2：根据提出的逻辑功能，在给定条件下构造出实现预定功能的逻辑电路——设计第一章数制与码制1.1进位计数制1.2数制转换1.３机器码1.４数的定点和浮点表示1.５数码和字符的代码表示（1）进位制：表示数时，仅用一位数码往往不够用，必须用进位计数的方法组成多位数码。多位数码每一位的构成以及从低位到高位的进位规则称为进位计

5、数制，简称进位制。1.1进位计数制（2）基数：进位制的基数，就是在该进位制中可能用到的数码个数。（3）位权（位的权数）：在某一进位制的数中，每一位的大小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数，这个固定的数就是这一位的权数。权数是一个幂。两个基本因素一、十进制基数为10,逢十进一,基本数码0、1、2、3、4、5、6、7、8、9;相邻高位是低位权的十倍。位置记数法:按权展开式:(S)10=an-1×10n-1+an-2×10n-2+...+a1×101+a0×100+a-1×10-1+a-2×10-2+...+a-m×10-m=例：

6、（９９.８０７）Ｄ＝９×101+９×100+８×10-1+０×10-2+７×10-３(S)10=(an-1an-2...a1a0a-1a-2...a-m)10（或Ｄ）又如：(209.04)10＝2×102＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4×10－2二、二进制基数为2,逢二进一,基本数码0、1;相邻高位是低位权的二倍。位置记数法:(S)2=(an-1an-2...a1a0a-1a-2...a-m)2按权展开式:(S)2=an-1×2n-1+an-2×2n-2+...+a1×21+a0×20+a-1×2-1+a-2×2-2

7、+...+a-m×2-m=例：（１００１１１０１．１０１）Ｂ＝１×2７+０×2６+０×2５+１×2４+１×2３+１×2２+０×2１+１×2０+１×2-１+０×2-２+１×2-３(101.01)2＝1×22＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2＝(5.25)10加法规则：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10乘法规则：0·0=0，0·1=0，1·0=0，1·1=1运算规则:各数位的权是２的幂二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。11001+1011

8、111011001－1011010011001×101110010000011001=1111101101101)11001－101010—000101101000移位相加移位相减1001*101110011001100110011011×00001100011二进制乘法运算