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1、数字逻辑河南大学软件学院主讲人：胡萍2013年2月28日第1章基础知识本章要点了解数字系统的基本概念；掌握常用计数制及其转换；掌握带符号二进制数的代码表示；掌握常用的几种编码。1.1HTML简介1.1概述1.1.1数字系统数字系统数字系统是一个能对数字信号进行加工、传递和存储的实体，它由实现各种功能的数字逻辑电路相互连接而成。例如，数字计算机。1.1.1数字系统数字信号（1）数字量：（2）数字信号：例：在时间和幅度上不连续变化的物理量。它们的变化总是发生在一系列离散的瞬间。表示数字量的信号称为数字信号。灯的开关－－2种取值人的性别－－2种取值

2、学生的籍贯－－32种取值学生的民族－－56种取值东西南北方位－－4种取值产品的计数－－N种取值1.1.1数字系统数字信号（3）数字信号取值：（4）数字信号位数：例：0和1两种。即用二进制表示。1位二进制表示2种状态；n位二进制表示2n种状态,取2n≥N灯的开关－－2种取值———1位二进制数人的性别－－2种取值———1位学生的籍贯－－32种取值———5位学生的民族－－56种取值———6位(26=64≥56)0和1不表示数值的大小，没有数值的概念，仅表示两种截然不同的逻辑状态1.1.1数字系统数字信号例如：某控制系统框图如下图所示。执行机构数字量

3、数字量模拟量模拟量控制信号被测参数一次仪表计算机被控对象D/AA/D1.1.1数字系统数字逻辑电路（1）数字电路：用来处理数字信号的电子线路,又称为数字逻辑电路。（2）数字逻辑电路的特点：基本工作信号是二值信号；半导体器件一般都工作在开、关状态；结构简单、功耗低、便于集成制造和系列化生产；产品价格低廉、使用方便、通用性好；工作速度快、精度高、功能强、可靠性好。1.1.1数字系统数字逻辑电路（3）数字逻辑电路分类：数字集成电路按照集成度的高低可分为：小规模（SSI）：10个门中规模（MSI）：10～100个门大规模（LSI）：100～1000个

4、门超大规模（VLSI）：＞1000个门1.1.1数字系统数字计算机及其发展1、计算机的组成ALUCPU主机I/O设备CU主存1.1.1数字系统数字计算机及其发展2、计算机的发展1946年由美国宾夕法尼亚大学研制ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndcalculator），运算速度5000次/秒，功耗150kw/h，占地170m2，造价100万美元。如何来编写程序？用手工搬动开关和拔插电缆来编程1.1.1数字系统100000000超大规模集成电路1978－现在五10000000大规模集成电路1972－197

5、71000000中小规模集成电路1965－1971200000晶体管1958－196440000电子管1946－1957速度/（次/秒）硬件技术时间代三四二一1.1.1数字系统Moore定律Intel公司的缔造者之一GordonMoore提出微芯片上集成的晶体管数目每三年翻两番1.1.1数字系统Intel公司的典型微处理器产品：808616位1979年2.9万个晶体管8028616位1982年13.4万个晶体管8038632位1985年27.5万个晶体管8048632位1989年120.0万个晶体管Pentium64位（准）1993年310.

6、0万个晶体管PentiumPro64位（准）1995年550.0万个晶体管PentiumⅡ64位（准）1997年750.0万个晶体管PentiumⅢ64位（准）1999年950.0万个晶体管PentiumⅣ64位2000年4200.0万个晶体管2007年芯片上可集成3亿5千万个晶体管2011年芯片上可集成39亿个晶体管1.1.2数字逻辑电路的类型和研究方法数字逻辑电路的类型根据一个电路是否具有记忆功能，可将数字逻辑电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两种类型。（1）组合逻辑电路：（2）时序逻辑电路：任何时刻的稳定输出仅取决于该时刻的输入，而与电

7、路过去的输入无关；如：表决器任何时刻的稳定输出不仅取决于该时刻的输入，而且与过去的输入相关；如：计数器1.1.2数字逻辑电路的类型和研究方法数字逻辑电路的研究方法对数字系统中逻辑电路的研究有两个主要任务：一是分析，二是设计。（1）逻辑分析：（2）逻辑设计：对一个已有的数字逻辑电路，研究它的工作性能和逻辑功能。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。1.1HTML简介1.2数制及其转换1.2.1进位计数制基本概念数制：进位计数制：基数:位权：计数体制、计数方法。高位进位，本位归0。计数制中所用到的数字符号的个数。是指在一种

8、进位计数制表示的数中，用来表明不同数位上数值大小的一个固定常数。例如，十进制数的位权是10的整数次幂，其个位的位权是100，十位的位权是101。1.2.1进位计数制