数字电子技术基础简明教程PPT学习教案

1、数字电子技术基础简明教程数字电子技术基础简明教程模拟信号：在时间上和数值上连续的信号。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。数字信号：在时间上和数值上不连续的（即离散的）信号。uu模拟信号波形模拟信号波形数字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。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。第1页/共22页（1）工作信号是二进制的数字信号，在时间上和）工作信号是二进制的数字信号，在时间上和数值上是离散的（不连续）

2、，反映在电路上就是数值上是离散的（不连续），反映在电路上就是低电平和高电平两种状态（即低电平和高电平两种状态（即0和和1两个逻辑两个逻辑值）。值）。（2）在数字电路中，研究的主要问题是电路的逻）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辑功能，即输入信号的状态和输出信号的状态之间的关系。间的关系。 （3）对组成数字电路的元器件的精度要求不高，）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只要在工作时能够可靠地区分0和和1两种状态即两种状态即可。可。1、数字电路的特点、数字电路的特点第2页/共22页2、数字电路的分类、数字电路的分类（2）

3、按所用器件制作工艺的不同：数字电路可分为双极型（）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（型）和单极型（MOS型）两类。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的输入信号有关，而且与电路以前的状态有关。）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

4、能，其输出信号不仅和当时的输入信号有关，而且与电路以前的状态有关。（1）按集成度分类：数字电路可分为小规模（）按集成度分类：数字电路可分为小规模（SSI，每片数十器件）、中规模（，每片数十器件）、中规模（MSI，每片数百器件）、大规模（，每片数百器件）、大规模（LSI，每片数千器件）和超大规模（，每片数千器件）和超大规模（VLSI，每片器件数目大于，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。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。第3页/共22页另一状态另一状态一种状态一种状态一、逻辑代数（布尔代数、开关代数）一、逻辑

5、代数（布尔代数、开关代数）逻辑：逻辑： 事物因果关系的规律事物因果关系的规律逻辑函数逻辑函数: : 逻辑自变量和逻辑结果的关系逻辑自变量和逻辑结果的关系),(CBAfZ 逻辑变量取值：逻辑变量取值：0、1 分别代表分别代表两种对立的状态两种对立的状态高电平高电平低电平低电平真真假假是是非非有有无无1001第4页/共22页二、二进制数表示法二、二进制数表示法1. 十进制十进制（Decimal）- 逢十进一逢十进一数码数码：0 9位权：位权：01234105104103102101 2. 二进制（二进制（Binary） - 逢二进一逢二进一数码：数码：0 ，1位权：位权：2 ) 1011 (012

6、321212021 10) 12345 (i10i221012105107103104101 10) 75 143. (2 ) 11 101. (210122121212021 第5页/共22页3. 八进制八进制（Octal）- 逢八进一逢八进一数码数码：0 7位权：位权：8) 41 .37 (210181848783 4. 十六进制十六进制 (Hexadecimal) -逢十六进一逢十六进一数码：数码：0 9 , A(10) , B(11) , C(12) , D(13) , E(14) , F(15)位权：位权：i 8i 1616) 7F 2A. (210116151671610162 任

7、意任意(N)进制数展开式的普遍形式：进制数展开式的普遍形式：iiNkD ikiN 第第 i 位的系数位的系数 第第 i 位的权位的权第6页/共22页5. 几种常用进制数之间的转换几种常用进制数之间的转换(1) 二二-十转换：十转换： 将二进制数按位权展开后相加将二进制数按位权展开后相加2) 11 .101 (210122121212021 10)75 . 5(25 . 05 . 014 (2) 十十- -二转换二转换：整数的转换整数的转换-连除法连除法210) () 26 ( 26213余余数数206213202 110111010除基数除基数得余数得余数作系数作系数从低位从低位到高位到高位第

8、7页/共22页210) () 1258 . 0 ( 1101 . 00. 8125 21. 6250 21. 2500 20. 5000取整取整1100. 62500. 2500乘基数乘基数取整数取整数作系数作系数从高位从高位到低位到低位小数的转换小数的转换-连乘法连乘法快速转换法：拆分法快速转换法：拆分法( 26 )10= 16 + 8 + 2= 24 +23 + 21= ( 1 1 0 1 0 )2 若小数在连乘多次若小数在连乘多次后不为后不为 0，一般按照精，一般按照精确度要求确度要求(如小数点后保如小数点后保留留 n 位位)得到得到 n 个对应位个对应位的系数即可。的系数即可。 21.

9、 0000116 8 4 2 1第8页/共22页(3) 二二-八转换八转换:82) () 111 101 10 ( 25757(4) 八八-二转换二转换:每位每位 8 进制数转换为相应进制数转换为相应 3 位二进制数位二进制数28) () 47 .31 ( 011 001. 100 111每每 3 位二进制数相当一位位二进制数相当一位 8 进制数进制数28) () 64 375. ( 011 111 101. 110 100082) () 1 1 0 0 0 1. 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 ( 002341. 062第9页/共22页（5）二）二-十六转换：十六转换：每每 4 位二

10、进制数相当一位位二进制数相当一位 16 进制数进制数16210) () () 26 ( 1010 11AA1（6）十六）十六-二转换：二转换：每位每位 16 进制数换为相应的进制数换为相应的 4 位二进制数位二进制数216) () 6 C . AF 8 ( 0 0 0 1216) () F 2 . 8 D E ( 0 1 1 11 1 1 1. 0 1 0 10 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1. 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 ) () 1 0 0 . 0 1 1 0 1 1 0 1 1 (162 2 . 6 B 10000000第10页/共22页编码：编码： 用二进

11、制数表示文字、符号等信息的过程。用二进制数表示文字、符号等信息的过程。二进制代码：二进制代码：编码后的二进制数。编码后的二进制数。用二进制代码表示十个数字符号用二进制代码表示十个数字符号 0 9，又称为，又称为 BCD 码（码（Binary Coded Decimal ）几种常见的几种常见的BCD代码：代码：8421码码余余 3 码码2421码码5211码码余余 3 循环码循环码其他代码：其他代码：ISO 码码，ASCII（美国信息交换标准代码美国信息交换标准代码）二二- -十进制代码：十进制代码：第11页/共22页0十进十进制数制数1234567898421 码码余余 3 码码2421(A)

12、码码5211 码码余余3循环码循环码0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 10 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 01 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 00 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 1 1 10 0 0 00 0 0 10 1 0 00 1 0 00 1 0 10 1 0 10 1 1 11 0 0 01 0 0 11 1 0 01

13、1 0 11 1 0 11 1 1 11 1 1 10 0 1 00 1 1 00 1 1 11 1 0 01 1 1 01 0 1 0权权8 4 2 12 4 2 15 2 1 1几种常见的几种常见的 BCD 代代码码第12页/共22页1. 1. 1 基本和常用逻辑运算基本和常用逻辑运算一、三种基本逻辑运算一、三种基本逻辑运算1. 与逻辑：与逻辑：当决定一事件的所有条件都具备时，事当决定一事件的所有条件都具备时，事件才发生的逻辑关系。件才发生的逻辑关系。功能表功能表1. 1 基本概念、公式和定理基本概念、公式和定理灭灭灭灭灭灭亮亮断断 断断断断 合合合合 断断合合 合合与逻辑关系与逻辑关系开

14、关开关A开关开关B灯灯Y电源电源ABY第13页/共22页真值表真值表（Truth table）逻辑函数式逻辑函数式 与门与门（AND gate)逻逻辑辑符符号号与逻辑的表示方法：与逻辑的表示方法：ABY&000100011011ABBAY 功能表功能表灭灭灭灭灭灭亮亮断断 断断断断 合合合合 断断合合 合合ABYABY第14页/共22页2. 或逻辑：或逻辑： 决定一事件结果的诸条件中，只要有一个或一决定一事件结果的诸条件中，只要有一个或一个以上具备时，事件就会发生的逻辑关系。个以上具备时，事件就会发生的逻辑关系。BAY 或门或门（OR gate) )或逻辑关系或逻辑关系开关开关A开关开

15、关B灯灯Y电源电源真值真值表表逻辑函数式逻辑函数式逻逻辑辑符符号号011100011011ABYABY1第15页/共22页3. 非逻辑：非逻辑： 只要条件具备，事件便不会发生；条件不具备，只要条件具备，事件便不会发生；条件不具备，事件一定发生的逻辑关系。事件一定发生的逻辑关系。真值表真值表逻辑函数式逻辑函数式A Y 逻逻辑辑符符号号非门非门（NOT gate)非逻辑关系非逻辑关系1001AY1开关开关A灯灯Y电源电源RAY第16页/共22页二、逻辑变量与逻辑函数及常用复合逻辑运算二、逻辑变量与逻辑函数及常用复合逻辑运算1. 逻辑变量与逻辑函数逻辑变量与逻辑函数在逻辑代数中，用英文字母表示的变量

16、在逻辑代数中，用英文字母表示的变量称为逻辑变量。在二值逻辑中，变量的称为逻辑变量。在二值逻辑中，变量的取值不是取值不是 1 就是就是 0 。逻辑函数：逻辑函数：如果输入逻辑变量如果输入逻辑变量 A、B、C 的取的取值确定之后，输出逻辑变量值确定之后，输出逻辑变量 Y 的值也的值也被唯一确定，则称被唯一确定，则称 Y 是是 A、B、C 的逻辑函数。并记作的逻辑函数。并记作 CBAFY, 原变量和反变量：原变量和反变量：字母上面无反号的称为字母上面无反号的称为原变量原变量，有反号的叫做有反号的叫做反变量反变量。逻辑变量：逻辑变量：第17页/共22页(1) 与非逻辑与非逻辑 (NAND)(2) 或非逻辑或非逻辑 (NOR)(3) 与或非逻辑与或非逻辑 (AND OR INVERT)(真值表略真值表略)1110ABY 10 00 11 01 1CDABY 3AB&1YBAY 210002. 几种常用复合逻辑运算几种常用复合逻辑运算ABY1Y2Y1、Y2 的真值表的真值表AB2Y1AB&CD3Y1第18页/共22页(4) 异或逻辑异或逻辑(ExclusiveOR)(5) 同或逻辑同或逻辑(ExclusiveNOR)(