电工电子技术基础之数字电路

第一节数字电路概述一、数字信号与数字电路模拟信号：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。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。二、数字电路的特点（1）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），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逻辑关系。（3）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。三、数制1、数制（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数制，简称进位制。（2）基数：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。2、十进制2、十进制数码为：0～9；基数是10。运算规律：逢十进一，即：9＋1＝10。十进制数的权展开式：５５５５５×１０３＝５０００５×１０２＝５００５×１０１＝５０５×１００＝５＝５５５５103、102、101、100称为十进制的权。各数位的权是10的幂。同样的数码在不同的数位上代表的数值不同。＋任意一个十进制数都可以表示为各个数位上的数码与其对应的权的乘积之和，称权展开式。即：(5555)10＝5×103＋5×102＋5×101＋5×100又如：(209.04)10＝2×102＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4×10－23、二进制3、二进制数码为：0、1；基数是2。运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。二进制数的权展开式：如：(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。4、十六进制数码为：04、十六进制数码为：0～9、A～F；基数是16。运算规律：逢十六进一，即：F＋1＝10。十六进制数的权展开式：如：(D8.A)2＝13×161＋8×160＋10×16－1＝(216.625)10各数位的权是16的幂勤十进漂制数呀二进疤制数秤八进抵制数贩十六泪进制箭数思0逆1污2富3霞4摊5重6灵7嗽8逼9妖10丛11晚12德13胁14门15画00唯00裕00驼01逃00世10疏00汽11晌01愿00宋01墓01看01口10华01啄11液10致00厚10本01瑞10黎10摧10毛11粱11溪00费11筐01洽11兆10酱11杠11西0村1租2免3炼4艳5社6颠7旱10或11愿12肤13籍14红15究16细17目0光1修2黎3痰4稳5六6幕7改8帝9蜜A行B械C鹿D绢E肤F四、数制转换1、十进制数转换为二进制数十进制整数转换为二进制采用除基取余法，先得到的余数为低位，后得到的余数为高位。智例伪：辨(4待4)辱10孔＝哈(1彻01知10汤0)纲222、二进制数与十六进制数的相互转换＝(1D4.6)16=101011110100.01110110(AF4.76)16二进制数与十六进制数的相互转换，按照每4位二进制数对应于一位十六进制数进行转换。000111010100.0110照五、聚编码瓜1、迁数字嫁系统挂只能宜识别配0和成1，像怎样涛才能足表示身更多刘的数项码、姐符号现、字站母呢识？用柏编码非可以挂解决超此问丑题。值2、惕用一鼓定位模数的柄二进糟制数家来表除示十沙进制苏数码驰、字腰母、贱符号嘴等信避息称盘为夏编码无。隔3、渔用以膝表示您十进小制数佳码、婆字母鱼、符图号等辆信息沿的一两定位士数的宇二进梁制数锤称为列代码园。寨4、祖二-暮十进咬制代筝码：养用4棵位二班进制婆数b停3单b迎2技b飞1宰b循0袖来表庸示十抖进制细数中宵的样0崭~触9远十抖个数孟码。乔简称顶BC冒D码爹。河用四滔位自供然二敢进制脚码中殿的前拾十个竖码字窑来表虚示十矿进制屋数码叮，因浮各位当的权肝值依婆次为烛8快、识4恰、害2圈、丘1初，故系称芹84世21崭码扎。膛十进秆制数跟84握21延码饿余春3码荐格雷屯码俯24抖21外码摘54浩21馒码救0牺1所2削3木4见5肚6露7纪8次9额00宿00躬00口01床00权10容00叙11己01派00爪01切01姨01迹10狭01畜11狮10残00晨10喷01魄00驶11铃01烦00架01呆01佛01玩10斩01酒11膛10鸟00顾10瞒01牵10扩10沿10拿11奥11拐00蝴00笛00症00府01海00错11然00他10弯01蛮10婶01赶11泉01红01鲁01婆00废11拍00捐11往01旱00德00污00久01仗00扑1榴0艰00蜘11锯01亦00安10引11螺11镜00浇11显01脱11及10厚11唇11毒00钢00葛00达01绳00丧10隔00茫11吐01层00友10芳00摆10淡01撤10星10偏10扶11耕11策00兆权烦84庙21贸24狼21芬54振21席六、拳门电向路的篮认识欲：脂映门电构路是廊一种戏具有庙一定堤逻辑扎关系菌的一同个或翼多个既输入民瑞、下一个地输出坦瑞的策开关帐电路程。它第的输恰入信退号满者足一舰定关旱系时肠，有还信号欢输出贩，反卷之，任则无所。即蚀门电焦路犯的输练入和讨输出鹿间存孩在着妨一定都的因叛果关昏系，胆即逻年辑关您系。与逻辑关系表开关A开关B灯F断断通通断通与逻辑关系表开关A开关B灯F断断通通断通断通不亮不亮不亮亮胃①司、例硬子：再②占、准二极附管二热输入泊与门愚电路赌：展当决欣定某准事件盯的全柔部条滑件同口时具捆备时演，结派果才揭会发彻生，很这种雁因果仔关系评叫做不与逻聚辑忧。实顶现与叛逻辑贸关系扣的电括路称区为浮与门瓦。输入输出输入输出二极管uAuBuFD1D20V0V0V3V3V0V3V3V0V0V0V3V导通导通导通截止截止导通截止截止与逻辑输入和输出电平关系二输入与门电路管③胖、真早值表喘和符平号：输入输入输出ABF000110110001与逻辑真值表二输入与门逻辑符号二输入与门逻辑符号近F=仔AB锄尖与门乖的逻尸辑功贫能可筋概括续为：敢输入乡有0劈，输渗出为干0；讨输入耳全1哪，输篮出为笔1。圾④盾运算救规则插：疫逻辑草与（窜逻辑淋乘）锄的逼运算句规则阶为：枪⑤悦下图悬为一涨个三翻输入循与门品电路喘的输答入信水号鲁A漂、姐B旅、棒C首和输旨出信装号欢F务的波沫形图吓。开关A开关B灯F断断通通断通断通不亮开关A开关B灯F断断通通断通断通不亮亮亮亮或逻辑关系表罗①坦、例桶子：教在决透定某输事件袍的条锈件中蒙，只渔要任关一条悼件具藏备，努事件评就会受发生生，这继种因婶果关雨系叫仿做咏或逻窝辑窗。实柔现或租逻辑宾关系齿的电歇路称巷为诊或门件。输入输出二极管uAuBuFD1D20V0V输入输出二极管uAuBuFD1D20V0V0V3V3V0V3V3V0V0V0V3V截止截止截止导通导通截止导通导通或逻辑输入和输出电平关系二输入或门电路二输入或门电路戒③傍、真带值表慢和符校号ABABF000110110111或逻辑真值表二输入与门逻辑符号二输入与门逻辑符号F=A+BF=A+B眉或门镜的逻积辑功茎能可兔概括校为：少输入为有1静，输览出为府1；名输入译全0概，输筋出为贯0。悲④教运算扒规则翅：澡逻辑冻或（愧逻辑冻加）那的另运算鄙规则嚼为：喂⑤荒图为臂一个营三输予入或假门电胶路的野输入育信号肝A皱、绝B锡、乖C青和输散出信钢号谢F挺的波泉形图刚。坛非不逻辑搭和鄙非爆门电镜路开关A灯F断通亮不亮非开关A灯F断通亮不亮非逻辑关系表摧决定岂某事诊件的室条件坛只有效一个宿，当珠条件要出现旧时事载件不叙发生争，而衣条件鲁不出絮现时桂，事有件发岭生，时这种宏因果狗关系怪叫做驼非逻不辑剥。实钳现非译逻辑盈关系粱的电剪路称夏为除非门蛋，也钥称刑反相柜器井。输入输出uAuF0V3V3V0V非逻辑输入和输出电平关系驼输入输出uAuF0V3V3V0V非逻辑输入和输出电平关系非门电路和逻辑符号非门电路和逻辑符号猴输入领A协为高浑电平雹1(霜3V谊)怜时，悲三极策管饱杏和导伪通，码输出虽F伴为低达电平贱0栏（糊0V语)翼；输赴入朗A王为低分电平框0(鸡0V启)钥时，挂三极浑管截购止，押输出磁F衰为高些电平持1潮（妙3V那)舌。半③陷、真岛值表驼和符拳号AAF0110或逻辑真值表购④唤运算搞规则智：屡逻辑芽非（氧逻辑挡反）软的流运算司规则屯为：忌总结哈：民1、奋逻辑债门电漂路：遥用以勉实现铲基本顶和常徐用逻龙辑运粉算的船电子厌电路乔。简换称门迁电路失。师2、况获得古高、谈低电病平的阔基本火方法扎：利婚用半以导体薯开关挡元件伍的导执通、厌截止膨（即跪开、沾关）披两种爸工作惠状态菠。包3、队逻辑测0促和册1减：敏坟电子帝电路消中用弃高、材低电庸平来柄表示蔬。名4套、稳基本渡和常陡用门湖电路饭有与趟门、层或门劝、非标门（职反相绝器）耕、与兰非门红、或泰非门个、与元或非监门和床异或域门等蹄。挠七滨、牺复合拉门电轿路帐肤将与厌门、告或门尝、非狐门组踩合起塌来，震可以艘构成劫多种络复合盟门电患路。ABF00011011111ABF000110111110与非门真值表命由与名门和扭非门澡构成袜与非舒门惠，诚具体优见下巧图。怖逻辑角表达掀式逃：靠与非陵门的巷逻辑话功能耻可概赔括为娇：输卖入有麦0，侵输出船为1析；输士入全苍1，秋输出扩为0让。ABF00011011100ABF000110111000或非门真值表啄带由或是门和敬非门断构成里或非粮门文，具赚体见元下图淋。伶逻辑木表达窝式防：锐或非于门的录逻辑皇功能搂可概绞括为生：输飞入有苏1，灭输出樱为0统；输坚入全采0，袍输出炉为1婚。饥3帜、异雷或门摧：ABF000110110110异或门真值表慨怒由聚两个守非变门竟、罢两个絮与腾门庸和ABF000110110110异或门真值表糖逻辑寺表达秒式:严异宅或门任的逻宾辑功融能可泛概括漠为：荐输入风相况异遵输出域为1锋；输中入相菠同输撤出为紫0。富4、体与或完非门骄:索由与株门、企或门肯和非性门构爸成与闯或非贡门。雅逻辑责表达伤式碍:此第二跳节肉捎逻辑催代数疫将门珠电路胀按照瓣一定深的规膊律连召接起锦来，恼可以想组成娇具有玻各种根逻辑乐功能驼的逻断辑电洁路。店分析园和设罪计逻你辑电生路的纽数学乞工具代是逻叼辑代便数（桐又叫沉布尔并代数萌或开乳关代狠数）相。逻倦辑代纵数具款有换3毕种基献本运戏算：床与运招算（盒逻辑历乘）凑、或绿运算抹（逻聪辑加赴）和掏非运指算（义逻辑沸非）译。购1年皇逻辑谎代数胳的公满式和富定理歼（沸1丰）常剖量之继间的御关系父（混2借）基顶本运子算糕(录分别匪令梁A=倍0用及构A=顽1览代入河这些畜公式痛，即童可证轧明它督们的姜正确路性。专)去（逗3友）基唐本定秘理喂注：腊利用慰真值蹲表很职容易罗证明蔬这些士公式驴的正悲确性碍。如尾证明茧A·洽B=暑B·缝A饭：((A+B)(A+C)=AA+AB+AC+BC分配率A(B+C)=AB+AC=A+AB+AC+BCAA=A=A(1+B+C)+BC分配率A(B+C)=AB+AC=A+BCA+1=1证明分配率：A+BA=(A+B)(A+C)证明：分配率分配率A+BC=(A+B)(A+C)A+A=1A·1=1诱2卧针逻辑意函数液的表塘示方箩法开逻辑旬函数遍有危5甜种表等示形休式：茧真值捐表、孔逻辑估表达早式、柜卡诺钉图、验逻辑举图和厕波形货图。灾只要这知道箭其中听一种锐表示奏形式已，就汉可转工换为卧其它轿几种恳表示案形式放。夺A邮、真盏值表折真值巡表怨：是费由变胜量的突所有山可能渐取值罪组合鼻及其辣对应慈的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