电子技术与应用项目化教程 课件 项目11 第1讲 数电基础

项目十一——数电基础与门电路1.寻找生活中的数字信号和模拟信号，并探讨他们在实际中有什么用途？2.复习数制和各进制。

3.搜索什么是门电路，数电中有哪些门电路，你又是怎么理解的？

课前任务1.在日常生活中我们说话时的声音、眼睛看到的景色和图像、触摸到的温度、个人呼吸、血压、体温等这些所有的都是模拟信号。2.摄相机摄下的图像、视频里的声音、车间控制室所记录的压力、流速、转速、湿度、电压、电流等等各种物理量也都是模拟信号。模拟信号1.电视信号、手机信号、宽带信号、数码成像系统等等。2.计算机和通讯，将两者结合起来，把计算机处理信息的优势用于通讯事业。例如：计算机接线员、机器人等等。数字信号

数字电路基础

◆内容：数电基础、进制关系和门电路◆目的：了解数电基础，掌握进制和门电路学习内容及要求：◆重点：基础门电路和复合门电路◆难点：进制关系和复合门电路1.数字电路概述模拟信号：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）工作信号是二进制，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（因果）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。（4）数字信号抗干扰的能力特别强、便于存储、加密和纠错，具

有较强的保密性和可靠性。数字电路的特点（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.数制及其转换（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。1）数制数码：0～9；基数是10。运算规律：逢十进一，借一当十。即：9＋1＝10。十进制数的权展开式：（1）十进制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＋4×10－2（2）二进制数码：0、1；基数是2。运算规律：逢二进一，借一当二。即：1＋1＝10。10-1＝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。（3）十六进制数码：0～9、A～F；基数是16。运算规律：逢十六进一，借一当十六。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的幂练习：(9A.6)2＝

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。所以：(44)10＝(101100)2（1）十进制数转换为二进制数2）数制转换练习：(35)10＝()2十进制余数转换为二进制采用乘基取整法，先得到的整数为高位，后得到的整数为低位。所以：(0.25)10＝(0.01)2十进制数转换为二进制数练习：(0.624)10＝()2将二进制数按照权展开求和即可。例如：(101101.01)2＝1×25＋0×24＋1×23＋1×22

＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2=(77.25)10（2）二进制数转换为十进制数练习：(10011.01)2（3）二进制数与十六进制数的相互转换111010100.0110000＝(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。(10011100110.0011001)2=()16用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符号等信息称为编码。用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的二进制数称为代码。数字系统只能识别0和1，怎样才能表示更多的数码、符号、字母呢？用编码可以解决此问题。

二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进制数中的0-9十个数码。简称BCD码。

2421码的权值依次为2、4、2、1；余3码由8421码加0011得到；格雷码是一种循环码，其特点是任何相邻的两个码字，仅有一位代码不同，其它位相同。

用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码，因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421码。3）编码

获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件的导通、截止（即开、关）两种工作状态。

逻辑0和1：电子电路中用高、低电平来表示。

逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。简称门电路。

门电路有与门、或门、非门（反相器）、与非门、或非门、与或非门、异或门和同或门等。3.分立元件门电路（1）

与逻辑和与门电路

当决定某事件的全部条件同时具备时，结果才会发生，这种因果关系叫做与逻辑。

实现与逻辑关系的电路称为与门。F=AB1）基本门电路F=AB与门的逻辑功能可概括为：输入有0，输出为0；输入全1，输出为1。“有0出0，全1出1”与门的逻辑功能可概括为：输入有0，输出为0；输入全1，输出为1。“有0出0，全1出1”与门的输入端可以有多个。下图为一个三输入与门电路的输入信号A、B、C和输出信号F的波形图。F=AB逻辑与（逻辑乘）的运算规则为：逻辑与（逻辑乘）的运算扩展：

在决定某事件的条件中，只要任一条件具备，事件就会发生，这种因果关系叫做或逻辑。

实现或逻辑关系的电路称为或门。（2）或逻辑和或门电路F=A+BF=A+B或门的逻辑功能可概括为：输入有1，输出为1；输入全0，输出为0。

“有1出1，全0出0”或门的逻辑功能可概括为：输入有1，输出为1；输入全0，输出为0。“有1出1，全0出0”或门的输入端也可以有多个。下图为一个三输入或门电路的输入信号A、B、C和输出信号F的波形图。F=A+B逻辑或（逻辑加）的运算规则为：0+0=00+1=11+0=11+1=1逻辑或（逻辑加）的运算扩展：

决定某事件的条件只有一个，当条件出现时事件不发生，而条件不出现时，事件发生，这种因果关系叫做非逻辑。实现非逻辑关系的电路称为非门，也称反相器。（3）非逻辑和非门电路逻辑非（逻辑反）的运算规则为：

输入A为高电平1(3V)时，三极管饱和导通，输出F为低电平0（0V)；输入A为低电平0(0V)时，三极管截止，输出F为高电平1（3V)。将与门、或门、非门组合起来，可以构成多种复合门电路。由与门和非门构成与非门。（1）与非门与非门的逻辑功能可概括为：输入有0，输出为1；输入全1，输出为0。2）复合门电路由或门和非门构成或非门。（2）或非门或非门的逻辑功能可概括为：输入有1，输出为0；输入全0，输出为1。由与门、或门和非门构成与或非门。（3）与或非门ABCDF00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011111110111011100000（4）异或门门电路符号ABF