數(shù)字電路(數(shù)字邏輯設計)

1、2022-4-111清華大學出版社同名教材清華大學出版社同名教材配套電子教案配套電子教案2022-4-112學習目標：1.了解數(shù)字電路的特點、分類及發(fā)展。2.掌握常見計數(shù)體制。3.掌握常見數(shù)制間的轉換。4.了解常見編碼。2022-4-113工程上把電信號分為兩大類：模擬信號、數(shù)字信號。：指在時間上和數(shù)值上都是連續(xù)變化的信號。如電視圖象和伴音信號；生產(chǎn)過程中由傳感器檢測的某種物理量轉化成的電信號等。：傳輸、處理模擬信號的電路稱為模擬電路。：指在時間上和數(shù)值上都是斷續(xù)變化的離散信號。如電子表的秒信號等。2022-4-114模擬信號：在時間上和數(shù)值上連續(xù)的信號。數(shù)字信號：在時間上和數(shù)值上不連續(xù)的（即

2、離散的）信號。模擬信號波形數(shù)字信號波形對模擬信號進行傳輸、處理的電子線路稱為模擬電路。對數(shù)字信號進行傳輸、處理的電子線路稱為數(shù)字電路。utut2022-4-1151.數(shù)字電路的特點 （1）電路結構簡單，易集成化。 電路只有兩個狀態(tài)“0”和“1”，對元件精度要求低。 （2）抗干擾能力強，工作可靠性高。 數(shù)字信號易辨別不易受噪聲干擾。（3）數(shù)字信息便于長期保存和加密。（4）數(shù)字集成電路產(chǎn)品系列全，通用性強，成本低。（5）數(shù)字電路不僅能完成數(shù)值運算，而且還能進行邏輯判斷。2022-4-1162.數(shù)字電路的分類1、按電路組成的結構來分：可分分立元件電路和集成電路兩類。2、 按集成度的大小來分：所謂集成

3、度大小是指在同一塊集成芯片上制作的邏輯門電路或元器件數(shù)量的多少。2022-4-117數(shù)字電路按集成度分類的情況小規(guī)模集成電路小規(guī)模集成電路(SSI，數(shù)十器件數(shù)十器件/片片)中規(guī)模集成電路中規(guī)模集成電路(MSI，數(shù)百器件數(shù)百器件/片片)大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路(LSI，數(shù)千器件數(shù)千器件/片片)超大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路(VSI，1萬器件萬器件/片片)集成電路按集成度劃分集成電路按集成度劃分2022-4-118（3） 按構成電路的半導體器件來分： 可分為雙極型電路和單極型電路兩大類。 （4）按電路有無記憶功能來分：可分組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。2022-4-1191. 2數(shù)制和碼

4、制數(shù)制和碼制1.2.1數(shù)制（計數(shù)體制）數(shù)制（計數(shù)體制）常用的數(shù)制有十進制、六十進制、十二進制、二十四進制、在數(shù)字系統(tǒng)中，則常常用到的數(shù)制是二進制、八進制、十六進制等。（1）基數(shù)基數(shù)是指一種數(shù)制中所用到的數(shù)碼個數(shù)。 （2）位權2022-4-1110例如十進制數(shù)987.65按位權展開為2101210105106107108109)65.987(1.十進制（十進制（Decimal Number System）數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。十個不同的數(shù)碼?；鶖?shù)：數(shù)碼的數(shù)目稱作數(shù)制的“基數(shù)”，十進制的基數(shù)為10。計數(shù)規(guī)律：逢十進一、借一當十。2022-4-1111一般表達式：11010)

5、(nmiiiKN式中K為第i位數(shù)碼，它可為09中的任一個數(shù)值。10i為第i位的位權值。mmnnnnKKKKKN1010101010)(1100221110在數(shù)字電路中一般不直接采用十進制，因為要用10個不同的電路狀態(tài)來表示十進制的10個數(shù)碼，不容易，又不經(jīng)濟。2022-4-11122.二進制（二進制（Binary Number System）二進制與十進制的排列規(guī)律類同，僅區(qū)別于基數(shù)不同。數(shù)碼：0、1基數(shù)：2計數(shù)規(guī)律：逢二進一、借一當二一般表達式：122)(nmiiiKN2022-4-11132101222121212021)11.101(如二進制的運算法則：加法：000011011110乘法

6、：000011001112022-4-11143.八進制數(shù)八進制數(shù)數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、八個數(shù)碼?；鶖?shù)：8計數(shù)規(guī)律：逢八進一、借一當八一般表達式：188)(nmiiiKN1012887858283)7 .325(如2022-4-11154.十六進制十六進制數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A（10）、B（11）、C（12）、D（13）、E（14）、F（15）16個數(shù)碼?；鶖?shù)：16計數(shù)規(guī)律：逢十六進一一般表達式：11616)(nmiiiKN21011616151671610162)F7 .A2(如2022-4-11161.2.2數(shù)制之間的相互轉換數(shù)制之間的相互轉換1.

7、任意進制數(shù)轉換為十進制數(shù)任意進制數(shù)轉換為十進制數(shù)方法：將任意進制數(shù)按位權展開相加的各即為對應的十進制數(shù)。【例1-1】將二進制數(shù)（101011.01）2轉換為十進制數(shù)。解10201352)25.43(25. 0128322121212121)01.101011(2022-4-1117【例1-2】將二進制數(shù)（57）8轉換為十進制數(shù)。解1010116)625.126(625. 01411216101614167)A.E7(【例1-3】將十六進制數(shù)（7E.A）16轉換為十進制數(shù)。解10018)47(7408785)57(2022-4-11182.十進制數(shù)轉換為其他任意進制數(shù)十進制數(shù)轉換為其他任意進制數(shù)

8、（1）十進制正整數(shù)方法：采用除采用除R（基數(shù)）取余數(shù)的方法進行轉換（基數(shù)）取余數(shù)的方法進行轉換【例1-4】將（97）10轉換為二進制數(shù)。210)1100001()97(2022-4-1119（1）十進制小數(shù)部分轉換方法：乘基數(shù)取整數(shù)方法轉換。乘基數(shù)取整數(shù)方法轉換?！纠?-7】將（0.375）10轉換為二進制數(shù)。210)011. 0()375. 0(2022-4-1120【例1-8】將（0.69）10轉換為二進制數(shù)。42102)1011. 0()69. 0(誤差2022-4-1121【例1-9】將（0.23）10轉換為八進制數(shù)。38108)165. 0()23. 0(誤差2022-4-1122【

9、例1-10】將（0.87）10轉換為十六進制數(shù)。4161016)8DEB. 0()87. 0(誤差2022-4-11233）既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分的轉換?！纠?-11】將（13.85）10轉換為二進制數(shù)。將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進行轉換后再相加。210)1101()13(整數(shù)部分：2022-4-1124210)11011. 0()85. 0(210)11011.1101()85.13(小數(shù)部分：整數(shù)部分和小數(shù)部分相加得：2022-4-1125例如將（173.562）10（）226解：（173）10（10101101）2（0.562）10（0.100011）2（173.562）10（10101

10、101.100011）226（1）二進制與八進制之間的轉換 三位二進制數(shù)對應一位八進制數(shù)。2022-4-1126（101011100101）2 =（101011100101）2 =（ 5 3 4 5）8（6574）8 =（6574）8 （1）二進制與八進制之間的轉換 三位二進制數(shù)對應一位八進制數(shù)。（110 101 111 100）2022-4-1127（2）二進制與十六進制之間的轉換（9A7E）16 =（9A 7 E）16=（1001101001111110）2四位二進制數(shù)對應一位十六進制數(shù)。（10111010110）2 =（0101 1101 0110）2 =（5D6）162022-4-1128【例1-15】將十六進制數(shù)（5F1.38B）16轉換為二進制。（5F1.38B）16 =（5F 1 . 3 8 B）16 =（ 0101 1111 0001 .0011 1000 1011 ）22022-4-1129十進制二進制八進制十六進制00000001000111200