數(shù)字電子技術(shù)：數(shù)字邏輯概論

1、2.邏輯代數(shù)與硬件描述語言概述3.邏輯門電路4.組合邏輯電路5.鎖存器與觸發(fā)器6.時(shí)序邏輯電路7.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器9.脈沖波形的變換與產(chǎn)生8.CPLD和FPGA序言1.數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯電路10.模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換器1.1 數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)1.2 數(shù)制1.3 二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算1.4 二進(jìn)制代碼1.5 二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算1.6 邏輯函數(shù)及其表示方法1.數(shù)字邏輯概論1.1.1 數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)80年代后- ULSI ， 1 0 億個(gè)晶體管/片 、 ASIC 制作技術(shù)成熟目前- 芯片內(nèi)部的布線細(xì)微到亞微米(0.130.09m)量級(jí)微處理器的時(shí)鐘頻率高達(dá)3GHz（1

2、09Hz）90年代后- 97年一片集成電路上有40億個(gè)晶體管。6070代-IC技術(shù)迅速發(fā)展：SSI、MSI、LSI 、VLSI。10萬個(gè)晶體管/片。將來- 高分子材料或生物材料制成密度更高、三維結(jié)構(gòu)的電路發(fā)展特點(diǎn):以電子器件的發(fā)展為基礎(chǔ)根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)規(guī)則的不同， -數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。 從集成度不同 -數(shù)字集成電路可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模、超大規(guī)模和甚大規(guī)模五類。 從電路的形式不同， -數(shù)字電路可分為集成電路和分立電路從器件不同 -數(shù)字電路可分為TTL 和 CMOS電路1、數(shù)字集成電路的分類1.1.2、數(shù)字集成電路的分類及特點(diǎn)可編程邏輯器件、多

3、功能專用集成電路106以上甚大規(guī)模大型存儲(chǔ)器、微處理器10,00099,999超大規(guī)模小型存儲(chǔ)器、門陣列1009999大規(guī)模計(jì)數(shù)器、加法器1299中規(guī)模邏輯門、觸發(fā)器最多12個(gè)小規(guī)模典型集成電路門的個(gè)數(shù)分類集成度:每一芯片所包含的門個(gè)數(shù)2、數(shù)字集成電路的特點(diǎn)1)電路簡(jiǎn)單,便于大規(guī)模集成,批量生產(chǎn)2)可靠性、穩(wěn)定性和精度高,抗干擾能力強(qiáng)3)體積小,通用性好,成本低.4)具可編程性,可實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)軟件化5)高速度 低功耗6)加密性好 3、數(shù)字電路的分析、設(shè)計(jì)與測(cè)試(1) 數(shù)字電路的分析方法數(shù)字電路的分析:根據(jù)電路確定電路輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系。(2) 數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法數(shù)字電路的設(shè)計(jì):從給定的邏

4、輯功能要求出發(fā)，選擇適當(dāng)?shù)倪壿嬈骷O(shè)計(jì)出符合要求的邏輯電路。 設(shè)計(jì)方式:分為傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式和基于EDA軟件的設(shè)計(jì)方式。 分析工具：邏輯代數(shù)。電路邏輯功能主要用真值表、邏輯圖、邏輯表達(dá)式和波形圖（時(shí) 序圖）。電路設(shè)計(jì)方法伴隨器件變化從傳統(tǒng)走向現(xiàn)代a)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法：b)現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法：采用自下而上的設(shè)計(jì)方法；由人工組裝,經(jīng)反復(fù)調(diào)試、驗(yàn)證、修改完成。所用的元器件較多，電路可靠性差,設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)?，F(xiàn)代EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)軟件化。采用從上到下設(shè)計(jì)方法，電路設(shè)計(jì)、 分析、仿真 、修訂 全通過計(jì)算機(jī)完成。3、數(shù)字電路的分析、設(shè)計(jì)與測(cè)試uOt Otu1. 模擬信號(hào)1.1.3 數(shù)字信號(hào)與數(shù)字信號(hào)-時(shí)間和數(shù)值

5、均連續(xù)變化的電信號(hào)，如正弦波、三角波等 數(shù)字信號(hào)波形2、數(shù)字信號(hào) -在時(shí)間上和數(shù)值上均是離散的信號(hào)。數(shù)字電路和模擬電路：工作信號(hào)，研究的對(duì)象不同，分析、設(shè)計(jì)方法以及所用的數(shù)學(xué)工具也相應(yīng)不同3、模擬信號(hào)的數(shù)字表示由于數(shù)字信號(hào)便于存儲(chǔ)、分析和傳輸，通常都將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào). 0 0 模擬信號(hào) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 3 V 數(shù)字輸出 0 0 0 0 1 1 模數(shù)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)電壓(V)二值邏輯電 平+51H(高電平)00L(低電平)邏輯電平與電壓值的關(guān)系（正邏輯）1.1.4 數(shù)字信號(hào)的描述方法1、二值數(shù)字邏輯和邏輯電平 a 、在電路中用低、高電平表示0、1兩種邏輯狀態(tài) 0、1數(shù)碼-表示數(shù)量時(shí)稱二進(jìn)制數(shù)表示方

6、式二值數(shù)字邏輯(b) 16位數(shù)據(jù)的圖形表示2、數(shù)字波形數(shù)字波形-是信號(hào)邏輯電平對(duì)時(shí)間的圖形表示.(a) 用邏輯電平描述的數(shù)字波形高電平低電平有脈沖*非歸零型*歸零型 比特率 - 每秒鐘轉(zhuǎn)輸數(shù)據(jù)的位數(shù)(1)數(shù)字波形的兩種類型:在一個(gè)節(jié)拍T內(nèi)沒有低電平零在一個(gè)節(jié)拍T內(nèi)既有脈沖1，又有脈沖零(2)周期性和非周期性 非周期性數(shù)字波形周期性數(shù)字波形 占空比 Q - 表示脈沖寬度占整個(gè)周期的百分比非理想脈沖波形(3)實(shí)際脈沖波形及主要參數(shù)幾個(gè)主要參數(shù):占空比 Q - 表示脈沖寬度占整個(gè)周期的百分比上升時(shí)間tr 和下降時(shí)間tf -從脈沖幅值的10%到90% 上升 下降所經(jīng)歷的時(shí)間( 典型值ns )脈沖寬度

7、(tw )- 脈沖幅值的50%的兩個(gè)時(shí)間所跨越的時(shí)間周期 (T) - 表示兩個(gè)相鄰脈沖之間的時(shí)間間隔 tr脈沖寬度 tw 0.5V 4.5V 2.5V 幅值=5.0V 0.0V 5.0V tf0.5V 2.5V 4.5V 1.2.1 十進(jìn)制1.2數(shù)制1.2.2 二進(jìn)制1.2.3 二 - 十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換1.2.4 十六進(jìn)制和八進(jìn)制1.2.1十進(jìn)制十進(jìn)制采用0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9十個(gè)數(shù)碼，其進(jìn)位的規(guī)則是“逢十進(jìn)一”。十進(jìn)制表達(dá)式:系數(shù)位權(quán)各位的權(quán)都是10的冪。1.2各數(shù)制及表示數(shù)制:多位數(shù)碼中的每一位數(shù)的構(gòu)成及低位向高位進(jìn)位的規(guī)則（4587.29）=4103+5

8、102+8101+7100+2101+9102D任意進(jìn)制數(shù)的一般表達(dá)式為:1.2.2 二進(jìn)制二進(jìn)制數(shù)的一般表達(dá)式為:例如：1+1=10= 121+ 020位權(quán)系數(shù)二進(jìn)制數(shù)只有0、1兩個(gè)數(shù)碼，進(jìn)位規(guī)律是：“逢二進(jìn)一” .1、二進(jìn)制數(shù)的表示方法各位的權(quán)都是2的冪。（1）易于電路表達(dá) 0、1兩個(gè)值，可以用管子的導(dǎo) 通或截止，燈泡的亮或滅、繼電器觸點(diǎn)的閉合或斷開來表示。2、 二進(jìn)制的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)點(diǎn)（2）二進(jìn)制數(shù)字裝置所用元件少,電路簡(jiǎn)單、可靠 。（3）基本運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單, 運(yùn)算操作方便。 iD/mA O v DS / VVGS1 VGS2 VGS3 VGS4 飽和區(qū) 可變電阻區(qū) 截止區(qū) vO Rd VDD

9、vI 3、二進(jìn)制數(shù)波形表示低位高位（1）二進(jìn)制數(shù)據(jù)的串行傳輸4、 二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸高位高位（2）二進(jìn)制數(shù)據(jù)的并行傳輸 將一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)所有位同時(shí)傳送。 傳送速率快,但數(shù)據(jù)線較多，而且發(fā)送和接收設(shè)備較復(fù)雜。 1.2.3 八進(jìn)制八進(jìn)制采用 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 八個(gè)數(shù)碼，其進(jìn)位的規(guī)則是“逢八進(jìn)一”。八進(jìn)制數(shù)的一般表達(dá)式為:位權(quán)系數(shù)各位的權(quán)都是8的冪。例1.2.4 十六進(jìn)制十六進(jìn)制采用 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ，9，A, B, C, D，E，F(xiàn) 總共十六個(gè)數(shù)碼，其進(jìn)位的規(guī)則是“逢十六進(jìn)一”。十六進(jìn)制數(shù)的一般表達(dá)式為:位權(quán)系數(shù)各位的權(quán)都是16的冪。

10、例任意進(jìn)制數(shù)的一般表達(dá)式為:a. 整數(shù)的轉(zhuǎn)換: “輾轉(zhuǎn)相除”法:將十進(jìn)制數(shù)連續(xù)不斷地除以2 , 直至商為零，所得余數(shù)由低位到高位排列，即為所求二進(jìn)制數(shù) 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)： 整數(shù)部分小數(shù)部分 由二進(jìn)制到十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換1.2.5 各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換1 二進(jìn)制與十進(jìn)制之間相互的轉(zhuǎn)換解：根據(jù)上述原理，可將(37)D按如下的步驟轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)由上得 (37)D=(100101)B例1.2.2 將十進(jìn)制數(shù)(37)D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。.1.0.1.0.0.1.0高位（大）低位（小）1.2.5 各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換當(dāng)十進(jìn)制數(shù)較大時(shí)，有什么方法使轉(zhuǎn)換過程簡(jiǎn)化?解：由于 為128，而133=128+5

11、=所以對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)b7=1，b2=1，b0=1，其余各系數(shù)均為0，所以得(133)=(10000101)DB例1.2.3 將(133) 轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)D各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換 。b. 小數(shù)的轉(zhuǎn)換:對(duì)于二進(jìn)制的小數(shù)部分可寫成0.482 = 0.96 b-6 = 00.962 = 1.92 b-7 = 10.922 = 1.84 b-8 = 10.842 = 1.68 b-9 = 10.682 = 1.36 b-10= 10.392 = 0.78 b-1= 00.782 = 1.56 b-2= 10.562 = 1.12 b-3= 10.122 = 0.24 b-4= 00.242 = 0.48 b-5

12、= 0所以(37.39) = (100101.0110001111)DB例 將十進(jìn)制小數(shù)(0.39)D轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù),要求誤差不大于解由于需要精確到二進(jìn)制小數(shù)10位，即 =1/210=1/1024。各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換將每位八進(jìn)制數(shù)展開成三位二進(jìn)制數(shù)，排列順序不變即可。轉(zhuǎn)換時(shí)，由小數(shù)點(diǎn)開始，整數(shù)部分自右向左，小數(shù)部分自左向右，三位一組，不夠三位的添零補(bǔ)齊，則每三位二進(jìn)制數(shù)表示一位八進(jìn)制數(shù)。因?yàn)榘诉M(jìn)制的基數(shù)8=23 ，所以，可將三位二進(jìn)制數(shù)表示一位八進(jìn)制數(shù)，即 000111 表示 07例 (10110.011)B =(26.3)O 例 (752.1)O=(111 101 010.001)B2 二進(jìn)制

13、與八進(jìn)制之間相互的轉(zhuǎn)換 由二進(jìn)制到八進(jìn)制的轉(zhuǎn)換 由八進(jìn)制到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換(010 110. 011) = (26.3)BO各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換3、二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制：因?yàn)?6進(jìn)制的基數(shù)16=24 ，所以，可將四位二進(jìn)制數(shù)表示一位16進(jìn)制數(shù)，即 00001111 表示 0-F。將每位16進(jìn)制數(shù)展開成四位二進(jìn)制數(shù)，排列順序不變即可。 十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制：例 (BEEF)H =(1011 1110 1110 1111)B例 (111100010101110)B =(78AE)H 例 (111100010101110)B =（111101000.011） = (0001

14、1110 1000 . 0110) = (1E8.6) BBH（AF.26） = (1010 1111 . 0010 0110 ) HB4、八進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換 八進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制： 十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制：方法 ： 可先將八進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制然后再將二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制方法 ： 可先將十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制然后再將二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制例 (752.1)O=(111 101 010.001)B=（0001 1110 1010 . 0010) = (1EA.2) BH（AF.26） = (1010 1111 . 0010 0110 ) HB=(010 101 111 . 00

15、1 001 100) = (257.114) BO5. 十六進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn) ： 1）與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換容易； 2）計(jì)數(shù)容量較其它進(jìn)制都大。假如同樣采用四位數(shù)碼， 二進(jìn)制最多可計(jì)至( 1111)B =( 15)D； 八進(jìn)制可計(jì)至 (7777)O = (2800)D； 十進(jìn)制可計(jì)至 (9999)D； 十六進(jìn)制可計(jì)至 (FFFF)H = (65535)D，即64K。其容量最大。 3）書寫簡(jiǎn)潔。各進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算1.3.1無符號(hào)二進(jìn)制的數(shù)算術(shù)運(yùn)算1.3.2有符號(hào)二進(jìn)制的數(shù)算術(shù)運(yùn)算1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算1、二進(jìn)制加法無符號(hào)二進(jìn)制的加法規(guī)則： 0+0=0，0+1=1，1+1=10。例1.3

16、.1 計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010和0101的和。解：1.3.1無符號(hào)數(shù)算術(shù)運(yùn)算無符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的減法規(guī)則：0-0=0， 1-1=0，1-0=1 0-1=12二進(jìn)制減法例1.3.2 計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010和0101的差。解：1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算3、乘法和除法例1.3.3 計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010和0101的積。解：1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算 01001 1 0000010100000101 1 0 1 0 0101 0例1.3.4 計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010和111之商。解： 1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算1.3.2帶符號(hào)二進(jìn)制的減法運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的最高位表示符號(hào)位，且用0表示正數(shù)，用1表

17、示負(fù)數(shù)。其余部分用原碼的形式表示數(shù)值位。A. 有符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)原碼表示 :B.有符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)反碼和補(bǔ)碼表示：補(bǔ)碼或反碼的最高位為符號(hào)位，正數(shù)為0，負(fù)數(shù)為1。當(dāng)二進(jìn)制數(shù)為正數(shù)時(shí)，其補(bǔ)碼、反碼與原碼相同。當(dāng)二進(jìn)制數(shù)為負(fù)數(shù)時(shí)，將原碼的數(shù)值位逐位求反得到反碼，然后在反碼最低位加1得到補(bǔ)碼。(+11)D =(0 1011) B(11)D =(1 1011) B1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算1.3.2帶符號(hào)二進(jìn)制的加減法運(yùn)算例如分別表示A=+6和A=-6的原碼，反碼，補(bǔ)碼。1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算1.3.2帶符號(hào)二進(jìn)制的減法運(yùn)算減法運(yùn)算的原理:減去一個(gè)正數(shù)相當(dāng)于加上一個(gè)負(fù)數(shù)AB=A+(B)，對(duì)(B)求補(bǔ)碼，然后進(jìn)

18、行加法運(yùn)算。2. 二進(jìn)制補(bǔ)碼的減法運(yùn)算例1.3.7 試用4位二進(jìn)制補(bǔ)碼計(jì)算52的值。自動(dòng)丟棄解：因?yàn)?52)補(bǔ)=(5)補(bǔ)+(2) 補(bǔ) =(0 101) +(1 010) =0 101+1 110 =0 011 =(0 011） = （3）所以 52=3補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算1.3.2帶符號(hào)二進(jìn)制的加減法運(yùn)算 例1.3.8 試用4位二進(jìn)制補(bǔ)碼計(jì)算5+7。3. 加法溢出問題解決溢出的辦法:進(jìn)行位擴(kuò)展.解：因?yàn)?5+7)補(bǔ)=(5)補(bǔ)+(7) 補(bǔ) =(0 101) +(0 111) =0 101+0 111 =1 100=(1 100) =（-4） 補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ) 解：因?yàn)?5+7)補(bǔ)=(5)補(bǔ)+(

19、7) 補(bǔ) =(0 0101) +(0 0111) =0 0101+0 0111 =0 1100=(0 1100) =（+12） 補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算1.3.2帶符號(hào)二進(jìn)制的加減法運(yùn)算4. 減法溢出問題- 6 - 3= - 9= (1 0110) +(1 0011)（- 6 3）=（- 6）+ （- 3） 補(bǔ)補(bǔ)=(1 1010)+(1 1101)=1 0111=(1 1001)=(-9)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)（- 6 3）=（- 6）+ （- 3） 補(bǔ)補(bǔ)=(1 110) +(1 011)補(bǔ)補(bǔ)= 1 010+1 101=0 111=（0 001）=（+1）補(bǔ)補(bǔ)1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算1.3.2帶符號(hào)二進(jìn)

20、制的減法運(yùn)算4. 溢出的判別當(dāng)方框中的進(jìn)位位與和數(shù)的符號(hào)位（即b3位）相反時(shí)，則運(yùn)算結(jié)果是錯(cuò)誤的，產(chǎn)生溢出。如何判斷是否產(chǎn)生溢出？解決溢出的辦法: 進(jìn)行位擴(kuò)展. 1.4二進(jìn)制代碼1.4.1 二-十進(jìn)制碼1.4.2 格雷碼1.4.3 ASCII碼1.4二進(jìn)制代碼二進(jìn)制代碼的位數(shù)(n),與需要編碼的事件（或信息）的個(gè) 數(shù)(N)之間應(yīng)滿足以下關(guān)系：2n-1N2n1. 二十進(jìn)制碼進(jìn)制碼(數(shù)值編碼)(BCD碼- Binary Code Decimal）用4位二進(jìn)制數(shù)來表示一位十進(jìn)制數(shù)中的09十個(gè)數(shù)碼。 從4 位二進(jìn)制數(shù)16種組合代碼中,選擇10種來表示09個(gè)數(shù)碼的方案有很多種。每種方案產(chǎn)生一種BCD碼。

21、 碼制:編制代碼所要遵循的規(guī)則BCD碼十進(jìn)制數(shù)碼8421碼2421 碼5421 碼余3碼余3循環(huán)碼000000000000000110010100010001000101000110200100010001001010111300110011001101100101401000100010001110100501011011100010001100601101100100110011101701111101101010101111810001110101110111110910011111110011001010（1）幾種常用的BCD代碼1.4.1二-十進(jìn)制碼BCD8421 0111()D 7

22、=11214180+=求BCD代碼表示的十進(jìn)制數(shù)對(duì)于有權(quán)BCD碼，可以根據(jù)位權(quán)展開求得所代表的十進(jìn)制數(shù)。例如：1. 8421BCD碼()D BCD2421 7112041211101=+=2. 2421BCD碼1.4二進(jìn)制代碼 (10010111)B = (1001 0111) =(97)8421BCDD(10010111)B =12 +12 +12 +12 +12 =(151)01274D自然二進(jìn)制碼對(duì)于一個(gè)多位的十進(jìn)制數(shù)，需要有與十進(jìn)制位數(shù)相同的幾組BCD代碼來表示。例如：3. 用BCD代碼表示十進(jìn)制數(shù)1.4二進(jìn)制代碼不能省略！不能省略！()()BCD2421 236510 BCD8421

23、 536410 0010 .0011 1100 10112.5630101 .0011 0110 01005.463=1.4.2 格 雷 碼 格雷碼是一種無權(quán)碼。二進(jìn)制碼b3b2b1b0格雷碼G3G2G1G000000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110000000100110010011001110101010011001101111111101010101110011000 編碼特點(diǎn)是：任何兩個(gè)相鄰代碼之間僅有一位不同。 該特點(diǎn)常用于模擬量的轉(zhuǎn)換。當(dāng)模擬量發(fā)生微小變化，格雷碼僅僅改變一位，這與其它碼同時(shí)改變

24、2位或更多的情況相比，更加可靠,且容易檢錯(cuò)。1.4.2 格 雷 碼二進(jìn)制碼b3b2b1b0格雷碼G3G2G1G0000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110111100000001001100100110011101010100110011011111111010101011100110001 二進(jìn)制到格雷碼的轉(zhuǎn)換。（1）二進(jìn)制碼的最高位和格雷碼的最高位相同（2） 從左到右，逐一將二進(jìn)制碼相鄰的2位相加（舍去進(jìn)位），作為格雷碼的下一位。10+111110+二進(jìn)制碼格雷碼2 格雷碼到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。（1）格雷碼的最高位和二

25、進(jìn)制碼的最高位相同（2）然后將產(chǎn)生每一位二進(jìn)制碼，與下一位相鄰的格雷碼相加（舍去進(jìn)位）作為二進(jìn)制碼的下一位二進(jìn)制碼格雷碼10+1100+11+ 1.4.3 ASCII 碼(字符編碼) ASCII碼即美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼。它共有128個(gè)代碼，可以表示大、小寫英文字母、十進(jìn)制數(shù)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)、控制符號(hào)等，普遍用于計(jì)算機(jī)的鍵盤指令輸入和數(shù)據(jù)等。1.5 二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算*邏輯運(yùn)算: 當(dāng)0和1表示邏輯狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼按照某 種特定的因果關(guān)系進(jìn)行的運(yùn)算。 邏輯運(yùn)算使用的數(shù)學(xué)工具是邏輯代數(shù)。邏輯運(yùn)算的描述方式: 邏輯代數(shù)表達(dá)式、真值表、邏輯圖、 卡諾圖、波形圖和硬件描述語言（HDL) 等

26、。* 邏輯代數(shù)與普通代數(shù):與普通代數(shù)不同,邏輯代數(shù)中的變量只有0和1兩個(gè)可取值，它們分別用來表示完全兩個(gè)對(duì)立的邏輯狀態(tài)。在邏輯代數(shù)中，有與、或、非三種基本的邏輯運(yùn)算。 邏輯真值表ABL001010110001 與邏輯舉例狀態(tài)表開關(guān)S1開關(guān)S2燈斷斷滅斷合滅合合斷滅合亮邏輯表達(dá)式與邏輯：L = A = AB 與運(yùn)算S1S2燈電源與邏輯符號(hào)ABL&ABL(1)與邏輯:只有當(dāng)決定某一事件的條件全部具備時(shí)，這一事件才會(huì)發(fā)生。這種因果關(guān)系稱為與邏輯關(guān)系。 邏輯真值表ABL001010110111 或邏輯舉例狀態(tài)表開關(guān)S1開關(guān)S2燈斷斷滅斷合滅合合斷滅合亮邏輯表達(dá)式或邏輯：L = A + 或邏輯符號(hào)ABL

27、BL1A、或運(yùn)算S1燈電源S2 只要在決定某一事件的各種條件中，有一個(gè)或幾個(gè)條件具備時(shí)，這一事件就會(huì)發(fā)生。這種因果關(guān)系稱為或邏輯關(guān)系。 非邏輯真值表AL0110非邏輯符號(hào)邏輯表達(dá)式L = A 非邏輯舉例狀態(tài)表A燈不通電亮通電滅A1LAL3.非運(yùn)算 事件發(fā)生的條件具備時(shí)，事件不會(huì)發(fā)生；事件發(fā)生的條件不具備時(shí)，事件發(fā)生。這種因果關(guān)系稱為非邏輯關(guān)系。AVNC非邏輯舉例 兩輸入變量與非邏輯真值表ABL001010111110ABL&ABL與非邏輯符號(hào)4. 幾種常用復(fù)合邏輯運(yùn)算與非邏輯表達(dá)式L = A B1) 與非運(yùn)算 兩輸入變量的或非邏輯真值表ABL001010111000ABLB1AL或非邏輯符號(hào)2

28、) 或非運(yùn)算L = A+B或非邏輯表達(dá)式4. 幾種常用復(fù)合邏輯運(yùn)算3 )異或邏輯運(yùn)算若兩個(gè)輸入變量的值相異，輸出為1，否則為0。 異或邏輯真值表ABL000101011110BAL=1ABL異或邏輯符號(hào)4. 幾種常用復(fù)合邏輯運(yùn)算異或邏輯表達(dá)式L = A B4 )同或邏輯運(yùn)算若兩個(gè)輸入變量的值相同，輸出為1，否則為0。同或邏輯真值表ABL001010111001B=ALABL同或邏輯邏輯符號(hào)同或邏輯表達(dá)式L=AB+=AB 4. 幾種常用復(fù)合邏輯運(yùn)算異或邏輯和同或運(yùn)算的關(guān)系同或邏輯表達(dá)式L=AB+=AB 4. 幾種常用復(fù)合邏輯運(yùn)算同或邏輯真值表ABL001010111001 異或邏輯真值表ABL000101011110異或邏輯表達(dá)式L = A BA B = AB 二者互為非運(yùn)算2、邏輯函數(shù)關(guān)系的表示方法有： 真值表法 邏輯函數(shù)表達(dá)式法 邏輯圖法 波形圖法 卡諾圖法。1.6邏輯函數(shù)及其表示方法邏輯變量分為輸入邏輯變量和輸出邏輯變量。而描述輸入邏輯變量和輸 出邏輯變量之間的因果關(guān)系稱為邏輯函數(shù)。用與、或、非等邏輯符號(hào)表示邏輯函數(shù)中各變量之