數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)入門 第一章

數(shù)字邏輯電路（電子技術(shù)基礎(chǔ)：數(shù)字部分）課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課

考試課課程特點(diǎn)：邏輯性強(qiáng)

實(shí)踐性強(qiáng)

獨(dú)立性強(qiáng)電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域：4個CC：CommunicationC：ControlC：ComputerC：CultureLife數(shù)字系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1。通信－抗干擾能力強(qiáng)，保密好2。音像、電視－保真好、便于存儲3。儀表－比模擬儀表精度高，功能強(qiáng)，易于自動化、智能化、可靠性高、體積小第一章數(shù)字邏輯基礎(chǔ)

1．1模擬信號與數(shù)字信號1.1.1模擬信號（AnalogSignal)模擬量時間和數(shù)值連續(xù)的物理量，如速度、溫度、聲音tu正弦波信號鋸齒波信號tuFrequency，Period，Amplitude，Phase模擬電路：分析輸出信號輸入信號在頻率、幅度、相位等方面的不同，如交、直流放大器（AC、DCAmplifier）、信號發(fā)生器（SignalGenerator）、濾波器（Filter)等。在模擬電路中，Transistor、Diode工作在放大狀態(tài)。

1.1.2數(shù)字信號（DigitalSignal,pulse）數(shù)字量：時間和幅度都是離散的大多數(shù)數(shù)字信號都是由模擬信號變換而來數(shù)字電路信號tu1．1模擬信號與數(shù)字信號1.1.2數(shù)字信號bit、bittime、bitrate比特率數(shù)字信號周期性：DutyFrequency、Period、PulseWidth脈寬、Ratio占空比、Amplitude非周期性：正邏輯1001111100Bittime=50msBitrate=20bpsFrequency=?Period=?Amplitude=?Pulsewidth(tw)=?Dutyratio(q)=?實(shí)際數(shù)字信號trtftw第1章數(shù)字邏輯基礎(chǔ)

1．2數(shù)字電路常見邏輯電路：邏輯門、組合邏輯電路、時序邏輯電路、存儲器、PLD二值邏輯（數(shù)字邏輯）：用彼此相關(guān)又對立的兩種狀態(tài)來代表邏輯變量1和0，在數(shù)字電路中常用開關(guān)的閉合與斷開、指示燈的亮滅、特別是電平的高低（正邏輯、負(fù)邏輯）

數(shù)字電路研究：輸入與輸出的邏輯關(guān)系第1章數(shù)字邏輯基礎(chǔ)

1．2數(shù)字電路1.2.1數(shù)字電路的發(fā)展與分類電子管甚大規(guī)模半導(dǎo)體分離元件resistor,capacitor,inductor,transistor,diodeetc.小規(guī)模集成電路SSIC中規(guī)模集成電路MSIC大規(guī)模集成電路LSIC超大規(guī)模VLSIC1.2.2數(shù)字電路的分析方法與測試技術(shù)1.數(shù)字電路的分析方法基本分析方法：功能表、真值表、邏輯表達(dá)式、波形圖2.數(shù)字電路的測試技術(shù)數(shù)字電壓表、電子示波器、邏輯分析儀仿真軟件：EWB(ElectronicsWorkbench)PLD設(shè)計軟件：ISPSynario、MAX+PLUSII1．3數(shù)制(Numbersystem)一、N進(jìn)制數(shù)N進(jìn)制：以N為基數(shù)的記數(shù)體制1.有N個數(shù)碼(Digit)：0－（N－1）2.逢N進(jìn)1第i位的權(quán)(TheithpowerofN)3.第i位的數(shù)值基數(shù)(Base)二進(jìn)制：Binary如(1001.001)B八進(jìn)制：OctonaryorOctal如(75.2)OHexadecimal如(9E.0A)H十六進(jìn)制：十進(jìn)制：DecimalorDenary如(19.2)D1.B—D：二進(jìn)制數(shù)按位（權(quán)）展開相加

例：(11010.011)2=124+123+022+121+020+021+122+123=(26.375)10二、十、二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2.D—B整數(shù)和小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換，最后相加整數(shù)除二，取出余數(shù)再除二，直到商為零小數(shù)乘二，取出整數(shù)部分再乘二，直到滿足誤差要求例：(25)D

=225余1122余062余032余112余10(11001)Bb0b1b2b3b4整數(shù)除二，取出余數(shù)再除二，直到商為零除二取余0.706X2=1.412—1—b-10.412X2=0.824—0—b-20.824X2=1.648—1—b-3(0.706)D=(0.1011)B例：(0.375)D

=(?)B0.648X2=1.296—1—b-40.375X2=0.750—0—b-10.750X2=1.500—1—b-20.500X2=1.000—1—b-3=(0.011)B小數(shù)乘二，取出整數(shù)部分再乘二，直到滿足誤差要求例：(0.706)D

轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，要求其誤差不大于2-4。乘二取整2.B—H：以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)，分別向左、右每四位分為一組，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)(4E6)H=4162+14161+6160=(1254)D三、各種制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換1.H（或O）—D：按位（權(quán)）展開B—H(0101

1001)B=[027+126+025+124+123+022+021+120]D=[(023+122+021+120)161+(123+022+021+120)160]D=(59)H每四位2進(jìn)制數(shù)對應(yīng)一位16進(jìn)制數(shù)(11101.011000111)B=(0001

1101.0110

00111000)B=()H836D1=(1D.638)H.B—H：以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)，分別向左、右每四位分為一組，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)(10101011110.100000111)B=(010101

011

110.100000111)B=()O70463=(2536.407)O52.3.B—O：以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)，向左、右每三位分為一組，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)4.H—B：將每一位16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為4位二進(jìn)制數(shù)5.O—B：將每一位8進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為3位二進(jìn)制數(shù)(567)O=(？)B(567)H=(？)B1011101110101011001116.D—O：7.D—H：8.H—O：(BE.29D)H=(？)O=(10111110.001010011101)B=(276.1235)O9.O—H：整數(shù)除8取余，小數(shù)乘8取整；D-B-O整數(shù)除16取余，小數(shù)乘16取整；D-B-HH-B-OO-B-H數(shù)字系統(tǒng)的信息數(shù)值文字符號二進(jìn)制代碼如ASCII1．4二進(jìn)制碼編碼自然二進(jìn)制碼BCD碼格雷碼編碼Encode編碼基本規(guī)則：2n>=N（N為需編碼信息的項數(shù)，n為編碼bit數(shù)）

一、

BCD碼是Binary-Coded-Decimal的縮寫，即二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)。用來表示十進(jìn)制數(shù)。在BCD碼中，用四位二進(jìn)制數(shù)表示0-9十個數(shù)碼。四位二進(jìn)制數(shù)最多可以表示16個字符，因此0-9十個字符與這16中組合之間可以有多種情況，不同的對應(yīng)便形成了一種編碼。無權(quán)碼有權(quán)碼

二、

格雷碼（循環(huán)碼）4.采用格雷碼，位數(shù)變化小，可大大減少錯碼的可能性請觀察如下格雷碼的特點(diǎn)？1.每兩個相鄰代碼中的數(shù)碼僅有一位不同，其余各位均相同2.首尾(0和15)兩個代碼也僅有一位不同，構(gòu)成“循環(huán)”3.無權(quán)碼1．5邏輯代數(shù)基本知識邏輯代數(shù)（布爾代數(shù)），是用來研究數(shù)字電路中的輸入、輸出之間邏輯關(guān)系的工具。在邏輯代數(shù)中，邏輯變量只能取兩個值（二值變量），即0和1，中間值沒有意義，這里的0和1只表示兩個對立的邏輯狀態(tài)，如電位的低高（0表示低電位，1表示高電位）、開關(guān)的開合等?；具壿嬤\(yùn)算：與、或、非邏輯代數(shù)基本表達(dá)方式：邏輯表達(dá)式，真值表，邏輯符號（邏輯電路）1.“與”邏輯EFABC&ABCF邏輯符號邏輯式F=A?B?CAFBC00001000010011000010101001101111條件都具備時，事件F才發(fā)生。真值表一、基本邏輯運(yùn)算2.“或”邏輯1ABCF邏輯符號AEFBC當(dāng)有一個具備時，事件F就會發(fā)生。邏輯式F=A+B+CAFBC00001001010111010011101101111111真值表3.“非”邏輯A具備時，事件F不發(fā)生；A不具備時，事件F發(fā)生。邏輯符號邏輯式AF0110真值表AEFR(1)為國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符號；(2)為過去沿用的圖形符號；(3)為部分國外資料中常用的圖形符號。

常見符號二、復(fù)合邏輯運(yùn)算與非邏輯先與再非ABP或非邏輯先或再非ABP與或非邏輯先與再或最后非ABCDPP＝A⊙B＝AB＋AB當(dāng)兩個輸入相同時，輸出為1；當(dāng)兩輸入不同時，輸出為0。當(dāng)兩個輸入不同時，輸出為1；當(dāng)兩輸入相同時，輸出為0。異或邏輯同或邏輯1．6邏輯函數(shù)與邏輯問題的描述實(shí)際問題邏輯變量含義及狀態(tài)定義真值表邏輯表達(dá)式P＝AB＋AB＝A⊙B例11&&≥1ABY

邏輯電路圖:AB練習(xí)與作業(yè)1.寫出邏輯表達(dá)式Y(jié)＝A（AC＋BC）的真值表。2.A，B，C三個輸入信號，當(dāng)其中出現(xiàn)奇數(shù)個1時，輸出Z＝1，其余情況下，輸出Z＝0。寫出真值表和邏輯表達(dá)式。作業(yè)：1.1.4(2)1.3.1(2)(3)(4)1.3.2(1)1.3.3(2)1.3.5(1)1.3.6(2)實(shí)訓(xùn)1信號燈的邏輯控制

1．實(shí)訓(xùn)目的(1）了解邏輯控制的概念。(2)掌握表示邏輯控制的基本方法。

2．實(shí)訓(xùn)設(shè)備和器件實(shí)訓(xùn)設(shè)備和器件:直流電源、發(fā)光二極管、限流電阻、繼電器兩個、導(dǎo)線若干。

3．實(shí)訓(xùn)電路圖圖1.1為實(shí)訓(xùn)電路圖。這是一個樓房照明燈的控制電路。設(shè)A、B分別代表上、下樓層的兩個開關(guān)，發(fā)光二極管代表照明燈。在樓上閉合開關(guān)A，可以將照明燈打開，在樓下閉合開關(guān)B，又可以將燈關(guān)掉；反過來，也可以在樓下開燈，樓上關(guān)燈。圖1.1照明燈的邏輯控制電路

4．實(shí)訓(xùn)步驟與要求1）連接電路按圖1.1連接好電路，注意不要將兩個繼電器接錯。2）試驗(yàn)開關(guān)和發(fā)光二極管的邏輯關(guān)系接通電源，分別將開關(guān)A、B按表1.1的要求閉合或者斷開，觀察發(fā)光二極管F的亮、滅情況，并填入表1.1中。斷開A斷開B發(fā)光二極管F斷開斷開閉合閉合斷開閉合斷開閉合

5．實(shí)訓(xùn)總結(jié)與分析通過上述實(shí)訓(xùn)，可做如下總結(jié)：