《数字逻辑》PPT课件.ppt

数字电子技术,1.1数字电路概述,1.2数制和码制,退出,第1章绪论,1.1数字电路概述,1.1.1数字信号和数字电路,1.1.2数字电路的分类,退出,1.1.3数字电路的优点,1.1.4脉冲波型的主要参数,1.1.1数字信号和数字电路,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。,u,u,模拟信号波形,数字信号波形,t,t,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。,1.1.2、数字电路的分类,2、按所用器件制作工艺的不同：数字电路可分为双极型（TTL型）和单极型（MOS型）两类。,3、按照电路的结构和工作原理的不同：数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。组合逻辑电路没有记忆功能，其输出信号只与当时的输入信号有关，而与电路以前的状态无关。时序逻辑电路具有记忆功能，其输出信号不仅和当时的输入信号有关，而且与电路以前的状态有关。,1、按电路结构的不同：数字电路可分为分立元件电路和集成电路两大类型。,4、按集成度分：,表1.1.1数字集成电路分类,SSISILSIVLSI,与模拟电路相比，数字电路主要有以下优点：（1）便于高度集成化。（2）工作可靠性高、抗干扰能力强。（3）数字信息便于长期保存。（4）数字集成电路产品系列多、通用性强、成本低。（5）保密性好。,1.1.3数字电路的优点,1.1.4脉冲波型的主要参数,脉冲幅度Um：脉冲电压波形的变化最大值，单位为伏(V)。脉冲上升时间tr：脉冲波形从0.1Um上升到0.9Um所需的时间。脉冲下降时间tf：脉冲波形从0.9Um下降到0.1Um所需的时间。脉冲上升时间tr和脉冲下降时间tf越短，越接近于理想的矩形脉冲。脉冲宽度tw：脉冲上升沿0.5Um到下降沿0.5Um所需的时间。脉冲周期T：在周期性脉冲中，相邻两个脉冲波形重复出现所需的时间，单位和tr、tf相同。脉冲频率f：每秒时间内，脉冲出现的次数。f=1/T占空比q：脉冲宽度与脉冲周期T的比值，即q=tw/T。它是描述脉冲波形疏密的参数。,本节小结,数字信号的数值相对于时间的变化过程是跳变的、间断性的。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。模拟信号通过模数转换后变成数字信号，即可用数字电路进行传输、处理。,1.2数制与编码,1.2.1数制,1.2.2不同数制间的转换,1.2.3二进制代码,退出,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。,1.2.1数制,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。,一、几个概念,二、常用数制,数码为：09；基数是10。运算规律：逢十进一，即：9110。十进制数的权展开式：,1、十进制,103、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)105103510251015100,又如：(209.04)1021020101910001014102,2、二进制,数码为：0、1；基数是2。运算规律：逢二进一，即：1110。二进制数的权展开式：如：(101.01)2122021120021122(5.25)10,加法规则：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10乘法规则：00=0，01=0，10=0，11=1,运算规则,各数位的权是的幂,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。,数码为：07；基数是8。运算规律：逢八进一，即：7110。八进制数的权展开式：如：(207.04)10282081780081482(135.0625)10,3、八进制,4、十六进制,数码为：09、AF；基数是16。运算规律：逢十六进一，即：F110。十六进制数的权展开式：如：(D8.A)213161816010161(216.625)10,各数位的权是8的幂,各数位的权是16的幂,结论,一般地，N进制需要用到N个数码，基数是N；运算规律为逢N进一。如果一个N进制数M包含位整数和位小数，即(an-1an-2a1a0a1a2am)2则该数的权展开式为：(M)2an-1Nn-1an-2Nn-2a1N1a0N0a1N-1a2N-2amN-m由权展开式很容易将一个N进制数转换为十进制数。,1.2.2不同数制间的转换,（1）二进制数转换为八进制数：将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每3位分成一组，不够3位补零，则每组二进制数便是一位八进制数。(三位聚一位),将N进制数按权展开，即可以转换为十进制数。,1、二进制数与八进制数的相互转换,1101010.01,00,0,(152.2)8,（2）八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3位二进制数表示。(一位变三位),=011111100.010110,(374.26)8,2、二进制数与十六进制数的相互转换,二进制数转换为十六进制数，按照每4位二进制数对应于一位十六进制数进行转换。(四位聚一位),3、十进制数转换为二进制数,采用的方法基数连除、连乘法原理：将整数部分和小数部分分别进行转换。整数部分采用基数连除法;小数部分采用基数连乘法;转换后再合并。,十六进制数转换为二进制数，按照每一位十六进制数对应于4位二进制数进行转换。(一位变四位),整数部分采用基数连除法：先得到的余数为低位，后得到的余数为高位。,小数部分采用基数连乘法：先得到的整数为高位，后得到的整数为低位。,所以：(44.375)10(101100.011)2,采用基数连除、连乘法，可将十进制数转换为任意的N进制数。,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。,1.2.3二进制代码,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09十个数码。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8421BCD码。,本节小结,日常生活中使用十进制，但在计算机中基本上使用二进制，有时也使用八进制或十六进制。利用权展开式可将任意进制数转换为十进制数。将十进制数转换为其它进制数时，整数部分采用基数除法，小数部分采用基数乘法。利