另外一个老师的课件3篇1章

1、第3篇数字电子电路本篇导读本篇从数字电路的特点出发,首先讨论数字信号，计数体制，常用代码， 逻辑关系、逻辑函数和逻辑运算，逻 辑化简等等内容。简单定性介绍实现逻辑关系的电子电路逻辑门电路（重点是TTL、CMOS集成逻辑门电路）。介绍常见的组合逻辑电路，各种典型组合逻辑电路组成，它们的工作原理、逻辑功能，中规模集成组合逻辑电路的功能表示，具体应用。各种功能的触发器，电路组成和逻辑功能分析，触发特点，计数器和数码移位寄存器等时序逻辑电路。组合逻辑电路和时序逻辑电路的基本分析方法和设计方法，这些电路的应用举例。第1章3.1.1数字电路的基本问题数字信号和数字电路一、模拟信号和数字信号正弦电压信号波形

2、锯齿电压信号波形随时间温度变化波形典型的模拟信号单极性（型）电压波形双极性（型）电压波形典型的数字信号二、模拟电路和数字电路用来的电子电路、处理或产生模拟信号模拟电子电路拾音器杨声器用来、处理或产生数字信号的电子电路数字电子电路三、数字信号的处理和传输1010110100010信息一位一位传输8位信息一起传输并行传输和串行传输各数据代码的各数据位分别在不同的并行信道上同时传输并行传输各数据代码的各数据位串行排列成数据流，在一条信道上传输串行传输并行传输时，其设备成本较高，且不宜远距离传输，但速度快；串行传输简单，一条传输线，适合远距离传输，但速度慢。并行传输方式串行传输方式3.1.2计数体制及

3、相互间的转换从数字信号的形式可知，它只有两种电平或两种截然不同的状态。可以用“有”和“没有”即“0”和“1”表示，所以数字电路中实现的是二进制计数体制。由于人们习惯于十进制数，还有八进制和十六进制数，所以首先总结计数体制。然后讨论各种数制之间的相互转换问题。一、计数体制（1）十进制数有0,1,2，,9等十个数码元素， 任意大小的一个十进制数字都由这十个元素组成。例如(475.8)10或(475.8)D，这个十进制数字可以写成：210-1(475.8)10 = 4´10 + 7 ´10 + 5´10 + 8´10它表明：进制数为10(即r=10)，高低位之

4、间关系为一，从至低位的分别为：10n-1,10n-2,× × × ×102,101,100,10-1,10-2× × × ×,10-mm位n位整数部分部分n-1(N )= å K × (r)i因此有通式：n-1rii=-mn-1(N)= åK× (r)i = åK × (10)i10iii=-mi=-mn-1n-21= Kn-1 ´10+ Kn-2 ´10+L+ K1 ´10+ K0 ´100+ K- ´1

5、0-1 +L+ K-´10-m+1+ K-´10-mm+11mn-1(N )= å K × (r)irii=-m式中n是该数整数部分的位数，m是部分的位数，Ki是第i位的数码，r是表示任意进制时的基数，如二进制数、八进制数和十六进制数等。（2）二进制数有0,1二个数码元素，基数r=2，如：(110101.101)2或(110101.101)B，写成通式展开后为:一，(110101.101)B = 1´ 25 + 1´ 24 + 0 ´ 23 + 1´ 22 + 0 ´ 21+ 1´ 20 + 1

6、´ 2-1 + 0 ´ 2-2 + 1´ 2-3至低位的分别为：2n-1,2n-2,× × × × 22,21,20,2-1,2-2× × × ×,2-m整数部分部分求和展开通式:n-1n-1(N )= å K× (r)i = å K × (2)i2iii=-m´ 2n-1i=-m´ 2n-2= Kn-1+ Kn-2+L+ K1 ´ 2 + K´ 2100+ K -´ 2-1+L+ K -

7、0; 2-m+1+ K -´ 2-mm+11m（3）八进制数有0，1，6，7等八个数码元素，基数r=8，(356.71)O。一，如：(356.71)8或写成通式展开后为:(356.71)O = 3´82 + 5´81 + 6 ´80 + 7 ´8-1+1´8-2至低位的为8n-1,8n-2 ,× × × × 82 ,81,80 ,8-1,8-2 ,× × ××,8-m整数部分部分（4）十六进制数有0，1，2，9，A，B，C，D， E，F等十六个数码元素，基

8、数r=16， 逢十六进一， 如：(5A8D.C6)16 或(5A8D.C6)H，写成通式展开后为:(5A8D.C6)H = 5 ´163 + A ´162 + 8 ´161 + D ´160+ C ´16-1 + 6 ´16-2(5A8D.C6)H = 5 ´163 + A ´162 + 8 ´161 + D ´160+ C ´16-1 + 6 ´16-2至低位的为16n-1,16n-2,× × × ×162,161,160,16-1,

9、16-2 × × × ×,16-m整数部分部分十进、二进、八进和十六进制数间关系表十进二进八进十六进00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F二、数制之间的相互转换数字电路运行在二值的二进制数字信号下，但为书写方便，常用八进和十六进制数表示，而日常又习惯于十进制数，所以要进行数制间的转换。1. 二、八、十六十进制数具体方法：用求和通式展开,然后按十

10、进制规律相加,即得等值十进制数。例1：将以下二进制数转换成十进制数(100110101)2解：(100110101)2 = 1´+ 1´ 22 + 03= 2+ 32 + 16 + 4= (309)10例2：将以下二进制数转换成十进制数(11001.11)2 = (解：(11001.11)2=1´ 24 +1´ 23 + 0´ 22 + 0´ 21 +1´ 20 +1´ 2-1 +1´ 2-2=16 + 8 +1+ 0.5 + 0.25= (25.75)10)10例3：将以下八进制数转换成十进制数(251

11、.4)8 = ()10解：(251.4)8 = 2´8 + 5´8 +1´8210=128 + 40 +1+ 0.5= (169.5)10+ 4´8-1例4：将以下十六进制数转换成十进制数(8A6.C1)16 = (解：)10= 8´162 + A´161 + 6´160 + C ´16-1 +1´16-2(8A6.C1)16= 2048 +160 + 6 + 0.75 + 0.0039= (2214.7539)102. 十进制数二、八、十六（1）整数部分转换具体方法：将待转换的十进制数整数除以进制数（二

12、、八、十六）取余数，不断地进行，直至零。第一次的余数为转换后进制数的最低位（LSB），最后一次的余数为转（MSB）。换后进制数的最LSBLeast Siginificant BitMSBMost Siginificant Bit以十进制数转换成二进制数为例= K´ 2n-1 + K´ 2n-2+ K ´ 22 + K ´ 21 + K ´ 20(N )n-1n-210210= 2K´ 2n-2+ K´ 2n-3+L+ K ´ 21 + K ´ 20+ Kn-1210N -2= 22K´ 2n-3

13、 +L+ K ´ 20 + K + Kn-1210M= 22L2(0) + Kn-1 L + K1+ K0组成转换后的二进制数为：(Kn-1 Kn-2 LK2 K1 K0 )2MSBLSB（10101111）B（257）O（AF）H例：（175）D=LSB2817511K0=7 K1=5 212221810 0102K =28252202 1 012MSB（2）部分转换方法：待转换的十进制乘进制数（二、八、十六）取积的整数，积的小数部分再乘进制数取整数，不断地进行，直至积的为零为止。必须注意：若积的达不到零时，根据转换的精度来取位数。另外，第一次的整数为转换（MSB），最后一后进制数

14、的最次积的整数为转换后进制数的最低位LSB）(0.K-1 K-2 K-3 LK-m )r即：例：将以下十进制数转换成十六进制数(368.25)10(K 2)16= (170.4)16K 1 K 0 .K - 1整数部分除16取余部分乘16取整3. 二、八、十六进制数之间的转换方法：以二进制数为桥梁进行即可。4位1组(59D.6C)16(2635.330)83位1组4. 数字电路中的正负数及表示数字电路只认识二进制数（码）， 所以正负数肯定也用二进制码表示。其方法是在一个数的最一位符号位。前面设置符号位为“0”时，表示该数为正数，符号位为“1”时，表示该数为负数。这样规定后的表示形式有三种：符号

15、位（1）正负数的原码表示原码表示规定：符号位加上的数值部分组成，即【X】原=符号位+值。如：X1= 【X1】原=01001010X2= -1001010 【X2】原=11001010这种原码表示方法，适用于两数相乘，因为乘积的符号位只要将两乘数符号位实现“异或”运算即可。（2）正负数的反码表示反码表示有两种情况：如果为正数，则该数的反码表示为符号位加上原数值；如果为负数，则该数的反码表示为符号位加上即【X】反=符号位+【X】反=符号位+如：X1=值的反码。X为正数X为负数值值反码【X1】反=01001010X2=-1001010【X2】反=10110101（3）正负数的补码表示补码（补数）可以

16、从生活中来认识：如早 晨7：00起床时，发现时钟停在10：00，要 校正到7：00时，有两种方法，一种是顺时针拔9个小时，另一种是反时针拔3个小时，都可以将时钟校到7：00。由于时钟走一圈是 12小时，12将自动丢失，所以，对走一圈12 小时这个最大数而言，顺拔时的10+9=12+7 和反拔时10-3=7是等价的。因此，+9和-3就称为最大数12的互为补数（或补码），最大数（12）又称模。从上可见，用补码表示可以把一个减法运算变换成加法运算了。一个n位二进制码的补码用下式求得：【X】补码=模-【X】=2n -【X】如：二进制码1010的补码是-1010 = 10000 -1010 = 0110

17、24但实际操作时，有两种直接求法，一是原二进制码的反码加1求得补码另一种是：从原二进制数（码）的最低位开始往（包括该1）之前，走，在遇到1不变，其后数码按位求反，也可得到一个二进制数的补码。0101+1=0110 反码加1得如上例的1010补码从最低位方法求0110所以正负数的补码表示为：【X】补=符号位+【X】补=符号位+X为正数X为负数值值补码如：X1=【X1】补=01001010X2=-1001010【X2】补= 10110110补码的运算规则：补码+补码=补码，补码再求补=原码。因此，减法运算X1-X2可用【X1】补码+【-X2】补码的加法运算处理。例1：1100-1001=01100

18、=10001101100 10111其中，最丢失，留下符号位为0，所以结果是+3。100011=11101例2：1001-1100=01001其中，11101是补码，符号位不变，数值再求补后得实际数，所以结果是-0011， 即-3。3.1.3数字电路中的代码生活中用一组十进制数来代表一个特定对象的情况是很多的。如号码、运动场上运动员号码等等。而在数字电路中，用一组二进制码来代替某一特定的对象，这组二进制码就是代表该对象的代码了。代替的方法有非常多的种类，但数字电路中常用的代码只有几种：一、数字系统中的常见代码（1）二十进制代码（BCD编码）十进制的十个数码元素0，1，9 分别用一组二进制数（码

19、）代替。由于三位二进制数只有8种组合，代表不了10个数字，只能用四位二进制数的16种组合中选出10种，来代替十进制的10个元素，所以，二十进制代码的表示方法非常之多，我们只介绍主要的几种，其它可用此法方便地推出。常用二十进制代码注：余3循环码是4位格雷码首未三组代码除去后得到的。十进制数有权码无权码84215421242124215211余3码余3循环码00000000000000000000000110010100010001000100010001010001102001000100010001001000101011130011001100110011010101100101401000

20、100010001000111011101005010110000101101110001000110060110100101101100100110011101701111010011111011100101011118100010111110111011011011111091001110011111111111111001010有了二十进制代码后，任何一个十进制数都可以用它们来代替了。例如：（953）10=（1001 0101 0011）8421码=（1100 1000 0011）5421码=（1111 0101 0011）2421码=（1100 1000 0110）余三码=（11101

21、11001）2（2）格雷码（循环码）是一种可靠性编码。因为这种代码中任何两组相邻代码之间只相差一位码元不同，而其它码元相同的特性。这可从三位循环码看出：0000 0000 1循环码的反射性特性：0010110101101111011000 1 1 0 10 2次反射11011 100 011次反射11100 1101次反射1 0 11 00（3）字符代码它是国际标准组织制定的8位二进制代码，包括英文26个字母，运算符号等56个特定对象。另一种是ASCII，美国信息交换标准代码。这两种代码都可在有关的计算机书中找到。3.1.4数字电路中的基本功能电路一、“与”逻辑功能（关系）决定结果成立的所有条

22、件都 具备时，结果才成立，这种条 件与结果之间的关系称为“与”逻辑。以两只串联开关一只电灯为例，只有当两只开关都闭合时，电灯才亮。为逻辑“1”，令开关闭合开关断开和灯不亮为逻辑“0”时，有如表所示的真值表。该“与”逻辑关系也可写成逻辑表式。形L =f (A, B) = A × B从逻辑运算上，是逻辑乘关系，0×0=0，0×1=01×0=0，1×1=1ABL000010100111“与”逻辑关系用“与”门逻辑电路符号表示：曾使用符号特定形符号矩形符号二、“或”逻辑功能（关系）决定结果成立的所有条件只要有一个具备时，结果就成立，这种条件与结果之间的关系称为“或”逻辑。“或”关系在日常生活中也是非常普遍的。以两只并联开关一只电灯为例，当其中一只开关闭合时，电灯就亮。令开关闭合和灯亮为逻辑“1”，开关断开和灯暗为逻辑“0”时，有如表所示的真值表。真值表逻辑关系式为：L =f (A, B) = A + B逻辑运算为逻辑加：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=1逻辑电路符号