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文档简介

1、.电子技术、(数字部分)、数码相机,计算机,数字技术的应用,根据电路的结构特性和对输入信号的响应规则-数字电路可以分为组合逻辑电路和顺序逻辑电路。数字集成电路可以分为小、中、大、超大、大五类。在电路的其他形式中-数字电路可以在设备的其他部分分为集成电路和个别电路-数字电路是TTL和CMOS电路,1,数字电路的分类,数字集成电路的分类和特性,集成:每个芯片包含的门的数量,2,数字集成电路的特性,1)电路简单、大规模集成,批量生产,2)可靠性、可靠性和准确性高,抗干扰能力强,3)体积小,通用性好,成本低。4)可编程,软件化硬件设计。5)高速低功耗,6)加密性好。3,加密性好,(2)数字电路的设计方

2、法,数字电路的设计:从给定的逻辑功能要求中选择适当的逻辑设备,设计符合要求的逻辑电路。设计方法:分为传统设计方法和基于EDA软件的设计方法。分析工具:逻辑代数。电路逻辑功能主要使用真值表、菜单、逻辑表达式和波形。7,1章数字逻辑基础,1.1计数1.2几个常用编码1.3逻辑代数基本1.4逻辑函数的简化,8,1.1数字,1.1.1十进制1.1.2二进制1.1.1.3八进制和十六进制1.1.4中其他数字之间的转换,9,1.1.1.1十进制数,数字是人们计数的方式,十进制数由0到9 10个不同的数字组成,因此倒计时为10,超过9的数字必须用多个位数表示,计数法则为“十进制1”。例如,十进制值369.1

3、2表示上等号右侧按该数字的权值扩展,102、101、100、10-1、10-2分别按100、10、10、10和10-2加权,数字越高,权重越大,10,任意十进制数可以根据其权位以多项式的形式表示。(n) d=(kn-1 k1.k-1 k-m) d,=kn-1 10n-1k 1101k 0100k-1 10-1k-m 10-m,下标d是小数,11,12,1.1.2二进制数,仅由0,1两个数字和小数点组成,不同数量的权重为2i。基准2,每个二进制数,任意二进制数可以根据其权重以多项式的形式表示。(n) b=(kn-1 k1.k-1 k-m) b,=kn-1 2n-1 k21 k020 k-1 2-

4、1 k-m 2-m,下标b是二进制,13,1.1.3八进制和十六进制,1.8进制,八进制中只有0,1,2,3,4,5,6,7,8个数字,舍入规则为“所有八进制”。你的权利都是8的幂。正则表达式,八进制是基于8的计算系统。在表达式中,下标o表示八进制数,Ki表示第I位数字(0到7),8i表示第I位权重。m和n分别是表示八进制数的整数和小数部分的位数的正整数。八进制5703.6等于、14,16进制中的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、c、d、e、f的16个数字,舍入规则为“所有十六进制”你的权利都是16的幂。2 .十六进制,正则表达式:表达式中的下标h表示十六进制,Ki表示第I位的数

5、字(0到9和a,b,c,d,e,f),16i表示第I位的权重;m和n分别是表示十六进制数的整数和小数部分的位数的正整数。十六进制FB8。a表示、15,一般数值比较图表,0 1 2 3 4 5 6 7,8 9 10 11 13 14 15,000001 0010 0101 0110 0110 011 1,1000 1001 1011 1100 1110 1111,0 1 2 3 4 5 6 7,0 1 2 3 4 6 7,111,16,1.1.4的其他数字之间的转换,1,二进制,八进制和十六进制转换为十进制,1。将二进制转换为十进制,使用二进制正则表达式转换为十进制。例如,17,2。可以将八进制

6、数转换为十进制数,并使用八进制正则表达式将二进制数转换为十进制数。例如,3 .可以将十六进制数字转换为十进制数字,并使用二进制正则表达式将二进制数字转换为十进制数字。例如,18,2,将十进制数转换为二进制数,1。将十进制数转换为二进制数,将十进制数转换为二进制数:整数部分小数部分,整数部分的转换,除2以外的方法:将十进制数作为二进制数的基准2去除,第一个相除结果将剩余部分的最小位K0,将收益者重新除以基数,重复上述操作,直到上述过程变为“0”。结果是重复,直到余数达到目的最大位Kn-1为止。19,解决方案:根据上述原理,可以按照以下步骤将(173)D转换为二进制数。在中,示例1.1.1将十进制

7、(173)D转换为二进制。20,小数部分的转换,乘法2整数方法:十进制数乘以二进制数的基数2,第一乘法结果的整数部分为目标数的最高位,即K-1,然后乘以基数,使整数部分按顺序记住,小数部分为“0”,或者重复,直到满足所需精度(即根据设备字符长度限制),示例1.1.2将十进制0.8125转换为二进制数。解法:乘以2整数、21,3。二进制数和十六进制数相互转换,将整数部分从子代分成父代,每4位除以二进制数,换成相同值的十六进制数,同时将十进制部分从父代分成子代,每4位分成一组,换成相同值的十六进制数。如果小于4个字符,则可以通过在整数的最高位之前和小数点下面的最低位之后添加0来构造4个字符。可以得

8、到十六进制数。示例1.1.3将二进制1110.101011转换为十六进制。解决方案:如果将十六进制转换为二进制,则可以将十六进制中的每个位替换为等效的四位二进制。示例1.1.4将十六进制数字转换为二进制数字。解决方案:22,4。将二进制数和八进制数相互转换,将二进制数转换为八进制数,除以三位数,然后将每组的三位二进制数转换为相同值的1位八进制数。示例1.1.5将二进制1110.10101转换为八进制数。解决方案:如果将八进制数转换为二进制数,则只需将八进制数中的每个位替换为等效的三位二进制数。示例1.1.6将八进制数转换为二进制数。解决:23,5。十六进制的优点,1)和二进制之间的转换很容易;

9、2)计算容量大于其他进制数。四位数字相同时,二进制文件最大值(1111)B=(15)D;)d;八进制数为(7777)o=(2800)d;小数可以计算到(9999) d。十六进制数可以计算为(FFFF)H=(65535)D,即64K。容量最大。3)写作很简洁。24,1.2一些常用代码,1.2.1二进制代码1.2.2-十进制代码(BCD) 1.2.3其他代码,25,1.2.1二进制代码,如果所需编码的信息中有n项,则所需二进制代码的位n必须满足以下关系:例如,4位二进制代码可以表示16个不同的数字,16个十进制数,通常表示为8421权重的4位二进制代码。26,1.2.2二进制-十进制代码(BCD)

10、;2-十进制代码表示1位十进制到0-9的10位数字(称为BCD代码),以4位二进制表示。27,(2)多种编码的特征:在两个十进制数为10时,其二进制数正好为16,因此,0、9、1和8、6和4的其余3码相互反码,便于查找10的补码。权限代码:代码和显示的十进制数之间的转换为(10010000) 841BCD=(90) d,28这样容易,对于权限BCD代码,可以获得基于位权限展开表示的十进制数。例如,(3) BCD代码表示的十进制数,查找,29,对于多个位十进制数,需要与十进制数相同的BCD代码集。例如,(4)表示十进制数的BCD代码,30,1.2.3其他代码,也称为循环代码1。灰色代码灰色代码。

11、在表中的4位灰度代码编码表中,可以看到灰度代码中每个位的状态变化按一定的顺序循环。从0000开始,最右侧第一位状态按0110顺序循环,右侧第二位状态按001110顺序循环,右侧第三位按00011110000顺序循环。如图所示,从右到左每个状态循环中连续的0,1的数量增加了一倍。因为只有16个4位灰度代码,所以最左边的位状态只有1/2周期,即000001111。与,31,一般二进制代码相比,grey代码的最大优点是,如果按编码顺序依次更改,则仅更改两个相邻代码中的一个。这样,在代码转换过程中就不会发生切换“噪波”。转换一般二进位程式码时,有时会发生切换杂讯。例如,在二进制代码0011转换到010

12、0的过程中,如果最右侧1位的变化比其他两位的变化慢,则在很短的时刻发生状态0101,该状态成为转换过程中产生的噪音。在从灰度代码0010转换到0110的过程中,不发生过渡噪声。32,2。美国信息交换标准代码(ASC )美国信息交换标准代码(ASC 代码)是美国国家标准协会(ANSI),广泛用于计算机和通信领域ASC代码已通过国际标准化组织(ISO)确认为国际通用标准代码。ASC代码共包含128组7位二进制代码(B7 B6 B4 B3 B1 B1 B0),其中包括表示09的10个代码、表示大小写字母的52个代码、表示各种符号的32个代码和34个控制代码。33,1.3逻辑代数基础,1.3.1基本逻

13、辑运算1.3.2复合逻辑运算1.3.3逻辑函数表示1.3.4逻辑代数的运算公式和规则,34,1.3.1基本逻辑运算,(a)逻辑变数,值:逻辑0,逻辑1。逻辑0和逻辑1不表示数字大小,只表示两个相互矛盾、相互对立的逻辑状态。(b)基本逻辑运算、逻辑和、逻辑或逻辑非、35,逻辑表达式Y=A 32;b=AB,和逻辑真值表,逻辑关系表,逻辑运算,开关A,开关B,灯Y,阻塞耦合,耦合,关闭,关闭,36,或逻辑真值表或逻辑关系表或逻辑运算,开关a,开关b,灯y,断,断耦合,亮,关,a,b,y,1 0,1,0 1,0,逻辑表达式y=a b,1,或逻辑操作规则为,37,非逻辑真值表,非逻辑关系表,非逻辑运算,

14、交换机A,lamp Y,A,Y,如果满足确定事件的条件,则不引发事件;相反,事件发生。逻辑表达式Y=A,或逻辑操作规则为、38,非逻辑运算,Y=AB,或非逻辑运算,Y=A B,和非逻辑运算,Y=AB CD,1.3.2复合逻辑运算,39,a,b,y,1 0,1,0 1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,=1,xor,相等或运算,40,将逻辑变量用作输入,将计算结果用作输出的1.3.3逻辑函数的表示形式取决于输入变量的值。因此,输出和输入是函数关系。这种函数关系称为逻辑函数,写,一,逻辑真值表。逻辑函数查找与输入变量的所有值相对应的输出值。逻辑真值表,即真值表列出。例1.3.1以多数表决原则,以

15、真值表说明三人的表决。解决方案:把三个人设定为a、b、c,同意为1,反对为0;投票结果为y,通过1,拒绝0。真值表见表。y、0、0、1、0、1、1、0、41,2,逻辑函数表达式将输出和输入之间的逻辑关系写入,或,not操作的组合,即逻辑参数和所需的逻辑函数表达式。一般逻辑函数运算式有5个规则运算式,例如和-或、基本格式,例如-或-和、和非-或非-和、和/或非-。42,3,逻辑图。通过以图形符号表示逻辑函数表达式中每个变量之间的和、或非逻辑关系,可以绘制表示函数关系的逻辑图,如图所示。43,4,波形图将逻辑函数块变量的每个可能出现的值与相应的输出值按时间顺序排序,生成表示逻辑函数的波形图,如下所

16、示。这个波形也称为时序图。44,5,各种表达方法之间的相互转换,1 .真值表和逻辑函数样式的相互转换,在真值表中写逻辑函数表达式的一般方法:在真值表中查找创建逻辑函数Y=1的块变量的值组合。每组输入变量值对应于乘积项。其中值1作为原始变量写入,值0作为反向变量写入。把这个产品项相加,得到y的逻辑函数。45,逻辑列出的真值表,按第一代逻辑求出输入变量的所有组合状态,然后用表列出。解法:先输入变数a、b、c,然后执行运算和运算。真值表像票。46,2。逻辑函数和逻辑图的相互转换从指定的逻辑函数表达式转换到相应的逻辑图时,可以用逻辑图形符号替换逻辑函数表达式中的逻辑运算符号,并根据运算优先级连接它们,从而获得

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