数字逻辑武庆生.ppt

1、数字逻辑系列，讲师：吴庆生，优秀讲师(一级)，计算机学院“数字逻辑”课程首席教师，手机电子邮件：连续三年计算机学院最受学生欢迎的教师。前言第1章数字系统和代码系统第2章逻辑代数基础第3章集成门电路第4章组合逻辑电路第5章触发器第6章同步时序逻辑电路第7章异步时序逻辑电路，数字逻辑，前言，通用微型计算机的基本组成，以及中央处理器的基本组成：控制器，算术单元，内部总线和缓冲器。控制器：指令寄存器、指令解码器、操作控制器通用寄存器组、程序计数器、堆栈指针等。上述组件与数字逻辑的第二、第三、第四、第五和第六章相关。算术单元：累加器、锁存器、临时存储器、算术逻辑单元、标志寄存器

2、等。上述组件与数字逻辑、内部总线和缓冲器的第5、6和7章相关：该组件与数字逻辑的第3和5章相关。输入输出接口的基本组成部分是：中央处理器端的总线驱动器、地址解码器和控制逻辑单元，外围设备端的数据缓冲器、状态寄存器和控制寄存器。上述组件与数字逻辑的第三、第四、第五和第六章相关。内存的基本组成部分：只读存储器和随机存取存储器。数字逻辑的第八章。可编程逻辑器件(PLD)和电子设计自动化(EDA)技术的出现，从根本上改变了数字化和系统化的设计思想和方法。一个主要特征。“数字逻辑”是计算机专业本科生的一门主干课程。它是“计算机组成原理”、“微机与接口技术”、“程序逻辑设计”、“单片机原理与应用”、“嵌入

3、式系统”等课程的主导课程。1.数字电子技术与模拟电子技术的比较，1。从信号的角度来看，2。从电路的组成来看，两种最广泛使用的数字信号传输波形被称为电平型(NRZ)和脉冲型(RZ)。无源器件： R和C(模拟电路中有L)，有源器件： D(二极管D晶体管T(晶体管，模拟电路： T工作在线性区域，处于放大状态，3。使用的数学工具，模拟电路：微分方程，Lars变换和逆变换。数字电路：布尔代数，4。学习和研究方法，模拟电路：频域法，2。数字优势，1。高精度；2.抗干扰能力强；3.低功耗；4.易于集成；3.数字电路操作；1.算术运算；2.逻辑运算；5.易于加密和解密。4.数字集成电路的发展趋势，1。大规模，

4、2。低功耗，3。高速，4。可编程逻辑器件PLD，5。可测试，第1章数字系统和代码系统，1.1计数和携带系统，1.2数字系统转换，1.3带符号数字的代码表示，1.4数字和字符的代码表示，知识2。进位计数系统和几种常见数字系统的转换；3.有符号二进制数的代码表示；4.数字系统中常用的几种代码，重点和难点，基本概念；1.数字信号是在两个稳定状态之间逐步变化的信号，有时称为离散信号。它有两种表现形式：电平型和脉冲型。2.数字电路。传输、转换、计算、存储和显示数字信号的电路称为数字电路。数字电路又称数字逻辑电路，因为它不仅能对信号进行数字运算，还具有逻辑运算和逻辑判断的功能。3.数字系统是由实现各种功能

5、的互连逻辑电路组成的一个整体，可以交互处理以离散形式表示的信息。例如，数字计算机是最典型的数字系统之一。4.数字逻辑电路的分类根据其功能特点，数字逻辑电路可分为无记忆功能的组合逻辑电路和有记忆功能的时序逻辑电路。5.数字系统有两种操作类型。数字系统中有两种不同的运算类型：算术运算和逻辑运算。算术运算是为了处理数据信息，其数学基础是二进制数的运算；逻辑运算是实现各种功能的控制，其数学基础是逻辑代数。6.数字逻辑电路的主要问题是输出信号状态和输入信号状态之间的逻辑关系。1.1计数和进位制，(1)基数为10(计数符号数):09，(2)位权重为：10i，如果有m位整数，则为n位小数。然后：1.1.1十

6、进制计数，例如，256.7=2102510161007101，1.1.2二进制计数，(1)基数为二(计数符号数):01，(2)比特权重为：2i，如果有一个m比特整数，那么，例如：(101.1)2=12202112012-1=(5.5然后：(2)比特权重为：例如，(3 a6)16=3162101616160=(934)10，1.1.5二进制数，加法：000；011；101；1110，减法：000；011(同时从相邻的高位借用1)；101；110，分部：010；111，乘法：000；010；100；111，111011001101010；11101 10011 01010，110 101 110

7、000 110 11110，110101=11110，100100110110010，1101 1001001 1011 011110，1011 011 011 011 011。超链接，1.2.1二进制和十进制之间的转换，(2)二进制数到十进制数的转换，以及根据权重展开求和。示例： (11.1) 2=12112012-1=3.5，1.2.2八进制、十六进制和二进制数的转换，(1)二进制数到八进制数的转换，示例1:(1011101.0110101)2=(13101)示例2 (1011101.0110101) 2=(5d.6a) 16，1.2.3十进制数之间的转换计算机中使用的符号数被称为机器数。

8、例如，在表1011中，如果二进制整数序列是：Xn-1Xn-2X0，则1.3.2的原始代码是：如果二进制十进制序列是33600，则原始代码是：从上面可以看出，它是3360，并且在二进制数之前添加了一个由1表示的符号位。(2)当二进制数x为负时，对应的原始码x在原始码中；(3)在原始代码表示中，有两种不同形式的0。1.3.3逆码，例如，X11001表示为X1逆=01001，X21001表示为X2逆=10110，如果二进制整数序列为Xn-1Xn-2X0，则为3360，x2nx0，xinverse=, (2n11)0x2n，例如，0如果二进制十进制序列为33600。X-1X-2X-n，然后是：示例33

9、600.101的倒数代码是10-0.001-0.101=1.010。*正数x的倒数代码x与原始代码x相同。*在反码表示中，0的表示有两种不同的形式：0是0.000，0是1.111。事实上，反码是通过减去除符号位之外字长相同的所有1码的数字的绝对值而获得的。例如，求11101100的补码，并加上符号位，得到10010011。因此，1的补码也称为1的补码。1.3.4补码，也称为“2的补码”，表示为：例如，X110011表示为X1补码=010011，X201010表示为X2补码=110110。换句话说，在模12的前提下，1可以映射到11。时钟以12为计数周期，即模12。13点，12点之后，是1点。从

10、0: 00开始，逆时针方向拨一格，即1: 00，或者顺时针方向拨11格，即11: 00。*补码定义：x补码MX(模m)，例如，如果X0.101，x补码100.1010.101(模2)，1点的补码是11点。如果X0，x是mxm-x的补码，就像时钟一样，定点整数和定点小数的补码的定义可以由此推导出来：(1)如果定点二进制整数序列是Xn-1Xn-2X0，那么：例子336010101的补码是10000101=101011，100000-101011，0补充0.000，0补充0.000。从补码的一般表达式可以看出，X补码、X逆和正数X的X原是相同的。事实上，根据我们对补码表示的描述，可以知道补码也叫做2

11、的补码。X补码=X逆1=1111-X 1=2n-X，1.3.5加减机器数，求X1X2和X1X2，例1: x10.0011x20.1011，第一，原码运算，结果为正，所以X1 X2=X1 X2原码0.1000，即X1 X2。和：X1X20.00110.1011；因为这时，二进制补码运算，X1X2补码X1补码X2补码，X1X2补码X1补码X2补码，当数为1时，就意味着它是负补码，而运算结果应该重新补码才能得到原码。例如：X10.1100 X2=0.0010，寻道：X1X2补码和X1X2补码，因为符号位是1，所以应该补码才能得到原始代码。X1X2补码=1.0010，其真值为：X1X20.1010，所

12、以X1X2原码=1.1110，然后：X1X2补码X1补码X2补码1.0100，0.00101.0110，然后补上：X1X2原码=1.1010，其真值为：X1X运算规则：X1X2逆X1逆X2逆，X1X2逆X1逆X2逆，如果符号位为1，则表示是负码，例如：x10.1100x20.0010，find: X1X2逆和X1X2逆，其真值：X1X20.1110，=0.11001.11010.1010，X1X2逆和X1X 1逆X2逆，原值：X10.1100 X20.0010。由于人们习惯使用十进制数，而且电路单元最适合二进制运算，所以有一个十进制码写成二进制码，即二进制码，或BC码，十进制数8421，3代码

13、5421，1，8421代码，特征：6 0110 1001 1001，7 0111 1010 1010，8 1000 1011 1011，9 1001 1100 1100，代码的最低位是1，它是偶数(2)它具有奇偶校验。当十进制数为奇数时，对应的例子：将十进制数改为8421BCD码数字串。2，剩余3个代码，3，5421个代码，根据5421代码设计的十进制计数器的最高位输出是方波(5个连续的0后跟5个连续的1)。可靠性编码，1。格雷码(循环码)、0 0000、1 0001、8 1100、9 1101、10 1111、11 1110、12 1010、13 1011、14 1001、15 1000，使用循环码可以避免上述错误。2。奇偶校验码，例如：十进制信息位奇偶校验位、奇数校验位、0 0000 1、1 0001 0、