章数字逻辑基础.docVIP

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章数字逻辑基础

数字逻辑与数字系统概述 ⒈ 一些基本概念 在电子技术中,被传递、加工和处理的信号可以分为两大类:模拟信号和数字信号 (1) 模拟信号:在时间上和幅度上都是连续变化的信号,称为模拟信号,例如正弦波信号、心电信号等。 (2) 数字信号:在时间和幅度上均不连续的信号。 (3) 模拟电路:工作信号为模拟信号的电子电路。 (4) 数字电路:工作信号为数字信号的电子电路。 (5) 研究的对象:数字电路研究的对象是数字电路的输出与输入之间的因果关系,也就是说研究电路的逻辑关系。 (6) 数字集成电路分类:小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)。 (7) 数字系统:用数字电路构成的实际工程系统称为数字系统。 (8) 集成电路:将多个电子电路器件做在一块芯片上的电路称为集成电路。 ⒉ 主要内容 半导体二极管和三极管 数字逻辑基础 逻辑门电路 组合逻辑电路 触发器 时序逻辑电路 运算电路 半导体存储器 脉冲波形的产生与整形 可编程逻辑器件和现场可编程门阵列 数/模和模/数转换 ⒊ 课程意义 数字电路是一门硬件方面的重要基础课。 任务是使同学们获得数字电路的基本理论、基本知识、基本技能,掌握数字逻辑的基本分析方法和设计方法,培养学生分析问题、解决问题的能力以及工程实验能力。 ⒋ 学习本门课程应注意的问题 ⑴ 应着重抓好基本理论、基本知识、基本方法的学习。 ⑵能熟练运用数字电路的分析方法和设计方法。 ⑶重视实验技术。 ⒌ 教材及参考书 教材:数字逻辑与数字系统 (第3版) ,王永军 李景华主编 电子工业出版社,2005 参考书: 数字逻辑与数字系统习题解答与实验指导,赵丽红、马文学、康恩顺编写 电子技术基础(数字部分,第四版) 康华光编写 高等教育出版社 《数字电路逻辑设计》第一版王毓银主编 Digital Design Principles Practices (Third Edition)John F. Wakerly 第一章 数字逻辑基础 本章主要介绍数字电路中常用的几种数制的表示方法及其转换规律,数字系统中常见的 几种编码及逻辑代数知识。 1.1计数体制 数是用来表示物理量多少的。常用多位数表示。 通常,把数的组成和由低位向高位进位的规则称为数制。 在数字系统中,常用的数制包括十进制数(decimal),二进制数(binary),八进制数(octal)和十六进制数(hexadecimal)。 1.1.1 十进制数 组成:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 进位规则:逢十进一。 不同位置数的权不同,可用10i表示。 i在(n-1)至-m间取值。 n为十进制数的整数位位数, m为小数位位数。 10称为基数(radix 或base)。 例:666.66 666.66=6×102+6×101+6×100+ 6×10-1+6×10-2 任意一个十进制数都可以写成: n是整数位位数, m是小数位位数, ai是第i位系数, 10i是第i位的权,10是基数。 任意进制数的按权展开式: ai为0~(R-1)中任意一个数字符号,R为基数,Ri为第i位的权值。 1.1.2二进制数 组成:0、1 进位规则:逢二进一 一个二进制数M2可以写成: 一个二进制数的最右边一位称为最低有效位,常表示为LSB(Least Significant Bit), 最左边一位称为最高有效位,常表示为MSB(Most Significant Bit)。 例:试标出二进制数11011.011的LSB,MSB位,写出各位的权和按权展开式,求出其等值的十进制数。 M2=11011.0112=1×24+1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2+1×2-3=27.37510 1.1.3 八进制数和十六进制数 ⒈ 八进制数 组成:0、1、2、3、4、5、6、7、 进位规则:逢八进一 权值:8i 基数:8 ⒉十六进制数 组成:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F 其中A~F的等值十进制数分别为10、11、12、13、14、15 进位规则:逢十六进一 八进制数和十六进制数均可写成按权展开式,并能求出相应的等值十进制数: 例:求八进制数6668的等值十进制数。 解:6668=6×82+6×81+6×80=384+48+6=43810 例:一个十六进制数2AF16的等值十进制数是多少? 解:2AF16=2×162+A×161+F×160 =2×162+10×161+15×160=68710 1.1.4二进制数和其它进制之间的转换 ⒈

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