6 数电模电课件 数字电路基础.ppt

第六章 数字电路基础 软件学院 侯刚 主要内容 6.1 数字电路概述 6.2 逻辑代数 6.3 逻辑函数建立及表示方法 6.4 逻辑函数简化 6.1 数字电路概述 模拟电子技术中介绍了基本放大器、多级放大器、反馈放大器以及集成运算放大器等，这些电路都是用来对模拟信号进行产生、放大、处理和运用的电路，因此把这些电路称为模拟电路。 数字电子技术则是一门研究数字信号的产生、整形、编码、运算、记忆、计数、存储、分配、测量和传输的科学技术，简单的说是用数字信号去实现运算、控制和测量的科学。在数字电子技术中，能实现上述功能的电路称为“数字电路”。 6.1.1 数字信号 有些物理量在时间和数值上具有连续变化的特点，如时间、温度、压力及速度等，这种连续变化的物理量，习惯上称为模拟量。把表示模拟量的电信号叫做模拟信号。 还有一种物理量，它们在时间上和数量上是不连续的，它们的数量大小和每次的增减变化都是某一个最小单位的整数倍，而小于这个最小单位的数值是没有物理意义的。这一类物理量称为数字量，表示数字量的电信号称为数字信号。 6.1 数字电路概述 6.1.1 数字信号 数字信号由0和1两种数值组成。 数字信号可以进行两种运算，即算术运算和逻辑运算。 数字信号0和1表示的是数量的大小，则它们进行的是算术运算。 表示的是两种不同的状态，则它们进行的是逻辑运算。 6.1 数字电路概述 6.1.2 数字电路的优点 (1) 便于高度的集成化； (2) 工作准确可靠，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、通用性强且成本低； (5) 必威体育官网网址性好； (6) 可同时进行数值计算和逻辑运算； 6.1 数字电路概述 6.1.3 数字电路分类 (1) 根据电路结构不同，可分为分立元件电路和集成电路两大类； (2) 根据集成的密度不同，可分为大、中、小、超大规模集成电路； (3) 根据半导体导电类型的不同，可分为双极型电路和单极型电路； 6.1.4 脉冲波型主要参数 脉冲幅度Um 脉冲上升时间tr 脉冲下降时间tf 脉冲宽度tW 脉冲周期T 脉冲频率f 占空比q：脉冲宽度与脉冲周期的比值，q＝tW/T。 6.1.5 数制和码制 1、数制 (1) 十进制 (2) 二进制 (3) 八进制 (4) 十六进制 2、不同数制之间的转换 (1) 各种数制转换成十进制 (2) 十进制转换成各种数制 (3) 二进制与八(十六)进制的转换 6.1.5 数制和码制 3、码制 (1) 二—十进制编码(BCD) ① 有权码； ② 无权码； (2) 可靠性编码 ① 格雷码； ② 奇偶校验码； 6.2 逻辑代数 逻辑代数是描述客观事物逻辑关系的数学方法。它首先是由英国数学家乔治·布尔提出，因此也称为布尔代数。而后克劳德·香农将逻辑代数应用到继电器开关电路的设计中，所以又称为开关代数。 和普通代数一样，在逻辑代数中用字母表示变量与函数，但变量与函数的取值只有0和1两种可能。这里的0和1已经不再表示数量的大小，只能代表两种不同的逻辑状态。我们把这种二值变量称为逻辑变量，简称变量，这种二值函数称为逻辑函数，简称函数。 6.2 逻辑代数 6.2.1 基本逻辑运算 1、与逻辑运算 与逻辑的定义：仅当决定事件（Y）发生的所 有条件（A，B，C，…）均满足时，事件（Y）才 能发生。表达式为： Ｙ＝ＡＢ… 6.2.1 基本逻辑运算 2、或逻辑运算 或逻辑的定义：当决定事件（Y）发生的各种 条件（A，B，C，…)中，只要有一个或多个条件具 备，事件（Y）就发生。表达式为： Ｙ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋… 6.2.1 基本逻辑运算 3、非运算 非逻辑指的是逻辑的 否定。当决定事件（Y） 发生的条件（A）满足 时，事件不发生；条件不 满足，事件反而发生。表 达式为： 6.2.1 基本逻辑运算 4、复合运算 (1) 与非逻辑运算：它是 将逻辑变量先进行与运 算再进行非运算。表达 式为： F=AB 6.2.1 基本逻辑运算 (2) 或非逻辑运算： 它是将逻辑变量 先进行或运算再进行 非运算。其表达式为： F=A+B 6.2.1 基本逻辑运算 (3) 与或非逻辑运算 它是将逻辑变量先进行与运算后进行或运 算再进行非运算。其表达式为： F=AB+CD 6.2.1 基本逻辑运算 (4)同或和异或逻辑运算 ① 如果当两个逻辑变量A和B相同时，逻辑函数F等于1，否则F等于0，这种逻辑关系称为同或。 6.2.1 基本逻辑运算 ② 如果当两个逻辑变量A和B相异时，逻辑函数F等于1，否则F等于0，这种逻辑关系称为异或。