数字电路与逻辑 课件一.ppt

数字电路与逻辑 主讲：李鹏 （副教授） 李鹏：中国计算机学会 会员 副教授 硕士研究生导师 哈工大计算机应用专业 博士邮箱：pli@hrbust.edu.cn研究方向：网络信息处理、人工智能、计算机控制技术获奖情况：两届国际TREC QA Track评测世界第五承担项目：国家科技部项目1项、省科技厅项目4项业余爱好：篮球（国家二级运动员/裁判员）、排球（陕西省高校排球赛优秀运动员）、唱歌（校园十大歌手） 师者，所以传道授业解惑也 ！ —— 韩愈 前 言 第一章 数字系统和编码：“数”在计算机中怎样表示 第二章 逻辑代数基础：逻辑代数的基本概念、逻辑函数及其标准形式、逻辑函数的化简 第三章 组合逻辑电路：组合电路的分析与设计 第四章 同步时序逻辑电路：触发器、同步时序电路的分析与设计 第五章 异步时序逻辑电路：脉冲异步电路的分析与设计 绪论 模拟量：连续变化的物理量 数字量：模拟?数字量（A/D） 数字系统：使用数字量来传递、加工、处理信息的实际工程系统 数字系统的任务： 1）将现实世界的信息转换成数字网络可以理解的二进制语言 2）仅用0、1完成所要求的计算和操作 3）将结果以我们可以理解的方式返回现实世界 数字系统设计概况 1）层次：从小到大，原语单元、较复杂单元、复杂单元、更复杂单元 2）逻辑网络：以二进制为基础描述逻辑功能的网络 3）电子线路：物理构成 4）形式描述：用硬件描述语言描述数字系统的行为 为什么采用数字系统 1）安全可靠性高 2）人类科技的发展趋势 3）现在电子技术的发展为其提供了可能 数字系统的特点 1）二值逻辑（“0”低电平、“1”高电平） 2）基本门电路及其扩展逻辑电路（组成） 3）信号间符合算术运算或逻辑运算功能 4）其主要方法为逻辑分析与逻辑设计（工具为布尔代数、卡诺图和状态化简等） 第一章 数字系统和编码 学习要求： 掌握二、十、八、十六进位计数制及相互转换 掌握二进制数的原码、反码和补码表示及其加减运算 了解定点数与浮点数的基本概念，掌握常用的几种编码 1.3 带符号数的代码表示 1.3.1 真值与机器数 1. 真值：直接用“+”、“-”表示的二进制数，不能在机器使用 2. 机器数：将符号数值化了的二进制数，可以在机器中使用 3. 一般将符号位放在数的最高为 1.3.2 原码 又称“符号+数值表示”，对于正数，符号位为0，对于负数，符号位为1，其余各位表示数值部分。 1.3.3 反码 对于正数，其反码表示与原码表示相同，对于负数，符号位为1，其余各位是将原码数值按位求反。 1.3.4 补码 对于正数，其补码表示与原码表示相同，对于负数，符号位为1，其余各位是在反码数值的末位加“1”。 1.3.5 机器数的加、减运算 一、原码运算 1、符号位不参与运算，单独处理 2、设A、B表示绝对值，有下列两类8种情况。 （+A）+（+B）=（+A）-（-B） （- A）+（- B）=（-A）-（+B） 同号数相加或异号数相减，运算规则为绝对值相加，取被加（减）数的符号。 （+A）-（+B）=（+A）+（-B） （- A）-（- B）=（-A）+（+B） 同号数相减或异号数相加，运算规则为绝对值相减，取决对值较大者的符号。 * *