数字逻辑电路基础知识

数字逻辑电路基础知识 第一章 数字逻辑电路基础知识 1.1 数字电路的特点 1.2 数制与转换 1(3 二进制代码 1(4 基本逻辑运算 (本章重点 1. 数字电路的特点 2.二进制、十进制、八进制、十六进制的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示 3. 二进制、十进制、八进制、十六进制转换 4.掌握BCD码编码方法 5.了解ASCII码 1.1 数字电路的特点 1.1.1 数字电路的基本概念 1. 数字量与数字信号 模拟量:具有时间上连续变化、值域内任意取值的物理量。例如温度、压力、交流电压等就是典型的模拟量。 数字量:具有时间上离散变化、值域内只能取某些特定值的物理量。例如训练场上运动员的人数、车间仓库里元器件的个数等就是典型的数字量。 表示模拟量的电信号叫作模拟信号;表示数字量的电信号叫作数字信号。正弦波信号、话音信号就是典型的模拟信号，矩形波、方波信号就是典型的数字信号。 数字信号通常又称为脉冲信号。脉冲信号具有边沿陡峭、持续时间短的特点。广义讲，凡是非正弦信号都称为脉冲信号。 数字信号有两种传输波形，一种称为电平型，另一种称为脉冲型。 0 1 0 0 1 1 0 1 0 电平型信号 脉冲型信号 2. 数字电路及其优点 模拟电路:产生、变换、传送、处理模拟信号的电路 数字电路:产生、存储、 变换、 处理、 传送数字信号的电 数字电路主要具有以下优点: 1) 电路结构简单，制造容易，便于集成，成本低。 2) 数字电路不仅能够完成算术运算，而且能够完成逻辑运算，因此被称为数字逻辑电路或逻辑电路。 3) 数字电路组成的数字系统，抗干扰能力强，可靠性高，稳定性好。 1.1.2 数字集成电路的发展趋势 大规模、低功耗、高速度、可编程、可测试、多值化 1.2 数 制 1.2.1 数 制 1.数制 数制:表示数值大小的各种方法的统称。一般都是按照进位方式 计数的，称为进位计数制， 简称进位制。 来实现 基数:数制中允许使用的数符个数;R进制的基就等于R。 权:处于不同位置上的相同数符所代表的数值大小。 2. 数制转换任意进制数转换为十进制数:按权展开法。 例:将二进制数(1011001.101)和十六进制数(AD5.C)转换为2 16 十进制数。2) 二进制数与十六进制数的相互转换 65432(1011001.001),2，1，2，0，2，1，2，1，2，02 ,,,10123，2，0，2，1，2，0，2，0，2，1 ,64，0，16，8，0，0，1，0，0，0.125 ,2101ADCADC(5.),16，，16，，16，5，16，16,(89.125)10 ,1,256，10，16，13，1，5，16，12 ,2560，208，5，0.75 ,(2773.75)10 例:将二进制数(1011101.101)转换为十六进制数，将十六进制数2 (3AB.C8)16转换为二进制数。 (1011101.101) = (0101 1101.1010) = (5D.A) 2216(3AB.C8) = (0011 1010 1011.1100 1000) = (1110101011.11001)1622 3) 十进制数转换为二进制数 十进制数转换为二进制数需要将整数部分和小数部分分别进行 转换。 十进制整数转换为二进制数:除2取余法 例:将十进制数(218)转换为二进制数。 10 十进制小数转换为二进制数:乘2取整法。 例:将十进制数0.1875转换为二进制数。 0.1875×2 = 0.3750 0(MSB) 0.3750×2 = 0.7500 0 0.7500×2 = 1.5000 1 0.5000×2 = 1.0000 1(LSB) 因此， (0.1875) = (0.0011)。 102 4) 几点说明 (1) 精度要求， 基本原则是0舍1入。(2) 整数部分、小数部分分别转换，结果合并 (3) 利用二进制数作桥梁，十进制数可转换为八、十六进制数。 1.3 代 码 编码:用一组符号按一定规则表示给定字母、数字、符号等信息的方法。编码的结果称为代码(Code)。寄信时收发信人的邮政编码、 因特网上计算机主机的IP地址等， 就是生活中常见的编码实例。 从编码的角度看， 前面介绍的用各种进制来表示数的大小的方法也可以看作是一种编码。当用二进制表示一个数的大小时， 按上述方式表示的结果常常称为自然二进制码。带符号数的原码、 反码和补码表示法本质上都可看作是编码。 1. 格雷码:一种典型的循环码(Cyclic Code)。 循环码的特点:相邻性、循环性。 相邻性:指任意两个相邻的代码中仅有1位取值不同; 循环性:是指首尾的两个代码也具有相邻性。 当时序电路中采用循环码编码时，不仅可以有效地防止波形出现毛刺,而且可以提高电路的工作速度。 2. BCD码 BCD码是二-十进制码的简称，它是用二进制代码来表示十进制的10个数符;采用4位二进制数进行编码，共有16个码组，原则上可以从中任选10个来代表十进制的10个数符，多余的6个码组称为禁用码，平时不允许使用。 8421BCD码是最常用也是最简单的一种BCD代码， 其显著特点是它与十进制数符的4位等值二进制数完全相同，各位的权依次为8、 4、 2、 1。由于这个原因， 有时也称它为自然BCD码。 5421BCD码各位的权依次为5、 4、 2、 1， 其显著特点是最高位连续5个0后连续5个1。 当计数器采用这种编码时， 最高位可产生对称方波输出。 2421BCD码各位的权依次为2、4、2、1，其显著特点是，将任意一个十进制数符D的代码的各位取反，正好是与9互补的那个十进制数符(9-D)的代码。 例如， 将4的代码0100取反，得到的1011正好是9-4 = 5的代码。这种特性称为自补特性，具有自补特性的代码称为自补码(Self Complementing Code)。 余3码也是一种自补码， 其显著特点是它总是比对应的8421BCD码多3(0011)。 余3循环码由4位二进制格雷码去除首尾各3组代码得到， 仍 然具有格雷码的特性，因而也称为格雷码。 上述代码中，8421BCD码、 5421BCD码、 2421BCD码是有权码， 余3码和余3循环码是无权码。 3. ASCII码 ASCII码是美国信息交换 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 代码(American Standard Code for Information Interchange)的简称，是目前国际上最通用的一种字符码。计算机输出到打印机的字符码就采用ASCII码。 ASCII码采用7位二进制编码表示十进制符号、 英文大小写字母、 运算符、 控制符以及特殊符号。 4. 奇偶校验码 奇偶校验码是最简单的检错码，它能够检测出传输码组中的奇数个码元错误。 奇偶校验码的编码方法:在信息码组中增加1位奇偶校验位，使得增加校验位后的整个码组具有奇数个1或偶数个1的特点。如果每个码组中1的个数为奇数， 则称为奇校验码;如果每个码组中1的个数为偶数，则称为偶校验码。 例如，十进制数5的8421 BCD码0101增加校验位后，奇校验码是10101，偶校验码是00101，其中最高位分别为奇校验位1和偶校验位0。ASCII码也可以通过增加1位校验位的办法方便地扩展为8位，8位在计算机中称为1个字节，这也是ASCII码采用7位编码的一个重要原因 1.4 基本逻辑运算 逻辑运算是逻辑思维和逻辑推理的数学描述。具有“真”与“假”两种可能，一般用英文大写字母A，B， C， …表示。 逻辑变量只有“真”、 “假”两种可能，在逻辑数学中，把“真”、 “假”称为逻辑变量的取值，简称逻辑值，也叫逻辑常量。通常用“1”表示“真”，用“0”表示“假”，或者相反。虽然“1”和“0”叫逻辑值或逻辑常量，但是它们没有“大小”的含义，也无数量的概念。它们只是代表逻辑“真”、“假”的两个形式符号。 一个结论成立与否，取决于与其相关的前提条件是否成立。结论与前提条件之间的因果关系叫逻辑 函 关于工期滞后的函关于工程严重滞后的函关于工程进度滞后的回复函关于征求同志党风廉政意见的函关于征求廉洁自律情况的复函 数。通常记作: F=f(A, B, C, …) 逻辑函数F也是一个逻辑变量，叫做因变量或输出变量。 因此它们也只有“1”和“0”两种取值。 1、与逻辑 决定某一结论的所有条件同时成立，结论才成立，这种因果关系叫与逻辑，也叫与运算或叫逻辑乘。可用开关电路表示。 AB EF 所谓真值表，就是将输入变量的所有可能的取值组合对应的输出变量的值一一列出来的表格。它是描述逻辑功能的一种重要形式。 A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 逻辑乘的表达式为: F=A?B 逻辑乘的基本运算规则为: 0?0=0 0?1=0 1?0=0 1?1=1 0?A=0 1?A=A A?A=A 2、或逻辑 决定某一结论的所有条件中，只要有一个成立，则结论就成立，这种因果关系叫或逻辑。逻辑加的表达式为:F=A+B 逻辑加的运算规则为: 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1 0+A=A 1+A=1 A+A=A 非逻辑 前提条件为“真”，则结论为“假”; 若前提条件为“假”， 则结论为“真”。即结论是对前提条件的否定， 这种因果关系叫非逻辑。 逻 R A Y 0 1 F 1 0 EA 0,1F,A辑非的表达式为: 逻辑加的运算规则为: 1,0