逻辑代数基础前半部分课件.ppt
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1、逻辑代数基础前半部分第1页,此课件共88页哦数字电路的特点数字电路的特点数字电路典型应用数字电路典型应用数字电路的分类数字电路的分类数字信号与数字电路数字信号与数字电路脉冲波形的参数脉冲波形的参数4.1.1 4.1.1 数字信号和数字电路(补)数字信号和数字电路(补)第2页,此课件共88页哦数字信号-在时间上和数值上都是离散的信号。数字电路-用于传递、加工和处理数字信号的电子电路。4.1.1数字信号和数字电路(补充内容)数字信号和数字电路(补充内容)tv第3页,此课件共88页哦模拟信号-在时间上或数值上是连续的信号。模拟电路-用于加工、处理和传递模拟信号的电子电路。tv第4页,此课件共88页哦
2、v实现各种逻辑运算和算术运算。v数字电路中的半导体器件多工作在开关状态。v数字电路适于集成化。100101第5页,此课件共88页哦计算机计算机数字仪表数字仪表网络通讯网络通讯生活物品生活物品第6页,此课件共88页哦1.分立元件数字电路分立元件数字电路-是将晶体管是将晶体管,电阻电阻,电容等元器件用导线在线路板上连接起电容等元器件用导线在线路板上连接起来的电路。来的电路。第7页,此课件共88页哦小规模集成电路小规模集成电路SSI(100以下以下)中规模集成电路中规模集成电路MSI(103)大规模集成电路大规模集成电路LSI(104)超大规模集成电路超大规模集成电路VLSI(105以上)以上)2.
3、集成数字电路集成数字电路-将上述元器件和导线通过半导体制造工艺做在一块硅片上而成为将上述元器件和导线通过半导体制造工艺做在一块硅片上而成为一个不可分割的整体电路。一个不可分割的整体电路。第8页,此课件共88页哦Um0.1Um0.1UmtUtrtftwT第9页,此课件共88页哦1、脉冲幅度、脉冲幅度Um-脉冲从起始值到峰值之间的变化幅度。脉冲从起始值到峰值之间的变化幅度。2、脉冲上升时间脉冲上升时间tr-脉冲从脉冲从0.1Um上升到上升到0.9Um所需的时间。所需的时间。3、脉冲下降时间、脉冲下降时间tf-脉冲从脉冲从0.9Um下将到下将到0.1Um所需的时间。所需的时间。Um0.1Um0.1U
4、mtUtrtftwT第10页,此课件共88页哦4、脉冲宽度、脉冲宽度tw-脉冲上升沿脉冲上升沿0.5Um到下降沿到下降沿0.5Um之间的时间,之间的时间,也叫持续时间。也叫持续时间。5、脉冲周期、脉冲周期T-两个相邻脉冲重复出现的时间间隔。两个相邻脉冲重复出现的时间间隔。6、脉冲频率、脉冲频率f-周期性脉冲每秒出现的脉冲次数。周期性脉冲每秒出现的脉冲次数。7、占空比、占空比q-脉冲宽度与脉冲周期的比值(脉冲宽度与脉冲周期的比值(tw/T)。Um0.1Um0.1UmtUtrtftwT0.5Um第11页,此课件共88页哦1、不仅能完成算术运算,还可完成逻辑运算;2、工作准确可靠,精度高,抗干扰能力
5、强。3、可以利用压缩技术减少数据量,便于信号传输。4、电路结构简单,易于制造,功能容易实现,便于集成,集成度集成度高高。第12页,此课件共88页哦一、数制(进位计数制、进位制、计数制)-是指用一组数字符号和统一的规则来表示数值的方法。1)二进制表示数字容易实现。2)二进制运算规则简单。第13页,此课件共88页哦加法规则:加法规则:0 00=0 00=0 01=1 11=1 10=1 10=1 11=01=0(进位为(进位为1 1)减法规则:减法规则:0 00=0 00=0 01=11=1(借位为(借位为1 1)1 10=1 10=1 11=0 1=0 乘法规则:乘法规则:00=0 01=0 1
6、0=0 11=1 00=0 01=0 10=0 11=1除法规则:除法规则:01=0 11=1 01=0 11=1第14页,此课件共88页哦l l和运算:和运算:l l差运算:差运算:l l积积 运运算:算:l l商运算:商运算:第15页,此课件共88页哦 十进制特点1、有十个不同的数字符号0,1,2,9,基数为102、“逢十进一,借一当十”的运算规则。即9+1=10,本位得0,向高一位进一3、任何十进制数可写成“以基数10为底的幂的和”形式,第i位的权为(10)i 举例(4286.57)10-位置法=4103+2102+8101+6100+510-1+710-2 -展开法=-公式法表示方法(
7、4286.57)10 =4286.57D进位制项目 数码与权的乘积,称为加权系数,如4103、2102 十进制的数值为各位加权系数之和。i=mn1Ki10 i第16页,此课件共88页哦 二进制特点1、有二个不同的数字符号0,1,基数为22、“逢二进一,借一当二”的运算规则。即1+1=10(读壹零),本位得0,向高一位进一3、任何二进制数可写成“以基数2为底的幂的和”形式,第i位的权为(2)i 举例(1011.01)2-位置法=123 +022 +121 +120 +02-1+12-2 -展开法=-公式法表示方法(1011.01)2=1011.01Bi=mn1Ki2 i进位制项目 二进制数的各加
8、权系数之和二进制数的各加权系数之和=其对应的十进制数其对应的十进制数 第17页,此课件共88页哦 八进制特点1、有八个不同的数字符号0,1,2,7,基数为8 2、“逢八进一,借一当八”的运算规则。即7+1=10(读壹零),本位得0,向高一位进一3、任何八进制数可写成“以基数8为底的幂的和”形式,第i位的权为(8)i 举例(437.25)8-位置法=482+381+780+28-1+58-2 -展开法=-公式法表示方法(437.25)8=437.25Qi=mn1Ki8 i进位制项目八进制数的各加权系数之和就是其对应的十进制数。256+24+7+0.25+0.078125=(287.328125)
9、10 第18页,此课件共88页哦 十六进制特点1、有十六个不同的数字符号0,1,2,9,A,B,C,D,E,F,基数为162、“逢十六进一,借一当十六”的运算规则。即F+1=10(读壹零),本位得0,向高一位进一3、任何十六进制数可写成“以基数16为底的幂的和”形式,第i位的权为(16)i 举例(3BE.C4)16-位置法=3162+B161+E160+C16-1+416-2 -展开法=-公式法表示方法(3BE.C4)16 =3BE.C4Hi=mn1Ki16 i进位制项目 十六进制数的各加权系数=其对应的十进制数 768+176+14+0.75+0.015625=(958.765625)16
10、第19页,此课件共88页哦 任意R进制特点1、有R个不同的数字符号0,R-1,基数为R2、“逢R进一,借一当R”的运算规则。即R+1=10(读壹零),本位得0,向高一位进一3、任何R进制数可写成“以基数R为底的幂的和”形式,第i位的权为(R)i,举例(N)R=Kn-1 Kn-2 Kn-(m-1)K0 K-1 K-2 K-m-位置法=Kn-1Rn-1+Kn-2Rn-2+Kn-(n-1)Rn-(n-1)+K0R0+K-1 R-1+K-2 R-2+K-m R-m -展开法=-公式法表示方法(N)Ri=mn1KiR i进位制项目任意R进制数的各加权系数之和=其对应的十进制数 第20页,此课件共88页哦
11、十进制十进制二进制二进制八进制八进制十六进制十六进制000011112102231133410044510155611066711177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F1610000201017100012111第21页,此课件共88页哦任意任意R R进制数进制数十进制数十进制数一、任意一、任意R R进制数转换成十进制数进制数转换成十进制数方法:加权系数之和方法:加权系数之和第22页,此课件共88页哦整数部分整数部分二、十进制数转换成任意二、十进制数转换成任意R R进制数进制数小数部分小
12、数部分用用R除后取余,逆序排列除后取余,逆序排列-反序取余法反序取余法用用R R乘后取整,顺序排列乘后取整,顺序排列-顺序取整法顺序取整法第23页,此课件共88页哦2 2、十进制数转换成二进制数、十进制数转换成二进制数整数采用除整数采用除2 2取余法。取余法。即:将十进制整数除以即:将十进制整数除以2 2,得到一个商数和余数,再将商,得到一个商数和余数,再将商数除以数除以2 2,又得到一个商数和余数,直到商等于零为止。,又得到一个商数和余数,直到商等于零为止。所得各次余数,逆序排列。所得各次余数,逆序排列。1 1、二进制数转换成十进制数、二进制数转换成十进制数例如:十进制数和二进制数的转换例如
13、:十进制数和二进制数的转换 小数采用乘小数采用乘2 2取整法。取整法。即:将十进制小数乘以即:将十进制小数乘以2 2,然后取出所得乘积的整数部分,然后取出所得乘积的整数部分,再将纯小数部分乘以再将纯小数部分乘以2 2,又取出所得乘积的整数部分,直到,又取出所得乘积的整数部分,直到小数部分为零或满足精度为止,所得各次整数顺序排列。小数部分为零或满足精度为止,所得各次整数顺序排列。第24页,此课件共88页哦例如:将(例如:将(75.62575.625)1010转换成二进制数。转换成二进制数。(75.57)(75.57)10 10=(1001011.101)=(1001011.101)2 2结果为:
14、结果为:10010111001011结果为:结果为:101101第25页,此课件共88页哦 0.570.57 2 2 1.14 1.14 0.14 0.14 2 2 0.28 0.28 0.28 0.28 2 2 0.56 0.56 0.56 0.56 2 2 1.12 1.12 0.12 0.12 2 2 0.24 0.24 0.24 0.24 整数为整数为1 1 整数为整数为0 0 整数为整数为0 0 整数为整数为1 1 整数为整数为0 0(0.57)(0.57)10 10=(0.1001)=(0.1001)2 2第26页,此课件共88页哦三、二进制数与八进制数的转化三、二进制数与八进制数
15、的转化2 2、八进制数转换成二进制数、八进制数转换成二进制数方法:从二进制数的小数点开始,向左右两个方方法:从二进制数的小数点开始,向左右两个方向以每三位二进制数分为一组,不够的用向以每三位二进制数分为一组,不够的用“0 0”补补足三位,然后用对应的八进制数来等值代替每一个足三位,然后用对应的八进制数来等值代替每一个这样的组,即为八进制表示。这样的组,即为八进制表示。将每位八进制数用三位二进制数代替,再按将每位八进制数用三位二进制数代替,再按原来的顺序排列,即得相应的二进制数。原来的顺序排列,即得相应的二进制数。1 1、二进制数转换成八进制数、二进制数转换成八进制数第27页,此课件共88页哦2
16、55.54?206.32解:解:00000011010201131004101511061117第28页,此课件共88页哦206.32二进制二进制 八进制八进制一位拆三位一位拆三位三位并一位三位并一位00000011010201131004101511061117第29页,此课件共88页哦 2 2、十六进制数转换成二进制数、十六进制数转换成二进制数 方法:从二进制数的小数点开始,向左右两方法:从二进制数的小数点开始,向左右两个方向以每四位二进制数分为一组,不够的用个方向以每四位二进制数分为一组,不够的用“0 0”补足四位,然后用对应的十六进制数来等补足四位,然后用对应的十六进制数来等值代替每一
17、个这样的组,即为十六进制表示。值代替每一个这样的组,即为十六进制表示。将每位十六进制数用四位二进制数代替,再按原来的将每位十六进制数用四位二进制数代替,再按原来的顺序排列,即得相应的二进制数。顺序排列,即得相应的二进制数。1 1、二进制数转换成十六进制数、二进制数转换成十六进制数四、二进制数与十六进制数的转化四、二进制数与十六进制数的转化第30页,此课件共88页哦6ED.B4解:解:解:解:3 3 D 7 E .A 4D 7 E .A 4000000001100102001130100401015011060111710008100191010A1011B1100C1101D1110E1111
18、F第31页,此课件共88页哦二进制二进制 十六进制十六进制 一位拆四位一位拆四位四位并一位四位并一位000000001100102001130100401015011060111710008100191010A1011B1100C1101D1110E1111F第32页,此课件共88页哦2 2、十六进制数转换成八进制数、十六进制数转换成八进制数方法:将八进制数先转换成二进制数,再方法:将八进制数先转换成二进制数,再由二进制数转换为十六进制数。由二进制数转换为十六进制数。方法:将十六进制数先转换成二进制数,再由二进方法:将十六进制数先转换成二进制数,再由二进制数转换为八进制数。制数转换为八进制数。
19、1 1、八进制数转换成十六进制数、八进制数转换成十六进制数五、八进制数与十六进制数的转化五、八进制数与十六进制数的转化第33页,此课件共88页哦例例:(B6.A8)B6.A8)1616=(=(?)8 82 6 62 6 6 .5 2 0 5 2 00 01011011 0110 1010 10001 0110 1010 10000 0解解:B B 6 .A 8 6 .A 8(B6.A8B6.A8)1616=(266=(266.520 520)8 8 .例例:(1777)(1777)8 8=(=(?)16163 3 F FF F00001 111 111 1111 111 111 111解解 1
20、 7 7 71 7 7 7(1777)(1777)8 8=(3=(3FF)FF)1616000000001100102001130100401015011060111710008100191010A1011B1100C1101D1110E1111F第34页,此课件共88页哦1 1、对于一般的进制数,可先将已知的进制数转换成十进对于一般的进制数,可先将已知的进制数转换成十进制数,再由该十进制数转换成待求进制的数。制数,再由该十进制数转换成待求进制的数。已知的已知的进制数进制数十进十进制数制数待求进待求进制的数制的数加权系数和加权系数和整数逆序取余整数逆序取余小数顺序取整小数顺序取整六、任意两种进
21、位制之间的转化六、任意两种进位制之间的转化第35页,此课件共88页哦2 2、对于以、对于以2 2的幂次方为基数的进位制之间的转换,即先将的幂次方为基数的进位制之间的转换,即先将已知的进制数转换成二进制数,再由该二进制数转换成待已知的进制数转换成二进制数,再由该二进制数转换成待求进制的数)。求进制的数)。2 2n n为基数为基数的进位制数的进位制数二进二进制数制数2 2m m为基数为基数的进位制数的进位制数已知已知待求待求第36页,此课件共88页哦“”号用“0”表示,“”号用“1”表示。(1 1)原码)原码用原码表示带符号的二进制数,符号位用“0”表示正,用“1”表示负,数值位保持不变。(75)
22、10=(1001011)2=(01001011)原(75)10=(1001011)2=(11001011)原优点:原码简单易懂;缺点:实现加、减运算不方便,使逻辑电路结构变得很复杂。第37页,此课件共88页哦(2 2)反码)反码用反码表示带符号的二进制数,*用“0”表示正,用“1”表示负;*数值位与符号位相关,正数反码的数值位和原码的数值位相同;负数反码的数值位是原码数值位按位变反。(75)10=(1001011)2=(01001011)反(75)10=(1001011)2=(10110100)反反码运算规则:1、(N1N2)反=(N1)反(N2)反(N1N2)反=(N1)反(N2)反2、运算
23、时符号位和数值位一起参加运算。当符号位有进位时,应将该进位加到运算结果的最低位才能得到最后结果。第38页,此课件共88页哦例如:例如:N10.1011,N2=0.0001(N1)反反(0.1011)2,(,(N2)反反(0.0001)2,(,(N2)反反(1.1110)2则(则(N1N2)反反(N1)反反(N2)反反=(0.1011)2(0.0001)2=(0.110)2(N1N2)反反(N1)反反(N2)反反=(0.1011)2(1.1110)2=(0.1010)2优点:优点:1、反码比原码运算方便,可用加法代替减法;、反码比原码运算方便,可用加法代替减法;2、符号位不用单独处理。、符号位不
24、用单独处理。缺点:缺点:1、数值、数值0有有0(0.0000)和)和0(1.1111)之分,给运算器设计)之分,给运算器设计带来麻烦;带来麻烦;2、运算后需要判断是否需要循环进位,运算速度降低。、运算后需要判断是否需要循环进位,运算速度降低。循环进位循环进位第39页,此课件共88页哦(3 3)补码)补码用补码表示带符号的二进制数,*用“0”表示正,用“1”表示负;*数值位与符号位相关,正数补码的数值位与原码、反码相同;负数补码的数值位是原码数值位按位变反,并在最低位加1。(75)10=(1001011)2=(01001011)补(75)10=(1001011)2=(10110101)补补码运算
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