数电数字逻辑概论自控精.ppt

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1、1第1页，本讲稿共65页序言序言1 1、本课程的性质、本课程的性质2 2、任务、任务4、讲授方法讲授方法3、本课程的特点本课程的特点5、对同学们的要求对同学们的要求：7、参考书、参考书6、成绩评定方法、成绩评定方法第2页，本讲稿共65页自动化、电子信息、计算机类专业必修的、具有入门性质自动化、电子信息、计算机类专业必修的、具有入门性质的重要的专业基础课。的重要的专业基础课。2、任务任务（1 1）获得电子技术的基本知识和基本理论，为专业应用打）获得电子技术的基本知识和基本理论，为专业应用打基础。基础。（2 2）培养抽象思维和分析问题、解决问题的能力。）培养抽象思维和分析问题、解决问题的能力。1、

2、本课程的性质*（1 1）自成体系，自成体系，理论性与实践性均很强；理论性与实践性均很强；（2 2）含盖面宽，跨度大；含盖面宽，跨度大；（3 3）内容多，学时紧，有难度；内容多，学时紧，有难度；（4 4）实实验独立设课。验独立设课。3、本课程的特点本课程的特点第3页，本讲稿共65页 （1）通过各种电子元器件及其电路，阐明电子电路中的基通过各种电子元器件及其电路，阐明电子电路中的基本理论和基本分析方法。本理论和基本分析方法。（2）对一些常用的、基本的电子电路，除做定性分析外，还对一些常用的、基本的电子电路，除做定性分析外，还介绍一些工程计算及分析、设计方法。介绍一些工程计算及分析、设计方法。（3）

3、为加深对理论知识的理解和应用，达到举一反三的目的，为加深对理论知识的理解和应用，达到举一反三的目的，将列举若干电路实例，并配合一定数量的例题、思考题和习题。将列举若干电路实例，并配合一定数量的例题、思考题和习题。4、讲授方法讲授方法*总之，从教师方面来说，要精心组织教材，尽量深入浅出，总之，从教师方面来说，要精心组织教材，尽量深入浅出，突出重点，讲透难点，引导同学尽快入门。突出重点，讲透难点，引导同学尽快入门。第4页，本讲稿共65页（1）上课认真听讲，适当记笔记。上课认真听讲，适当记笔记。（三个层次三个层次：熟练掌握、：熟练掌握、正确理解、一般了解）正确理解、一般了解）*（3）必须必须认真做实

4、验。认真做实验。5、对同学们的要求对同学们的要求：（2）独立、认真地完成作业。独立、认真地完成作业。第5页，本讲稿共65页 用作业纸，不用本子。独立完成，不准抄袭。用作业纸，不用本子。独立完成，不准抄袭。要工整，可以不抄题，但要要工整，可以不抄题，但要标题号，电路图必须画。标题号，电路图必须画。每周第一次课前，每周第一次课前，每个同学每个同学都交作业，由课代表收都交作业，由课代表收齐齐按学号排好按学号排好交给老师。交给老师。作业的错误必须及时纠正。作业的错误必须及时纠正。（老师将给出正确答案）（老师将给出正确答案）对作业的具体要求：对作业的具体要求：第6页，本讲稿共65页6、参考书、参考书阎阎

5、石：石：数字电子技术基础数字电子技术基础第四版第四版高教出版社高教出版社康华光康华光.电子技术基础电子技术基础（数字部分）第五版（数字部分）第五版 高教出版社高教出版社罗罗杰杰：电子技术基础电子技术基础数字部分数字部分第五版第五版习题全解习题全解高教出高教出版社版社第7页，本讲稿共65页7 7、成绩评定方法、成绩评定方法n平时平时30分：分：（含出勤、作业、测验、期中）（含出勤、作业、测验、期中）n期末考试期末考试70分：分：考试形式为闭卷。考试形式为闭卷。一次无故不交作业一次无故不交作业扣扣3分；分；旷课一次旷课一次扣扣3分。分。第8页，本讲稿共65页1数字逻辑概论数字逻辑概论1.1数字电路

6、与数字信号数字电路与数字信号1.4二进制代码二进制代码*1、熟悉各种数制和常用二进制代码及相互转换、熟悉各种数制和常用二进制代码及相互转换4、掌握基本和常用逻辑函数及其表示方法、掌握基本和常用逻辑函数及其表示方法1.3二进制数的算术运算二进制数的算术运算基本要求基本要求1.2数制数制1.5二值逻辑变量与基本逻辑运算二值逻辑变量与基本逻辑运算2、掌握二进制数的算术运算、掌握二进制数的算术运算1.逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法3、掌握常见的二进制代码，熟悉基本的逻辑运算、掌握常见的二进制代码，熟悉基本的逻辑运算 第9页，本讲稿共65页1906年，福雷斯特等发明了电子管；电子管体年，福雷斯

7、特等发明了电子管；电子管体积大、重量重、耗电大、寿命短。世界上第一积大、重量重、耗电大、寿命短。世界上第一台计算机用了台计算机用了1.8万只电子管，占地万只电子管，占地170平方米，平方米，电子管目前仅在一些大功率发射装置中使用。电子管目前仅在一些大功率发射装置中使用。1948年，肖克利等发明了晶体管，在体年，肖克利等发明了晶体管，在体积、重量方面明显优于电子管。但器件积、重量方面明显优于电子管。但器件较多时，较多时，体积仍较大、焊点多、电体积仍较大、焊点多、电路的可靠性差。路的可靠性差。发展特点：以电子器件的发展为主线，发展特点：以电子器件的发展为主线，电子管电子管晶体管晶体管小规模集成电路

8、小规模集成电路中大规模集成中大规模集成*电路电路超大规模集成电路超大规模集成电路可编程集成器件可编程集成器件一、电子技术的发展历程：一、电子技术的发展历程：1.1数字电路与数字信号数字电路与数字信号第10页，本讲稿共65页数字技术的发展数字技术的发展*8080年代后年代后-ULSI-ULSI，1010亿个晶体管亿个晶体管/片、片、ASIC ASIC 制作技术成熟制作技术成熟 目前目前-芯片内部的布线细微到亚微米芯片内部的布线细微到亚微米(0.130.09(0.130.09 m)m)量级量级 9090年代后年代后-97-97年一片集成电路上有年一片集成电路上有4040亿个晶体管。亿个晶体管。60

9、706070代代-IC-IC技术迅速发展：技术迅速发展：SSISSI、MSIMSI、LSI LSI、VLSIVLSI。1010万个晶体管万个晶体管/片。片。将来将来-高分子材料或生物材料制成密度更高、三维结构的电高分子材料或生物材料制成密度更高、三维结构的电路路 第11页，本讲稿共65页数码相机数码相机智能仪器智能仪器计算机计算机数字技术的应用数字技术的应用第12页，本讲稿共65页根据电路的结构特点及其对输入信号的响应规则的不同，根据电路的结构特点及其对输入信号的响应规则的不同，-数字电路可分为数字电路可分为组合逻辑电路组合逻辑电路和和时序逻辑电路时序逻辑电路。从集成度不同从集成度不同 -数字

10、集成电路可分为数字集成电路可分为小规模、中规模、大规模、超小规模、中规模、大规模、超大规模和甚大规模大规模和甚大规模五类。五类。从电路的形式不同，从电路的形式不同，-数字电路可分为数字电路可分为集成电路集成电路和和分立电路分立电路分类分类二、数字集成电路的分类及特点二、数字集成电路的分类及特点第13页，本讲稿共65页*1)稳定性高、结果的再现性好稳定性高、结果的再现性好2)电路简单电路简单,易于设计易于设计3)体积小体积小,成本低，便于大规模集成成本低，便于大规模集成,批量生产批量生产4)具可编程性具可编程性,可实现硬件设计软件化可实现硬件设计软件化5)高速度高速度,低功耗低功耗特点特点6)抗

11、干扰性强抗干扰性强 第14页，本讲稿共65页三、电信号分类三、电信号分类模拟信号模拟信号时间上时间上或或幅值上幅值上连续变化的连续变化的物理量。物理量。数字信号数字信号时间上、幅度上都时间上、幅度上都不连续不连续的的信号信号 (离散信号离散信号)，如：各种脉冲信号。，如：各种脉冲信号。t t t t脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号*tV(t)如：模拟声音的音频信号；模拟图象的视如：模拟声音的音频信号；模拟图象的视频信号；热电偶等传感器产生的电信号等。频信号；热电偶等传感器产生的电信号等。处理模拟信号的电路称为模拟电路。处理模拟信号的电路称为模拟电路。处理数字信号的电路称为数字电路。处理数字信号

12、的电路称为数字电路。第15页，本讲稿共65页电压电压(V)(V)二值逻辑二值逻辑电电 平平3.5-51H(高电平高电平)0-1.50L(低电平低电平)逻辑电平与电压值的关系（正逻辑）逻辑电平与电压值的关系（正逻辑）四、四、数字信号的描述方法数字信号的描述方法1 1、二值数字逻辑和逻辑电平、二值数字逻辑和逻辑电平 在电路中用在电路中用低、高电平低、高电平表示表示0、1两种逻辑状态两种逻辑状态 0、1数码数码-表示数量时称二进制数表示数量时称二进制数表示方式表示方式二值数字逻辑二值数字逻辑 -表示事物状态时称表示事物状态时称二值数字逻辑二值数字逻辑第16页，本讲稿共65页(a)(a)用逻辑电平描述

13、的数字波形用逻辑电平描述的数字波形(b)16(b)16位数据的图形表示位数据的图形表示2 2、数字波形、数字波形数字波形数字波形-是信号逻辑电平对时间的图形表示是信号逻辑电平对时间的图形表示.第17页，本讲稿共65页1.2数制数制 多位数码中每一位的构成方法，及从低位到高位的进位多位数码中每一位的构成方法，及从低位到高位的进位规则。以以10为基数的计数体制为基数的计数体制有十个数码：有十个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9进位规则：进位规则：逢十进一，借一当十逢十进一，借一当十1、十进制数、十进制数表达式表达式用（用（N）D或（或（N）10表示。表示。式中，式中，10为为基数基数；1

14、0i i为第为第i i位的位的权权；Ki i为为基数基数“10”的第的第i i次幂的次幂的系数系数。*一、数制一、数制第18页，本讲稿共65页以以2为基数的计数体制为基数的计数体制只有两个数码：只有两个数码：0、1进位规则：进位规则：逢二进一，借一当二逢二进一，借一当二2、二进制数、二进制数例：例：用（用（N）B或（或（N）2表示。表示。例：例：(143.75)10=表达式表达式式中，式中，2为为基数基数；2i i为第为第i i 位的位的权权；Ki i为为基数基数“2”的第的第i i 次幂的次幂的系数系数*(101.11)2=122+021+120+12-1+12-2=5.75第19页，本讲稿

15、共65页(2A.7F)16=2 161+10 160+7 16-1+15 16-2=(42.4960937)10例：例：有十六个数码：有十六个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15)进位规则：进位规则：逢十六进一，借一当十六逢十六进一，借一当十六3、十六进制、十六进制用（用（N）H或（或（N）16表示。表示。表达式表达式式中，式中，16为基数；为基数；16i i为第为第i i位的权；位的权；Ki i为为基数基数“16”的第的第i i次幂次幂 的系数的系数*第20页，本讲稿共65页4、八进制、八进制有八个数码：有八个数码

16、：0、1、2、3、4、5、6、7进位规则：进位规则：逢八进一，借一当八逢八进一，借一当八N N进制数的一般形式进制数的一般形式归纳：归纳：用（用（N）O或（或（N）8表示。表示。其中，其中，Ni 为第为第i i位的权；位的权；Ki 为第为第i i位的系数。位的系数。N为基数为基数表达式表达式*第21页，本讲稿共65页1、二、八、十六进制转换为十进制、二、八、十六进制转换为十进制:2、十进制转换为二进制：十进制转换为二进制：（1 1）整数转换：）整数转换：二、数制之间的转换二、数制之间的转换用展开式用展开式加权系数之和加权系数之和采用采用连续除基取余，逆序排列法，直至商为连续除基取余，逆序排列法

17、，直至商为0。*第22页，本讲稿共65页例如：将例如：将(173)10化为二进制数的方法如下：化为二进制数的方法如下：(173)10=(10101101)22余余102173余余1862余余0432余余052余余012余余1102余余1212余余12低位低位高位高位*连续除基取余，逆序排列，直至商为连续除基取余，逆序排列，直至商为0。k0k1k2k3k4k5k6k7逆序排列逆序排列第23页，本讲稿共65页(2)小数转换：小数转换：采用连续乘基取整，顺序排列法。采用连续乘基取整，顺序排列法。例如：将（例如：将（0.81250.8125）1010化为二进制小数：化为二进制小数：0.812521.6

18、250整数部分整数部分=10.625021.2500整数部分整数部分=1整数部分整数部分=00.250020.50000.500021.0000整数部分整数部分=1故（故（0.8125）10=（0.1101）2低位低位高位高位*注意注意k-1k-2k-4k-3顺序排列顺序排列小数转换不一定小数转换不一定能算尽，达到误能算尽，达到误差要求，进行四差要求，进行四舍五入。舍五入。第24页，本讲稿共65页由于精度要求达到由于精度要求达到0.1%，需要精确到二进制小数，需要精确到二进制小数10位，位，即即1/210=1/1024，因为，因为1/10241/1000。0.392=0.78b-1=00.78

19、2=1.56b-2=10.562=1.12b-3=10.122=0.24b-4=00.242=0.48b-5=00.482=0.96b-6=00.962=1.92b-7=10.922=1.84b-8=10.842=1.68b-9=10.682=1.36b-10=1则，则，例例将十进制小数将十进制小数(0.39)D转换成二进制数转换成二进制数,要求精度达到要求精度达到0.1%（1/1000）。）。解解:*0.0110001111B=0.25+0.125+0.0078125+0.00390625+0.001953125+0.0009765625=0.3896484375（0.39-0.389648

20、4375）/0.39=0.09%第25页，本讲稿共65页思考：当十进制数较大时，有什么方法使转换过程简化思考：当十进制数较大时，有什么方法使转换过程简化?此时不必逐次除此时不必逐次除2，而是将十进制数和与其相当的，而是将十进制数和与其相当的2的乘幂的乘幂项对比，求得各位的系数，从而使转换过程简化。项对比，求得各位的系数，从而使转换过程简化。由于由于27为为128，而，而133128=5例例将将(133)D转换为二进制数转换为二进制数由此可得对应二进制数由此可得对应二进制数b7=1，b2=1，b0=1，其余各系数均为其余各系数均为0，则，则解：解：=2220，(133)D=(10000101)B

21、*(133)D=27+2220第26页，本讲稿共65页二进制数的二进制数的“权值权值”表表第27页，本讲稿共65页整数和小数分别转换整数和小数分别转换整数：整数：从小数点左第一位开始，每三位一组从小数点左第一位开始，每三位一组小数：小数：从小数点右第一位开始，每三位一组，从小数点右第一位开始，每三位一组，不足补零不足补零 3、二八进制转换：、二八进制转换：三位二进制数与一位八进制数对应，方法如下：三位二进制数与一位八进制数对应，方法如下：思考：思考：八进制数八进制数如何转换为如何转换为二进制数？二进制数？例：例：101011011.11010111 533.656把每一位八进制数对应转换为一个

22、三位二进制数即可！把每一位八进制数对应转换为一个三位二进制数即可！*0=(533.656)8第28页，本讲稿共65页(01011110.10110100)2=()164BE5.()16=6CAF8.(10001111101011000110)2.4、二十六进制转换、二十六进制转换四位二进制数与一位十六进制数相对应，四位二进制数与一位十六进制数相对应，方法如下：方法如下：十六进制十六进制 二进制二进制二进制二进制 十六进制十六进制*01011110.101101 第29页，本讲稿共65页1.3二进制数的算术运算二进制数的算术运算在数字电路中，在数字电路中，0和和1既可以表示逻辑状态，又可以表示既

23、可以表示逻辑状态，又可以表示数量的大小。数量的大小。当表示数量时，可以进行算术运算。当表示数量时，可以进行算术运算。所以数字电路中普遍采用二进制算数运算所以数字电路中普遍采用二进制算数运算与十进制数的算术运算相比与十进制数的算术运算相比1：运算规则类似；：运算规则类似；2：进位和借位规则不同：进位和借位规则不同（逢二进一，借一当二）（逢二进一，借一当二）n特点：特点：加、减、乘、除加、减、乘、除 全部可以用相加和移位这两种全部可以用相加和移位这两种操作实现。操作实现。简化了电路结构简化了电路结构 *第30页，本讲稿共65页一、无符号二进制数的算术运算：一、无符号二进制数的算术运算：1、二进制数

24、加法：、二进制数加法：运算规则：运算规则：0+0=0，0+1=1，1+1=10向高位进一向高位进一逢二进一逢二进一例：例：计算二进制数计算二进制数1010和和0101的和。的和。10100101+11112、二进制数减法：、二进制数减法：运算规则：运算规则：0-0=0，1-1=0，1-0=1，10-1=1向高位借一向高位借一借一当二借一当二*第31页，本讲稿共65页例：例：计算二进制数计算二进制数1010和和0101的差。的差。10100101-1010注意：注意：在无符号减法运算中无法表示负在无符号减法运算中无法表示负数，所以，被减数必须大于减数。数，所以，被减数必须大于减数。3、二进制数乘

25、法：、二进制数乘法：由左移由左移被乘数被乘数与与加法加法运算构运算构成。成。例：例：计算二进制数计算二进制数1010和和0101的积。的积。101001011010000010100000110010*第32页，本讲稿共65页4、二进制数除法：、二进制数除法：由右移由右移被除数被除数与与减法减法运算构成。运算构成。例：例：计算二进制数计算二进制数1010和和111之商。之商。10101111.111110001111101 0111111*第33页，本讲稿共65页二、带符号二进制数的算术运算二、带符号二进制数的算术运算n二进制数的正、负号也是用二进制数的正、负号也是用0/1表示的。表示的。最高

26、位为符号位最高位为符号位最高位为符号位最高位为符号位（0 0为正，为正，为正，为正，1 1为负）为负）为负）为负）例如：例如：+89=+89=（010110011011001）-89=89=（1 11011001）*在数字电路中，为简化电路常将减法运算变为加法运算。在数字电路中，为简化电路常将减法运算变为加法运算。故引入原码、反码、补码的概念。故引入原码、反码、补码的概念。第34页，本讲稿共65页1、原码、反码、补码、原码、反码、补码(无符号二进制数无符号二进制数)：1)原码：原码：自然二进制码自然二进制码01101=(13)D2)反码：反码：原码取反原码取反10010=(18)D3)补码：补

27、码：N补补=2n-N原原=N反反+1N反反=(2n1)N原原011011111110010二进制数的位数二进制数的位数(25-13)D=(19)D(01101)补补：=10011=10010+1=(13)反反+1所以，基数为所以，基数为R，位数为，位数为n的原码的原码N N,其反码和补码分其反码和补码分别为：别为：例：求例：求2和和46的补码。的补码。和分别为分别为:第35页，本讲稿共65页2、带符号二进制数的补码表示、带符号二进制数的补码表示*补码或反码的最高位为符号位，正数为补码或反码的最高位为符号位，正数为0 0，负数为，负数为1 1。当二进制数为当二进制数为正数正数时，其补码、反码与原

28、码相同。时，其补码、反码与原码相同。当二进制数为当二进制数为负数负数时，将原码的时，将原码的数值位数值位逐位求反，然后在最逐位求反，然后在最低位加低位加1 1得到补码。得到补码。X1=85=+1010101X1原原=X1反反=X1补补01010101X2=-85=-1010101X2原原=11010101X2反反=10101010X2补补=X2反反1=10101011第36页，本讲稿共65页3、补码表示法、补码表示法-整数的数值范围整数的数值范围补码定义域的扩充补码定义域的扩充（设计算机字长设计算机字长n=8）原码：原码：+0原原=00000000B，-0原原=10000000B所所以以在在补

29、补码码中中，零零只只有有一一种种表表示示方方式式，无无正正负负之之分分，即即00000000B，那么那么10000000B表示什么数值呢表示什么数值呢在补码中，规定在补码中，规定1000000B=-128补补。因此，用补码表示的整数，负数的定义域扩大了一个数码：因此，用补码表示的整数，负数的定义域扩大了一个数码：n=8时，时，负数最小值为负数最小值为-128n=16时，时，负数最小值为负数最小值为-32768+0补补=-0补补=0000 0000第37页，本讲稿共65页补码表示法补码表示法-整数的数值范围：整数的数值范围：设设计计算算机机字字长长n=8，x为为用用补补码码表表示示的的整整数数，

30、则则x为为正正整整数数及及零零时时：00000000Bx01111111B0 x+127(0 x28-1-1)扩展到扩展到n位字长位字长:0 x2n-1-1x为负整数及零时：为负整数及零时：100000000Bx00000000B-128x0(-28-1x0)扩展到扩展到n位字长位字长:-2n-1x0合并合并两式得：两式得：-2n-1x2n-1-1n=8时：时：-128x+127n=16时时:-32768x+32767为什么为什么数字系统中数字系统中带符号数一律用补带符号数一律用补码进行存储和计算码进行存储和计算？第38页，本讲稿共65页例例1.3.31.3.3 求求 1-1=1-1=？1-1

31、=1+(-1)=?1-1=1+(-1)=?解解 11原原=00000001 -1=00000001 -1原原=10000001=10000001 0000000100000001 +10000001 +100000011000001010000010由于由于“+0”+0”和和“-0”-0”的的存在存在 11补补=00000001 -1=00000001 -1补补=11111111=11111111 0000000100000001 +11111111 +111111110000000000000000在计算机系统中，对在计算机系统中，对带符号的数值一律用带符号的数值一律用补码存储补码存储4、二

32、进制补码的减法运算、二进制补码的减法运算:第39页，本讲稿共65页4、二进制补码的减法运算、二进制补码的减法运算:减法运算的原理减法运算的原理:减去一个正数相当于加上一个负数减去一个正数相当于加上一个负数A B=A+(B)，对，对(B)求补码，然后进行加法运算。求补码，然后进行加法运算。例例1.3.4试用试用4位二进制补码位二进制补码计算计算5 2。所以所以5 2=3解：解：(5 2)补补=(5)补补+(2)补补=0101+1110=0011*自自动丢动丢弃弃计计算算结结果仍果仍保留保留4位位进位进位注意：进行二进制补码加法运算时，被加数的补码注意：进行二进制补码加法运算时，被加数的补码和加数

33、的补码的位数要相等，运算结果多出的高位和加数的补码的位数要相等，运算结果多出的高位要舍掉！要舍掉！第40页，本讲稿共65页5、关于溢出、关于溢出:请看例请看例1.3.5试用试用4位二进制补码位二进制补码计算计算5+7。解：解：因为因为(5+7)补补=(5)补补+(7)补补=0101+0111=1100表示表示-4而显然，正确的结果应为而显然，正确的结果应为12！为什么会发生错误？为什么会发生错误？因为在因为在4位二进制补码中，只有位二进制补码中，只有3位是数值位，即位是数值位，即它所表示的范围为它所表示的范围为-8+7。而本例的结果需要而本例的结果需要4位数值位（位数值位（12D=1100B）

34、表示，因而产）表示，因而产生溢出。生溢出。*解决溢出的办法解决溢出的办法:进行位扩展进行位扩展.1 00101+00111 01100第41页，本讲稿共65页溢出的判别溢出的判别:两个符号两个符号相反相反的数相加不会产生溢出，但两的数相加不会产生溢出，但两个符号个符号相同相同的数相加的数相加可能可能产生溢出产生溢出(a)(b)(c)(d)4位二进制补码表示的范围为位二进制补码表示的范围为-8+7。所以。所以(a)(b)无溢出；无溢出；(c)(d)的运算结果应分别为的运算结果应分别为+8和和-9，均超过了允许范围。，均超过了允许范围。当方框中的当方框中的进位位进位位与和数的与和数的符号位符号位（

35、即（即b b3 3位）相反位）相反时，则运算结果是错误的，产生溢出。时，则运算结果是错误的，产生溢出。*-8-8第42页，本讲稿共65页(2.718)D=(10.10110111)B(10.1011)B=1*2+1*2-1+1*2-3+1*2-4=(2.6875)D2.718-2.6875=0.03052-4(0.0625)(2.718)D=(10.1011)B=(2.54)O=(2.B)H 将十进制数将十进制数2.718转换成二进制、八进制、转换成二进制、八进制、十六进制（要求十六进制（要求转换误差转换误差不大于不大于2-4）习题习题第43页，本讲稿共65页 二进制数码不仅可以用来表示数值的

36、大小，还可以表示文二进制数码不仅可以用来表示数值的大小，还可以表示文字、符号（包括控制符）等信息。此时数码不代表数值大小，字、符号（包括控制符）等信息。此时数码不代表数值大小，仅是个代号，称为仅是个代号，称为代码代码。1.4二进制代码二进制代码编码编码：按一定规则把代码排列起来，以表示某些给定的信息。按一定规则把代码排列起来，以表示某些给定的信息。n n位代码可以表示位代码可以表示2 2n n个不同的信息。个不同的信息。几种常见编码方式几种常见编码方式一、自然二进制码一、自然二进制码按自然数顺序排列的二进制码，按自然数顺序排列的二进制码，四位自然二进制码，可表示从四位自然二进制码，可表示从01

37、5的的16个十进制数。个十进制数。二、二十进制编码二、二十进制编码BCD码（例如码（例如8421码）码）用四位二进制数码表示用四位二进制数码表示0 09 9十个十进制数码十个十进制数码*有多种编码方式！有多种编码方式！第44页，本讲稿共65页几几种种常常用用的的BCD码码8421码码2421码码有权码有权码5421码码余余3 3码码是在是在84218421码的基础上加码的基础上加00110011而得而得,为为无权码。无权码。十进制十进制数码数码8421码码2421码码5421码码余余3码码余余3循环循环码码00000000000000011001010001000100010100011020

38、0100010001001010111300110011001101100101401000100010001110100501011011100010001100601101100100110011101701111101101010101111810001110101110111110910011111110011001010余余3 3码循环码码循环码：相邻的两个代码之间仅一位不同。：相邻的两个代码之间仅一位不同。第45页，本讲稿共65页三、格雷码三、格雷码由由84218421码的本位码的本位与高位异或而得与高位异或而得何谓异或？何谓异或？相同为相同为0 0；不同为不同为1 1。格雷码也为

39、无权码格雷码也为无权码特点特点:相邻的两组相邻的两组代码只有一位不同。代码只有一位不同。如何构成？如何构成？*第46页，本讲稿共65页四、美国信息交换标准代码（四、美国信息交换标准代码（ASC）对应键盘上的字母、符号和数值。每个键符对应对应键盘上的字母、符号和数值。每个键符对应一组一组七位七位七位七位二进制代码，用以向计算机发送数据和指令。二进制代码，用以向计算机发送数据和指令。ASCASC是一组七位二进制代码，共是一组七位二进制代码，共是一组七位二进制代码，共是一组七位二进制代码，共128128个个个个应用：应用：计算机和通讯领域计算机和通讯领域 第47页，本讲稿共65页1.5基本逻辑运算基

40、本逻辑运算条件与结果之间条件与结果之间的因果关系的因果关系逻辑代数逻辑代数又称布尔代数或开关代数，又称布尔代数或开关代数，是按一定逻辑规律进行运算的代数，是分析和设计数字电是按一定逻辑规律进行运算的代数，是分析和设计数字电路的工具和理论基础。路的工具和理论基础。与普通代数相比与普通代数相比相同点：相同点：变量与函数均用字母表示变量与函数均用字母表示不同点：不同点：)无论变量与函数均只有无论变量与函数均只有0、1两种取值两种取值 )0)0、1 1只表示两种对立的逻辑状态，只表示两种对立的逻辑状态，无数量大小的意义。无数量大小的意义。*第48页，本讲稿共65页1 1、与逻辑（逻辑乘）、与逻辑（逻辑

41、乘）(1)定义定义：只有决定事物结果的全部条件同时具备时，结果：只有决定事物结果的全部条件同时具备时，结果才发生。才发生。(2)逻辑式逻辑式：L=A B=AB*AB+L_L何时点亮？何时点亮？只有开关只有开关A、B全部闭合时全部闭合时(3)真值表：真值表：表示变量与函数关系的表格。表示变量与函数关系的表格。设设：开关闭合为开关闭合为1，断开为，断开为0；灯亮为灯亮为1，熄灭为，熄灭为0。则有。则有逻辑赋值：逻辑赋值：一、三种基本逻辑关系一、三种基本逻辑关系第49页，本讲稿共65页ABL000010100111有有0出出0全全1出出1(4)逻辑符号逻辑符号国国标标国国外外即当逻辑变量即当逻辑变量

42、A、B同时为同时为1时，逻辑函数时，逻辑函数L才为才为1。其它情。其它情况下，况下，L均为均为0。(高高得高高高得高)推广到推广到n个逻辑变量情况，个逻辑变量情况，“与运算与运算”的布尔代数表的布尔代数表达式为：达式为：L=A1A2A3 An*ABL&ABL与门与门AB+L_第50页，本讲稿共65页2、或逻辑（逻辑加）、或逻辑（逻辑加）ABL000011101111设设 开关闭合为开关闭合为1，断开为，断开为0灯亮为灯亮为1，熄灭为，熄灭为0(1)定义定义：在决定事物结果的诸条件中只要任何一个满足，结在决定事物结果的诸条件中只要任何一个满足，结在决定事物结果的诸条件中只要任何一个满足，结在决定

43、事物结果的诸条件中只要任何一个满足，结果就会发生。果就会发生。果就会发生。果就会发生。(2)逻辑式逻辑式：L=A+B(3)真值表真值表+_ABL*有有1出出1全全0出出0当逻辑变量当逻辑变量A、B中任何一个中任何一个为为1时，逻辑函数时，逻辑函数L等于等于1。（低低得低）（低低得低）第51页，本讲稿共65页(4)逻辑符号逻辑符号国国标标国国外外ABL 1ABLL=A1+A2+A3+An若有若有n个逻辑变量呢？个逻辑变量呢？或门或门(1)定义定义：条件与结果反相条件与结果反相条件与结果反相条件与结果反相(2)逻辑式逻辑式：3、非逻辑（逻辑反）、非逻辑（逻辑反）A具备时，事件具备时，事件L不发生；

44、不发生；A不具备不具备时，事件时，事件L发生。发生。A+L_R*为防止整个为防止整个电路短路电路短路第52页，本讲稿共65页设设开关闭合为开关闭合为1，断开为，断开为0灯亮为灯亮为1，熄灭为，熄灭为0(4)逻辑符号逻辑符号国国标标(3)真值表真值表AL0110国国外外输出变量是输入变量的相反状态输出变量是输入变量的相反状态AL1AL*非门或非门或反相器反相器表示反相表示反相表示反相表示反相A+L_R第53页，本讲稿共65页二、几种常用的复合逻辑二、几种常用的复合逻辑(1)逻辑式逻辑式:1、与非逻辑、与非逻辑(3)逻辑符号逻辑符号(2)真值表真值表有有0出出1全全1出出0ABL001011101

45、110只有输入只有输入A、B同时为同时为1时，时，输出输出L才为才为0。L1AB&国国标标ABL&国国外外ABL*与非门与非门表示反相表示反相表示反相表示反相第54页，本讲稿共65页(1)逻辑式逻辑式:(3)逻辑符号逻辑符号(2)真值表真值表有有1出出0全全0出出1ABL0010101001102、或非逻辑、或非逻辑只有输入只有输入A、B同时为同时为0时，输出时，输出L才为才为1L1AB 1国国标标ABL 1国国外外ABL*或非门或非门表示反相表示反相表示反相表示反相第55页，本讲稿共65页(1)逻辑式逻辑式:(3)逻辑符号逻辑符号(2)真值表真值表ABL0000111011103、异或逻辑、

46、异或逻辑只有两变量只有两变量参与运算参与运算国国标标ABL=1国国外外ABL异或门异或门同入出同入出0异入出异入出1*第56页，本讲稿共65页4、同或逻辑、同或逻辑(3)逻辑符号逻辑符号(2)真值表真值表同入出同入出1异入出异入出0ABL001010100111(1)逻辑式逻辑式:L=A B国国标标ABL=国国外外ABL*同或门同或门表示反相表示反相只有两变量只有两变量参与运算参与运算第57页，本讲稿共65页1.6逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法逻辑函数逻辑函数:表示条件与结果之间因果关系的函数。表示条件与结果之间因果关系的函数。1、布尔代数法（逻辑表达式法）布尔代数法（逻辑表达式法）

47、逻辑代数（布尔代数）：逻辑代数（布尔代数）：按一定逻辑规律进行运算的按一定逻辑规律进行运算的代数。代数。与普通代数不同点：与普通代数不同点：变量和函数均为二元值的逻辑量，变量和函数均为二元值的逻辑量，即只有即只有0、1两种取值。两种取值。一、逻辑函数的几种表示方法一、逻辑函数的几种表示方法用有限个与、或、非逻辑运算符，按某种逻辑关系将逻辑用有限个与、或、非逻辑运算符，按某种逻辑关系将逻辑变量变量A、B、C连接起来，连接起来，所得的表达式所得的表达式F=f(A、B、C)。逻辑表达式逻辑表达式*第58页，本讲稿共65页2、真值表法真值表法采用表格来表示逻辑函数的运算关系，左边列出输入逻辑采用表格来

48、表示逻辑函数的运算关系，左边列出输入逻辑变量的所有取值组合，右边给出相应的逻辑函数值。变量的所有取值组合，右边给出相应的逻辑函数值。4、卡诺图法卡诺图法卡诺图是一种几何图形，可以用来表示和化简逻辑函数表达卡诺图是一种几何图形，可以用来表示和化简逻辑函数表达式（稍后再讲）。式（稍后再讲）。5、波形图（时序图）法波形图（时序图）法一种表示输入输出变量动态变化的图形，反映了函数值随时一种表示输入输出变量动态变化的图形，反映了函数值随时间变化的规律。间变化的规律。3、逻辑图法逻辑图法采用规定的图形符号，构成的逻辑运算关系的网络图形。采用规定的图形符号，构成的逻辑运算关系的网络图形。*第59页，本讲稿共

49、65页波形图：波形图：波形图：波形图：*用输入端在不同逻辑信号作用下所对应的输出信号的用输入端在不同逻辑信号作用下所对应的输出信号的波形图，表示电路的逻辑关系。波形图，表示电路的逻辑关系。异或异或输输入入输输出出第60页，本讲稿共65页二、由工程问题建立逻辑函数的方法或步骤二、由工程问题建立逻辑函数的方法或步骤1.分析工程问题，确定变量与函数分析工程问题，确定变量与函数2.对变量、函数逻辑赋值对变量、函数逻辑赋值3.列真值表，表示变量与函数的关系列真值表，表示变量与函数的关系4.由真值表写出输出函数的逻辑表达式由真值表写出输出函数的逻辑表达式例：例：楼梯照明电路楼梯照明电路解：解：1.变量为变

50、量为A、B，函数，函数L2.设设A、B向上为向上为“1”；向下为；向下为“0”L灯亮为灯亮为“1”；灯灭为；灯灭为“0”A、B单刀双掷开关单刀双掷开关*AB-+L第61页，本讲稿共65页3.列真值表列真值表ABL0010101001114 4.写逻辑式写逻辑式)取值为取值为1用原变量表示，取值为用原变量表示，取值为0用反变量表示；用反变量表示；)取值组合中，各变量之间为相与关系取值组合中，各变量之间为相与关系；）各取值组合之间为相或关系，则：各取值组合之间为相或关系，则：L L=A B同或关系！同或关系！AB-+L*与或式与或式第62页，本讲稿共65页5.根据逻辑表达式，画逻辑图根据逻辑表达式