电子技术基础与技能(通信类)第6单元--数字电路基础课件.ppt

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1、中等职业教育课程改革国家规划新教材PPT电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能电子技术基础与技能（通信类）（通信类）（通信类）（通信类）人民邮电出版社人民邮电出版社第第6 6单元单元 数字电路基础数字电路基础知识目标：知识目标：v理解模拟信号与数字信号的区别。v了解数字电路特点、应用、脉冲波形及5 个主要参数的含义。v掌握二进制、十进制表示方法，会进行数制间的转换，熟知8421 码的表示形式。v熟知3 种基本逻辑门及常用复合逻辑门的符号、逻辑功能。v熟知逻辑函数的表示方法。v了解逻辑代数的基本公式、基本定律。v会用公式法对逻辑函数进行化简。技能目标：技能目标：v初步具有使用示波

2、器观察脉冲波形并读出主要参数的能力。v能够熟练使用真值表。数字电路概述数字电路概述1基本逻辑运算基本逻辑运算2逻辑代数及逻辑函数化简逻辑代数及逻辑函数化简3第1节 数字电路概述一、数字电路二、数制三、编码2数字电路的特点数字电路的特点（1）数字信号简单，只有0 和1 两个基本数字，反映在电路中就是高电平与低电平两种状态，电路结构简单，对元器件的精度要求不高，便于集成和制造，价格便宜。（2）数字电路中，半导体管均处于开关状态，并利用半导体管的饱和与截止来表示数字信号的高、低电平。因此数字系统具有工作可靠性高、抗干扰能力强等优点。（3）数字电路中侧重研究输入、输出的0 和1 序列间的逻辑关系及其所

3、反映的逻辑功能。（4）数字电路分析所使用的数学工具主要是逻辑代数。（5）数字电路具有算术运算和逻辑运算能力，可用在工业中进行各种智能化控制，减轻劳动强度，提高产品质量。3矩形脉冲信号的参数矩形脉冲信号的参数（1）脉冲幅度Um：脉冲信号变化的最大值，单位为伏（V）。（2）脉冲前沿tr：从脉冲幅度的10%上升到90%所需的时间。单位为秒（s）。（3）脉冲后沿tf：从脉冲幅度的90%下降到10%所需的时间。单位为秒（s）。（4）脉冲宽度tW：从脉冲前沿幅度的50%到后沿50%所需的时间。单位为秒（s）。（5）脉冲周期T：在周期性脉冲中，相邻两个脉冲波形重复出现所需要的时间。单位为秒（s）。（6）脉冲

4、频率f：单位时间的脉冲数，f=1/T。单位为赫兹（Hz）。矩形脉冲有正脉冲和负脉冲之分，如图6.5 所示。如果脉冲跃变后的值比初始值高，则为正脉冲，如图6.5（a）所示；反之，则为负脉冲，如图6.5（b）所示。2二进制数二进制数 二进制的数码只有两个：0 和1。因此其基数为2，每个数位的位权值是2 的幂。计数方式遵循“逢二进一”和“借一当二”的规则。按照十进制数的一般表示法，把10 改为2 就可得到二进制数的一般表达式。例如n 位整数、m 位小数的二进制数及其相应的十进制数值可写成3数制转换数制转换（1）二进制数转换成十进制数。）二进制数转换成十进制数。由二进制数转换成十进制数的方法是，二进制

5、数首先写成加权系数展开式，然后按十进制加法规则求和。【例6.3】将二进制数(1010)2 转换成十进制数。解：(1010)2=123+022+121+020=(10)10（2）十进制数转换为二进制数。）十进制数转换为二进制数。十进制整数转换为二进制整数采用“除2 取余，逆序排列”法。【例6.4】将(11)10 转换成二进制数。解：所以(11)10=(1011)2。18421 BCD 码（有权码）码（有权码）8421 BCD 码是有权码。所谓有权码，是指编码中每位代码都有确定的位权值，因此能按位权展开式来求它所代表的十进制数。从表6.2 第二列中可看出8421 BCD 码是用4 位二进制数来表示

6、一个等值的十进制数，其位权从高位到低位分别为8、4、2、1。但二进制码1010 1111 没有用，也没有意义。第2节 基本逻辑运算一、逻辑函数二、3 种基本逻辑关系三、常用的复合逻辑关系*四、逻辑函数的表示法一、逻辑函数一、逻辑函数1逻辑变量逻辑变量 如果把反映“条件”和“结果”之间的关系称为逻辑关系，以电路的输入信号反映“条件”，以输出信号反映“结果”，此时电路输入、输出之间也就存在确定的逻辑关系。通常把电路的输入信号“条件”称为逻辑变量，而把输出信号“结果”称为由逻辑变量表示的逻辑函数。数字电路就是实现特定逻辑关系的电路，因此，又称为逻辑电路。逻辑电路的基本单元是逻辑门，它们反映了基本的逻

7、辑关系。2逻辑状态表示方法逻辑状态表示方法 按双值逻辑规定，“条件”和“结果”只有两种对立状态，如电位的高、低，灯泡的亮、灭等。若一种状态用1 表示，与之对应的状态就用0 表示。这里的1 和0 并不表示数量大小，为了与数制中的1 和0 相区别，一般称它们为逻辑1 和逻辑0。3正逻辑和负逻辑正逻辑和负逻辑 根据1、0 代表逻辑状态的含义不同，有正、负逻辑之分。比如，认定1 表示事件发生，0 表示事件不发生，则形成正逻辑系统；反之则形成负逻辑系统。（2）真值表。）真值表。（3）与逻辑表达式。）与逻辑表达式。Y=A B=AB（4）与逻辑符号）与逻辑符号2或逻辑及或门或逻辑及或门（1）或逻辑。）或逻辑

8、。多个条件中，只要有一个或一个以上的条件备，该事件就会发生；当所有条件都不具备时，该事件才不发生。这种因果关系称为或逻辑。（2）或逻辑真值表。）或逻辑真值表。（3）或逻辑表达式。）或逻辑表达式。（4）或逻辑符号）或逻辑符号Y=A+B3非逻辑及非门非逻辑及非门（1）非逻辑。非逻辑。决定某事件的唯一条件不满足时，该事件就发生；而条件满足时，该事件反而不发生，这种因果关系称为非逻辑。（2）非逻辑真值表。）非逻辑真值表。（3）非逻辑表达式。）非逻辑表达式。（4）非门逻辑符号。）非门逻辑符号。2或非逻辑或非逻辑如图6.16 所示为或非门的逻辑结构及图形符号，表6.10 为或非逻辑真值表。或非门的逻辑表达

9、式为3与或非逻辑与或非逻辑 如图6.18 所示为与或非门的逻辑结构及逻辑符号，表6.11 所示是其逻辑真值表。与或非门逻辑表达式为5同或逻辑同或逻辑如图6.22 所示为同或门的逻辑符号，表6.13 所示是其逻辑真值表。同或门的逻辑表达式为*四、逻辑函数的表示法1逻辑函数逻辑函数 从上面讲过的各种逻辑关系中可以看到，若输入逻辑变量A、B、C取值确定后，输出逻辑变量Y 的值也随之确定，则称Y 是A、B、C的逻辑函数，记作Y=F（A，B，C）由于变量的取值只有0 和1 两种状态，因此讨论的都是二值逻辑函数。2逻辑函数的表示方法逻辑函数的表示方法（1）逻辑表达式。）逻辑表达式。输出与输入之间的逻辑关系

10、写成与、或、非3 种运算组合起来的表达式，称为逻辑函数表达式。（2）真值表。）真值表。将输入逻辑变量的各种取值所对应的输出值找出来，列成表格，称为真值表，且真值表具有唯一性。（3）逻辑图。）逻辑图。将逻辑函数中各变量之间的与、或、非等逻辑关系用图形符号表示出来，就可以画出表示函数关系的逻辑图。（4）波形图。）波形图。把一个逻辑电路输入变量的波形和输出变量的波形，依时间顺序画出来的图称为波形图。*第3节 逻辑代数及逻辑函数化简一、逻辑代数的基本公式二、逻辑函数的化简一、逻辑代数的基本公式二、逻辑函数的化简1化简的意义及最简的概念化简的意义及最简的概念一个逻辑函数可用多种不同的表达式表示，大致可分为：（1）“与或”表达式。如Y=AB+AC（2）“或与”表达式。如Y=(A+B)(A+C)（3）“与非与非”表达式。如（4）“或非或非”表达式。如（5）“与或非”表达式。如2一般逻辑函数的化简法一般逻辑函数的化简法逻辑函数的化简通常有两种方法：公式化简法和卡诺图化简法。（1）并项法）并项法 利用表6.17 中公式 将两项合并为一项，合并后消去一个变量。（2）吸收法）吸收法利用表6.17 中公式A+AB=A 消去多余乘积项。（3）消元法）消元法利用表6.17 中公式 消去多余因子 。（4）配项法）配项法 利用表6.16 中公式 配项，并将一项拆成两项，再与其他项合并化简。