数字电子技术基础第章数字逻辑基础.ppt
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1、数字电子技术基础-第章-数字逻辑基础2023/6/12 数字电子技术基础第章数字逻辑基础本课程主要内容 第一章数字逻辑基础 第二章逻辑门电路基础 第三章组合逻辑电路 第四章触发器 第五章时序逻辑电路 第六章脉冲波形的产生与整形 第七章半导体存储器 第八章可编程器件与VHDL语言 第九章模数与数模转换 第十章数字系统设计2023/6/12 2 数字电子技术基础第章数字逻辑基础第一章数字逻辑基础 第一节概述 第二节数制 第三节各种数制之间的转换 第四节码制 第五节逻辑问题描述 第六节逻辑代数基础 第七节逻辑函数的五种描述方法 第八节逻辑函数的化简2023/6/12 3 数字电子技术基础第章数字逻辑
2、基础作业 1-4 1-5 1-6 1-13 1-17 1-192023/6/12 4 数字电子技术基础第章数字逻辑基础第一节概述 一、模拟信号与数字信号v 模拟信号:在时间上和数值上都是连续的v 数字信号:在时间上和数值上都是离散的v 时间离散信号:在时间上离散,在数值上连续 二、数字电路v 发展迅速,应用广泛电子计算机数码相机DVD2023/6/12 5 数字电子技术基础第章数字逻辑基础 三、数字电路的分析方法:与模拟电路完全不同,所采用的分析工具是逻辑代数2023/6/12 6 数字电子技术基础第章数字逻辑基础第二节数制2023/6/12 7 数字电子技术基础第章数字逻辑基础 信息技术计算
3、机技术通信技术传感器技术计算机技术的科学计算三大应用领域信息处理过程控制2023/6/12 8 数字电子技术基础第章数字逻辑基础 计算机技术最初使用的目的纯粹是为了计算 所以我们首先研究数制 数制是计数的体制,计数的方法2023/6/12 9 数字电子技术基础第章数字逻辑基础一、十进制(一)位置计数法(二)多项式计数法数码:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 基:10 基:数码的个数计数规律:逢十进一2023/6/12 10 数字电子技术基础第章数字逻辑基础二、二进制(一)位置计数法(二)多项式计数法 数码:0、1;基:2 计数规律:逢二进一2023/6/12 11 数字电子技术基础第章数
4、字逻辑基础三、八进制(一)位置计数法(二)多项式计数法 数码:0、1、2、3、4、5、6、7 基:8 计数规律:逢八进一 2023/6/12 12 数字电子技术基础第章数字逻辑基础四、十六进制(一)位置计数法(二)多项式计数法数码:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F基:16 计数规律:逢十六进一 2023/6/12 13 数字电子技术基础第章数字逻辑基础数码 记数规律 基 位权 书写十进制09逢十进一10 10i(N)D(N)10二进制0、1逢二进一2 2i(N)B(N)2八进制07逢八进一8 8i(N)O(N)8十六进制0F逢十六进一16 16i(N)H(N)16
5、基:数码的个数自己可以构造任意进制的数制2023/6/12 14 数字电子技术基础第章数字逻辑基础五、任意N进制的一般规律2023/6/12 15 数字电子技术基础第章数字逻辑基础第三节各种数制之间的转换一、二进制-十进制例1-1 将二进制数10011.101转换成十进制数。解:将每一位二进制数乘以位权,然后相加,可得(10011.101)B124023022121120121022123(19.625)D2023/6/12 16 数字电子技术基础第章数字逻辑基础 例1-2 将(37.41)D 转化为二进制数,要求其误差不大于2-5。解:(1)整数部分:“除2取余”连续“除2取余”的过程直到商
6、为0为止2023/6/12 17 数字电子技术基础第章数字逻辑基础(2)小数部分:“乘2取整”0.412=0.82整数部分为00.822=1.64整数部分为10.642=1.28整数部分为10.282=0.56整数部分为00.562=1.12整数部分为1题目中要求其误差不大于2-5,即小数部分保留到-5位号。(37.41)D=(100101.01101)B直到小数部分为0为止2023/6/12 18 数字电子技术基础第章数字逻辑基础二、八进制-十进制例1-3 将八进制数(75.3)o转换成十进制数。解:将每一位八进制数乘以位权,然后相加,可得(75.3)o78158038-1(61.375)D
7、2023/6/12 19 数字电子技术基础第章数字逻辑基础例1-4 将(44.375)D 转化为八进制数。解:(1)整数部分:“除8取余”连续“除8取余”的过程直到商为0为止2023/6/12 20 数字电子技术基础第章数字逻辑基础(2)小数部分:“乘8取整”0.3758=3.0整数部分为3(44.375)D=(54.3)O直到小数部分为0为止2023/6/12 21 数字电子技术基础第章数字逻辑基础三、十六进制-十进制例1-5 将十六进制数(AF.1)H转换成十进制数。解:将每一位十六进制数乘以位权,然后相加,可得(AF.1)H 1016115160116-1(175.0625)D 2023
8、/6/12 22 数字电子技术基础第章数字逻辑基础例1-6 将(154.375)D 转化为十六进制数。解:(1)整数部分:“除16取余”连续“除16取余”的过程直到商为0为止2023/6/12 23 数字电子技术基础第章数字逻辑基础(2)小数部分:“乘16取整”0.37516=6.0整数部分为6(154.375)D=(9A.6)H直到小数部分为0为止2023/6/12 24 数字电子技术基础第章数字逻辑基础四、八进制-二进制二进制数和八进制数之间有很简单的对应关系,三位二进制数对应一位八进制数。对应关系如表所示。(374.26)O=(011111100.010110)B2023/6/12 25
9、 数字电子技术基础第章数字逻辑基础五、二进制-十六进制进制数和十六进制数之间有很简单的对应关系,四位二进制数对应一位十六进制数。对应关系如表所示。(AF4.76)H=(101011110100.01110110)B2023/6/12 26 数字电子技术基础第章数字逻辑基础第四节码制 计算机技术最初使用的目的纯粹是为了计算,后来ASCII码的引入使得文本成为计算机的新的处理对象数字系统中的信息:数值信息(计算)数制文字符号信息(文本)码制2023/6/12 27 数字电子技术基础第章数字逻辑基础码制:编码的方法。编码,通俗地讲:起名字v 现实生活中,汉字的组合给每人一个代号v 数字系统中,用具有
10、一定位数的二进制数码来表示文字符号信息的方法,即用一串bit给文字符号信息起名字,类似于人名,只不过在数字系统中用bit 起名字:任意,随便2023/6/12 28 数字电子技术基础第章数字逻辑基础 2n-1N 2n N表示信息的个数,用n表示二进制码的位数2023/6/12 29 数字电子技术基础第章数字逻辑基础一、BCD码2023/6/12 30 数字电子技术基础第章数字逻辑基础(258.369)D=(001001011000.001101101001)8421BCD=(010110001011.011010011100)余3码(13)D=(00010011)8421BCD=(1101)B
11、=(01000111)余3码2023/6/12 31 数字电子技术基础第章数字逻辑基础二、格雷码2023/6/12 32 数字电子技术基础第章数字逻辑基础三、ASCII码ASCII码是国际上最通用的一种字符码,用7位二进制码来表示128个十进制数、英文大小写字母、控制符、运算符以及特殊符号2023/6/12 33 数字电子技术基础第章数字逻辑基础第五节 逻辑问题的描述 一、自然界中三种基本逻辑关系:v 1、与逻辑关系:决定某一事物结果的所有条件同时具备,结果才会发生。这一因果关系称与逻辑关系v 2、或逻辑关系:决定某一事物结果的诸条件只要有一个条件具备,结果就会发生。这一因果关系称或逻辑关系v
12、 3、非逻辑关系:决定某一事物结果的某一条件具备,结果就不发生。这一因果关系称非逻辑关系2023/6/12 34 数字电子技术基础第章数字逻辑基础 二、逻辑代数的由来v 用于逻辑分析的数学工具v 在逻辑学的基础上发展的一门学科,采用一套符号来描述逻辑思维,并将复杂的逻辑问题抽象为一种简单的符号演算,摆脱了冗繁的文字描述v 一套符号 指的是用字母表示条件、结果,称做逻辑变量(自变量、因变量),其取值只有两种可能,用符号0、1表示2023/6/12 35 数字电子技术基础第章数字逻辑基础注意事项:普通代数在逻辑代数之前产生 为借用普通代数中的一些已经很熟练的运算法则,便于人门记住逻辑代数的一些运算
13、规则,我们在逻辑代数中习惯这样规定:用符号3、4等表示条件具备、不具备也未尝不可,但是用1、0与普通代数的某些运算规则相一致 条件具备用1表示、条件不具备用0表示,结果发生用1表示,结果不发生用0表示。反之也未尝不可,但是可以与普通代数的某些运算规则相一致2023/6/12 36 数字电子技术基础第章数字逻辑基础例1-7 这是一个简单的开关串联电路 当开关A和B同时闭合时,灯H亮 也可以这么看:当开关A、开关B有任一个打开时,灯H灭 灯H亮、灯H灭,我们的目的不同,一个是想让灯如何亮;另一个是想让灯如何灭2023/6/12 37 数字电子技术基础第章数字逻辑基础想让灯如何亮:当开关A和B同时闭
14、合时,灯H亮 条件一:开关A闭合还是不闭合条件二:开关B闭合还是不闭合结果:灯H亮还是不亮条件具备:开关A闭合;条件不具备:开关A不闭合条件具备:开关B闭合;条件不具备:开关B不闭合结果发生:灯H亮;条件不具备:灯H不亮2023/6/12 38 数字电子技术基础第章数字逻辑基础 我们习惯:条件具备用1表示、条件不具备用0表示运算规则与普通代数完全相同与逻辑关系与运算P=MNMN 我们这样来进行逻辑抽象:用符号M表示条件一(开关A闭合还是不闭合),用符号N 表示条件二(开关B闭合还是不闭合),用符号P表示结果(灯H亮还是不亮)。开关A闭合用符号1表示,开关A不闭合用符号0表示。开关B闭合用符号1
15、表示,开关B不闭合用符号0表示。灯H亮用符号1表示,灯H不亮用符号0表示。2023/6/12 39 数字电子技术基础第章数字逻辑基础 条件一:开关A打开还是不打开条件二:开关B打开还是不打开结果:灯H灭还是不灭条件具备:开关A打开;条件不具备:开关A不打开条件具备:开关B打开;条件不具备:开关B不打开结果发生:灯H灭;结果不发生:灯H不灭想让灯如何灭:当开关A、开关B有任一个打开时,灯H灭2023/6/12 40 数字电子技术基础第章数字逻辑基础想让灯如何灭:当开关A、开关B有任一个打开时,灯H灭 我们习惯:条件具备用1表示、条件不具备用0表示运算规则与普通代数稍有相同开关A开关B 灯H不打开
16、不打开 不灭不打开打开 灭打开不打开 灭打开打开 灭M N P00 001 110 111 1或逻辑关系或运算P=M+N 2023/6/12 41 数字电子技术基础第章数字逻辑基础例1-8或逻辑关系或运算2023/6/12 42 数字电子技术基础第章数字逻辑基础自己想?与逻辑关系 与运算2023/6/12 43 数字电子技术基础第章数字逻辑基础例1-9非运算为逻辑代数所特有约定:开关A用符号M表示,灯F用符号P表示。开关A打开用符号0表示,开关A不打开用符号1表示。灯F亮用符号1表示,灯F不亮用符号0表示。2023/6/12 44 数字电子技术基础第章数字逻辑基础三、逻辑代数中的三种基本逻辑运
17、算以及一些复合逻辑运算 三种基本逻辑运算v 与运算v 或运算v 非运算2023/6/12 45 数字电子技术基础第章数字逻辑基础复合逻辑运算与非2023/6/12 46 数字电子技术基础第章数字逻辑基础或非2023/6/12 47 数字电子技术基础第章数字逻辑基础异或相同为0,不同为1当异或门的一个输入端为0,比如B=0,输出信号L与输入信号A相等。当异或门的一个输入端为1,比如B=1,。输出信号L与输入信号A反相。2023/6/12 48 数字电子技术基础第章数字逻辑基础同或相同为1,不同为0L=AB2023/6/12 49 数字电子技术基础第章数字逻辑基础与或非2023/6/12 50 数
18、字电子技术基础第章数字逻辑基础例1-10三个人表决一件事情,结果按“少数服从多数”的原则决定,试建立该逻辑函数。解:第一步:做约定:分析文字描述,找出逻辑问题的条件和结果,条件为自变量,结果为因变量。三个人的意见为条件,约定分别用A,B,C表示,结果为能否通过,用L表示。同意用1表示,不同意用0表示;结果能通过用1表示,不通过用0表示第二步:列出真值表2023/6/12 51 数字电子技术基础第章数字逻辑基础2023/6/12 52 数字电子技术基础第章数字逻辑基础第三步:从真值表写出逻辑表达式(标准与或式)(最小项表达式)2023/6/12 53 数字电子技术基础第章数字逻辑基础第六节 逻辑
19、代数基础 一、逻辑代数的基本定律2023/6/12 54 数字电子技术基础第章数字逻辑基础A+AB=A A(A+B)=A(A+B)(A+C)=A+BC冗余定理:2023/6/12 55 数字电子技术基础第章数字逻辑基础例1-11 证明证:2023/6/12 56 数字电子技术基础第章数字逻辑基础例1-12 证明反演律(1)(2)证明:可分别列出两公式等号两边函数的真值表,由于等式两边真值表相同,则等式成立。2023/6/12 57 数字电子技术基础第章数字逻辑基础二、逻辑代数的三个基本规则(一)代入规则(二)反演规则(三)对偶规则2023/6/12 58 数字电子技术基础第章数字逻辑基础 对于
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- 数字 电子技术 基础 逻辑
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