数字电子技术课件ppt

数字电子技术所用教材：数字电子技术基础（第五版），阎石主编参考教材：数字电子技术基础（第四版），阎石主编电子技术基础（数字部分）（第四版），康光华主编上课教师：张迎春所在教研室：信控学院电子信息工程教研室教研室地点：机电楼B308联系电话：[phone]电子信箱：[e-mail]第一章数制和码制本章基本要求：1、掌握数字电路的特点；2、掌握数字量和模拟量的区别；3、掌握几种常用的数制（二进制、八进制、十进制、及十六进制）及数制之间的转换；3、掌握原码、补码及反码的概念；5、掌握几种常见的码制。一、数字电路特点工作信号：离散信号。表示为二进制的数字信号；元器件的工作状态：二极管：导通或截止；三极管：饱和或截止；场效应管：可变电阻区或夹断区。代数基础：逻辑代数（布尔代数）；数制：二进制：0，1但0或1不是具体的数值，而是表示一定范围，或表示两种不同的状态。例如：用1表示高电平，用0表示低电平。•研究的主要问题：逻辑问题，即研究输出与输入之间的因果关系，即逻辑关系。1.1概述数字量：在时间上和数值上都离散的物理量。模拟量：在时间上和数值上都连续的物理量。数字信号：用于表示数字量的信号。模拟信号：用于表示模拟量的信号。数字电路：工作在数字信号下的电子电路。模拟电路：工作在模拟信号下的电子电路。二、数字量和模拟量1.2几种常用的数制数制：①每一位的构成②从低位向高位的进位规则常用的进制：十进制，二进制，八进制，十六进制各种进制进位规则逢二进一逢八进一逢十进一逢十六进一四种数制对应表DBOHDBOH00000000110101113B10000111120110014C20001022130110115D30001133140111016E40010044150111117F5001015516100002010600110661710001211170011177181001022128010001081910011231390100111920101002414100101012A211010125151.3不同数制之间的转换(自学掌握，考试内容)二－十进制转换：将二进制数按权展开后，按十进制数相加。十－二进制转换：整数部分，用2除十进制数，余数是二进制数的第0位K0，然后依次用2除所得的商，余数依次是第1位K1、第2位K2、……；小数部分，乘以2，取整数，依次为K-1、K-2、……3210-1-221011.01101101222222（27.125）10=（？）2（11011.001）2二－十六进制：(F)H(1111)B即十六进制的一位对应二进制的四位。(10011100101101001000)B=从末位开始四位一组(10011100101101001000)B()H84BC9=(9CB48)H十六－二进制原理同样。小数部分，从高位开始四位一组十六－十进制：将十六进制数按权展开后，按十进制数相加。25127.16216B1612.1B10-10116十－十六进制：与十－二进制原理类似；也可以先将十进制数先转换为二进制数，然后在转换为十六进制数。1B.225127.1610二－八进制：(7)8(111)B即八进制的一位对应二进制的三位。(011110.010111)2=从末位开始三位一组(011110.010111)2(726.3八－二进制原理同样。)8从高位开始三位一组1.4二进制运算1.4.1二进制算术运算的特点算术运算：1、和十进制算数运算的规则相同2、逢二进一特点：加、减、乘、除全部可以用移位和相加这两种操作实现。简化了电路结构。所以数字电路中普遍采用二进制算数运算1.4.2反码、补码和补码运算1、二进制数的正、负号的表示方法最高位为符号位（0为正，1为负）如+89=（01011001）-89=（11011001）（原码）2、二进制数补码对于有效数字（不包括符号位）为n位的二进制数N，其补码为：（N）INV=N（当N为正数）(2n-1)-N（当N为负数）正数的补码与原码相同；负数的补码等于2n-N；符号位保持不变。结论：3、二进制数反码（N）COMP=N（当N为正数）2n-N（当N为负数）正数的反码与原码相同；负数的反码等于原码的各位取反；符号位保持不变。结论：思考：补码与反码关系？（N）COMP=（N）INV+1练习P11例1.4.14、二进制的减法运算在做减法运算时，如果两个数为原码，则首先要比较两数绝对值的大小，然后以绝对值大的作为被减数，绝对值小的作为减数，求出差值，最后再确定差的符号。（此过程较复杂）A-B=A+(B)COMP-2nA-B=A+(B)INV+1-2n思考：如何确定差的符号位？两数的减法运算可以转换为加法运算，A-B的差的值等于A+(B)INV+1，若该差的值产生进位，则差的符号为正，否则为负。结论：练习P12例1.4.21.5几种常用的编码数字系统的信息数值文字符号二进制代码编码为了表示字符为了分别表示N个字符，所需的二进制数的最小位数：Nn2最常见的编码有如下几种4位二进制编码二-十进制编码（BCD码）ASCⅡ码（自学了解）1、四位二进制编码①8421码（自然编码）：即0000～1111，在这种代码中，从左到右每一位的1的权分别为8、4、2、1，且每一位的权是固定不变的，所以它也属于恒权代码。编码规律：按排列顺序逐个加1顺序DCBA顺序DCBA01234567000000010010001101000101011001118910111213141510001001101010111100110111101111②循环码（格雷码）代码特点：逻辑相邻，即两个相临的代码之间只有一位发生变化顺序DCBA顺序DCBA01234567000000010011001001100111010101008910111213141511001101111111101010101110011000记忆特点：最低位：首末各1个0，然后2个1，2个0；次低位：首末各2个0，然后4个1，4个0，4个1；次高位：首末各4个0，中间8个1；最高位：8个0，8个1。2、BCD码：用四位二进制数中的任意十种组合来表示一位十进制数，即二－十进制代码。①8421BCD码：即0000～1001，依次表示十进制数的0～9。②余3码：将8421码的前三个和后三个代码去掉，用其余的代码0011～1100依次来表示0～9。③余3循环码：将循环码的前三个和后三个代码去掉，用其余的代码依次来表示0～9。其余BCD码见课本P13页。1、数字电路的特点；2、各种进制及进制之间的相互转换；3、原码、补码及反码的概念；4、常用码制（8421码、循环码；8421BCD码、余三码及余三循环码等；）小结:下次讲：2.1~2.4，2.5.1，2.5.2课后练习：1.1~1.15（自己通过练习掌握）1、数字电路的特点；2、各种进制及进制之间的相互转换；3、原码、补码及反码的概念；4、常用码制（8421码、循环码；8421BCD码、余三码及余三循环码等；）5、逻辑代数中的基本逻辑运算。复习2.1概述(逻辑的概念)2.2逻辑代数中的基本逻辑运算2.3逻辑代数中的公式和定理（2.3，2.4)2.5逻辑函数及其表示方法2.6逻辑函数的化简方法逻辑函数的公式法及卡诺图法化简方法2.7具有无关项的逻辑函数及其化简第二章逻辑代数基础本章重点:基本概念及逻辑函数的化简2.1概述基本概念逻辑：事物的因果关系逻辑运算的数学基础：逻辑代数在二值逻辑中的变量取值：0或12.2逻辑代数中的基本逻辑运算1、“与”逻辑一、最基本逻辑运算与逻辑：决定事件发生的各条件中，所有条件都具备，事件才会发生（成立）。规定:开关合为逻辑“1”开关断为逻辑“0”灯亮为逻辑“1”灯灭为逻辑“0”真值表真值表特点:有0则0,全1则1逻辑式：F=A•B2、“或”逻辑或逻辑：决定事件发生的各条件中，有一个或一个以上的条件具备，事件就会发生（成立）。真值表逻辑式：F=A+B真值表特点：有1则1,全0则0。3、“非”逻辑非逻辑：决定事件发生的条件只有一个，条件不具备时事件发生（成立），条件具备时事件不发生。FA逻辑式：真值表与、或、非的逻辑符号三种最基本的逻辑运算：与、或、非4、“与非”逻辑运算ZAB二、其它基本逻辑运算5、“或非”逻辑运算ZAB6、“与或非”逻辑运算YABCD7、“异或”运算ZAB8、同或运算ZAB1、数字电路的特点；2、各种进制及进制之间的相互转换；3、原码、补码及反码的概念；4、常用码制（8421码、循环码；8421BCD码、余三码及余三循环码等；）5、逻辑代数中的基本逻辑运算。小结:下次讲：2.4，2.4，2.5.1，2.5.2课后练习：1.1~1.15（自己通过练习掌握）数字电子技术所用教材：数字电子技术基础（第五版），阎石主编参考教材：数字电子技术基础（第四版），阎石主编电子技术基础（数字部分）（第四版），康光华主编上课教师：张迎春所在教研室：信控学院电子信息工程教研室教研室地点：机电楼B308联系电话：[phone]电子信箱：[e-mail]1、常量之间的运算11130003D00011111D01021012D014104D2、常量和变量之间的运算1505DAAAA006116DAA3、变量和变量之间的运算0717DAAAA互补律，变量与其反变量之间的关系一、公式2.3逻辑代数中的公式和定理（2.3，2.4)88DABBAABBA交换律()()9()()9DABCABCABCABC结合律()10()()()10DABCABACABCABAC分配律1111DAAAAAA同一律（重叠律）1212DABABABAB德•摩根定理13AA还原律14ABABA15AABA16AABAB17ABACBCABACABACBCDABAC（17推论）()18AABA14~18，吸收律19ABABABAB20ABACABAC由两乘积项组成的表达式中，如果一项含因子A，另一项含A的非，则这两项其余因子各自取反，就得到这个函数的反函数。2122AABABAABA4、关于异或运算的公式ABABABABABABABBA()()ABCABC1AA0AA0AA1AA因果互换律：,ABCACBBCA1、代入定理：二、逻辑代数的基本定理在任何一个含有变量A的逻辑等式中，若以一函数式取代该等式中所有A的位置，该等式仍然成立。2、反演定理：注意：a）运算的优先顺序。b）不是单个变量上的非号应保留不变。在一个逻辑函数式Y中,若将其中所有的“+”变成“·”，“·”变成“+”，“0”变成“1”，“1”变成“0”，原变量变成反变量，反变量变成原变量，所得函数式即为原函数式的反函数，记作：Y例:试用反演定理求的反逻辑式。解：YABCDE()YABCDE练习：P27例2.4.2，2.4.3DYABCDE对偶定理：若两个函数式相等，那么它们的对偶式也相等。3、对偶定理：YABCDE例：试求函数式的对偶式。解：例：证明：解：()()()ABCDABACAD12121212,()()()()DDDDYABCDYABACADYABCDABACADYABACADYYYY对偶式