數(shù)字電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)課程課件

1、 n課程的地位、任務(wù)課程的地位、任務(wù)n課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容n課程特點(diǎn)課程特點(diǎn)n教材及參考書教材及參考書n教學(xué)安排教學(xué)安排 一一C語言程序語言程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)二二電路分析電路分析控制工程數(shù)學(xué)控制工程數(shù)學(xué)基礎(chǔ)基礎(chǔ)三三模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)四四計(jì)算機(jī)軟計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)件基礎(chǔ)電機(jī)與拖動(dòng)電機(jī)與拖動(dòng)自動(dòng)控制原理自動(dòng)控制原理五五微機(jī)原理微機(jī)原理與接口技與接口技術(shù)術(shù)電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)現(xiàn)代控制理論現(xiàn)代控制理論六六自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真仿真計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)過程控制過程控制檢測技術(shù)與儀表檢測技術(shù)與儀表慣性技術(shù)慣性技術(shù)七七運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)的智能基于網(wǎng)絡(luò)的

2、智能控制控制計(jì)算機(jī)基計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)模塊礎(chǔ)模塊電工電子模塊電工電子模塊電力電子模塊電力電子模塊控制理論模塊控制理論模塊控制系統(tǒng)模塊控制系統(tǒng)模塊檢測技術(shù)與信息檢測技術(shù)與信息處理模塊處理模塊學(xué)學(xué)期期專業(yè)知識教學(xué)模塊專業(yè)知識教學(xué)模塊 4 通過對常用電子器件、數(shù)字電路的通過對常用電子器件、數(shù)字電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法的學(xué)習(xí)，使我們獲分析方法和設(shè)計(jì)方法的學(xué)習(xí)，使我們獲得數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)方面的基本理論、得數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)方面的基本理論、基本知識，為深入學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)及基本知識，為深入學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)及其在專業(yè)中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。其在專業(yè)中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。 學(xué)習(xí)各種常用數(shù)字電路的分學(xué)習(xí)各種常用數(shù)字電路的分析方法與

3、設(shè)計(jì)方法。數(shù)字電路涵析方法與設(shè)計(jì)方法。數(shù)字電路涵蓋組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、蓋組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、脈沖產(chǎn)生與整形電路、存儲器與脈沖產(chǎn)生與整形電路、存儲器與可編程邏輯器件、可編程邏輯器件、A/D、D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換電路等功能電路。換電路等功能電路。 7n數(shù)字邏輯和數(shù)字電路數(shù)字邏輯和數(shù)字電路n工程性工程性 在掌握常用典型數(shù)字功能電路應(yīng)用的基礎(chǔ)上，在掌握常用典型數(shù)字功能電路應(yīng)用的基礎(chǔ)上，從從ICIC廠家提供的器件數(shù)據(jù)手冊中獲取關(guān)于如何廠家提供的器件數(shù)據(jù)手冊中獲取關(guān)于如何使用該器件的信息，使用該器件或多個(gè)器件完使用該器件的信息，使用該器件或多個(gè)器件完成一定規(guī)模功能部件，乃至一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)。成一定規(guī)模

4、功能部件，乃至一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)中，既要考慮技術(shù)問題又要考慮經(jīng)濟(jì)問設(shè)計(jì)中，既要考慮技術(shù)問題又要考慮經(jīng)濟(jì)問題，還要考慮可靠性問題等。設(shè)計(jì)的基本原則題，還要考慮可靠性問題等。設(shè)計(jì)的基本原則是在功能要求滿足的前提下，用盡可能少的器是在功能要求滿足的前提下，用盡可能少的器件設(shè)計(jì)出盡可能簡單的電子電路。件設(shè)計(jì)出盡可能簡單的電子電路。n近似性近似性 8n教材：教材： 數(shù)字邏輯與數(shù)字電路數(shù)字邏輯與數(shù)字電路高晶敏、柴海莉、張金龍高晶敏、柴海莉、張金龍，科，科學(xué)出版社學(xué)出版社（第一版）（第一版）n主要參考書：主要參考書：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)閻石主編，高等教育出版社閻石主編，高等教育出版社 （第五版

5、）（第五版）電子技術(shù)基礎(chǔ)電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第四版）數(shù)字部分（第四版）康華光主編，高康華光主編，高等教育出版社等教育出版社 9 n學(xué)時(shí)：學(xué)時(shí)： 講課講課48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)。學(xué)時(shí)。n作業(yè)和答疑：作業(yè)和答疑： 每周三上交作業(yè)，每周三上交作業(yè)，1-13周周五周周五15：3017：00（實(shí)驗(yàn)樓（實(shí)驗(yàn)樓1005室）室）n網(wǎng)絡(luò)資源：網(wǎng)絡(luò)資源： http:/ee-(教學(xué)課件、習(xí)題教學(xué)課件、習(xí)題庫、常用器件數(shù)據(jù)手冊庫、常用器件數(shù)據(jù)手冊)n考核方式：考核方式： 期中考試（第期中考試（第9周左右）；周左右）； 總評成績中平時(shí)成績總評成績中平時(shí)成績（含平時(shí)作業(yè)、上課、期中考試、實(shí)驗(yàn)）占（含平時(shí)作業(yè)、

6、上課、期中考試、實(shí)驗(yàn)）占30%，期末成績占期末成績占70%。10n數(shù)字信號與數(shù)字電路數(shù)字信號與數(shù)字電路n數(shù)制和碼制數(shù)制和碼制n邏輯代數(shù)基礎(chǔ)邏輯代數(shù)基礎(chǔ)n邏輯函數(shù)及其表示方法邏輯函數(shù)及其表示方法n邏輯函數(shù)的化簡邏輯函數(shù)的化簡 u模擬信號波形t 其數(shù)值的變化在時(shí)間上是不連續(xù)的；在每個(gè)離散時(shí)刻，對其數(shù)值的變化在時(shí)間上是不連續(xù)的；在每個(gè)離散時(shí)刻，對應(yīng)的數(shù)值也是離散的，是最小量的整數(shù)倍。應(yīng)的數(shù)值也是離散的，是最小量的整數(shù)倍。 時(shí)間上離散：時(shí)間上離散： 只在某些時(shí)刻有定義。只在某些時(shí)刻有定義。數(shù)值上離散：數(shù)值上離散： 是最小單位量的整數(shù)倍；是最小單位量的整數(shù)倍； 變量只能是有限集合的一個(gè)值；變量只能是有限

7、集合的一個(gè)值； 常用常用0、1二元數(shù)值表示。二元數(shù)值表示。例如：開關(guān)位置，計(jì)算機(jī)電路中例如：開關(guān)位置，計(jì)算機(jī)電路中 的多數(shù)信號。的多數(shù)信號。ut 工作信號是二進(jìn)制的數(shù)字信號，在時(shí)間上和數(shù)值上是離工作信號是二進(jìn)制的數(shù)字信號，在時(shí)間上和數(shù)值上是離散的（不連續(xù)），反映在電路上就是低電平和高電平兩種散的（不連續(xù)），反映在電路上就是低電平和高電平兩種狀態(tài)（即狀態(tài)（即0和和1兩個(gè)邏輯值），占用資源少。兩個(gè)邏輯值），占用資源少。 對組成數(shù)字電路的元器件的精度要求不高，只要在工作對組成數(shù)字電路的元器件的精度要求不高，只要在工作時(shí)能夠可靠地區(qū)分時(shí)能夠可靠地區(qū)分0和和1兩種狀態(tài)即可，抗干擾能力強(qiáng)。兩種狀態(tài)即可，抗

8、干擾能力強(qiáng)。 結(jié)構(gòu)簡單、容易制造，便于集成及系列化生產(chǎn)可以抽象結(jié)構(gòu)簡單、容易制造，便于集成及系列化生產(chǎn)可以抽象到系統(tǒng)級、寄存器級、門級、物理級。到系統(tǒng)級、寄存器級、門級、物理級。 數(shù)字電路在日常生活、自動(dòng)控制、測量數(shù)字電路在日常生活、自動(dòng)控制、測量儀器、通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。儀器、通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 進(jìn)位制進(jìn)位制：表示數(shù)時(shí)，多位數(shù)碼每一位的構(gòu)成以及從低位：表示數(shù)時(shí)，多位數(shù)碼每一位的構(gòu)成以及從低位到高位的進(jìn)位規(guī)則稱為進(jìn)位制。到高位的進(jìn)位規(guī)則稱為進(jìn)位制?；鶖?shù)基數(shù)：進(jìn)位制的基數(shù)，就是在該進(jìn)位制中可能用到的數(shù)：進(jìn)位制的基數(shù)，就是在該進(jìn)位制中可能用到的數(shù)碼個(gè)數(shù)。碼個(gè)數(shù)。位權(quán)位權(quán)（位的權(quán)數(shù)）：在某

9、一進(jìn)位制的數(shù)中，每一位的大（位的權(quán)數(shù)）：在某一進(jìn)位制的數(shù)中，每一位的大小都對應(yīng)著該位上的數(shù)碼乘上一個(gè)固定的數(shù)，這個(gè)固定小都對應(yīng)著該位上的數(shù)碼乘上一個(gè)固定的數(shù)，這個(gè)固定的數(shù)就是這一位的權(quán)數(shù)。權(quán)數(shù)是一個(gè)冪。的數(shù)就是這一位的權(quán)數(shù)。權(quán)數(shù)是一個(gè)冪。 數(shù)碼為：數(shù)碼為：09；基數(shù)是；基數(shù)是10。運(yùn)算規(guī)律：逢十進(jìn)一，即：運(yùn)算規(guī)律：逢十進(jìn)一，即：9110。十進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：十進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：103、102、101、100稱為十進(jìn)制的權(quán)。稱為十進(jìn)制的權(quán)。各數(shù)位的權(quán)是各數(shù)位的權(quán)是10的冪。的冪。任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)都任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)都可以表示為各個(gè)數(shù)位可以表示為各個(gè)數(shù)位上的數(shù)碼與其對應(yīng)的上的數(shù)碼與其對應(yīng)的權(quán)的乘積之

10、和，稱權(quán)權(quán)的乘積之和，稱權(quán)展開式。展開式。即：(5555)105103 510251015100又如：(209.04)10 2102 0101910001014 102 數(shù)碼為：數(shù)碼為：0、1；基數(shù)是；基數(shù)是2。運(yùn)算規(guī)律：逢二進(jìn)一，即：運(yùn)算規(guī)律：逢二進(jìn)一，即：1110。二進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：二進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：如：如：(101.01)2 122 0211200211 22 (5.25)10加法規(guī)則：加法規(guī)則：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10乘法規(guī)則：乘法規(guī)則：0 0=0，0 1=0 ，1 0=0，1 1=1運(yùn)算規(guī)則各數(shù)位的權(quán)是的冪 數(shù)碼為：數(shù)碼為：07；基數(shù)是；基數(shù)是8。運(yùn)算規(guī)律

11、：逢八進(jìn)一，即：運(yùn)算規(guī)律：逢八進(jìn)一，即：7110。八進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：八進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：如：如：(207.04)8 282 0817800814 82 (135.0625)10各數(shù)位的權(quán)是8的冪 數(shù)碼為：數(shù)碼為：09、AF；基數(shù)是；基數(shù)是16。運(yùn)算規(guī)律：逢十六進(jìn)一，即：運(yùn)算規(guī)律：逢十六進(jìn)一，即：F110。十六進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：十六進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：如：如：(D8.A)16 13161 816010 161(216.625)10各數(shù)位的權(quán)是16的冪 幾幾種種進(jìn)進(jìn)制制數(shù)數(shù)之之間間的的對對應(yīng)應(yīng)關(guān)關(guān)系系 十進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制數(shù) 八進(jìn)制數(shù) 十六進(jìn)制數(shù) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1

12、2 13 14 15 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)： 將二進(jìn)制數(shù)由小數(shù)點(diǎn)開始，整數(shù)將二進(jìn)制數(shù)由小數(shù)點(diǎn)開始，整數(shù)部分向左，小數(shù)部分向右，每部分向左，小數(shù)部分向右，每3位分成一組，不夠位分成一組，不夠3位補(bǔ)零，位補(bǔ)零，則每組二進(jìn)制數(shù)便是一位八進(jìn)制數(shù)。則每組二進(jìn)制數(shù)便是一位八進(jìn)制數(shù)。將

13、將N進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開，即可以轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開，即可以轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。1 1 0 1 0 1 0 . 0 10 00 (152.2)8 八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：將每位八進(jìn)制數(shù)用：將每位八進(jìn)制數(shù)用3位二進(jìn)制位二進(jìn)制數(shù)表示數(shù)表示。= 011 111 100 . 010 110(374.26)8 1 1 1 0 1 0 1 0 0 . 0 1 10 0 00 (1D4.6)16= 1010 1111 0100 . 0111 0110(AF4.76)16 二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換，按照每二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換，按照每4位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)于一位十六進(jìn)制數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換

14、。位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)于一位十六進(jìn)制數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 采用的方法采用的方法 基數(shù)連除、連乘法基數(shù)連除、連乘法操作方法操作方法：將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換。：將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 整數(shù)部分采用基數(shù)連除法，小數(shù)部整數(shù)部分采用基數(shù)連除法，小數(shù)部 分采用基數(shù)連乘法。轉(zhuǎn)換后再合并。分采用基數(shù)連乘法。轉(zhuǎn)換后再合并。 2 44 余數(shù) 低位 2 22 0=K0 2 11 0=K1 2 5 1=K2 2 2 1=K3 2 1 0=K4 0 1=K5 高位 0.375 2 整數(shù) 高位 0.750 0=K1 0.750 2 1.500 1=K2 0.500 2 1.000 1=K3 低位整數(shù)部分采用基數(shù)連

15、除法，整數(shù)部分采用基數(shù)連除法，先得到的余數(shù)為低位，后先得到的余數(shù)為低位，后得到的余數(shù)為高位。得到的余數(shù)為高位。小數(shù)部分采用基數(shù)連乘法，小數(shù)部分采用基數(shù)連乘法，先得到的整數(shù)為高位，后先得到的整數(shù)為高位，后得到的整數(shù)為低位。得到的整數(shù)為低位。所以：所以：(44.375)10(101100.011)2采用基數(shù)連除、連乘法，可將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為任意的采用基數(shù)連除、連乘法，可將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為任意的N進(jìn)制數(shù)。進(jìn)制數(shù)。 100101010100(1001)2= (00001001)原碼原碼(0101)2= (10000101)原碼原碼0 0 0 0 1 0 0 1 + 1 0 0 0 0 1 0 11 0 0

16、 0 1 1 1 0 (1001)2 (00001001)原碼原碼 (00001001)補(bǔ)碼補(bǔ)碼(0101)2 (10000101)原碼原碼 (11111011)補(bǔ)碼補(bǔ)碼0 0 0 0 1 0 0 1 + 1 1 1 1 1 0 1 11 0 0 0 0 0 1 0 08位二進(jìn)制數(shù)碼位二進(jìn)制數(shù)碼 00000100（4）的補(bǔ)碼）的補(bǔ)碼 例例1 1：用二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算求出二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算求出 1 100011010110101101031013101110010100011010231013解：解：例例2 2：用二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算求出：用二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算求出 (44.375)10(101100.011)2(

17、-44.375)10(1101100.011)原碼原碼(1010011.100)補(bǔ)碼補(bǔ)碼(10)10(0001010.000)原碼原碼(0001010.000)補(bǔ)碼補(bǔ)碼 ：用一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)來表示十進(jìn)：用一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)來表示十進(jìn)制數(shù)碼、字母、符號等信息稱為編碼。制數(shù)碼、字母、符號等信息稱為編碼。 ：用來表示十進(jìn)制數(shù)碼、字母：用來表示十進(jìn)制數(shù)碼、字母、符號等信息的一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)稱為代碼。、符號等信息的一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)稱為代碼。編寫代碼的規(guī)則稱為碼制編寫代碼的規(guī)則稱為碼制 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)碼十進(jìn)制數(shù)碼 8421BCD碼（最常用）碼（最常用）0 0000 0001 0010 00

18、11 0100 0101 0110 0111 10001 1001 （1） 8421 BCD碼碼：將：將0 9 十個(gè)數(shù)字分別用其十個(gè)數(shù)字分別用其對應(yīng)的四位二進(jìn)制數(shù)來表示，因各位的權(quán)值依次為對應(yīng)的四位二進(jìn)制數(shù)來表示，因各位的權(quán)值依次為8、4、2、1，故稱，故稱8421 BCD碼。碼。（2）2421 BCD碼碼：有權(quán)碼，其從高位到低位的權(quán)：有權(quán)碼，其從高位到低位的權(quán)分別為分別為2,4,2,1，例，例 1011代表代表5。（3）余余3碼碼：無權(quán)碼，但由于每一個(gè)余：無權(quán)碼，但由于每一個(gè)余3碼與對應(yīng)碼與對應(yīng)的的8421BCD碼之間相差碼之間相差3,故稱為余故稱為余3碼。碼。（2）5211 BCD碼碼：有

19、權(quán)碼，其從高位到低位的權(quán)：有權(quán)碼，其從高位到低位的權(quán)分別為分別為5,2,1,1，例，例 1000代表代表5。 幾種常用的幾種常用的BCD碼碼 二進(jìn)制碼，無權(quán)碼，每位代碼無固定權(quán)值，任二進(jìn)制碼，無權(quán)碼，每位代碼無固定權(quán)值，任何相鄰的兩個(gè)碼組中，僅有一位代碼不同。何相鄰的兩個(gè)碼組中，僅有一位代碼不同。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1. 1.每一位的狀態(tài)變化都按一定的順序循環(huán)。每一位的狀態(tài)變化都按一定的順序循環(huán)。 2.2.編碼順序依次變化，按表中順序變化時(shí)，相編碼順序依次變化，按表中順序變化時(shí)，相鄰代碼只有一位改變狀態(tài)。鄰代碼只有一位改變狀態(tài)。應(yīng)用：應(yīng)用：減少過渡噪聲。減少過渡噪聲。 十六進(jìn)十六進(jìn)制數(shù)制數(shù)十六進(jìn)十

20、六進(jìn)制數(shù)制數(shù) ASCII碼是美國國家信息交換標(biāo)準(zhǔn)字符碼碼是美國國家信息交換標(biāo)準(zhǔn)字符碼(American Standard Code for Information Interchange )的字頭縮寫。早期的的字頭縮寫。早期的ASCII碼采用碼采用7位二進(jìn)制代碼對字符進(jìn)行編碼。它包括位二進(jìn)制代碼對字符進(jìn)行編碼。它包括32個(gè)通用個(gè)通用控制字符，控制字符，10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字，個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字，52個(gè)英文大，小字個(gè)英文大，小字母，母，34個(gè)專用符號共個(gè)專用符號共128個(gè)。個(gè)。7位位ASCII代碼在最代碼在最高位添加一個(gè)高位添加一個(gè)“0”組成組成8位代碼，正好占一個(gè)字節(jié)，位代碼，正好占一個(gè)字節(jié)，在存儲和傳輸

21、信息中，最高位常作為奇偶校驗(yàn)位使在存儲和傳輸信息中，最高位常作為奇偶校驗(yàn)位使用。擴(kuò)展用。擴(kuò)展ASCII碼，即第八位不再視為校驗(yàn)位而是碼，即第八位不再視為校驗(yàn)位而是當(dāng)作編碼位使用。擴(kuò)展當(dāng)作編碼位使用。擴(kuò)展 ASCII碼有碼有256個(gè)。計(jì)算個(gè)。計(jì)算機(jī)和通訊領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。機(jī)和通訊領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 代碼代碼字符字符代碼代碼字符字符代碼代碼字符字符32空格空格649633!65A97a3466B98b35#67C99c36$68D100d37%69E101e38&70F102f40(72H104h41)73I105i42*74J106j53585U117u54686V118v55787W119w5

22、6888X120 x57989Y121y6092124| 邏輯邏輯： 事物的因果關(guān)系事物的因果關(guān)系邏輯運(yùn)算的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)邏輯運(yùn)算的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)： 邏輯代數(shù)邏輯代數(shù)(布爾代數(shù)布爾代數(shù))在二值邏輯中的變量取值在二值邏輯中的變量取值： 0/10/1 與與（AND） 或或（OR） 非非（NOT）以以A=1表示開關(guān)表示開關(guān)A合上，合上，A=0 0表示開關(guān)表示開關(guān)A斷開；斷開；以以Y=1 1表示燈亮，表示燈亮，Y=0 0表示燈不亮；表示燈不亮；三種電路的因果關(guān)系不同。三種電路的因果關(guān)系不同。 n條件同時(shí)具備，結(jié)果發(fā)生條件同時(shí)具備，結(jié)果發(fā)生nY=A AND B = AB=AB n條件之一具備，結(jié)果發(fā)生條件之一具備，

23、結(jié)果發(fā)生nY= A OR B = A+B n條件不具備，結(jié)果發(fā)生條件不具備，結(jié)果發(fā)生n ANOTY A 與非與非 或非或非 與或非與或非 n異或異或nY= A B n同或同或nY= A B 基本公式基本公式 常用公式常用公式 基本公式基本公式n根據(jù)與、或、非的定義，得下表的布爾恒等式根據(jù)與、或、非的定義，得下表的布爾恒等式序號序號公公 式式公公 式式1 1 A = A證明方法：推演證明方法：推演 真值表真值表 左右BCABCCBABCACABACABA)()(1 若干常用公式若干常用公式序序 號號公公 式式21A + A B = A22A +A B = A + B23A B + A B = A

24、24A ( A + B) = A25A B + A C + B C = A B + A CA B A C + B CD = A B + A C26A (AB) = A B ; A (AB) = A 代入定理代入定理 -在任何一個(gè)包含在任何一個(gè)包含A的邏輯等式中，若以另外的邏輯等式中，若以另外一個(gè)邏輯式代入式中一個(gè)邏輯式代入式中A的位置，則等式依然成立的位置，則等式依然成立。n應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例1： 式（式（17） A+BC = (A+B)(A+C) A+B(CD) = (A+B)(A+CD)= (A+B)(A+C)(A+D) 代入定理代入定理n應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例2： 式式 （8）：）：CBABCA

25、CBABCBBABA)()()(代入以 反演定理反演定理 -對任一邏輯式，若對任一邏輯式，若 ，則：，則： 原變量反變量反變量原變量，0110YY變換順序變換順序： 先括號，先括號，然后乘，最后加。然后乘，最后加。DCBDACBCADCCBAYCDCBAY)()(n應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例：不屬于單個(gè)變量的不屬于單個(gè)變量的上的反號保留不變。上的反號保留不變。 n1 邏輯函數(shù)邏輯函數(shù)nY=F(A,B,C,) -若以邏輯變量為輸入，運(yùn)算結(jié)果為輸出，則若以邏輯變量為輸入，運(yùn)算結(jié)果為輸出，則輸入變量值確定以后，輸出的取值也隨之而定。輸入變量值確定以后，輸出的取值也隨之而定。輸入輸入/輸出之間是一種函數(shù)關(guān)系。輸

26、出之間是一種函數(shù)關(guān)系。 注：在二值邏輯中，注：在二值邏輯中，輸入輸入/輸出都只有兩種取值輸出都只有兩種取值0/1。 2 邏輯函數(shù)的表示方法邏輯函數(shù)的表示方法n真值表真值表n邏輯函數(shù)式邏輯函數(shù)式n邏輯圖邏輯圖n波形圖波形圖n卡諾圖卡諾圖nEDA軟件中的硬件描述語言方式軟件中的硬件描述語言方式各種表示方法之間可以相互轉(zhuǎn)換各種表示方法之間可以相互轉(zhuǎn)換 邏輯函數(shù)式邏輯函數(shù)式 將輸入將輸入/輸出之間的邏輯關(guān)系用輸出之間的邏輯關(guān)系用與與/ /或或/ /非非的運(yùn)的運(yùn)算式來表示就得到邏輯函數(shù)式。算式來表示就得到邏輯函數(shù)式。 邏輯圖邏輯圖 用邏輯圖形符號表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，與邏輯用邏輯圖形符號表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，與

27、邏輯電路的實(shí)現(xiàn)相對應(yīng)。電路的實(shí)現(xiàn)相對應(yīng)。 波形圖波形圖 將輸入變量所有取值可能與對應(yīng)輸出按時(shí)間順將輸入變量所有取值可能與對應(yīng)輸出按時(shí)間順序排列起來畫成時(shí)間波形。序排列起來畫成時(shí)間波形。 HDL (Hardware Description Language) VHDL (Very High Speed Integrated Circuit )Verilog HDL )(CBAY B A C Y010011111110000001110001波形圖波形圖 Y ABC+ABC+ ABC例：例：舉重裁判電路的真值表舉重裁判電路的真值表:真值表分析真值表分析:A=1,B=0,C=1使使 ABC=1A=1

28、,B=1,C=0使使 ABC=1A=1,B=1,C=1使使 ABC =1這三種取值的任何一種都使這三種取值的任何一種都使Y=1,所以所以 Y= ? 找出真值表中使找出真值表中使 Y=1 的輸入變量取值組合。的輸入變量取值組合。每組輸入變量取值組合對應(yīng)一個(gè)乘積項(xiàng)，每組輸入變量取值組合對應(yīng)一個(gè)乘積項(xiàng)，按照取值組合中輸入變量取值為按照取值組合中輸入變量取值為1的寫原變的寫原變量，取值為量，取值為0的寫反變量的寫反變量,來寫乘積項(xiàng)。來寫乘積項(xiàng)。將這些乘積項(xiàng)相加即得將這些乘積項(xiàng)相加即得 Y。 把輸入變量取值的所有組合逐個(gè)代入邏把輸入變量取值的所有組合逐個(gè)代入邏輯式中求出輯式中求出Y，列表。，列表。 n

29、)(CBAY 按照運(yùn)算的先后順序，用圖形符號代替按照運(yùn)算的先后順序，用圖形符號代替邏輯式中的邏輯運(yùn)算符，左起輸入信號，最邏輯式中的邏輯運(yùn)算符，左起輸入信號，最后，在最右邊得到輸出信號。后，在最右邊得到輸出信號。 )( BAB)(BAA) )()(BABAABABBABABABABA)()() )()(方法：方法： 將前級運(yùn)算的輸出作為后級運(yùn)算的輸入，將前級運(yùn)算的輸出作為后級運(yùn)算的輸入，從輸入端開始逐級寫出每個(gè)圖形符號對應(yīng)的從輸入端開始逐級寫出每個(gè)圖形符號對應(yīng)的邏輯運(yùn)算式，直至寫出輸出邏輯式。邏輯運(yùn)算式，直至寫出輸出邏輯式。 ：nm是乘積項(xiàng)是乘積項(xiàng)n包含包含n個(gè)因子個(gè)因子nn個(gè)變量均以原變量和反

30、變量的形式在個(gè)變量均以原變量和反變量的形式在m中出中出現(xiàn)一次現(xiàn)一次3 邏輯函數(shù)的兩種標(biāo)準(zhǔn)形式邏輯函數(shù)的兩種標(biāo)準(zhǔn)形式 最小項(xiàng)之和最小項(xiàng)之和 最大項(xiàng)之積最大項(xiàng)之積 ）4個(gè)（22ABBABABA,）8個(gè)（32ABCCABCBACBABCACBACBACBA, ABCCABCBACBABCACBACBACBA n在輸入變量任一取值下，有且僅有一個(gè)最小在輸入變量任一取值下，有且僅有一個(gè)最小項(xiàng)的值為項(xiàng)的值為1。n全體最小項(xiàng)之和為全體最小項(xiàng)之和為1 。n任何兩個(gè)最小項(xiàng)之積為任何兩個(gè)最小項(xiàng)之積為0 。n兩個(gè)兩個(gè)的最小項(xiàng)之和可以的最小項(xiàng)之和可以，消去一對，消去一對因子，只留下公共因子。因子，只留下公共因子。 -

31、：僅一個(gè)變量不同的最小項(xiàng)：僅一個(gè)變量不同的最小項(xiàng) 如如 BACCBABCACBABCACBA)(與 邏輯函數(shù)最小項(xiàng)之和的形式：邏輯函數(shù)最小項(xiàng)之和的形式：n例例1：),()(),(763mBCAABCCABAABCCABBCCABCBAY利用公式利用公式可將任何一個(gè)函數(shù)化為可將任何一個(gè)函數(shù)化為1AA im n例例2：CBDBCDCBADCBAY),()()(DDCBDBCAADCBADCBCDB.DCBAACDBAA)()(.DCBACDBACDBADBCADABCDCBA nM是相加項(xiàng)；是相加項(xiàng)；n包含包含n個(gè)因子。個(gè)因子。nn個(gè)變量均以原變量和反變量的形式在個(gè)變量均以原變量和反變量的形式在M

32、中中出現(xiàn)一次。出現(xiàn)一次。n如：兩變量如：兩變量A, B的最大項(xiàng)的最大項(xiàng)）4個(gè)（22BABABABA, n在輸入變量任一取值下，有且僅有一個(gè)最大項(xiàng)在輸入變量任一取值下，有且僅有一個(gè)最大項(xiàng)的值為的值為0 0；n全體最大項(xiàng)之積為全體最大項(xiàng)之積為0 0；n任何兩個(gè)最大項(xiàng)之和為任何兩個(gè)最大項(xiàng)之和為1 1；n只有一個(gè)變量不同的最大項(xiàng)的乘積等于各相同只有一個(gè)變量不同的最大項(xiàng)的乘積等于各相同變量之和。例：變量之和。例：?BACBACBA CBACBACBACBACBACBACBACBA imYikkmYikkmY)(kikkikMmY 1 邏輯函數(shù)的最簡形式邏輯函數(shù)的最簡形式 -包含的乘積項(xiàng)已經(jīng)最少，每個(gè)乘積

33、項(xiàng)的因包含的乘積項(xiàng)已經(jīng)最少，每個(gè)乘積項(xiàng)的因子也最少，稱為最簡的子也最少，稱為最簡的與與- -或或邏輯式。邏輯式。CBACYACCBABCY21 2 公式化簡法公式化簡法 反復(fù)應(yīng)用基本公式和常用公式，消去多反復(fù)應(yīng)用基本公式和常用公式，消去多余的乘積項(xiàng)和多余的因子。余的乘積項(xiàng)和多余的因子。 例：例： )()( CBADEBADBCACBADCDBCBACYDEBACBADCDBCBAC)(DEBACAABDCDBCBACDCDBCBADBCBA 3 卡諾圖化簡法卡諾圖化簡法n實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)：將邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)之和的以圖形的方：將邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)之和的以圖形的方式表示出來式表示出來n以以2n個(gè)小方塊分別代

34、表個(gè)小方塊分別代表 n 變量的所有最小項(xiàng)變量的所有最小項(xiàng)，并將它們排列成矩陣，而且使，并將它們排列成矩陣，而且使幾何位置相鄰幾何位置相鄰的兩個(gè)最小項(xiàng)在的兩個(gè)最小項(xiàng)在邏輯上也是相鄰的邏輯上也是相鄰的（只有一個(gè)（只有一個(gè)變量不同），就得到表示變量不同），就得到表示n變量全部最小項(xiàng)的變量全部最小項(xiàng)的卡諾圖?？ㄖZ圖。 n二變量卡諾圖二變量卡諾圖 三變量的卡諾圖三變量的卡諾圖四變量的卡諾圖四變量的卡諾圖 n五變量的卡諾圖五變量的卡諾圖 n將函數(shù)表示為最小項(xiàng)之和的形式將函數(shù)表示為最小項(xiàng)之和的形式 。n在卡諾圖上與這些最小項(xiàng)對應(yīng)的位置上添入在卡諾圖上與這些最小項(xiàng)對應(yīng)的位置上添入1，其余地方添其余地方添0。 imBADBADCBADCBAY),()()(CDDCDCDCBADBACCDCBA)15,11,10, 9 , 8 , 6 , 4 , 1 (m 1111111100000000 n依據(jù)依據(jù)：具有相鄰性的最小項(xiàng)可合并，消去：具有相鄰性的最小項(xiàng)可合并，消去不同因子。不同因子。 n在卡諾圖中，最小項(xiàng)的相鄰性可以從圖形在卡諾圖中，最小項(xiàng)的相鄰性可以從圖形中直觀地反映出來。中直觀地反映出來。 兩個(gè)相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去一對因兩個(gè)相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去一對因