ch1數(shù)字邏輯概論

1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論緒緒 論論數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論人類進(jìn)入到數(shù)字時(shí)代，數(shù)字技術(shù)是發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。人類進(jìn)入到數(shù)字時(shí)代，數(shù)字技術(shù)是發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。航空航天火星探測器雷達(dá)技術(shù)通信技術(shù)智能機(jī)器人智能儀器計(jì)算機(jī)技術(shù)數(shù)碼相機(jī)1.1.為什么要學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)為什么要學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論1906年：美國李年：美國李.德福雷斯特發(fā)明了真空三極管。德福雷斯特發(fā)明了真空三極管。1947年：晶體管之父威廉年：晶體管之父威廉肖

2、克利發(fā)明了肖克利發(fā)明了第一只晶體管。第一只晶體管。1958年：美國基爾比制成第一塊集成電年：美國基爾比制成第一塊集成電路，路，6個(gè)月后諾伊斯制成第一塊個(gè)月后諾伊斯制成第一塊硅集成電路。硅集成電路。2.2.數(shù)字電路的發(fā)展數(shù)字電路的發(fā)展經(jīng)歷了電子管經(jīng)歷了電子管半導(dǎo)體分立器半導(dǎo)體分立器件件集成電路的過程。集成電路的過程。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論6070代：代：IC技術(shù)迅速發(fā)展：技術(shù)迅速發(fā)展：SSI、MSI、LSI 、VLSI。10萬個(gè)晶萬個(gè)晶 體管體管/片，芯片中晶體管片，芯片中晶體管0.35um；1 9 7 1 年：美國年：美國M.E.霍夫制成第一臺

3、四位微處理器霍夫制成第一臺四位微處理器4004；1 9 7 6 年：美國年：美國S. 克雷制成第一部微型計(jì)算機(jī)克雷制成第一部微型計(jì)算機(jī)“克雷克雷-I”；80年代后：年代后：ULSI ，1 0 億個(gè)晶體管億個(gè)晶體管/片、片、ASIC 制作技術(shù)成熟；制作技術(shù)成熟；1 9 8 3 年：我國研制成功第一臺速度為年：我國研制成功第一臺速度為1億次的億次的“銀河銀河”巨型計(jì)算巨型計(jì)算機(jī)機(jī);90年代后：年代后：ASIC、可編程邏輯器件（、可編程邏輯器件（PLD）現(xiàn)場可編程門陣列）現(xiàn)場可編程門陣列;目目 前：芯片內(nèi)部的布線細(xì)微到亞微米前：芯片內(nèi)部的布線細(xì)微到亞微米(0.130.09m)量級微處理量級微處理器的

4、時(shí)鐘頻率高達(dá)器的時(shí)鐘頻率高達(dá)2.8GHz（109Hz）。）。數(shù)字集成電路比模擬集成電路發(fā)展快。數(shù)字集成電路比模擬集成電路發(fā)展快。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論1.1.數(shù)字集成電路的分類數(shù)字集成電路的分類u 按集成度不同劃分：按集成度不同劃分：集成度：集成度：每塊集成電路芯片中包含的元器件數(shù)目。每塊集成電路芯片中包含的元器件數(shù)目。分類門的個(gè)數(shù)典型集成電路小規(guī)模最多12個(gè)邏輯門、觸發(fā)器中規(guī)模1299計(jì)數(shù)器、加法器大規(guī)模1009999小型存儲器、門陣列超大規(guī)模1000099999大型存儲器、微處理器甚大規(guī)模106以上可編程邏輯器件、多功能專用集成電路數(shù)字電子

5、技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論u 按電路結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)不同劃分：按電路結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)不同劃分：組合邏輯電路組合邏輯電路和和時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路兩大類。兩大類。2. 2. 數(shù)字集成電路的特點(diǎn)數(shù)字集成電路的特點(diǎn) 穩(wěn)定性高，結(jié)果的再現(xiàn)性好；穩(wěn)定性高，結(jié)果的再現(xiàn)性好； 易于設(shè)計(jì)；易于設(shè)計(jì)； 便于大規(guī)模集成，批量生產(chǎn)，體積小，通用性好，成本低；便于大規(guī)模集成，批量生產(chǎn)，體積小，通用性好，成本低； 具可編程性，可實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)軟件化具可編程性，可實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)軟件化 ； 高速度高速度 ，低功耗；，低功耗； 便于加密便于加密 、解碼、解碼數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第

6、一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論（1） 數(shù)字電路的分析方法數(shù)字電路的分析方法內(nèi)容內(nèi)容模擬電路模擬電路數(shù)字電路數(shù)字電路工作信號工作信號模擬信號模擬信號數(shù)字信號數(shù)字信號器件工作狀態(tài)器件工作狀態(tài)放大放大飽和或截止飽和或截止研究對象研究對象放大性能放大性能邏輯功能邏輯功能基本單元電路基本單元電路放大電路放大電路邏輯門、觸發(fā)器邏輯門、觸發(fā)器分析工具及方法分析工具及方法圖解法、微變等圖解法、微變等效電路法效電路法真值表、卡諾圖、邏輯表達(dá)真值表、卡諾圖、邏輯表達(dá)式、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、布爾代數(shù)式、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、布爾代數(shù)3.3.數(shù)字電路的分析和設(shè)計(jì)方法數(shù)字電路的分析和設(shè)計(jì)方法數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章

7、第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論研究對象：電路的輸出和輸入之間的邏輯關(guān)系；研究對象：電路的輸出和輸入之間的邏輯關(guān)系；關(guān)注：電路的邏輯功能；關(guān)注：電路的邏輯功能；立足：數(shù)字邏輯基礎(chǔ)知識；立足：數(shù)字邏輯基礎(chǔ)知識；分析工具：邏輯代數(shù)；分析工具：邏輯代數(shù)；采用的手段：功能表、真值表、邏輯表達(dá)式及波形圖。采用的手段：功能表、真值表、邏輯表達(dá)式及波形圖?，F(xiàn)代分析和設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代分析和設(shè)計(jì)方法基于基于EDA軟件。軟件。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論（2） 數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法 采用自下而上的設(shè)計(jì)方法；采用自下而上的設(shè)計(jì)方法； 由人工組裝，經(jīng)反復(fù)調(diào)試、驗(yàn)

8、證、修改完成；由人工組裝，經(jīng)反復(fù)調(diào)試、驗(yàn)證、修改完成； 所用的元器件較多，電路可靠性差，設(shè)計(jì)周期長。所用的元器件較多，電路可靠性差，設(shè)計(jì)周期長。u 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法：傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法： 采用從上到下設(shè)計(jì)方法；采用從上到下設(shè)計(jì)方法； 現(xiàn)代現(xiàn)代EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)軟件化；技術(shù)實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)軟件化； 電路設(shè)計(jì)、分析、仿真、修訂全通過計(jì)算機(jī)完成。電路設(shè)計(jì)、分析、仿真、修訂全通過計(jì)算機(jī)完成。u 現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法：現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論u 數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、邏輯代數(shù)（數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、邏輯代數(shù)（1-2）u 基本邏輯單元（基本邏輯單元（3）、）、 觸發(fā)器（

9、觸發(fā)器（5）u 組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法及典型功能器件（組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法及典型功能器件（4）u 時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法及典型功能器件（時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法及典型功能器件（6）u 存儲器和可編程邏輯器件（存儲器和可編程邏輯器件（7-8）u 脈沖波形的產(chǎn)生與變換（脈沖波形的產(chǎn)生與變換（9）u 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換（數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換（10）課程的主要內(nèi)容：課程的主要內(nèi)容：5.5.如何學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)如何學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論學(xué)習(xí)方法：學(xué)習(xí)方法：u 熟練掌握數(shù)字邏輯基礎(chǔ)知識（熟練掌握數(shù)字邏輯基礎(chǔ)知識（1-2章）章）

10、u 重點(diǎn)掌握各種常用數(shù)字邏輯電路的重點(diǎn)掌握各種常用數(shù)字邏輯電路的邏輯功能、外部特性邏輯功能、外部特性及典型應(yīng)用及典型應(yīng)用。對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理不必過于深究。對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理不必過于深究。u 掌握基本的分析和設(shè)計(jì)方法。（組合和時(shí)序邏輯電路）掌握基本的分析和設(shè)計(jì)方法。（組合和時(shí)序邏輯電路）u 課程實(shí)踐性較強(qiáng)，重視習(xí)題、實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐性環(huán)節(jié)。課程實(shí)踐性較強(qiáng)，重視習(xí)題、實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐性環(huán)節(jié)。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論參考書：參考書：【1】數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第五版，清華大學(xué)電子第五版，清華大學(xué)電子教研組編教研組編 閻石主編閻石主編【2】數(shù)字電子

11、技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)童詩白童詩白 余孟嘗主編余孟嘗主編【3】數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)(第二版第二版)學(xué)習(xí)指導(dǎo)書，王學(xué)習(xí)指導(dǎo)書，王毓銀毓銀 沈明山主編沈明山主編【4】數(shù)字電子技術(shù)（名?？佳姓骖}詳解）數(shù)字電子技術(shù)（名?？佳姓骖}詳解），金，金圣才主編圣才主編【5】電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）重點(diǎn)、題解指重點(diǎn)、題解指導(dǎo)、考研指南，秦臻主編導(dǎo)、考研指南，秦臻主編數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論1.1.3 1.1.3 模擬信號和數(shù)字信號模擬信號和數(shù)字信號1. 1. 模擬信號模擬信號時(shí)間和數(shù)值均連續(xù)變化的電信號。如正弦波、三角波等。時(shí)間

12、和數(shù)值均連續(xù)變化的電信號。如正弦波、三角波等。2. 2. 數(shù)字信號數(shù)字信號時(shí)間和數(shù)值均離散的電信號。時(shí)間和數(shù)值均離散的電信號。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論1.1.4 1.1.4 數(shù)字信號的描述方法數(shù)字信號的描述方法在電路中用低、高電平表示在電路中用低、高電平表示0、1兩種邏輯狀態(tài)。兩種邏輯狀態(tài)。1. 1. 二值數(shù)字邏輯和邏輯電平二值數(shù)字邏輯和邏輯電平（1）二值數(shù)字邏輯）二值數(shù)字邏輯在數(shù)字電路中，在數(shù)字電路中，0、1組成二進(jìn)制數(shù)可以表示數(shù)量大小，也可組成二進(jìn)制數(shù)可以表示數(shù)量大小，也可以表示兩種對立的邏輯狀態(tài)。以表示兩種對立的邏輯狀態(tài)。二值數(shù)字邏輯：二值

13、數(shù)字邏輯：0、1表示的兩種對立邏輯狀態(tài)的邏輯關(guān)系。表示的兩種對立邏輯狀態(tài)的邏輯關(guān)系。（2）邏輯電平）邏輯電平電壓電壓二值邏輯二值邏輯電平電平3.53.55V5V1 1H H（高電平）（高電平）0 01.5V1.5V0 0L L（低電平）（低電平）數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論2. 2. 數(shù)字波形數(shù)字波形（1）數(shù)字波形的兩種類型：）數(shù)字波形的兩種類型：(a) 非歸零型；非歸零型；(b) 歸零型歸零型數(shù)字波形數(shù)字波形是信號邏輯電平對時(shí)間的圖形表示是信號邏輯電平對時(shí)間的圖形表示比特率每秒鐘轉(zhuǎn)輸數(shù)據(jù)的位數(shù)。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏

14、輯概論數(shù)字邏輯概論（2）周期性和非周期性）周期性和非周期性周期性數(shù)字波形的參數(shù)周期性數(shù)字波形的參數(shù)周期周期 T（頻率（頻率f）脈沖寬度脈沖寬度tW占空比占空比q = tw / T100數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論（3）實(shí)際脈沖波形及主要參數(shù)）實(shí)際脈沖波形及主要參數(shù)上升時(shí)間上升時(shí)間tr 從脈沖幅值的從脈沖幅值的10上升至上升至90所經(jīng)時(shí)間（典型值所經(jīng)時(shí)間（典型值ns）下降時(shí)間下降時(shí)間tf 從脈沖幅值的從脈沖幅值的90下降至下降至10所經(jīng)時(shí)間（典型值所經(jīng)時(shí)間（典型值ns）脈沖寬度脈沖寬度tw 脈沖幅值的脈沖幅值的50兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)所跨越的時(shí)間兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)所跨越

15、的時(shí)間占占 空空 比比 脈沖寬度脈沖寬度t w占整個(gè)周期占整個(gè)周期T的百分?jǐn)?shù)的百分?jǐn)?shù)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論（4）時(shí)序圖）時(shí)序圖時(shí)序圖時(shí)序圖表明各個(gè)數(shù)字信號時(shí)序關(guān)系的多重波形圖。表明各個(gè)數(shù)字信號時(shí)序關(guān)系的多重波形圖。存儲器寫入數(shù)據(jù)的時(shí)序圖存儲器寫入數(shù)據(jù)的時(shí)序圖數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論1.2 1.2 數(shù)數(shù) 制制1. 1. 十進(jìn)制十進(jìn)制數(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：9110iKNiiD10系數(shù)系數(shù)位權(quán)位權(quán)十進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：十進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式

16、：2. 2. 任意進(jìn)制任意進(jìn)制iRiiNKR 系數(shù)系數(shù)位權(quán)位權(quán)權(quán)展開式：權(quán)展開式：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論 （1 1）二進(jìn)制）二進(jìn)制iKNiiB2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：（2 2） 八進(jìn)制八進(jìn)制數(shù)碼為：數(shù)碼為：07；基數(shù)是；基數(shù)是8。運(yùn)算規(guī)律：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：iKNiiO8(3) (3) 十六進(jìn)制十六進(jìn)制數(shù)碼：數(shù)碼：09、AF；基數(shù)是；基數(shù)是16。運(yùn)算規(guī)律：逢十

17、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：iKNiiH16數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論3.3. 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換（1 1） N N制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)3210123BD1011.1011 20 21 21 21 20 21 211.625 例：21012OD207.042 80 87 80 84 8135.0625 例：101ODD8.A13 168 1610 16216.625 例：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)

18、字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論例：將十進(jìn)制數(shù)例：將十進(jìn)制數(shù)23.562轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。誤差轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。誤差不大于不大于2-6。整數(shù)部分用除整數(shù)部分用除2取余法取余法先得到的余數(shù)為低位先得到的余數(shù)為低位后得到的余數(shù)為高位后得到的余數(shù)為高位小數(shù)部分用乘小數(shù)部分用乘2取整法取整法先得到的整數(shù)為高位先得到的整數(shù)為高位后得到的整數(shù)為低位。后得到的整數(shù)為低位。2 23 余余2 11 1 b1 （低位）（低位）2 5 1 b22 2 1 b32 1 0 b4 0 1 b5（高位）（高位） 整整 0.56221.124 1 b-1 （高位）（高位）0.12420.248 0 b-2

19、0.24820.496 0 b-30.49620.992 0 b-40.99221.984 1 b-5 0.98421.968 1 b-6 （低位）（低位）（23.562）D（10111.100011）B（2 2） 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論（3 3）二八進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換）二八進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換（10101.1001）B（010 101.100 100）B（25.44）O（374.26）O（011 111 100010 110）B二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為

20、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)部分向左，小數(shù)部分向右，每將二進(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3位分成位分成一組，不夠一組，不夠3位補(bǔ)零，則每組二進(jìn)制數(shù)便是一位八進(jìn)制數(shù)。位補(bǔ)零，則每組二進(jìn)制數(shù)便是一位八進(jìn)制數(shù)。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 3位二進(jìn)制數(shù)表示。位二進(jìn)制數(shù)表示。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論（4 4） 二十六進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換二十六進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換二進(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

21、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。六進(jìn)制數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。（1）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)：）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)：（1001101.100111)B（0100 1101.1001 1100)B（4D.9C)H（2）十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：）十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：(6E.3A5)H(110 11100011 1010 0101)B數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論（1 1）二進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn)）二進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn)（a）二進(jìn)制數(shù)只有）二進(jìn)制數(shù)只有0和和1兩個(gè)數(shù)碼，它的每一位都可以用電子元件來實(shí)兩個(gè)數(shù)碼，它的每一位都可以用電子元件來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)。（b）基本運(yùn)算規(guī)則簡單）

22、基本運(yùn)算規(guī)則簡單, 運(yùn)算操作方便。運(yùn)算操作方便。4. 4. 二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸(2) (2) 二進(jìn)制數(shù)的波形表示二進(jìn)制數(shù)的波形表示數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論（3 3）二進(jìn)制數(shù)據(jù)的串行傳輸）二進(jìn)制數(shù)據(jù)的串行傳輸需要一根時(shí)鐘信號線和一根數(shù)據(jù)傳送線以及一根公共地線。在時(shí)需要一根時(shí)鐘信號線和一根數(shù)據(jù)傳送線以及一根公共地線。在時(shí)鐘脈沖鐘脈沖CP控制下，數(shù)據(jù)由最高位控制下，數(shù)據(jù)由最高位MSB到最低位到最低位LSB依次傳送。依次傳送。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論（4 4）二進(jìn)制數(shù)據(jù)的并行傳輸）二進(jìn)制數(shù)據(jù)的

23、并行傳輸將一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)單元的所有位同時(shí)傳送，稱為并行傳送。將一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)單元的所有位同時(shí)傳送，稱為并行傳送。并行傳送的突出特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳送速率快。其缺點(diǎn)是需要占用的數(shù)并行傳送的突出特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳送速率快。其缺點(diǎn)是需要占用的數(shù)據(jù)線較多，而且發(fā)送和接收設(shè)備較復(fù)雜。據(jù)線較多，而且發(fā)送和接收設(shè)備較復(fù)雜。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論1.3 1.3 二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算是當(dāng)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼表示數(shù)量大小時(shí)，它們之間可以進(jìn)行數(shù)值算術(shù)運(yùn)算是當(dāng)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼表示數(shù)量大小時(shí)，它們之間可以進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算。二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算法則和十進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算法則基本相同

24、，只是進(jìn)位運(yùn)算。二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算法則和十進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算法則基本相同，只是進(jìn)位借位規(guī)則不同借位規(guī)則不同,加法運(yùn)算是加法運(yùn)算是“逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一”減法則是減法則是“借一當(dāng)二借一當(dāng)二”。1.3.1 1.3.1 無符號二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算無符號二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算1.3.2 1.3.2 帶符號二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算帶符號二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算運(yùn)算規(guī)則運(yùn)算規(guī)則加法規(guī)則：加法規(guī)則：0+0=00+0=0，0+1=10+1=1，1+0=11+0=1，1+1=1+1=1010乘法規(guī)則：乘法規(guī)則：0 0 0=00=0，0 0 1=0 1=0 ，1 1 0=00=0，1 1 1=11=1除法規(guī)則：除法規(guī)則：0 01=01=0，

25、1 11=11=1數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論1.4 1.4 二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼 由于數(shù)字系統(tǒng)是以二值數(shù)字邏輯為基礎(chǔ)的，因此由于數(shù)字系統(tǒng)是以二值數(shù)字邏輯為基礎(chǔ)的，因此數(shù)字系統(tǒng)中的信息數(shù)字系統(tǒng)中的信息（包括數(shù)值、文字、控制命令等）都是用一定位數(shù)的二進(jìn)制碼表示的，這（包括數(shù)值、文字、控制命令等）都是用一定位數(shù)的二進(jìn)制碼表示的，這個(gè)二進(jìn)制碼稱為代碼。個(gè)二進(jìn)制碼稱為代碼。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、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、符號等信息稱為符號等信息稱為編碼。編碼。二進(jìn)制代碼的位數(shù)二進(jìn)制代碼的位數(shù)n與需要編碼的數(shù)（或信息）的個(gè)數(shù)

26、與需要編碼的數(shù)（或信息）的個(gè)數(shù)N之間應(yīng)之間應(yīng)滿足以下關(guān)系：滿足以下關(guān)系：2n-1N2n1.4.1 1.4.1 二二十進(jìn)制碼十進(jìn)制碼（BCD碼碼Binary Code Decimal）用）用4位二進(jìn)制數(shù)來表示一位十進(jìn)位二進(jìn)制數(shù)來表示一位十進(jìn)制數(shù)中的制數(shù)中的09十個(gè)數(shù)碼。十個(gè)數(shù)碼。4位二進(jìn)制數(shù)有位二進(jìn)制數(shù)有16種組合，可從這種組合，可從這16種組合中選擇種組合中選擇10種組合分別來表種組合分別來表示十進(jìn)制的示十進(jìn)制的09十個(gè)數(shù)。選哪十個(gè)數(shù)。選哪10種組合，有多種方案，這就形成了不同的種組合，有多種方案，這就形成了不同的BCD碼。碼。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏

27、輯概論十進(jìn)制數(shù)有權(quán)碼無權(quán)碼8421碼2421碼5421碼余3碼余3循環(huán)碼000000000000000110010100010001000101000110200100010001001010111300110011001101100101401000100010001110100501011011100010001100601101100100110011101701111101101010101111810001110101110111110910011111110011001010000000010010001101000101011001111000100110101011110011

28、0111101111數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論十進(jìn)制數(shù)有權(quán)碼無權(quán)碼8421碼2421碼5421碼余3碼余3循環(huán)碼00000000000000011001010001000100010100011020010001000100101011130011001100110110010140100010001000111010050101101110001000110060110110010011001110170111110110101010111181000111010111011111091001111111001100101000000001001

29、00011010001010110011110001001101010111100110111101111數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論十進(jìn)制數(shù)有權(quán)碼無權(quán)碼8421碼2421碼5421碼余3碼余3循環(huán)碼0000000000000001100101000100010001010001102001000100010010101113001100110011011001014010001000100011101005010110111000100011006011011001001100111017011111011010101011118100011101

30、011101111109100111111100110010100000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論十進(jìn)制數(shù)有權(quán)碼無權(quán)碼8421碼2421碼5421碼余3碼余3循環(huán)碼000000000000000110010100010001000101000110200100010001001010111300110011001101100101401000100010001110100501011011100010001100601101100

31、1001100111017011111011010101011118100011101011101111109100111111100110010100000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論u 有權(quán)碼：編碼與所表示的十進(jìn)制樹之間的轉(zhuǎn)換容易。有權(quán)碼：編碼與所表示的十進(jìn)制樹之間的轉(zhuǎn)換容易。u 余碼：余碼： 0和和9,1和和8.6和和4的余碼互為反碼，這對于的余碼互為反碼，這對于求取對求取對10的補(bǔ)碼很方便。如將兩個(gè)余的補(bǔ)碼很方便。如將兩個(gè)余

32、3碼相加的和是十進(jìn)碼相加的和是十進(jìn)制的制的10時(shí)，正好是二進(jìn)制的時(shí)，正好是二進(jìn)制的16，于是可從高位自動產(chǎn)生，于是可從高位自動產(chǎn)生進(jìn)位信號。進(jìn)位信號。u余余3碼循環(huán)碼：相鄰的兩個(gè)代碼之間僅一位的狀態(tài)不同。碼循環(huán)碼：相鄰的兩個(gè)代碼之間僅一位的狀態(tài)不同。按余按余3碼循環(huán)碼組成計(jì)數(shù)器時(shí)，每次轉(zhuǎn)換過程只有一個(gè)觸碼循環(huán)碼組成計(jì)數(shù)器時(shí)，每次轉(zhuǎn)換過程只有一個(gè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，譯碼時(shí)不會發(fā)生競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象。發(fā)器翻轉(zhuǎn)，譯碼時(shí)不會發(fā)生競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象。各種編碼的特點(diǎn)各種編碼的特點(diǎn)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論對于一個(gè)多位的十進(jìn)制數(shù)，需要有與十進(jìn)制位數(shù)相同的幾組對于一個(gè)多位的十進(jìn)制數(shù)，

33、需要有與十進(jìn)制位數(shù)相同的幾組BCD代代碼來表示。例如：碼來表示。例如：用用BCD代碼表示十進(jìn)制數(shù)代碼表示十進(jìn)制數(shù)求求BCD代碼表示的十進(jìn)制數(shù)代碼表示的十進(jìn)制數(shù)對于有權(quán)對于有權(quán)BCD碼，可以根據(jù)位權(quán)展開求得所代表的十進(jìn)制數(shù)。例如：碼，可以根據(jù)位權(quán)展開求得所代表的十進(jìn)制數(shù)。例如：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論1.4.2 1.4.2 格雷碼格雷碼u格雷碼是一種無權(quán)碼。格雷碼是一種無權(quán)碼。u編碼特點(diǎn)是：任何兩個(gè)相鄰代碼之間僅有一位不同。編碼特點(diǎn)是：任何兩個(gè)相鄰代碼之間僅有一位不同。u該特點(diǎn)常用于模擬量的轉(zhuǎn)換。當(dāng)模擬量發(fā)生微小變化，而可能該特點(diǎn)常用于模擬量的轉(zhuǎn)換

34、。當(dāng)模擬量發(fā)生微小變化，而可能引起數(shù)字量發(fā)生變化時(shí)，格雷碼僅僅改變一位，這與其它碼同引起數(shù)字量發(fā)生變化時(shí)，格雷碼僅僅改變一位，這與其它碼同時(shí)改變時(shí)改變2位或更多的情況相比，更加可靠。位或更多的情況相比，更加可靠。 二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼格雷碼格雷碼 二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼格雷碼格雷碼b3b2b1b0G3G2G1G0b3b2b1b0G3G2G1G00 0 0 00 0 0 01 0 0 01 1 0 00 0 0 10 0 0 11 0 0 11 1 0 10 0 1 00 0 1 11 0 1 01 1 1 10 0 1 10 0 1 01 0 1 11 1 1 00 1 0 00 1 1 01 1 0

35、01 0 1 00 1 0 10 1 1 11 1 0 11 0 1 10 1 1 00 1 0 11 1 1 01 0 0 10 1 1 10 1 0 01 1 1 11 0 0 0數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論某二進(jìn)制數(shù)為01221BBBBBnn 其對應(yīng)的格雷碼為01221GGGGGnn 其中：最高位保留11nnBG其他各位iiiBBG1i=0，1，2，n-2異或運(yùn)算：異或運(yùn)算：相同為相同為0相異為相異為1數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論1.5 1.5 二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算u邏

36、輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算: 當(dāng)當(dāng)0和和1表示邏輯狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼按照某表示邏輯狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼按照某種特定的因果關(guān)系進(jìn)行的運(yùn)算。邏輯運(yùn)算的數(shù)學(xué)工具是種特定的因果關(guān)系進(jìn)行的運(yùn)算。邏輯運(yùn)算的數(shù)學(xué)工具是邏輯邏輯代數(shù)代數(shù)。u邏輯代數(shù)中，邏輯變量只有兩個(gè)表示完全對立的邏輯狀態(tài)的邏輯代數(shù)中，邏輯變量只有兩個(gè)表示完全對立的邏輯狀態(tài)的可能取值（可能取值（0，1）。）。u邏輯代數(shù)中，有與、或、非三種基本的邏輯運(yùn)算。邏輯代數(shù)中，有與、或、非三種基本的邏輯運(yùn)算。幾個(gè)基本概念幾個(gè)基本概念數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論u邏輯運(yùn)算的幾種表達(dá)方式邏輯運(yùn)算的幾種表達(dá)方式邏輯真值表邏輯真值表描述邏輯關(guān)系的表格。描述邏輯關(guān)系的表格。邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式輸入信號為自變量，輸出為函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)輸入信號為自變量，輸出為函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)方式。或邏輯：方式?；蜻壿嫞篖 = A +邏邏 輯輯 符符 號號用規(guī)定的邏輯符號表示的圖形。在畫電路時(shí)用規(guī)定的邏輯符號表示的圖形。在畫電路時(shí)使用的符號。使用的符號。除此之外，還可以用除此之外，還可以用波形圖波形圖、硬件描述語言硬件描述語言（HDL) 來表示來表示邏輯運(yùn)算。邏輯運(yùn)算。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一章第一章 數(shù)字邏輯概論數(shù)字邏輯概論1. 1. 與運(yùn)算：與運(yùn)算：只有當(dāng)決定一件事情的條件全部具備之后，這件事只有當(dāng)決定一件事情的條件全