數(shù)電課件康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）完全配套課件

1.數(shù)字邏輯基礎(chǔ)1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)1.2數(shù)制1.3二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算1.4二進(jìn)制代碼1.5二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算1.6邏輯函數(shù)及其表示方法1.數(shù)字邏輯基礎(chǔ)1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)1.2數(shù)制1.31.1.1數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用1.1.2數(shù)字集成電路的分類(lèi)及特點(diǎn)1.1.3模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)1.1.4數(shù)字信號(hào)的描述方法1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)1.1.1數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用1.1.2數(shù)字集成電路的1.1.1數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)80年代后-ULSI，10億個(gè)晶體管/片、ASIC制作技術(shù)成熟目前--芯片內(nèi)部的布線細(xì)微到亞微米(0.13~0.09m)量級(jí)微處理器的時(shí)鐘頻率高達(dá)3GHz（109Hz）90年代后-97年一片集成電路上有40億個(gè)晶體管。60~70代-IC技術(shù)迅速發(fā)展：SSI、MSI、LSI、VLSI。10萬(wàn)個(gè)晶體管/片。將來(lái)-高分子材料或生物材料制成密度更高、三維結(jié)構(gòu)的電路1.1.1數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)80發(fā)展特點(diǎn):以電子器件的發(fā)展為基礎(chǔ)電子管時(shí)代1906年，福雷斯特等發(fā)明了電子管；電子管體積大、重量重、耗電大、壽命短。目前在一些大功率發(fā)射裝置中使用。電壓控制器件電真空技術(shù)發(fā)展特點(diǎn):以電子器件的發(fā)展為基礎(chǔ)電子管時(shí)代1906年，福雷斯晶體管時(shí)代電流控制器件半導(dǎo)體技術(shù)半導(dǎo)體二極管、三極管器件晶體管時(shí)代電流控制器件半導(dǎo)體二極管、三極管器件半導(dǎo)體集成電路半導(dǎo)體集成電路電路設(shè)計(jì)方法伴隨器件變化從傳統(tǒng)走向現(xiàn)代a)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法：b)現(xiàn)代的設(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)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(zhǎng)?，F(xiàn)代EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)軟件化。采用從上到下設(shè)計(jì)方法，電路設(shè)計(jì)、分析、仿真、修訂全通過(guò)計(jì)算機(jī)完成。電路設(shè)計(jì)方法伴隨器件變化從傳統(tǒng)走向現(xiàn)代a)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法：bEDA技術(shù)以計(jì)算機(jī)為基本工具、借助于軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)，自動(dòng)完成數(shù)字系統(tǒng)的仿真、邏輯綜合、布局布線等工作。最后下載到芯片，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。使硬件設(shè)計(jì)軟件化。1、設(shè)計(jì)：在計(jì)算機(jī)上利用軟件平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)VerlogHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法EDA（ElectronicsDesignAutomation)技術(shù)EDA技術(shù)以計(jì)算機(jī)為基本工具、借助于軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)，自動(dòng)完成數(shù)3、下載2、仿真4、驗(yàn)證結(jié)果實(shí)驗(yàn)板下載線3、下載2、仿真4、驗(yàn)證結(jié)果實(shí)驗(yàn)板下載線數(shù)碼相機(jī)智能儀器計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用數(shù)碼相機(jī)智能儀器計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)規(guī)則的不同，

--數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。從集成度不同

--數(shù)字集成電路可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模、超大規(guī)模和甚大規(guī)模五類(lèi)。從電路的形式不同，

--數(shù)字電路可分為集成電路和分立電路從器件不同

--數(shù)字電路可分為T(mén)TL

和CMOS電路1、數(shù)字集成電路的分類(lèi)1.1.2、數(shù)字集成電路的分類(lèi)及特點(diǎn)根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)規(guī)則的不同，從集成度不可編程邏輯器件、多功能專(zhuān)用集成電路106以上甚大規(guī)模大型存儲(chǔ)器、微處理器10,000~99,999超大規(guī)模小型存儲(chǔ)器、門(mén)陣列100~9999大規(guī)模計(jì)數(shù)器、加法器12~99中規(guī)模邏輯門(mén)、觸發(fā)器最多12個(gè)小規(guī)模典型集成電路門(mén)的個(gè)數(shù)分類(lèi)集成度:每一芯片所包含的門(mén)個(gè)數(shù)可編程邏輯器件、多功能專(zhuān)用集成電路106以上甚大規(guī)模大型存儲(chǔ)2、數(shù)字集成電路的特點(diǎn)1)電路簡(jiǎn)單,便于大規(guī)模集成,批量生產(chǎn)2)可靠性、穩(wěn)定性和精度高,抗干擾能力強(qiáng)3)體積小,通用性好,成本低.4)具可編程性,可實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)軟件化5)高速度低功耗6)加密性好2、數(shù)字集成電路的特點(diǎn)1)電路簡(jiǎn)單,便于大規(guī)模集成,批量生產(chǎn)3、數(shù)字電路的分析、設(shè)計(jì)與測(cè)試(1)數(shù)字電路的分析方法數(shù)字電路的分析:根據(jù)電路確定電路輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系。(2)

數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法數(shù)字電路的設(shè)計(jì):從給定的邏輯功能要求出發(fā)，選擇適當(dāng)?shù)倪壿嬈骷?，設(shè)計(jì)出符合要求的邏輯電路。設(shè)計(jì)方式:分為傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式和基于EDA軟件的設(shè)計(jì)方式。分析工具：邏輯代數(shù)。電路邏輯功能主要用真值表、功能表、邏輯表達(dá)式和波形圖。3、數(shù)字電路的分析、設(shè)計(jì)與測(cè)試(1)數(shù)字電路的分析方法數(shù)字電---時(shí)間和數(shù)值均連續(xù)變化的電信號(hào)，如正弦波、三角波等uOt

Otu1.模擬信號(hào)1.1.3

數(shù)字信號(hào)與數(shù)字信號(hào)---時(shí)間和數(shù)值均連續(xù)變化的電信號(hào)，如正弦波、三角波等uO數(shù)字信號(hào)波形2、數(shù)字信號(hào)

---在時(shí)間上和數(shù)值上均是離散的信號(hào)。數(shù)字電路和模擬電路：工作信號(hào)，研究的對(duì)象不同，分析、設(shè)計(jì)方法以及所用的數(shù)學(xué)工具也相應(yīng)不同數(shù)字信號(hào)波形2、數(shù)字信號(hào)數(shù)字電路和模擬電路：工作信號(hào)，研究的3、模擬信號(hào)的數(shù)字表示由于數(shù)字信號(hào)便于存儲(chǔ)、分析和傳輸，通常都將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào).

0

0

模擬信號(hào)

模數(shù)轉(zhuǎn)換器

3V

數(shù)字輸出

0

0

0

0

1

1

模數(shù)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)3、模擬信號(hào)的數(shù)字表示由于數(shù)字信號(hào)便于存儲(chǔ)、分析和傳輸，通常電壓(V)二值邏輯電平+51H(高電平)00L(低電平)邏輯電平與電壓值的關(guān)系（正邏輯）1.1.4數(shù)字信號(hào)的描述方法1、二值數(shù)字邏輯和邏輯電平a、在電路中用低、高電平表示0、1兩種邏輯狀態(tài)

0、1數(shù)碼---表示數(shù)量時(shí)稱二進(jìn)制數(shù)表示方式二值數(shù)字邏輯---表示事物狀態(tài)時(shí)稱二值邏輯電壓(V)二值邏輯電平+51H(高電平)00L(低電平)邏(a)用邏輯電平描述的數(shù)字波形(b)16位數(shù)據(jù)的圖形表示2、數(shù)字波形數(shù)字波形------是信號(hào)邏輯電平對(duì)時(shí)間的圖形表示.(a)用邏輯電平描述的數(shù)字波形(b)16位數(shù)據(jù)的圖形表示高電平低電平有脈沖*非歸零型*歸零型

比特率--------每秒鐘轉(zhuǎn)輸數(shù)據(jù)的位數(shù)無(wú)脈沖(1)數(shù)字波形的兩種類(lèi)型:高電平低電平有脈沖*非歸零型*歸零型比特率-------(2)周期性和非周期性

非周期性數(shù)字波形周期性數(shù)字波形

(2)周期性和非周期性非周期性數(shù)字波形周期性數(shù)字波形 例1.1.1

某通信系統(tǒng)每秒鐘傳輸1544000位(1.544兆位)數(shù)據(jù)，求每位數(shù)據(jù)的時(shí)間。解：按題意，每位數(shù)據(jù)的時(shí)間為例1.1.1某通信系統(tǒng)每秒鐘傳輸1544000位(1.5例1.1.2設(shè)周期性數(shù)字波形的高電平持續(xù)6ms，低電平持續(xù)10ms，求占空比q。解：因數(shù)字波形的脈沖寬度tw=6ms，周期T=6ms+10ms=16ms。例1.1.2設(shè)周期性數(shù)字波形的高電平持續(xù)6ms，低電平持非理想脈沖波形(3)實(shí)際脈沖波形及主要參數(shù)非理想脈沖波形(3)實(shí)際脈沖波形及主要參數(shù)幾個(gè)主要參數(shù):占空比Q-----表示脈沖寬度占整個(gè)周期的百分比上升時(shí)間tr

和下降時(shí)間tf----從脈沖幅值的10%到90%上升

下降所經(jīng)歷的時(shí)間(典型值ns)脈沖寬度(tw)----脈沖幅值的50%的兩個(gè)時(shí)間所跨越的時(shí)間周期(T)----表示兩個(gè)相鄰脈沖之間的時(shí)間間隔

tr脈沖寬度

tw

0.5V

4.5V

2.5V

幅值=5.0V

0.0V

5.0V

tf0.5V

2.5V

4.5V

幾個(gè)主要參數(shù):占空比Q-----表示脈沖寬度占整個(gè)周(4)時(shí)序圖----表明各個(gè)數(shù)字信號(hào)時(shí)序關(guān)系的多重波形圖。

由于各信號(hào)的路徑不同，這些信號(hào)之間不可能?chē)?yán)格保持同步關(guān)系。為了保證可靠工作，各信號(hào)之間通常允許一定的時(shí)差，但這些時(shí)差必須限定在規(guī)定范圍內(nèi)，各個(gè)信號(hào)的時(shí)序關(guān)系用時(shí)序圖表達(dá)。(4)時(shí)序圖----表明各個(gè)數(shù)字信號(hào)時(shí)序關(guān)系的多重波形圖。

1.2.1十進(jìn)制1.2數(shù)制

1.2.2二進(jìn)制

1.2.3二-十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換

1.2.4十六進(jìn)制和八進(jìn)制1.2.1十進(jìn)制1.2數(shù)制1.2.2二進(jìn)制1.2.一般表達(dá)式:

1.2.1十進(jìn)制十進(jìn)制采用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十個(gè)數(shù)碼，其進(jìn)位的規(guī)則是“逢十進(jìn)一”。4587.29=4103+5102+8101+7100+2101+9102系數(shù)位權(quán)任意進(jìn)制數(shù)的一般表達(dá)式為:各位的權(quán)都是10的冪。1.2數(shù)制數(shù)制:多位數(shù)碼中的每一位數(shù)的構(gòu)成及低位向高位進(jìn)位的規(guī)則一般表達(dá)式:1.2.1十進(jìn)制十進(jìn)制采用0,1,2,3

1.2.2

二進(jìn)制二進(jìn)制數(shù)的一般表達(dá)式為:例如：1+1=10=1×21

+0×20位權(quán)系數(shù)二進(jìn)制數(shù)只有0、1兩個(gè)數(shù)碼，進(jìn)位規(guī)律是：“逢二進(jìn)一”

.1、二進(jìn)制數(shù)的表示方法各位的權(quán)都是2的冪。1.2.2二進(jìn)制二進(jìn)制數(shù)的一般表達(dá)式為:例如：1+1（1）易于電路表達(dá)---0、1兩個(gè)值，可以用管子的導(dǎo)通或截止，燈泡的亮或滅、繼電器觸點(diǎn)的閉合或斷開(kāi)來(lái)表示。2、二進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn)（2）二進(jìn)制數(shù)字裝置所用元件少,電路簡(jiǎn)單、可靠。（3）基本運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單,運(yùn)算操作方便。

iD/mA

O

vDS

/VVGS1

VGS2

VGS3

VGS4

飽和區(qū)

可變電阻區(qū)

截止區(qū)

vO

Rd

VDD

vI

（1）易于電路表達(dá)---0、1兩個(gè)值，可以用管子的導(dǎo)通或截3、二進(jìn)制數(shù)波形表示3、二進(jìn)制數(shù)波形表示（1）二進(jìn)制數(shù)據(jù)的串行傳輸4、二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸（1）二進(jìn)制數(shù)據(jù)的串行傳輸4、二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸（2）二進(jìn)制數(shù)據(jù)的并行傳輸

將一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)所有位同時(shí)傳送。傳送速率快,但數(shù)據(jù)線較多，而且發(fā)送和接收設(shè)備較復(fù)雜。（2）二進(jìn)制數(shù)據(jù)的并行傳輸將一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)所有位同時(shí)傳1)、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：

a.整數(shù)的轉(zhuǎn)換:

“輾轉(zhuǎn)相除”法:將十進(jìn)制數(shù)連續(xù)不斷地除以2,直至商為零，所得余數(shù)由低位到高位排列，即為所求二進(jìn)制數(shù)整數(shù)部分小數(shù)部分1.2.3二-十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（自學(xué)）1)、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：a.整數(shù)的轉(zhuǎn)換:“輾轉(zhuǎn)相解：根據(jù)上述原理，可將(37)D按如下的步驟轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)由上得(37)D=(100101)B例1.2.2

將十進(jìn)制數(shù)(37)D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。當(dāng)十進(jìn)制數(shù)較大時(shí)，有什么方法使轉(zhuǎn)換過(guò)程簡(jiǎn)化?由上得(37)D=(100101)B例1.2.2將十解：由于27為128，而133－128=5=22＋20，例1.2.3將(133)D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)所以對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)b7=1，b2=1，b0=1，其余各系數(shù)均為0，所以得(133)D=(10000101)B解：由于27為128，而133－128=5=22＋20，例1b.小數(shù)的轉(zhuǎn)換:對(duì)于二進(jìn)制的小數(shù)部分可寫(xiě)成

將上式兩邊分別乘以2，得 由此可見(jiàn)，將十進(jìn)制小數(shù)乘以2，所得乘積的整數(shù)即為不難推知，將十進(jìn)制小數(shù)每次除去上次所得積中的整數(shù)再乘以2，直到滿足誤差要求進(jìn)行“四舍五入”為止，就可完成由十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)。b.小數(shù)的轉(zhuǎn)換:對(duì)于二進(jìn)制的小數(shù)部分可寫(xiě)成將上式兩邊分別乘解由于精度要求達(dá)到0.1%，需要精確到二進(jìn)制小數(shù)10位，即1/210=1/1024。0.39×2=0.78b-1=00.78×2=1.56b-2=10.56×2=1.12b-3=10.12×2=0.24b-4=00.24×2=0.48b-5=00.48×2=0.96b-6=00.96×2=1.92b-7=10.92×2=1.84b-8=10.84×2=1.68b-9=10.68×2=1.36b-10=1所以

%1.0。到例將十進(jìn)制小數(shù)(0.39)D轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù),要求精度達(dá)解由于精度要求達(dá)到0.1%，需要精確到二進(jìn)制小數(shù)10位

十六進(jìn)制數(shù)中只有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A、B、C、D、E、F十六個(gè)數(shù)碼，進(jìn)位規(guī)律是“逢十六進(jìn)一”。各位的權(quán)均為16的冪。1.十六進(jìn)制一般表達(dá)式：例如1.2.4十六進(jìn)制和八進(jìn)制各位的權(quán)都是16的冪。十六進(jìn)制數(shù)中只有0,1,2,3,4,5,2、二--十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換

二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制：因?yàn)?6進(jìn)制的基數(shù)16=24，所以，可將四位二進(jìn)制數(shù)表示一位16進(jìn)制數(shù)，即0000～1111表示0-F。例

(111100010101110)B=將每位16進(jìn)制數(shù)展開(kāi)成四位二進(jìn)制數(shù)，排列順序不變即可。例(BEEF)H=(78AE)H

(1011111011101111)B十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制：例

(111100010101110)B=2、二--十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制：因3.八進(jìn)制

八進(jìn)制數(shù)中只有0,1,2,3,4,5,6,7八個(gè)數(shù)碼，進(jìn)位規(guī)律是“逢八進(jìn)一”。各位的權(quán)都是8的冪。一般表達(dá)式八進(jìn)制就是以8為基數(shù)的計(jì)數(shù)體制。3.八進(jìn)制八進(jìn)制數(shù)中只有0,1,2,3,4,54、二-八進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（自學(xué)）將每位八進(jìn)制數(shù)展開(kāi)成三位二進(jìn)制數(shù)，排列順序不變即可。轉(zhuǎn)換時(shí)，由小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，整數(shù)部分自右向左，小數(shù)部分自左向右，三位一組，不夠三位的添零補(bǔ)齊，則每三位二進(jìn)制數(shù)表示一位八進(jìn)制數(shù)。因?yàn)榘诉M(jìn)制的基數(shù)8=23

，所以，可將三位二進(jìn)制數(shù)表示一位八進(jìn)制數(shù)，即000～111表示0～7例

(10110.011)B=例

(752.1)O=(26.3)O

(111101010.001)B4、二-八進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（自學(xué)）將每位八進(jìn)制數(shù)展開(kāi)成三位二進(jìn)5.十六進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn)：1、）與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換容易；

2、）計(jì)數(shù)容量較其它進(jìn)制都大。假如同樣采用四位數(shù)碼，二進(jìn)制最多可計(jì)至(1111)B=(15)D；八進(jìn)制可計(jì)至(7777)O=(2800)D；十進(jìn)制可計(jì)至(9999)D；十六進(jìn)制可計(jì)至(FFFF)H=(65535)D，即64K。其容量最大。3、）書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)潔。5.十六進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn)：1、）與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換容易；1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）

1.3.1無(wú)符號(hào)二進(jìn)制的數(shù)算術(shù)運(yùn)算

1.3.2有符號(hào)二進(jìn)制的數(shù)算術(shù)運(yùn)算1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）1.3.1無(wú)符號(hào)二進(jìn)制

1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）

1、二進(jìn)制加法無(wú)符號(hào)二進(jìn)制的加法規(guī)則：

0+0=0，0+1=1，1+1=10。例1.3.1計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010和0101的和。解：

1.3.1無(wú)符號(hào)數(shù)算術(shù)運(yùn)算1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）1、二進(jìn)制加法無(wú)符號(hào)無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的減法規(guī)則：0-0=0，1-1=0，1-0=10-1=112．二進(jìn)制減法例1.3.2計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010和0101的差。解： 無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的減法規(guī)則：2．二進(jìn)制減法例1.3.2計(jì)算

3、乘法和除法例1.3.3計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010和0101的積。解：

3、乘法和除法例1.3.3計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010例1.3.4計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010和111之商。解：

例1.3.4計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010和111之商。

1.3.2帶符號(hào)二進(jìn)制的減法運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的最高位表示符號(hào)位，且用0表示正數(shù)，用1表示負(fù)數(shù)。其余部分用原碼的形式表示數(shù)值位。有符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)表示:1.二進(jìn)制數(shù)的補(bǔ)碼表示補(bǔ)碼或反碼的最高位為符號(hào)位，正數(shù)為0，負(fù)數(shù)為1。當(dāng)二進(jìn)制數(shù)為正數(shù)時(shí)，其補(bǔ)碼、反碼與原碼相同。當(dāng)二進(jìn)制數(shù)為負(fù)數(shù)時(shí)，將原碼的數(shù)值位逐位求反，然后在最低位加1得到補(bǔ)碼。(+11)D=(01011)B(11)D=(11011)B1.3.2帶符號(hào)二進(jìn)制的減法運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的最高位表示符減法運(yùn)算的原理:減去一個(gè)正數(shù)相當(dāng)于加上一個(gè)負(fù)數(shù)AB=A+(B)，對(duì)(B)求補(bǔ)碼，然后進(jìn)行加法運(yùn)算。2.二進(jìn)制補(bǔ)碼的減法運(yùn)算例1.3.7

試用4位二進(jìn)制補(bǔ)碼計(jì)算52。自動(dòng)丟棄解：因?yàn)?52)補(bǔ)=(5)補(bǔ)+(2)

補(bǔ)=0101+1110=0011所以52=3減法運(yùn)算的原理:減去一個(gè)正數(shù)相當(dāng)于加上一個(gè)負(fù)數(shù)AB=A+(

例1.3.8試用4位二進(jìn)制補(bǔ)碼計(jì)算5+7。3.

溢出解決溢出的辦法:進(jìn)行位擴(kuò)展.解：因?yàn)?5+7)補(bǔ)=(5)補(bǔ)+(7)

補(bǔ)=0101+0111=11003.溢出解決溢出的辦法:進(jìn)行位擴(kuò)展.解：因?yàn)?5+7)4.溢出的判別當(dāng)方框中的進(jìn)位位與和數(shù)的符號(hào)位（即b3位）相同時(shí)，則運(yùn)算結(jié)果是錯(cuò)誤的，產(chǎn)生溢出。如何判斷是否產(chǎn)生溢出？4.溢出的判別當(dāng)方框中的進(jìn)位位與和數(shù)的符號(hào)位（即b3位）相

1.4二進(jìn)制代碼1.4.1二-十進(jìn)制碼1.4.2格雷碼1.4.3ASCII碼1.4二進(jìn)制代碼1.4.1二-十進(jìn)制碼1.4.2

1.4二進(jìn)制代碼二進(jìn)制代碼的位數(shù)(n),與需要編碼的事件（或信息）的個(gè)數(shù)(N)之間應(yīng)滿足以下關(guān)系：2n-1≤N≤2n1.二—十進(jìn)制碼進(jìn)制碼(數(shù)值編碼)(BCD碼-----BinaryCodeDecimal）用4位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示一位十進(jìn)制數(shù)中的0~9十個(gè)數(shù)碼。

從4位二進(jìn)制數(shù)16種代碼中,選擇10種來(lái)表示0~9個(gè)數(shù)碼的方案有很多種。每種方案產(chǎn)生一種BCD碼。碼制:編制代碼所要遵循的規(guī)則1.4二進(jìn)制代碼二進(jìn)制代碼的位數(shù)(n),與需要編碼BCD碼十進(jìn)制數(shù)碼8421碼2421碼5421碼余3碼余3循環(huán)碼000000000000000110010100010001000101000110200100010001001010111300110011001101100101401000100010001110100501011011100010001100601101100100110011101701111101101010101111810001110101110111110910011111110011001010（1）幾種常用的BCD代碼1.4.1二-十進(jìn)制碼BCD碼十進(jìn)制數(shù)碼8421碼2421碼5421碼余3碼余

（2）各種編碼的特點(diǎn)

余３碼的特點(diǎn):當(dāng)兩個(gè)十進(jìn)制的和是10時(shí)，相應(yīng)的二進(jìn)制正好是16，于是可自動(dòng)產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào),而不需修正.0和9,1和8,…..6和4的余３碼互為反碼,這對(duì)在求對(duì)于10的補(bǔ)碼很方便。

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。按余3碼循環(huán)碼組成計(jì)數(shù)器時(shí)，每次轉(zhuǎn)換過(guò)程只有一個(gè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，譯碼時(shí)不會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)－冒險(xiǎn)現(xiàn)象。

有權(quán)碼：編碼與所表示的十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)算容易如(10010000)8421BCD=(90)Ｄ（2）各種編碼的特點(diǎn)余３碼的特點(diǎn):當(dāng)兩個(gè)十進(jìn)制對(duì)于有權(quán)BCD碼，可以根據(jù)位權(quán)展開(kāi)求得所代表的十進(jìn)制數(shù)。例如：[]BCD8421

0111()D

7=11214180+++=[]()D

BCD2421

7112041211101=+++=(4)求BCD代碼表示的十進(jìn)制數(shù)對(duì)于有權(quán)BCD碼，可以根據(jù)位權(quán)展開(kāi)求得所代表的十進(jìn)制數(shù)。

對(duì)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BCD代碼來(lái)表示。例如：不能省略！不能省略！

(3)用BCD代碼表示十進(jìn)制數(shù)對(duì)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BC1.4.2格雷碼

格雷碼是一種無(wú)權(quán)碼。二進(jìn)制碼b3b2b1b0格雷碼G3G2G1G000000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110000000100110010011001110101010011001101111111101010101110011000

編碼特點(diǎn)是：任何兩個(gè)相鄰代碼之間僅有一位不同。

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，格雷碼僅僅改變一位，這與其它碼同時(shí)改變2位或更多的情況相比，更加可靠,且容易檢錯(cuò)。1.4.2格雷碼格雷碼是一種無(wú)權(quán)碼。二進(jìn)制碼格雷碼

1.4.3ASCII碼(字符編碼)ASCII碼即美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼。它共有128個(gè)代碼，可以表示大、小寫(xiě)英文字母、十進(jìn)制數(shù)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)、控制符號(hào)等，普遍用于計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)指令輸入和數(shù)據(jù)等。

1.4.3ASCII碼(字符編碼)ASCII1.5二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算*邏輯運(yùn)算:

當(dāng)0和1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)算使用的數(shù)學(xué)工具是邏輯代數(shù)。邏輯運(yùn)算的描述方式:邏輯代數(shù)表達(dá)式、真值表、邏輯圖、卡諾圖、波形圖和硬件描述語(yǔ)言（HDL)等。*邏輯代數(shù)與普通代數(shù):與普通代數(shù)不同,邏輯代數(shù)中的變量只有0和1兩個(gè)可取值，它們分別用來(lái)表示完全兩個(gè)對(duì)立的邏輯狀態(tài)。在邏輯代數(shù)中，有與、或、非三種基本的邏輯運(yùn)算。1.5二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算*邏輯運(yùn)算:當(dāng)0和1

電路狀態(tài)表開(kāi)關(guān)S1開(kāi)關(guān)S2燈斷斷滅斷合滅合合斷滅合亮S1S2燈電源

１．與運(yùn)算

(1)與邏輯:只有當(dāng)決定某一事件的條件全部具備時(shí)，這一事件才會(huì)發(fā)生。這種因果關(guān)系稱為與邏輯關(guān)系。與邏輯舉例電路狀態(tài)表開(kāi)關(guān)S1開(kāi)關(guān)S2

邏輯真值表ABL001010110001

與邏輯舉例狀態(tài)表開(kāi)關(guān)S1開(kāi)關(guān)S2燈斷斷滅斷合滅合合斷滅合亮邏輯表達(dá)式與邏輯：L=A·Ｂ=AB

與邏輯符號(hào)ABL&ABL

１．與運(yùn)算邏輯真值表ABL001010110001

電路狀態(tài)表開(kāi)關(guān)S1開(kāi)關(guān)S2燈斷斷滅斷合亮合合斷亮合亮

２、或運(yùn)算只要在決定某一事件的各種條件中，有一個(gè)或幾個(gè)條件具備時(shí)，這一事件就會(huì)發(fā)生。這種因果關(guān)系稱為或邏輯關(guān)系。S1燈電源S2

或邏輯舉例電路狀態(tài)表開(kāi)關(guān)S1開(kāi)關(guān)S2

邏輯真值表ABL001010110111

或邏輯舉例狀態(tài)表開(kāi)關(guān)S1開(kāi)關(guān)S2燈斷斷滅斷合滅合合斷滅合亮邏輯表達(dá)式或邏輯：L=A+Ｂ

或邏輯符號(hào)ABLBL≥1A

２、或運(yùn)算邏輯真值表ABL001010110111非邏輯舉例狀態(tài)表A燈不通電亮通電滅

3.非運(yùn)算事件發(fā)生的條件具備時(shí)，事件不會(huì)發(fā)生；事件發(fā)生的條件不具備時(shí)，事件發(fā)生。這種因果關(guān)系稱為非邏輯關(guān)系。

A

VNC

非邏輯舉例非邏輯舉例狀態(tài)表A燈不通電亮通電滅3.非運(yùn)算事件發(fā)生

非邏輯真值表AL0110非邏輯符號(hào)邏輯表達(dá)式L=A

非邏輯舉例狀態(tài)表A燈不通電亮通電滅A1LAL

3.非運(yùn)算非邏輯真值表AL0110非邏輯符號(hào)邏輯表達(dá)式L

兩輸入變量與非

邏輯真值表ABL001010111110ABLAB&L與非邏輯符號(hào)4.幾種常用復(fù)合邏輯運(yùn)算與非邏輯表達(dá)式L=A·B1)與非運(yùn)算兩輸入變量與非

邏輯真值表ABL001010

兩輸入變量或非

邏輯真值表ABL001010111000B≥1AABLL或非邏輯符號(hào)2)或非運(yùn)算L=A+B或非邏輯表達(dá)式兩輸入變量或非

邏輯真值表ABL00101011

3)異或邏輯若兩個(gè)輸入變量的值相異，輸出為1，否則為0。

異或邏輯真值表ABL000101011110BAL=1