数字电路基础ppt课件.ppt

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1、6.1概述6.2逻辑门电路6.3逻辑代数的基本公式和规则6.4逻辑函数的化简本章主要内容1数字电路的基本工作信号是以高低电平为特征的二进制信号，分析和设计数字电路的主要工具是逻辑代数。本章先介绍数字电路的基本概念、数制与码制、基本逻辑运算及门电路，然后介绍逻辑代数的基本公式与定理、逻辑函数的表示方法以及逻辑函数的化简。6.1概述6.1.1数字电路与脉冲信号1．数字电路在时间上和数值上均是离散（或不连续）的信号称为数字信号常用数字0和1来表示。2这里的0和1不是十进制数中的数字，而是逻辑0和逻辑1。产生和处理这类数字信号

2、的电路称为数字电路或逻辑电路。数字电路的任务是对数字信号进行运算（算术运算和逻辑运算）、计数、存贮、传递和控制。2．脉冲信号所谓脉冲，是指脉动、短促和不连续的意思。在数字电子技术中，把作用时间很短的、突变的电压或电流称为脉冲。数字信号实质上是一种脉冲信号。常见的脉冲信号波形有矩形波、尖顶波等多种。tt3一个实际的脉冲波形如图6.1.1所示。脉冲幅度A脉冲上升沿tr脉冲周期T脉冲下降沿tf脉冲宽度tpA0.9A0.5A0.1AtptrtfT实际的矩形波4脉冲前沿─脉冲最先来到的一边，指脉冲的幅度由10%上升到90%所需的

3、时间。脉冲后沿─脉冲结束时的一边，指脉冲的幅度由90%下降到10%所需要的时间。脉冲宽度─脉冲前沿幅度的50%到后沿幅度的50%所需要的时间，也称脉冲持续时间。脉冲幅度A─脉冲信号变化的最大值。其波形的物理意义参数叙述如下5脉冲周期T─周期性脉冲信号前后两次出现的时间间隔。脉冲信号又分为正脉冲和负脉冲，正脉冲的前沿是上升边，后沿是下降边，负脉冲正好相反。理想矩形脉冲如图6.1.2所示。脉冲频率─单位时间内的脉冲数，与周期的关系为66.1.2逻辑状态的表示方法现实生活当中有很多对立的状态，像开关的闭合和断开，灯泡的亮和灭

4、，事物的真和假，脉冲信号的有和无等。在数字电路当中通常用逻辑“1”和“0”来表示这两种状态。例如，灯亮为“1”，灯灭为“0”；有脉冲为“1”，无脉冲为“0”。脉冲信号通常用它的电位高低来表示：有脉冲时电位较高，称它具有高电平；无脉冲时电位较低，称它具有低电平。注意因受各种因素的影响，高、低电平并不是单一的数值，而是指的一个范围。7在数字系统中，脉冲信号的高、低电平都用“1”或“0”来表示，如果高电平用“1”，低电平用“0”表示，称为正逻辑系统。如果高电平用“0”，低电平用“1”表示，称为负逻辑系统。本书中采用正逻辑系统

5、。6.1.3数制与码制1．数制数制是计数进位制的简称。人们在日常生活中，习惯于用十进制数，而在数字系统中，多采用二进制数，有时也采用八进制数或十六进制数。（1）十进制：十进制数有0、1、2、…9十个数码，计数的基数是10，进位规则是“逢十进一”。对于任意一个十进制数N可表示为8（6.1.1)注意：小数点的前一位为第0位，即。其中Ki是第i位的数码，称为第i位的权。例6.1.1将十进制数129.5写成按权展开形式解：（2）二进制：二进制有0、1两个数码，基数为2，按“逢二进一”的规律计数。对于任意一个二进制数N可表示为(

6、6.1.2)同理，Ki是第位的数码，称为第位的权。例6.1.2将二进制数写成按权展开形式。解：（3）十六进制：十六进制有0、1、2、…9、A（10）、B（11）、C12）、D（13）、E（14）、F（15）十六个数码。基数为16，按“逢十六进一”的规律计数。仿效二进制和十进制，任意一个十六进制数N可表示为（6.1.3)例6.1.3将十六进制数写成按权展开形式。解：2．数制转换（1）二进制、十六进制数转换成十进制数先将二进制数或十六进制数按权展开，然后把所有各项按十进制数相加即可。例6.1.4将二进制数、十六进制数转换成

7、十进制数。解：（2）十进制数转换成二、十六进制数十进制数转换成二进制数或十六进制数，要分整数和小数两部分分别进行转换，这里只介绍整数部分的转换。通常采取除2或除16取余法，直到商为0止。读数方向由下而上。11例6.1.5将十进制数分别转换成二进制数和十六进制数。先将转换成二进制数，采取“除2取余法”，过程如下由此得再采取“除16取余”的方法，求对应的十六进制数，过程如下由此得：12根据这个关系，将二进制数转换成十六进制数时，只要以小数点为界，分别向左、右两边按四位一组进行分开，不足四位补0，再将每一组二进制数转换为相应

8、的十六进制数，最后将结果按序排列即可。例6.1.6将二进制数转换成十六进制数。解：方法如下由此得：（3）二进制数与十六进制数之间的转换由于两种数制的基数2与16之间的关系为，因此，四位二进制数恰好对应一位十六进制数。13十六进制数转换成二进制数，其过程恰好和上面相反，即只要把原来的十六进制数逐位用相应的四位二进制数代替即可。例6.