1章 数字电路基本概念(1)介绍
- 格式:pdf
- 大小:567.63 KB
- 文档页数:51
数字电路基本概念数字电路是信息处理领域中的重要组成部分,是由数字元件(如逻辑门和触发器)组成的电路。
它以二进制信号(0和1)作为基本单位,通过逻辑运算和时序控制来处理和传输信息。
本文将介绍数字电路的基本概念,包括逻辑门、逻辑运算、布尔代数、二进制系统和数字信号。
一、逻辑门逻辑门是数字电路的基本元件,用于实现各种逻辑运算。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等。
与门(AND)输出只有当所有输入都为1时才为1,或门(OR)输出只要有一个输入为1就为1,非门(NOT)输出与输入相反。
与非门、或非门和异或门是与门、或门和非门的组合形式,具有更复杂的逻辑功能。
二、逻辑运算逻辑运算是数字电路的基础操作,用于实现逻辑功能。
常见的逻辑运算包括与运算、或运算、非运算、异或运算、与非运算和或非运算等。
与运算将多个输入的状态全都为1时,输出也为1;或运算将多个输入的状态只要有一个为1时,输出即为1;非运算将输入的状态进行反转;异或运算将多个输入的状态不全相同时,输出为1。
三、布尔代数布尔代数是数字电路设计和分析的基础,是一种用于描述逻辑运算的代数系统。
它由乔治·布尔于19世纪中叶提出,将逻辑运算用代数符号和公式表示。
布尔代数包括布尔常数、布尔变量、逻辑运算符和逻辑表达式等。
通过布尔代数可以推导出逻辑电路的输出与输入之间的关系,从而实现数字电路的设计和优化。
四、二进制系统二进制系统是数字电路中常用的数值表示方式,其基础是以2为底的数制系统。
二进制数由0和1组成,每一位代表一个2的幂次方。
二进制数可以表示逻辑状态,如0表示低电平、1表示高电平。
在数字电路中,二进制数用于表示数字信息,如计数器、存储器和寄存器等。
五、数字信号数字信号是数字电路中的信息载体,用于表示和传输数字信息。
它由离散的时间和离散的幅度组成,通过不同的电平表示不同的逻辑状态。
数字信号可以是脉冲信号、方波信号、正弦波信号等。
在数字电路中,数字信号的传输和处理需要考虑信号的稳定性、延迟和噪声等因素。
数字电路知识点总结(精华版)数字电路知识点总结(精华版)第一章数字逻辑概论一、进位计数制1.十进制与二进制数的转换2.二进制数与十进制数的转换3.二进制数与十六进制数的转换二、基本逻辑门电路第二章逻辑代数逻辑函数的表示方法有:真值表、函数表达式、卡诺图、逻辑图和波形图等。
一、逻辑代数的基本公式和常用公式1.常量与变量的关系A + 0 = A,A × 1 = AA + 1 = 1,A × 0 = 02.与普通代数相运算规律a。
交换律:A + B = B + A,A × B = B × Ab。
结合律:(A + B) + C = A + (B + C),(A × B) × C = A ×(B × C)c。
分配律:A × (B + C) = A × B + A × C,A + B × C = (A + B) × (A + C)3.逻辑函数的特殊规律a。
同一律:A + A = Ab。
摩根定律:A + B = A × B,A × B = A + Bc。
关于否定的性质:A = A'二、逻辑函数的基本规则代入规则在任何一个逻辑等式中,如果将等式两边同时出现某一变量 A 的地方,都用一个函数 L 表示,则等式仍然成立,这个规则称为代入规则。
例如:A × B ⊕ C + A × B ⊕ C,可令 L = B ⊕ C,则上式变成 A × L + A × L = A ⊕ L = A ⊕ B ⊕ C。
三、逻辑函数的化简——公式化简法公式化简法就是利用逻辑函数的基本公式和常用公式化简逻辑函数,通常,我们将逻辑函数化简为最简的与或表达式。
1.合并项法利用 A + A' = 1 或 A × A' = 0,将二项合并为一项,合并时可消去一个变量。
数字电路基本概念的理解1)数字电路中工作的信号是数字信号,这种信号在时间上和数值上都是离散的。
在二进制系统中,数码只有1和0两种可能,反映到电路上就是高电平和低电平或开关通断、电流有无等。
而在模拟电路中工作的信号是模拟信号,这种信号在时间上和数值上都是连续变化的。
时间上连续是指任意时刻有一个相对的值。
数值上连续是指可以是在肯定范围内的任意值。
2)数字电路是处理和传输数字信号的电路。
三极管工作在开关状态,即饱和区或截止区。
放大区只是一种过渡状态。
抗干扰力量强、精度高。
而模拟电路是处理和传输模拟信号的电路。
三极管工作在线性放大区,即放大状态。
3)数字电路讨论的主要问题是电路的输入和输出状态之间的规律关系,即电路的规律功能。
具有"规律思维"力量。
数字电路能对输入的数字信号进行各种算术运算和规律运算、规律推断,故又称为数字规律电路。
而模拟电路讨论的主要问题是怎样不失真地放大模拟信号。
4)数字电路中,分析和设计数字电路的重要工具是规律代数,描述电路规律功能的主要方法是真值表、规律函数表达式、状态转换图、波形图和和卡诺图。
常常遇到的问题则是怎样利用它们对已知电路进行规律分析,依据实际要求进行规律设计。
而在模拟电路中,常常利用图解法和微变等效电路法等对电路进行静态和动态的定量分析,以确定放大倍数是多少、波形是否失真、怎样改善电路的放大性能等问题。
5)从电路结构上看,模拟电路的主要单元电路是放大器。
而数字电路的主要单元电路则是规律门和触发器。
虽然适应各种需要的数字电路千变万化,但是分析和设计的方法基本上是一样的。
只要我们对这些单元电路的组成、工作原理和性能把握得比较好,而且又学会了规律分析和规律设计的基本方法,熟识了若干典型电路,那就可以说初步具备了分析和解决一般数字电路问题的力量。