数字逻辑与数字电路_2

? 数字编码是用一串数字代表一个汉字。最常用的是区位码。它是把国标码的每一个字节减去 00100000得到的，高字节称为区码，低字节称为位码。
? 区位码——GB 2312的所有字符分布在一个94行×94列的二维平面内，行号称为区号，列号称 为位号。区号和位号的组合就可以作为汉字字符的编码，称为汉字的区位码。
加法
减法
十六进制
? 由于二进制数在使用时位数太长，不容易记忆，所以又推出了十六进制数。 ? 十六进制数有两个基本特点：
? 它由十六个字符 0～9以及A，B，C，D，E，F组成（它们分别表示十进制数 10～15）；
? 十六进制数运算规律是逢十六进一，即基 R=16=2 4，通常在表示时用尾部标志 H或下标 16以示区别。 例如：十六进制数 4AC8可写成（ 4AC8 ）16，或写成 4AC8H 。
B表示。 例如：二进制数 10110011 可以写成（ 10110011 ）2，或写成 10110011B ? 对于十进制数可以不加注基数；
十进制
(D) 0 1 2 3 4
56
7
8
9 10
二进制 (B) 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010
计算机采用二进制数
(101.11)B＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋1×2－1＋1×2－2 ＝(5.75)D
各数位的权是２的幂
十进制数 →二进制数 将整数部分和小数部分分别进行转换。
整数部分 ---除2取余，逆序排列 ; 合并
小数部分 ---乘2取整，顺序排列。
? 十进制数 44.375 转换成二进制等于多少？
(44.375)D＝(？)B
十六进制数 →二进制数
? 十六进制数转换为二进制数时正好与上面所述相反，只要将每位的十六进制数对应的 4 位二进制写出来就行了。

译码器
常见的MSI二进制译码器 二进制译码器： ♦ 常见的MSI二进制译码器： 2-4线(2输入4输出)译码器 (2输入 输出) 输入4 3-8线(3输入8输出)译码器 (3输入 输出) 输入8 4-16线(4输入16输出)译码器等。 16线(4输入16输出 译码器等。 输入16输出)
例：3－8译码器
① 分析： 分析： A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3……A0 A设备 0 B设备 0 C设备 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 X X X X X X X X X X X X Y2 Y4 Y7
用3：8译码器实现
例）
译码器应用
② 设计： 设计：
74LS138
A6 A5 A4 A7 A8 A9 C B A G1 G2A G2B
§2.1 组合逻辑电路的分析方法
给定—— 给定—— 逻辑图 待求—— 待求—— 真值表 步骤： 步骤： 1. 根据逻辑图写出表达式 2. 根据表达式化简 3. 根据最简表达式列真值表 4. 根据真值表说明逻辑功能 5. 对电路进行评价和改进
例 1:
F1 +
F2 F1
F2
A 表达式为： 表达式为： F1=AB F2=A+B =AB
B
A
B
真值表 AB F2F1 00 0 0 01 0 1 10 1 0 11 0 0
A<B F2F1 =01 A=B F2F1 =00 A>B F2F1 =10
2.2 组合逻辑电路的设计方法
已知—— 已知—— 设计要求 待求—— 待求—— 逻辑图 步骤： 步骤： 1. 根据设计要求确定 根据设计要求 设计要求确定 2. 根据真值表 3. 化简 4. 按设计要求，变换逻辑表达式 按设计要求， 5. 画出逻辑图 真值表 卡诺图(表达式) 卡诺图(表达式)

2.数字电路的分类
① 按电路类型分类： 组合逻辑电路 时序逻辑电路
②按集成度分类（见下表）
③按半导体的导电类型分类 •双极型电路（MOS场效应管） •单极型电路（晶体管）
3. 数字系统
数字系统是由实现各种功能的逻辑电路互相连 接构成的整体，它能交互式的处理用离散形式表示 的信息。
从概念上讲，凡是用数字技术来处理和传输信 息的系统都可以称为数字系统。本课程所指的数字 系统，是指由数字逻辑电路构成的纯硬件数字系统。
4. 数字系统中的两种运算类型
算术运算和逻辑运算。
5.数字逻辑电路研究的主要问题
数字逻辑电路主要研究电路输出信号状态与输入信 号状态之间的逻辑关系。它包含逻辑电路分析和逻辑电 路设计两个方面的内容。理论基础是逻辑代数。
逻辑电路分析：是要了解一个给定电路所实现的逻 辑功能；
逻辑电路设计：是根据实际问题提出的功能要求， 构造出实现该功能的电路。
1.数字电路
又称二值数字逻辑，对数字信号进行传递、变
换、运算、存储以及显示等处理的电路。它们可以 用电子器件的开关特性来实现。产生离散信号电压 或数字电压。
离散信号电压或数字电压通常用逻辑电平来表示。 例如，逻辑电平与电压值的关系可用下表来描述：
电压(V) +5 0
二值逻辑 1 0
电平
H(高电平) L(低电平)
2、可靠性高 •数字电路的抗干扰能力强，固而可靠。现在，越 来越多的模拟产品被数字产品所替代，从手表到电 视机、手机等等。
•在信号的传送过程中，数字传送比模拟传送也要 可靠的多。
3、集成度高
8、数字电路的分析方法与测试技术
1 分析方法
•数字电路的研究对象是电路的输入与输出之间的 逻辑关系； •三极管工作在开关状态，所以，分析方法不能再 是模拟电路中的图解法、小信号模型分析法，而是 采用布尔代数、真值表、卡诺图、逻辑表达式、逻 辑图、时序图等。

TTL电路具有较快的开关速度，较强的抗 干扰能力以及足够大的输出摆幅，所以是目前 在各个领域包括医学电子设备中使用最广泛的 逻辑电路系统。实际的集成门电路比这里的要 复杂些，在输出端还有放大器和跟随器，用来 保证逻辑电平符合要求，增加负载能力。
在一个实际的数字系统中，往往需要能实现多种
多样逻辑功能的门电路，只有一种与非门作为基本单 元使用起来显然是不方便的。在TTL门电路的系列产 品中，常用的还有或非门、与或非门、与门、或门等 等。虽然门电路的种类很多，但它们或者是由与非门 稍加改动得到的，或者是由与非门中的若干部分组合 成的，有的就是与非门的一部分。如，与非门只有一 个输入端时成了非门；在与非门后再连一个非门成了 与门；在与非门前面对于每个输入端各接一个非门成 了或门。可以说与非门可以完成一切逻辑运算。因此， 只要掌握与非门典型电路的工作原理和分析方法，就 不难对其它形式的门电路进行分析了。
2. 或门电路 上图为简单的具有两个输入端的二极管或门电路、常用
逻辑符号、逻辑表达式及真值表。 其中A、B分别为两个输入端，F为输出端。这种电路之
所以能实现或运算，是因为输出端的电平被最高电平的输入 端钳位，只要输入端有一个高电平时，输出就是高电平。也 就是说输入有一个为1时，输出即为1。输入端全为0时，输 出才为0。
阐述逻辑控制、脉冲计数和数字显示的基本原 理，介绍常用的计数器和A/D、D/A转换器。
主要内容
第一节 基本逻辑电路 第二节 双稳态触发器 第三节 脉冲的计数和显示 第四节 数模和模数转换
第一节 基本逻辑电路
所谓逻辑是指“条件”与“结果”的 关系。逻辑电路(logic circuit)是用电路的 输入信号反映“条件”，用电路的输出信 号反映“结果”。电路的输出与输入之间 构成一定的逻辑关系。