数字电路基础

数字电路基础知识

1、逻辑门电路（何为门）

2、真值表

3、卡诺图

4、3线-8线译码器的应用

5、555集成芯片的应用

一.逻辑门电路（何为门）

在逻辑代数中，最基本的逻辑运算有与、或、非三种。每种逻辑运算代表一种函数关系，

这种函数关系可用逻辑符号写成逻辑表达式来描述，也可用文字来描述，还可用表格或图形

的方式来描述。

最基本的逻辑关系有三种：与逻辑关系、或逻辑关系、非逻辑关系。

实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运算的单元电路称为逻辑门电路。例如：实现“与”

运算的电路称为与逻辑门，简称与门；实现“与非”运算的电路称为与非门。逻辑门电路是

设计数字系统的最小单元。

1.1.1与门

“与”运算是一种二元运算，它定义了两个变量A和B的一种函数关系。用语句来描

述它，这就是：当且仅当变量A和B都为1时，函数F为1；或者可用另一种方式来描述

它，这就是：只要变量A或B中有一个为0，则函数F为0。“与”运算又称为逻辑乘运算，

也叫逻辑积运算。

“与”运算的逻辑表达式为：

FAB=⋅

式中，乘号“．”表示与运算，在不至于引起混淆的前提下，乘号“．”经常被省略。该式可

读作：F等于A乘B，也可读作：F等于A与B。

由“与”运算关系的真值表可知“与”逻辑的运算规律为：

000

01100

111⋅=

⋅=⋅=

⋅=表2-1b“与”运算真值表ABFAB=⋅

000

010

100

111简单地记为：有0出0，全1出1。

由此可推出其一般形式为：

00

1A

AA

AAA⋅=

⋅=

⋅=

实现“与”逻辑运算功能的的电路称为“与门”。每个与门有两个或两个以上的输入端和一

个输出端，图2-2是两输入端与门的逻辑符号。在实际应用中，制造工艺限制了与门电路的

输入变量数目，所以实际与门电路的输入个数是有限的。其它门电路中同样如此。

1.1.2或门

“或”运算是另一种二元运算，它定义了变量A、B与函数F的另一种关系。用语句来

描述它，这就是：只要变量A和B中任何一个为1，则函数F为1；或者说：当且仅当变量

A和B均为0时，函数F才为0。“或”运算又称为逻辑加，也叫逻辑和。其运算符号为“＋”。

1 第7章 数字电路基础

【课题】

7.1 概述

【教学目的】

1.让学生了解数字电子技术对于认知数码世界的重要现实意义，培养学生学习该科目的浓厚兴趣。

2.明确该科目的学习重点和学习方法。

【教学重点】

1.电信号的种类和各自的特点。

2.数字信号的表示方法。

3.脉冲波形主要参数的含义及常见脉冲波形。

4.数字电路的特点和优越性。

【教学难点】

数字信号在日常生活中的应用。

【教学方法】

讲授法，讨论法

【参考教学课时】

1课时

【教学过程】

一、新授内容

7.1.1 数字信号与模拟信号

1. 模拟信号：在时间和数值上是连续变化的信号称为模拟信号。

2. 数字信号：在时间和数值上是离散的信号称为数字信号。

讨论： 请同学们列举几种常见的数字信号和模拟信号。

7.1.2 脉冲信号及其参数

1. 脉冲信号的定义：在瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流信号。

2．脉冲的主要参数：脉冲幅值Vm 、脉冲上升时间tr 、脉冲下降时间tf 、脉冲宽度tW 、脉冲周期T及占空比D。

7.1.3 数字电路的特点及应用

特点：1.电路结构简单，便于实现数字电路集成化。 2 2.抗干扰能力强，可靠性高。（例如手机）

3.数字电路实际上是一种逻辑运算电路，电路分析与设计方法简单、方便。

4.数字电路可以方便地保存、传输、处理数字信号。（例如计算机）

5.精度高、功能完备、智能化。（例如数字电视和数码照相机）

应用：数字电路在家电产品、测量仪器、通信设备、控制装置等领域得到广泛的应用，数字化的发展前景非常宽阔。

讨论：1.你用过哪些数字电路产品，请列出1~2个较为典型的例子，并就其中一个产品说明它的功能及优点和缺点。

二、课堂小结

1. 数字信号与模拟信号的概念

2. 脉冲信号及其参数

3. 数字电路的特点及应用

三、课堂思考

讨论：谈谈如何才能学好数字电路课程？

四、课后练习

P143思考与练习题：1、 2、3。

《电子线路》配套多媒体CAI课件 电子教案

97 第11章 数字电路基础知识

教学重点：

1．掌握与门、或门、非门的逻辑功能及逻辑符号。

2．了解与或非门、同或门、异或门、OC门与三态门等复合门的逻辑功能和逻辑符号。

3．掌握基本逻辑运算、逻辑函数的表示方法。

4．掌握逻辑代数的基本公式；熟练应用公式化简逻辑函数。

教学难点：

1．各种逻辑关系的含义。

2．用公式化简逻辑函数。

3．根据函数表达式画出逻辑图。

学时分配：

11.1 数字电路概述

11.1.1 数字电路及其特点

电子线路中的电信号有两大类：模拟信号和数字信号。

1．概念

模拟信号：在数值上和时间上都是连续变化的信号。

数字信号：在数值上和时间上不连续变化的信号。

模拟电路：处理模拟信号的电路。

数字电路：处理数字信号的电路。

2．数字电路特点 序号 内 容 学 时

1 11.1 数字电路概述 0.5

2 11.2 基本逻辑门电路 1.5

3 11.3 组合逻辑门电路 2

4 11.4 逻辑代数及其在逻辑电路中的应用 2

5 本章小结与习题 2

6 本章总学时 8 《电子线路》配套多媒体CAI课件 电子教案

98 (1) 电路中工作的半导体管多数工作在开关状态。

(2) 研究对象是电路的输入与输出之间的逻辑关系，分析工具是逻辑代数，表达电路的功能主要用真值表，逻辑函数表达式及波形图等。

11.1.2 数字电路的发展和应用

数字电路的发展：与器件的改进密切相关，集成电路的出现促进了数字电路的发展。

数字电路的应用：范围广泛，国民经济许多部门中都将大量应用数字电路。

11.2 基本逻辑门电路

各种逻辑门电路是组成数字电路的基本单元。

11.2.1 关于逻辑电路的几个规定

一、逻辑状态的表示方法

用数字符号0和1表示相互对立的逻辑状态，称为逻辑0和逻辑1。

表11.2.1 常见的对立逻辑状态示例

数字电路基础

十进制数

计数制

计数制是人们用以表示数的进位方式和计数的制度。数字系统中常采用的计数制有十进制、二进制、八进制和十六进制。

十进制是人们最习惯采用的一种数制。十进制数是用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个符号（称为数码）按一定规律排列起来表示的数。10是这个数制的基数。向高位数进位的规则是"逢十进一"给低位借位的规则是"借一当十"数码处于不同位置（或称数位），它所代表的数量的含义是不同的。例如572.34，数码5处于百位，它所代表的数为五百；7处于10位，它代表的数为70；2处于个位，它所代表的数为2；3处于10分位，它所代表的数为3／10，4处于百分位，它所代表的数为 4％。不同位置的数码代表不同数值的数的表示方法称为位置计数法。把表示某一数位上单位有效数字所代表的实际数值称为"位权"，简称"权"。十进制数的权是以10为底的幂。位置计数法的权，以小数点为参考点，整数部分的权离小数点越近，权越小；小数部分的权离小数点越近，权越大。10进制数572.34的权的大小顺序为。称数位上的数码为系数。权乘以系数称为加权系数。

任意一个十进制数都可以用加权系数展开式来表示：，对于有n位整数和m位小数的十进制数用加权系数展开式表示，可写为

式中，N的下标10表示N为十进制数，ai为第i位的系数,它为0、1、……9中的某一个数。

十进制数一般可写成：

例1101 把十进制数5634.28表示成加权系数展开式

解：

二进制数

一、二进制数的表示法

二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2，进位规则是"逢二进一"，借位规则是"借一当二"。二进制数也是采用位置计数法，其位权是以2为底的幂。例如二进制数110.11，其权的大小顺序为22、21、20、2-1、2-2。对于有n位整数，m位小数的二进制数用加权系数展开式表示，可写为：