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清华数字逻辑ppt课件一

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《数字逻辑基础》课件

《数字逻辑基础》课件
公式化简法
使用逻辑代数公式对逻辑函数进行化简，通过消去多余的项和简化 表达式来得到最简结果。
卡诺图化简法
使用卡诺图对逻辑函数进行化简，通过填1、圈1、划圈和填0的方 法来得到最简结果。
03
组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的输入和输出
分析组合逻辑电路的输入和输出信号，了解它们之间的关系。
交通信号灯控制系统的设计与实现
交通信号灯简介
交通信号灯是一种用于控制交通流量的电子设备，通常设置在路口或 交叉口处。
设计原理
交通信号灯控制系统的设计基于数字逻辑电路和计算机技术，通过检 测交通流量和车流方向来实现信号灯的自动控制。
实现步骤
首先确定系统架构和功能需求，然后选择合适的元件和芯片，接着进 行电路设计和搭建，最后进行测试和调整。
真值表
通过列出输入和输出信号的所有可能组合，构建组合逻辑电路的真值表，以确定输出信 号与输入信号的逻辑关系。
逻辑表达式
根据真值表，推导出组合逻辑电路的逻辑表达式，表示输入和输出信号之间的逻辑关系 。
组合逻辑电路的设计
确定逻辑功能
根据实际需求，确定所需的逻辑功能，如与、或、非等。
设计逻辑表达式
根据确定的逻辑功能，设计相应的逻辑表达式，用于描述输入和 输出信号之间的逻辑关系。
实现电路
根据逻辑表达式，选择合适的门电路实现组合逻辑电路，并完成 电路的物理设计。
常用组合逻辑电路
01
02
03
04
编码器
将输入信号转换为二进制码的 电路，用于信息处理和控制系
统。
译码器
将二进制码转换为输出信号的 电路，用于数据分配和显示系
统。
多路选择器

数字逻辑基础ppt课件

数字逻辑基础ppt课件

数字电子技术基础
数字电路研究的对象是输入与输出的逻辑关系， 即电路的逻辑功能。
(2) 数字电路研究方法 数字电路研究的主要方法是逻辑分析和逻辑
设计的方法。
计算机软件：硬件描述语言，例如ABEL 语言、VHD语言。
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数字电子技术基础
(3) 数字电路的测试技术 数字电路在正确设计和安装后，必须经过
( N ) R a n 1 a n 2 .a . 2 a 1 . a 0 .a 1 a 2 .a . m .
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数字电子技术基础
(2) 数位的权值 某个数位上数码为1时所表征的数值，称为该
数位的权值，简称“权”。
各个数位的权值均可表示成Ri的形式。
其中R是进位基数，i 表示相对小数点的位置。 i的确定方法： 以小数点为起点，自右向左依次为0，1， 2，…，n-1,自左向右依次为-1，-2, …，-m。n是整 数部分的位数，m是小数部分的位数。
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数字电子技术基础
在一个数位上，规定使用的数码符号的总数， 叫该进位计数制的进位基数，简称为“基” 。
进位基数又称为进位模数，记作R。 例如十进制，每个数位规定使用的数码符号为0， 1， 2， …， 9，共10个， 故其进位基数R=10。
若某个数位上的数码为ai，n为整数位，m为小
数位，则进位计数制表示的式子为
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数字电子技术基础
(4) 保密性好，对于数字信号可以采用各种算法进行 加密处理，故对信息资源的保密性好。 (5) 有可能通过编程改变芯片的逻辑功能。 (6) 可完成数字运算和逻辑运算。 (7) 容易采用计算机辅助设计。 3. 数字电路研究的对象、方法与测试技术 (1) 研究的对象

[高中教育]第1章--数字逻辑基础新PPT课件

[高中教育]第1章--数字逻辑基础新PPT课件

成绩合格的条件
必须同时满足以下两个条件：
相
(1)主裁判A同意；
A=1
(2)副裁判B、C中至少有1人同意。B+C=1
与 为 1
裁判结果Z的表达式 Z=A(B+C)
-
51
三、逻辑图描述法
裁判结果Z的表达式 Z=A(B+C)
也可改写为
Z=AB+AC
-
52
四、逻辑函数的标准形式
1、逻辑函数的基本形式
Z=A(B+C)
-
27
4、补码的运算
• 减法运算要变为加法运算来进行。 • 溢出：运算结果超出了给定位数带符号数
的表示范围。 • 同号相减、异号相加不会发生溢出； • 同号相加、异号相减有可能发生溢出。
正数加正数或正数减负数结果应为正数； 负数加负数或负数减正数结果应为负数。 否则，即为溢出。
-
28
补码运算举例
• 例：“7”的8421BCD码“0111” 奇校验码为 00111 校验位为0 偶校验码为 10111 校验位为1
• 奇偶校验码只能发现奇数个码元错误
-
37
1.3 逻辑代数基础
• 逻辑代数(Logic Algebra) 也称布尔代数(Boolean Algebra)，它是英国数学家乔治.布尔(George Boole) 于1849年提出来的。
5位小数。
整数部分
0.4 2 0.8
0
0.8 2 1.6
1
0.6 2 1.2
1
0.2 2 0.4
0
(0.4)10(0.01101)2
0.4 2 0.8
0
0.8 2 1.6
1
-

(精选)《数字逻辑》PPT课件

(精选)《数字逻辑》PPT课件
＝(5.25)10
各数位的权是２的幂
二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元件 来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。
运算 规则
加法规则：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10
乘法规则：0·0=0， 0·1=0 ，1·0=0，1·1=1
13
3、八进制
数码为：0～7；基数是8。
零，则每组二进制数便是一位八进制数。(三位聚一位) 0 0 1 1 0 1 0 1 0 . 0 1 0 ＝ (152.2)8
（2）八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3位二进
制数表示。(一位变三位)
(374.26)8 = 011 111 100 . 010 110
17
2、二进制数与十六进制数的相互转换
运算规律：逢八进一，即：7＋1＝10。
八进制数的权展开式：
如：(207.04)10＝ 2×82 ＋0×81＋7×80＋0×8－1＋4 ×8－2 ＝(135.0625)10
4、十六进制
各数位的权是8的幂
数码为：0～9、A～F；基数是16。 运算规律：逢十六进一，即：F＋1＝10。 十六进制数的权展开式： 如：(D8.A)2＝ 13×161 ＋8×160＋10 ×16－1＝(216.625)10
8
本节小结 数字信号的数值相对于时间的变 化过程是跳变的、间断性的。对数 字信号进行传输、处理的电子线路 称为数字电路。模拟信号通过模数 转换后变成数字信号，即可用数字 电路进行传输、处理。
9
1. 2 数制与编码
1.2.1 数制 1.2.2 不同数制间的转换 1.2.3 二进制代码
退出
10
1.2.1 数制

《数字逻辑基础》课件

《数字逻辑基础》课件
《数字逻Hale Waihona Puke 基础》课件CONTENTS
• 数字逻辑概述 • 数字逻辑基础概念 • 组合逻辑电路 • 时序逻辑电路 • 数字逻辑电路的实现
01
数字逻辑概述
数字逻辑的定义
01
数字逻辑是研究数字电路和数字 系统设计的理论基础，它涉及到 逻辑代数、逻辑门电路、组合逻 辑和时序逻辑等方面的知识。
02
数字逻辑是计算机科学和电子工 程学科的重要分支，为数字系统 的设计和分析提供了基本的理论 和方法。
详细描述
布尔代数是逻辑代数的一个分支，它研究的是逻辑变量和逻辑运算的规律。布尔代数包括基本的逻辑 运算，如与、或、非等，以及一些复合运算，如异或、同或等。布尔代数在数字电路设计中有广泛应 用。
逻辑函数的表示方法
总结词
逻辑函数是指一种特定的函数，它将输 入的逻辑值映射到输出的逻辑值。
VS
详细描述
逻辑函数是指一种特定的函数，它将输入 的逻辑值映射到输出的逻辑值。在数字电 路中，逻辑函数通常用真值表、逻辑表达 式、波形图等形式来表示。理解逻辑函数 的表示方法对于数字电路设计和分析非常 重要。
数字逻辑电路的测试与验证
测试目的
确保电路功能正确、性能稳定。
测试方法
采用仿真测试和实际测试两种方法。
验证手段
逻辑仿真、时序仿真和布局布线仿真等。
谢谢您的聆听
THANKS
逻辑门电路
总结词
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路，它是数字电路的基本单 元。
详细描述
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路，它是数字电路的基本单 元。常见的逻辑门电路有与门、或门、非门等。这些门电路 可以实现基本的逻辑运算，并能够组合起来实现更复杂的逻 辑功能。

清华大学数字逻辑课件-第3章3

清华大学数字逻辑课件-第3章3
Q2 Q1 Q0
Q CP
Q
D
Q CP
Q
D
Q CP
Q
D
电路特点： 统一时钟; 计数延迟与 位数无关。 CP
D2＝Q1， D1＝Q0， D0＝Q2， (逻辑功能？)
异步时序电路举例：异步计数器
Q0
Q
J
Q1
Q
Q
J “1”
Q2
Q
Q
J “1”
Q
CP K “1”
CP K
CP K
CP Q0
Q CP
Q1
Q
D
Q CP
异步减1计数器
Q0 Q1
Q
D Q CP
Q2
Q
D Q CP
CP
Q CP
Q
D
CP Q0
Q1 Q2
§2.2 同步时序电路的分析工具：
状态表、状态图、状态方程与激励表



功能表：描述电路输入输出关系 时序电路涉及触发器及电路的状态变化,必须引入 状态表(State Table)、状态图(State Diagram) 等分析工具 现态Qn ：时钟到来之前电路的状态 次态Qn+1 ：时钟到来之后电路的状态 状态表与状态图：反映输入与状态转换的关系 状态方程：状态转换的表达式 激励表：从现态转变到次态，对输入数据的要求
Q1 0 0 1 1 0 0 1 1
Q0 0 1 0 1 0 1 0 1
Q0位为1时, Q1位计数!
Q1 Q0位为11时, Q2位 计数！
观察分析得表达式：
J0=K0=1; J1=K1=Q0; J2=K2=Q1Q0;
J-K触发器应用：3位二进制计数器
“1” J CP Q0 Q _ Q J CP Q1 Q _ Q J CP Q2 Q _ Q J0=K0=1; J1=K1=Q0; J2=K2=Q1Q0;

第六章_清华1 ppt课件


用A（1位）表示输入数据
用Y（1位）表示输出（检测结果）
三、规定电路状态的编码
《数字电子技术基本教程》
取n=2，取 Q1Q 0 的00、01、10为S0、S1、S2 则，
Q1*AQ 1AQ 0 Q0*AQ1Q0 Y AQ1
《数字电子技术基本教程》
四、选用JK触发器，求方程组
Q1*AQ 1AQ 0 Q0*AQ1Q0 Y AQ1
异步置0
《数字电子技术基本教程》
CLR D K L D EE P 工T 作模式 X 0 X X X 置0 1 0 X X 预置数 X 1 1 0 1 保持 X 1 1 X 0 保持（C=0） 1 1 1 1 计数
（3）任意进制计数器的构成方法
《数字电子技术基本教程》
用已有的N进制芯片，组成M进制计数器，是常用的方法。
AQ1Q2 AQ1Q2
Q 2Q 1
Q
* 2
Q
* 1
Y
A
0
1
00 01/1 11/0
01 10/0 00/0
10 11/0 01/0
11 00/0 10/1
二、状态转换图
《数字电子技术基本教程》
四、时序图
《数字电子技术基本教程》
6.3 常用的时序逻辑电路
《数字电子技术基本教程》
6.3.1 寄存器
T0始终等于1
《数字电子技术基本教程》
《数字电子技术基本教程》
器件实例：SN74163
《数字电子技术基本教程》
同步置0
CLR KL D EP ET 工作模式 0 X X X 置零 1 0 X X 预置数
X 1 1 0 1 保持 X 1 1 X 0 保持（C=0）
1 1 1 1 计数

《数字逻辑详解》课件


了解布尔函数的定义和特性，学习如何将逻辑表达式转化为真值表。
3
简化布尔表达式
掌握使用布尔代数进行逻辑表达式简化的方法和技巧。
逻辑函数与逻辑表达式
逻辑函数
介绍逻辑函数的概念和表示 方法，学习如何将逻辑函数 转化为逻辑表达式。
逻辑表达式
了解逻辑表达式的结构和常 见的逻辑运算符，学习如何 构建和简化逻辑表达式。
逻辑门
介绍常用逻辑门的基本原理和电路符号，展示它们 在数字电路中的应用。
数字电路
了解数字电路的组成和工作原理，包括组合逻辑电 路和时序逻辑电路。
进制编码
介绍常见的进制编码方式，如BCD码和格雷码，并 学习它们的转换方法。
布尔代数
1
布尔运算
学习布尔代数的基本运算，包括与、或、非等逻辑运算。
2
布尔函数
多输出函数
学习如何处理多输出函数， 掌握多输出函数的最小化方 法。
数字逻辑设计方法
1
时序逻辑设计
2
了解时序逻辑电路的设计原理和方法，
学习如何使用触发器构建时序逻辑功能。
3
组合逻辑设计
介绍组合逻辑电路的设计流程和方法， 学习如何使用逻辑门设计逻辑功能。
状态机设计
学习状态机的基本概念和设计流程，掌 握状态转换图和状态表的建立方法。
结语与总结
数字逻辑详解课件对数字逻辑的基础概念、逻辑门电路、布尔代数等进行了全面的介绍和讲解。希望通过本课 件的学习，能够帮助大家更好地理解和应用数字逻辑，为日后的学习和工作打下坚实的基础。
实例与练习
数字电路实例
通过实际电路示例，展示数字逻辑在计算机和电子 设备中的应用。
逻辑表达式练习
提供一些逻辑表达式练习题，帮助学生巩固所学知 识和提升运算能力。
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计算机学科人才的专业能力要求：
– 计算思维能力—抽象思维能力和逻辑思维能力 – 算法设计与分析能力 – 程序设计能力 – 计算机系统的认知、分析、设计和应用能力
为实现上述要求设置的四大系列课程：
– 公共基础系列，基础理论系列，软件技术系列， 硬件技术系列
本题考查学生综合知识解决问题的能 力。最 早研制 成功的 火车、 飞机分 别是在 第一、 二次工 业革命 中。火 车动力 来源于 蒸汽机 ，飞机 动力来 源于内 燃机
本题考查学生综合知识解决问题的能 力。最 早研制 成功的 火车、 飞机分 别是在 第一、 二次工 业革命 中。火 车动力 来源于 蒸汽机 ，飞机 动力来 源于内 燃机
软件固化的设计方法
计算机系统演变过程
系统的设计过程： 第一步：软件算法模拟；第二步：硬件固化
硬件系统的发展： on system on board on chip
数理逻辑：研究推理、计算等逻辑问题，又称符号逻辑， 是离散数学的重要内容，是计算机科学的基础。
数字逻辑：用二进制为基础的数字化技术解决逻辑问题。
本题考查学生综合知识解决问题的能 力。最 早研制 成功的 火车、 飞机分 别是在 第一、 二次工 业革命 中。火 车动力 来源于 蒸汽机 ，飞机 动力来 源于内 燃机
以二进制为代表的数字化技术已经渗透到人 们日常生活的各个领域，改变了人们的工作 和生活方式。现代数字化技术的核心就是计 算机和网络，计算机和网络已经溶入到各个 领域，各个方面，无所不在，无所不能。
Digital X举例：数字电视，数字电话，数码 相机，数字化仪表，数字化医疗设备，数字 图书馆，数字博物馆，数字化地球，数字化 城市，西部数字鸿沟……
引言
“数字逻辑” 课程的地位 数字与逻辑 数字与模拟 数字逻辑领域的前沿问题 课程的主要内容 如何学好这门课
本题考查学生综合知识解决问题的能 力。最 早研制 成功的 火车、 飞机分 别是在 第一、 二次工 业革命 中。火 车动力 来源于 蒸汽机 ，飞机 动力来 源于内 燃机
CC2001(Computing Curricula)
清华大学计算机系列教材 王尔乾 杨士强 巴林风 编著
数字逻辑与数字集成电路 （第2版）
数 字 逻辑
(2002级本科生课程)
清华大学计算机系 杨士强 yangshq@ 赵有建 zhaoyj@
本题考查学生综合知识解决问题的能 力。最 早研制 成功的 火车、 飞机分 别是在 第一、 二次工 业革命 中。火 车动力 来源于 蒸汽机 ，飞机 动力来 源于内 燃机
“数字逻辑”是计算机硬件技术系列的基 础
计算机系统结构
计算机系统的 软硬件功能分配
计算机组成原理 数字逻辑
计算机系统的 逻辑实现 计算机组成的 物理实现
数字与逻辑 (Digital & Logic)
逻辑：研究思维的规律性；关于思维形式及其规律的科学； 研究概念、判断和推理以及相互联系的规律、规则，以帮 助人们正确地思维和认识客观真理。 学习工作时时处处离不开“逻辑”：讲话要有逻辑性、写 论文逻辑层次要清晰；逻辑推理能力、逻辑判断能力……
课程主要内容
CC2002 “数字逻辑”课程大纲
– 数制与码制 – 逻辑代数 – 逻辑电路表示 – 组合电路分析与设计 – 时序电路分析与设计 – 逻辑门阵列
组合逻辑 时序逻辑（同步时序） 可编程逻辑（PROM，PAL，GAL等） 5 次实验，最后一次综合实验
Байду номын сангаас
本题考查学生综合知识解决问题的能 力。最 早研制 成功的 火车、 飞机分 别是在 第一、 二次工 业革命 中。火 车动力 来源于 蒸汽机 ，飞机 动力来 源于内 燃机
数字与模拟 (Digital & Analog) （离散与连续）
digit原意泛指“数目的文字”。在计算机领域， digital与其它词一起使用，主要用于区别“模拟”， 指将连续变化的模拟量用二进制数表达和处理。
本题考查学生综合知识解决问题的能 力。最 早研制 成功的 火车、 飞机分 别是在 第一、 二次工 业革命 中。火 车动力 来源于 蒸汽机 ，飞机 动力来 源于内 燃机
数字逻辑领域的前沿技术
多值逻辑 模糊逻辑 计算机辅助逻辑设计 集成电路设计自动化 可编程逻辑设计 数字系统与模拟系统的混合设计 数字电路的故障诊断与可靠性，等等
现实世界中存在模拟与数字两大系统，电子数字计 算机是最典型的数字系统。
模拟量经采样、量化可转换为数字量。数字量更便 于加工、处理、传输、存储等，可靠，抗干扰能力 强。
数字集成电路是实现数字量处理和运算的功能单元。
电压
电压
电压
本题考查学生综合知识解决问题的能 力。最 早研制 成功的 火车、 飞机分 别是在 第一、 二次工 业革命 中。火 车动力 来源于 蒸汽机 ，飞机 动力来 源于内 燃机
数字与逻辑 (Digital & Logic)
逻辑代数：应用代数方法研究逻辑问题，又 称布尔代数，开关代数（还有开关理论，开 关电路等），是逻辑化简的主要工具。
数字逻辑电路的设计、分析，要借助于逻辑 代数这一数学工具。逻辑代数中二值运算的 公式、运算及定律要应用到数字逻辑电路。
实现逻辑功能可用的数字电路： 1、数字集成电路 2、可编程逻辑器件(PLD)
+V
-V +V
-V +V
-V
p
(a)模拟表示
2p 时间
p (b)离散表示
时间 2p
p (c)脉冲表示
时间 2p
本题考查学生综合知识解决问题的能 力。最 早研制 成功的 火车、 飞机分 别是在 第一、 二次工 业革命 中。火 车动力 来源于 蒸汽机 ，飞机 动力来 源于内 燃机
无所不在的“数字化”技术
专用与通用结合，逐步由专用到通用 软件：灵活，可任意修改，但速度慢 硬件：速度快，不可任意修改 软件与硬件在逻辑功能上是统一的，在硬件设计中逐步
引进软件可编程的思想，“以存代算的思想，各种 可编程逻辑器件（PLD）为硬件设计带来方便。
本题考查学生综合知识解决问题的能 力。最 早研制 成功的 火车、 飞机分 别是在 第一、 二次工 业革命 中。火 车动力 来源于 蒸汽机 ，飞机 动力来 源于内 燃机