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数字逻辑基础知识PPT课件

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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ppt

数字逻辑ppt
-
p 2 (2 6) 24(W ) （吸收）
2 电路定理
❖2.1 叠加定理
❖2.2 戴维南定理 ❖ 2.3 诺顿定理 ❖ 2.4 最大功率传递定理
2.1 叠加定理
由线性电阻元件、线性受控源及独立源 构成旳电路为线性电阻电路。
若某线性电阻电路有唯一解，则该电路 中任一支路电流和电压均可表达为电路 中全部独立源旳线性组合。
即：一系列振幅不同，频率成整数倍旳正弦波， 叠加后来可构成一种非正弦周期波。
分析中旳u1、u3、u5等等，这些振幅不同、频率 分别是非正弦周期波频率k次倍旳正弦波统称为非正 弦周期波旳谐波，并按照k是非正弦周期波频率旳倍 数分别称为1次谐波(基波)、3次谐波……。
k为奇数旳谐波一般称为非正弦周期函数旳奇次 谐波；k为偶数时则称为非正弦周期波旳偶次谐波。 而把2次以上旳谐波均称为高次谐波。
1. 4受控源
实际电路中旳受控现象：
Ic
Ib
三极管
Ic Ib
他励直流发电机
If
+
U rIf
U
-
电压控制电压源（VCVS）：
特征方程
+
u2 u1
u1
-
－转移电压比
电流控制电压源（CCVS）：
特征方程
u2 r i1
i1
r－转移电阻
+
μu1 u2
-
+
ri1 u- 2
电压控制电流源（VCCS）：
iS
定义：端电流与电压无关且保持为某一给定函数 旳二端元件。
伏安特征：
iS
i(t) iS (t)
（u为任意值）
i
➢ 电流源旳两种工作状态：
1. 吸收电功率，

数字逻辑基础教学课件PPT

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4. 各种表示方法间的相互转换
（1）逻辑函数式→真值表 举例：例1-6（P9） （2）逻辑函数式→逻辑图 举例：例1-7（P10） （3）逻辑图→逻辑函数式 方法：从输入到输出逐级求取。
举例：例1-8（P10）
（4）真值表→函数式
方法：将真值表中Y为 1 的输入变量相与，取 值为 1 用原变量表示，0 用反变量表示， 将这 些与项相加，就得到逻辑表达式。这样得到的 逻辑函数表达式是标准与－或逻辑式。
断开为0；灯为Y，灯亮为1，灭为0。
真值表
AB Y 00 0 01 1 10 1 11 1
由“或”运算的真值表可知
“或”运算法则为：
有1出
0＋0 = 0 1＋0 = 1
1
0＋1 = 1 1＋1 = 1
全0为
0
⒊ 表达式
逻辑代数中“或”逻辑关系用“或”运算 描述。“或”运算又称逻辑加，其运算符为 “＋”或“ ”。两变量的“或”运算可表示
0
卡诺图是一 种用图形描 述逻辑函数
的方法。
00 0 01 0 11 0
10 1
例：函数 F=AB + AC
ABC F
000 0
1 001 1 010 0
1 011 1
1 100 1
0
101 1 110 0
1 111 0
1.逻辑函数式
特点：
例：函数 F=AB + AC
（1）便于运算； （2）便于用逻辑图实现； （3）缺乏直观。
真值表
K
Y
0
1
1
0
由“非”运算的真值表可知 “非”运算法则为：
0 =1 1 =0
⒊ 表达式
“非”逻辑用“非”运算描述。“非”运 算又称求反运算，运算符为“－”或“¬”， “非”运算可表示为：

数字逻辑基础ppt课件

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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。
上页 下页 返回
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
上页 下页 返回
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

数字逻辑电路大全PPT课件(2024版)

数字逻辑电路大全PPT课件(2024版)

第6页/共48页
Rb1 4kΩ
Rc 2 1.6kΩ
Vc 2
1
+VCC（ +5V） Rc4 130Ω
3
T2 4
1
3
A
31
2T2
D Vo
B
T1
C
Ve 2
1
3
2T 3
Re2
1kΩ
输入级
中间级
输出级
第7页/共48页
2．TTL与非门的逻辑关系
（1）输入全为高电平3.6V时。
T2、T3导通，VB1=0.7×3=2.1（V ），
列。 6 ． 74AS 系 列 —— 为 先 进 肖 特 基 系
列， 它是74S系列的后继产品。 7．74ALS系列——为先进低 功耗肖特基系列， 是74LS系列的后继产品。
第30页/共48页
2.3
一、 NMOS门电路 1．NMOS非门
MOS逻辑门电路
VDD (+12V)
VDD (+12V)
VDD (+12V)
0.4V
高 电 平 噪 声 容 限 第1V5页NH/共＝48V页OH （ min ） - VON ＝ 2.4V-2.0V ＝
四、TTL与非门的带负载能力
1．输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH （1）输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入端
接低电平时，从门电路输入端流出的电流。
& Vo G0
呈 现 高 阻 ， 称 为 高 阻 态 ， 或 禁 止 态+V。CC
Rc2
Rc4
Rb1
Vc2 1
3
T2 4
A
&
B
L
EN

《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。

《数字逻辑概论》课件

《数字逻辑概论》课件

01
02
03
分析方法
通过逻辑表达式、真值表 和波形图等工具，对组合 逻辑电路的输入和输出关 系进行解析。
功能描述
明确组合逻辑电路的功能 ，包括输入信号的逻辑关 系、输出信号的逻辑关系 以及电路的逻辑功能。
性能评估
根据电路的响应速度、功 耗和可靠性等指标，对组 合逻辑电路的性能进行评 估。
组合逻辑电路的设计
数字系统的实现技术
集成电路技术
利用集成电路实现数字系统的功能模块。
可编程逻辑器件技术
利用可编程逻辑器件实现数字系统的灵活配置和重构。
嵌入式系统技术
将微处理器、存储器、外设接口等集成在一个芯片上，实现特定功 能的数字系统。
THANKS
感谢观看
基本门电路
包括与门、或门、非门等 ，是构成复杂组合逻辑电 路的基本单元。
常用组合电路
如编码器、译码器、多路 选择器等，广泛应用于数 据传输、信号处理和控制 系统等领域。
应用实例
如计算机中的算术运算器 、比较器等，都是组合逻 辑电路的应用实例。
04
时序逻辑电路
时序逻辑电路的基本概念
总结词
基本组成和特点
逻辑电路的设计
组合逻辑电路设计
01
根据给定的逻辑函数，设计实现该函数的组合逻辑电路。
时序逻辑电路设计
02
了解时序逻辑电路的基本概念，如触发器、寄存器等，并掌握
其设计方法。
可编程逻辑器件（PLD）设计
03
了解可编程逻辑器件的基本概念和设计方法，如FPGA、CPLD
等。
03
组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析
《数字逻辑概论》 ppt课件
目录
• 数字逻辑概述 • 数字逻辑基础 • 组合逻辑电路 • 时序逻辑电路 • 数字系统设计

数电-数字逻辑基础幻灯片PPT

数电-数字逻辑基础幻灯片PPT

2.复合逻辑运算 在逻辑代数中，由基本的与、或、非逻辑运算可以实现多种复合逻辑运算。
A
B & Y1 A•B
A
A
B
Y1
B
Y1
A B
≥1
Y2 AB
A B
+ Y2
A B
Y2
A 1 Y3 A
A
Y3
A
Y3
(a)国际符号
(b)曾用符号 (c)美国符号
A B
&
Y4 A • B
A B
A B
≥ 1 Y5 A B
A
&
A
F
F
B
B
(a)
(b)
OC门逻辑符号
(a) 国际符号；
(b) 惯用符号
OC门除了可以“线与”连接外，还可以用来驱动感性负载或实现电平转换。 例如，在图的电路中，EC=10V时，F的输出高电平就从3.6V变成了10V。
＋ EC
& A
F B
& C D
OC门的线与电路
（3）三态门
三态门也称TS门(Three State Gate)， 是在TTL逻辑电路的基础上增加一个 使能端EN而得到的。当EN=0时，TTL与非门不受影响，仍然实现与非门功 能；当EN=1时，TTL与非门的V4、V5将同时截止，使逻辑门输出处于高阻 状态。因此，三态门除了具有普通逻辑门的高电平（逻辑1）和低电平（ 逻辑0）两种状态之外，还有第三种状态——高阻抗状态，也称开路状态 或Z状态。三态门的逻辑符号和真值表分别如图1－6和表1－5所示。国际 符号中的倒三角形“▽”表示逻辑门是三态输出，EN为“使能”限定符 ，输入端的小圆圈表示低电平有效(有的三态门也可能没有小圆圈，说明 EN是高电平有效)。

计算机数字逻辑基础.ppt

计算机数字逻辑基础.ppt
对于一个现成的数值逻辑电路，按照所要完成的逻辑 功能，求出相应的逻辑电路称为逻辑设计，它是计算机硬 件系统的基础。
数字逻辑
• 数字系统归根到底是对“0”和“1”进行处理， 它们是通过电子开关电路（如门电路、触发器等） 实现的。这些开关电路具有下列基本特点：
• 从线路内部看是开关导通，或是开关截止；从线 路的输入输出看，或是高电平，或是低电平。
由这3种基本逻辑运算，就可以构造出任何 逻辑运算来。显而易见，逻辑代数是一种比普 通代数简单得多的代数系统。
例如，普通代数中的变量取值可为正、负无穷大之 间的任意数，而逻辑代数中的变量取值只能为0或1： 普通代数中的变量运算包括加、减、乘、除、乘方、 开方等许多种，而逻辑代数中的变量运算只有 “与”、“或”、“非”3种。
•4 计数器
பைடு நூலகம்
本逻辑部件包括全 加器、译码器、奇
•5 寄存器
偶校验器、计数器、 寄存器等。
例子、利用“与非门”实现一位二进制加法
A B
低位 A B
进位（高位）
输入 A 0 0 1 1 输入 B 0 1 0 1 输出 P 00 01 01 高10
1、全加器
• 什么叫全加器？为了说明这个问题，我们先来分析 两个二进制数的相加过程。设有两个4位二进制数相 加，其竖式如下：
• 组合逻辑器件和时序逻辑器件两大类。
• 如果该器件的输出状态仅与当时的输入状态 有关，而与过去的输入状态无关，则称为组合逻 辑器件，组合逻辑电路的基本单元为门电路，常 用的组合逻辑器件有加法器、算术逻辑运算单元 （ALU）、译码器等；
• 如果逻辑器件的输出状态不但与当时的输入
有关，而且还与电路在此刻以前的状态有关，则
称为时序逻辑器件，时序逻辑器件内必须包含能 存储信息的记忆元件——触发器，它是构成时序 逻辑电路的基础，常用的时序逻辑器件有计数器、 寄存器等。
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n 1
= ai 10i im
例：（９９.８０７）Ｄ ＝ ９×101+９×100+８×10-1+０×10-2+７×10-３
又如：(209.04)10＝ 2×102 ＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4 ×10－2
.
二、二进制
基数为2,逢二进一 ,基本数码0、1;相邻高位是低位权的 二倍。
位置记数法 :(S )2= (an-1an-2...a1a0a-1a-2...a-m )2
１+ １×2０ + １×2-１+０×2-.２+１×2-３
(101.01)2＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2－2 ＝(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
数字逻辑
.
一． 概述
1 数字系统 2 数字逻辑电路的类型和研究方法
.
1 . 数字系统
模拟信号：在时间上和 数值上连续的信号。
u
数字信号：在时间上和 数值上不连续的（即离 散的）信号。
u
t
模拟信号波形
对模拟信号进行传输、 处理的电子线路称为 模拟电路。
.
t
数字信号波形
对数字信号进行传输、 处理的电子线路称为 数字电路。
+···+a1×161+a0×160
+a-1×16-1+a-2×16-2+...+a-m×16-m
n 1
=
ai 16i
im
例：(３ＡＦ．０２２)Ｈ =３×16２+Ａ×161+Ｆ×160+０×16-1 +２×16-2+２×16-
.
一、十进制
基数为10,逢十进一 ,基本数码 0、1、2、3、4、5、6、7、 8、9;相邻高位是低位权的十倍。 位置记数法 : (S )10= (an-1an-2...a1a0a-1a-2...a-m )10（或Ｄ） 按权展开式:(S )10= an-1×10n-1
+ an-2×10n-2+...+a1×101+a0×100+a-1×10-1 +a-2×10-2+...+a-m×10-m
（2）按所用器件制作工艺的不同：数字电路可分为双极型 （TTL型）和单极型（MOS型）两类。
（3）按照电路的结构和工作原理的不同：数字电路可分为组 合逻辑电路和时序逻辑电路两类。组合逻辑电路没有记忆功 能，其输出信号只与当时的输入信号有关，而与电路以前的 状态无关。时序逻辑电路具有记忆功能，其输出信号不仅和 当时的输入信号有关，而且与电. 路以前的状态有关。
.
11001 + 101
11110
11001 × 101
11001 00000 11001 =1 1 1 1 1 0 1
移位相加
11001 － 101
10100
101
101 )11001
－1 0 1 0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0
移位相减
—0 0 0
101
101
.
000
• 1001*101 1
1001 × 1011
1001 1001 0000 1001
典型的模拟信号为正弦信号,任一模拟信号 可看分解成不同频率正弦信号的迭加。
i t
.
数字信号
A/D转换
模拟信号
一次仪表
计算机
数字信号
D/A转换 模拟信号
执行机构
被测参数
被控对象
控制信号
某控制系统的框图
.
数字逻辑电路的特点
（1）工作信号是二进制的数字信号，在时间上和数值上 是离散的（不连续），反映在电路上就是低电平和高电 平两种状态（即0和1两个逻辑值）。
.
1.1 进位计数制
（1）进位制：表示数时，仅用一位数码往往不够用，必 须用进位计数的方法组成多位数码。多位数码每一位的 构成以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制，简 称进位制。
两 （2）基 数：进位制的基数，就是在该进位制中可能 个 用到的数码个数。 基 （3） 位 权（位的权数）：在某一进位制的数中，每一 本 位的大小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数，这 因 个固定的数就是这一位的权数。权数是一个幂。 素
标称值3.6V 允许高于2.4V 标称值0.3V 允许低于0.8V
.
数字逻辑电路的类型和研究方法
1、数字电路的分类
（1）按集成度分类：数字电路可分为小规模（SSI，每片数 十器件）、中规模（MSI，每片数百器件）、大规模（LSI， 每片数千器件）和超大规模（VLSI，每片器件数目大于1万） 数字集成电路。集成电路从应用的角度又可分为通用型和专 用型两大类型。
典型的数字系统——数字计算机
系统总线
控
运
存
适配器
制
算
储
器
器
器
输入 设备
输出 设备
CPU
.
2、数字逻辑电路的研究方法
1：对一个现成的数字逻辑电路研究它的工作性能 和逻辑功能——分析，
2：根据提出的逻辑功能，在给定条件下构造出实 现预定功能的逻辑电路——设计
.
第一章 数制与码制
1. 1 进位计数制 1.2 数制转换 1.３ 机器码 1.４ 数的定点和浮点表示 1.５ 数码和字符的代码表示
按权展开式: (S )2= an-1×2n-1 + an-2×2n-2+...+a1×21+a0×20 +a-1×2-1+a-2×2-2+...+a-m×2-m
a 2 = n1 i i im
例：（１００１１１０１．１０１）Ｂ ＝１×2７ + ０×2６+０×2５+１×2４+１×2３+１×2２+０×2
1100011
二进制乘法运算可转换成 移位加法运算实现
同理二进制除法运算可转 换成移位减法运算实现
.
三.十六进制
基数为16,逢十六进一 ,基本数码 0、1、2、3、4、5、6、7、 8、9、A、B、C、D、E、F;相邻高位是低位权的十六倍。
位置记数法 :(S )16= (an-1an-2...a1a0a-1a-2...a-m )16 (或Ｈ） 按权展开式: (S )16= an-1×16n-1+ an-2×16n-2
（2）在数字电路中，研究的主要问题是电路的逻辑功能， 即输入信号的状态和输出信号的状态之间的关系。
（3）电路结构简单、功耗低、便于集成和系列化生产。 （4）对组成数字电路的元器件的精度要求不高，只要在
工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可
.
数字逻辑电路的特点: 可靠性强、抗干挠能力强、电路结构简单、功 耗低、便于集成和系列化生产。