数字电路逻辑设计课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,数字电路逻辑设计,张健 吴凡 李小立,制作,数字电路逻辑设计,1,第一章 数字逻辑基础,1.1 概述,一、数字信号的特点,数字信号在时间上和数值上均是离散的。,数字信号在电路中常表现为在离散时刻突变的电压或电流信号,。,数字信号是本课程的研究对象。,图1.1.1 典型的数字信号示意图,V,t,(V),(ms),5,0,10,20,30,40,50,第一章 数字逻辑基础 1.1 概述Vt(V)(ms),2,有两种逻辑体制：,正逻辑体制,规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。,负逻辑体制,规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。,如果采用正逻辑，图1.1.1所示的数字电压信号就成为下图所示逻辑信号。,二、正逻辑与负逻辑,数字信号是一种,二值,信号，用两个电平（高电平和低电平）分别来表示两个逻辑值（逻辑1和逻辑0）。,有两种逻辑体制：二、正逻辑与负逻辑,3,三、数字信号的主要参数,一个,理想,的周期性数字信号，可用以下几个参数来描绘：,V,m,信号幅度。,T,信号的重复周期。,t,W,脉冲宽度。,q,占空比。其定义为：,三、数字信号的主要参数 一个理想的周期,4,下,图所示为三个周期相同（,T,=20ms），但幅度、脉冲宽度及占空比各不相同的数字信号。,下图所示为三个周期相同（T=20ms），但幅,5,1.2 数制及其转换,一、几种常用的计数体制,1.十进制(Decimal)2.二进制(Binary)3.十六进制(Hexadecimal)与八进制（Octal）,任何进制的数都有基、位权和系数三要素。,一个R进制的数可以表示为：,1.2 数制及其转换一、几种常用的计数体制 1.十进制,6,例1.2.1,将二进制数10011.101转换成十进制数。,解：,将每一位二进制数乘以位权，然后相加，即按位展开，,可得,(10011.101),B,12,4,02,3,02,2,12,1,12,0,12,1,02,2,12,3,（19.625),D,二、不同数制之间的相互转换,1二进制转换成十进制,例1.2.1 将二进制数10011.101转换成十进制数。,7,整数的转换：,例1.2.2,将十进制数23转换成二进制数。,解：,用“,除2取余,”法转换:,2.十进制转换成二进制,则（23),D,=（10111),B,整数的转换：例1.2.2 将十进制数23转换成二进制数。,8,2.十进制转换成二进制（续）,纯小数部分的转换：采用“,乘2取整,”法。,例如，将(0.625),10,转换二进制可按如下步骤进行,0.625,2,1.250 整数部分=1=,b,1,0.250,2,0.500 整数部分=0=,b,2,0.500,2,1.000 整数部分=1=,b,3,故(0.625),10,=(0.101),2,。,2.十进制转换成二进制（续）纯小数部分的转换：采用“乘2取整,9,3、二进制与八进制之间的相互转换,3位二进制数代表1位八进制数,例如，将,（11110111,.,01101）,2,转换为八进制数,（011110111,.,011010）,2,=(3 6 7.3 2),8,例如，把,（,635.41,）,8,转换为二进制数得,（,6 3 5.4 1,）,8,.,=(110 011 101.100 001),2,3、二进制与八进制之间的相互转换3位二进制数代表1位八进制数,10,4、二进制与十六进制之间的相互转换,十六进制数的16个系数是：1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。,4位二进制数代表1位十六进制数,例如，将,（110011100,.,011100011）,2,转换为十六进制数得,（000110011100,.,011100011000）,2,=(1 9 C,.,7 1 8),16,例如，将,（0A38,.,68）,16,转换为二进制数得,（0A 3 8,.,6 8）,16,=（1010 0011 1000,.,0110 1000）,2,4、二进制与十六进制之间的相互转换,11,1.3 编码,BCD码用4位二进制代码来表示1位十进制数的编码方式。,要用二进制代码来表示十进制的09十个数，至少要用4位二进制数。4位二进制数有16种组合，可从这16种组合中选择10种组合分别来表示十进制的09十个数。选哪10种组合，有多种方案，这就形成了不同的BCD码。,1.3 编码 BCD码用4位二进制代码来表示1位十,12,数字电路逻辑设计课件,13,1.4 算术运算与逻辑运算,算术运算是计算数值的大小，而逻辑运算是表示输出状态或结果与输入条件之间的确定因果关系。,1.5 数字电路及其规模,工作在数字信号下,的电路，称之为数字电路。其规模有小规模、中规模、大规模和超大规模电路。,另外，还分为通用集成电路和专用集成电路（ASIC）以及可编程逻辑器件（FPGA、CPLD）。,1.4 算术运算与逻辑运算 算术运算是,14,本章小结,1数字信号在时间上和数值上均是离散的。,2数字电路中用高电平和低电平分别来表示逻辑1和逻辑0，它和二进制数中的0和1正好对应。因此，数字系统中常用二进制数来表示数据。,3、,人熟悉十进制，机器只认识二进制，为表达方便又常用八进制和十六进制。,4常用BCD码有8421码、242l码、542l码、余3码等，其中842l码使用最广泛。,本章小结,15,