数字电路基础知识课件

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,*,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,*,12.1,数字电路概述,1,、电子线路中的电信号有两大类：,模拟信号,数字信号,2,、概念：,（,1,）模拟信号：在数值上和时间上都是,连续变化,的信号。,处理模拟信号的电路 叫 模拟电路,（,2,）数字信号：在数值上和时间上,不连续变化,的信号。,处理数字信号的电路 叫 数字电路,一、数字电路及其特点：,3,、数字电路特点,(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,。,12.1 数字电路概述1、电子线路中的电信号有两大类：模,二、,数字电路的发展和应用,：,1,、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。,工作速度快，耗电量低。,2,、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。,计算机技术、雷达、电视、通信、遥测、遥控等。,核物理技术、航天技术、激光技术、医药技术、等设备控制和数字测量中,二、数字电路的发展和应用：1、数字电路的发展：,12.2,二进制数,一、数制：指用一组固定的,数字,和一套统一,规则,来表示,数目,的方法。,（,1,）人们熟悉的,十进制数,，有”,0,、,1,、,2,、,3,、,4,、,5,、,6,、,7,、,8,、,9”,十个数。,逢十进一,（,2,）时间的,分,和,秒,：,六十进制，有“,0 59”,六十个数。,逢六十进一,年、月、日、周等,按照,进位方法,的不同有不同的,计数体制。,（,3,）二进制：有“,0,、,1”,两个数。,（,4,）八进制：有“,07”,八个数。,（,5,）十六进制：有“,09,、,AF”,十五个数。,逢二进一,逢八进一,逢十六进一,数字电路中采用二进制,12.2 二进制数一、数制：指用一组固定的数字和一套统一,二、二进制数四则运算：,1,、二进制数的表示法与读法：,（,10,）,2,读作：,壹零,（,101,）,2,读作：,壹零壹,练习：,（,111,）,2,（,1011,）,2,2,、四则运算：,（,1,）加法运算：,（,1110,）,2,+,（,1011,）,2,=,？,（,2,）减法运算：,（,1101,）,2,-,（,1011,）,2,=,？,二、二进制数四则运算：1、二进制数的表示法与读法：（10）2,（,3,）乘法运算：,（,1001,）,2,（,1010,）,2,=,？,（,4,）除法运算：,（,100110,）,2,（,110,）,2,=,？,练习：进行下列二进制数的四则运算,（,1,）,1101+111=,？（,2,）,10111-101=,？,（,3,）,1010011011=,？（,4,）,11001101=,？,10100,100010,111000011,101,（3）乘法运算：（1001）2（1010）2=？（4）除,3,、二进制数和十进制数互相转换：,（,1,）二进制数化为十进制数：,（,11101,）,2,=,（？）,10,（,11101),2,=,所在数位的“,权,”,(1,2,4,+1,2,3,+1,2,2,+0,2,1,+1,2,0,),10,=(16+8+4+0+1),10,=(29),10,乘权相加法,规则：,二进制数的,每位数码,乘以它,所在数位的“权”,在相加起来，即为相应的十进制数。,4 3 2 1 0,（,2,）十进制数转换为二进制数：,（,37,）,10,=(?),2,短除法：,低位,高位,不停除,2,，取余数,（,商为,0,止,）,除,2,取余倒记法,规则：,把十进制数不断的,除以,2,，,直到出现,商等于,0,为止,，然后把每次得到的,余数倒着顺序排列,即成为二进制数,练习：,（,23,）,10,=(?),2,(80),10,=(?),2,(10101),2,=(?),10,(1011010),2,=(?),10,10111,1010000,21,90,3、二进制数和十进制数互相转换：（1）二进制数化为十进制数：,12.3,基本逻辑门电路,数字电路的基本部分是各种,开关电路,这些电路像门一样依一定的条件“开”或“关”，所以称为,“门”,电路。,门电路一般有,一个,输出端，但可以有,多个,输入端。,输出端的状态是由输入端状态决定的；,“因”,和,“果”,；即输入端和输出端状态间有一定的,逻辑关系,。,称为逻辑门电路,12.3基本逻辑门电路数字电路的基本部分是各种开关电路,一、关于逻辑电路的几个规定,：,1,、逻辑状态的表示方法：,自然界中对立的逻辑状态,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,1,1,0,一、关于逻辑电路的几个规定：1、逻辑状态的表示方法：自然,2,、高、低电平的规定：,（,1,）在逻辑电路中用,高电平,、,低电平,来描述电位的高低。,（,2,）高、低电平不是一个,固定值,，而是一个,电平变化范围,，单位用,“,V”,表示。,高电平：,35V,低电平,:00.4V,(3),在集成逻辑门电路中规定：,标准高电平,V,SH,：高电平的下限值,标准低电平,V,SL,：低电平的上限值,应用时：高电平应大于或等于,V,SH,；低电平应小于或等于,V,SL,。,3,、正、负逻辑规定,：,正逻辑：,用,1,表示高电平，用,0,表示低电平的逻辑体制。,负逻辑：,用,1,表示低电平，用,0,表示高电平的逻辑体制。,一般采用正逻辑,2、高、低电平的规定：（1）在逻辑电路中用高电平、低电平来描,二、与门电路：,基本的逻辑关系：,与逻辑,、,或逻辑,和,非逻辑,。,1,、与逻辑：,（,1,）与逻辑关系：,灯亮的条件是什么？,闭合,闭合,与逻辑关系,：指当决定一件事情的几个条件,全部具备后,，这件事情才能发生，否则不发生。,（,2,）与门电路：,（,3,）与逻辑符号：,A,、,B,输入端,Y,输出端,A,与,B,二、与门电路：基本的逻辑关系：与逻辑、或逻辑和非逻辑。1、,2,、工作原理：,（,1,）当,A,、,B,输入端都是高电平（即,“,1”,），,V1,、,V2,导通，输出端,Y,为高电平（即,“,1”,）,（,2,）当,A,、,B,输入有一个或一个以上为低电平（即,“,0”,），则对应端的,V,导通，输出端,Y,为低电平（即,“,0”,）,“,全,1,出,1”,“,有,0,出,0”,这种输入和输出逻辑关系是,与逻辑,，所以上述这种门电路称为,与门,电路,（,1,）逻辑函数式：,Y,=,A,B,或,Y=A,B,或,Y,=,AB,读作：,Y,等于,A,与,B,或,Y,等于,A,乘,B,3,、表示方法,：,2、工作原理：（1）当A、B输入端都是高电平（即“1,（,2,）真值表表示：,真值表：指表明逻辑门电路输入端状态和输出端状态逻辑对应关系的表。,真值表：,包括了全部可能的输入值组合及其对应的输出值,4,、四输入端与门：,与门输入端可以不止两个！,（,1,）逻辑函数式：,Y,=,ABCD,（,2,）逻辑功能,：“,有,0,出,0,，全,1,出,1”,说明：与门电路，输入端不论是几个，逻辑关系相同。,（2）真值表表示：真值表：指表明逻辑门电路输,三、或门电路：,1,、或逻辑：,（,1,）或逻辑关系：,灯亮的条件是什么？,A,闭合,或,B,闭合,A,或,B,或逻辑关系,:,指当决定一件事情的几个条件中,只要有一个条件,得到满足，这件事情就会发生。,（,2,）或门电路：,A,、,B,输入端,Y,输出端,（,3,）或逻辑符号：,三、或门电路：1、或逻辑：（1）或逻辑关系：灯亮的条件是什,2,、工作原理：,（,1,）,V,A,=0 V,，,V,B,=0 V,，,V,1,、,V,2,均截止，,Y =-12 V,；,（,2,）,V,A,=6 V,，,V,B,=0 V,，,V,1,导通，,V,2,截止，,Y,=6 V,；,（,3,）,V,A,=0 V,，,V,B,=6 V,，,V,1,截止，,V,2,导通，,Y,=6 V,；,（,4,）,V,A=6 V,，,V,B=6 V,，,V1,、,V2,均导通，,Y,=6 V,。,0,0,：,0,1,，,0,：,1,0,1,：,1,1,，,1,：,1,全,0,出零，有,1,出,1,这种输入和输出逻辑关系是,或逻辑,，所以上述这种门电路称为,或门,电路,3,、表示方法：,（,1,）逻辑函数式：,Y,=,A,+,B,读作：,Y,等于,A,或,B,或,Y,等于,A,加,B,2、工作原理：（1）VA=0 V，VB=0 V,（,2,）真值表：,有,1,出,1,全,0,出,0,或门输入端可以不止两个！,4,、四输入端或门电路：,（,1,）逻辑表达式为：,（,2,）或门的逻辑功能为：,（,3,）逻辑符号：,说明：输入端不论是几个，逻辑关系是相同的，“全,0,出,0,，有,1,出,1”,“,全,0,出,0,，有,1,出,1”,Y,=,A,B,C,D,（2）真值表：有1出1全0出0 或门输入端可以不止两个！4,四、非门电路：,1,、非逻辑：,输入高电平,输出低电平,（,1,）非逻辑关系：,输入、输出电压关系？,非,非逻辑关系：事情和条件总是相反状态,。,（有,1,出,0,，有,0,出,1,）,（,2,）非门电路：,（,3,）逻辑符号：,如上图所示,2,、工作原理：,（,1,）,V,A,=6 V,，,V,导通，,Y,=0,（,2,）,V,A,=0 V,，,V,截止，,Y,=,V,G,这种输入和输出逻辑关系是,非逻辑,，所以上述这种门电路称为,非门,电路,四、非门电路：1、非逻辑：输入高电平输出低电平（1）非逻辑,3,、非逻辑表示方法：,（,1,）逻辑函数式：,（,2,）真值表：,4,、逻辑功能：,有,0,出,1,，有,1,出,0,3、非逻辑表示方法：（1）逻辑函数式：（2）真值表：,12.4,组合逻辑门电路,组合逻辑门：指把与门、或门和非门组合起来使用的门。,一、常见的简单组合门电路：,1,、与非门：,（,1,）与非门：指在,与门,后面接一个,非门,，就构成了与非门。,（,2,）与非门逻辑符号：,在,与门输出,端加上一个,小圆圈,，就构成了与非门的逻辑符号,。,（,3,）与非门的逻辑函数式为：,12.4 组合逻辑门电路组合逻辑门：指把与门、或门和非门,4,、与非门真值表：,输入,A,输入,B,A,与,B,结果,A,B,后,非,结果,逻辑与：有,0,出,0,，全,1,出,1.,非逻辑：有,0,出,1,，有,1,出,0,（取反）,5,、与非门逻辑功能：,全,1,出,0,，有,0,出,1,。,4、与非门真值表：输入A输入BA与B结果AB后非结果逻辑与,2,、或非门：,（,1,）或非门：指在,或门,后面接一个,非门,就构成了或非门,。,（,2,）或非门逻辑符号：,在,或门输出,端加上一个,小圆圈,，就构成了与非门的逻辑符号,。,（,3,）或非门的逻辑函数式为,：,2、或非门：（1）或非门：指在或门后面接一个非门就构成了或非,（,4,）或非门真值表：,输入,A,输入,B,A,或,B,结果,A+B,后,非,结果,逻辑或：有,1,出,1,，全,0,出,0.,非逻辑：有,0,出,1,，有,1,出,0,（取反）,（,5,）或非门逻辑功能：,全,0,出,1,，有,1,出,0,。,（4）或非门真值表：输入A输入BA或B结果A+B后非结果逻辑,3,、与或非门：,（,1,）电路组成：,（,2,）与或非门：,指把两个,(,或两个以上,),与门,的输出端接到一个,或非门,的各个输入端，就构成了与或非门。,（,3,）与或非门逻辑符号：,（,4,）与或非门的逻辑函数式为：,3、与或非门：（1）电路组成：（2）与或非门：指,（,5,）与或非门的真值表：,与,0,与,0,或,0,非,1,ABCD,输入按四位二进制编码输入,低位