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数字逻辑电路教案(40节).doc


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数字电路基础
新课导入:前言
电子电路根据处理信号和工作方式的不同,可分为模拟电路和数字电路两类。
模拟信号:指幅度随时间连续变化的信号。例如:速度、温度、电场等物理量通过传感器转换后的电信号。
模拟电路:对这些信号进行传输、处理的电子电路称为模拟电子电路。主要是研究输出及输入之间信号的大小、相位变化等。信号发生器、功率放大器、整流滤波器等都是由模拟电路组成的。其波形为:
教学过程:
§1-1 数字电路概述
数字信号和数字电路
数字信号:指幅度随时间不连续变化的脉冲信号。
数字电路:主要是指输出及输入之间的逻辑关系,一般不研究变化过程。如数字万用表、数字石英电子表、声音通过扩音器也是一种数字信号。波形如下图:
数字电路的应用:数字电视、数字录像机、数字通信系统、数字电子计算机、数字控制系统等。
二、数字电路的特点
数字电路中只有高电平、低电平两种状态,通常采用二进制编码,即只有1和0两个数码,用来表示脉冲信号的无有或多少。,。例:光盘的刻录
数字电路中的二极管、三极管都是工作在开关状态,开关的接通及断开,可以用导通和截止来实现。导通用1,截止用0表示,这种表示方法一般称为正逻辑。如果低电平对应1,高电平对应0的关系称为负逻辑。
数字电路的分析及模拟电路不同,主要是以逻辑代数为主要工具,利用真值表、逻辑函数表达式、卡诺图、波形图等。
特点:
1、数字信号易于存储、加密、压缩、传输和再现。
2、数字电路结构简单,便于集成化、系列化批量生产,成本低、使用方便。
3、可靠性高、精度高、抗干扰能力强。
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4、能实现数值运算,可编程数字电路容易实现各种算法,具有较大的灵活性。
5、能实现逻辑运算和判断,便于实现各种数字控制。
三、数字电路的应用
1、信号发生器
2、数字电子仪表
3、数字家电产品
4、数字电子计算机
5、数字通信 6、工业数字控制系统
四、如何学好数字逻辑电路
1、学好基础知识
2、多做数字电路实验
3、综合应用数字集成电路
§1-2 数制及编码
一、数制
在数字电路中,常用二进制数、八进制数和十六进制数。
1、十进制
用0~9十个数码来表示,任何一个十进制数N可以表示为:
(N)10= Σ ai×10i
式中,n为整数部分的位数,m为小数部分的位数,10为基数,10i为第i位的权,ai为第i位的系数。
例如::
()10=4×101+5×100+2×10-1+6×10-2
2、二进制
用0和1两个码数来表示,即基数为2,任一个二进制数N可以表示为:
(N)2= Σ ai×2i
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利用上式,可以将任何一个二进制数转换为十进制数。
例:()2=1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2=()10
二进制运算规则:
加法:0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10
乘法:0×0=0 0×1=0 1×0=0 1×1=1
二进制的优点:
二进制的基数为2,只有两个数码0和1,便于表示两个有联系的物理状态。
二进制进位规则是逢二进一,运算规则简单,便于进行算术运算。
采用二进制,便于逻辑电路的设计和实现。
3、八进制
八进制的基数是8,采用八个数码0~7,进位规则是逢八进一。可表示为
(N)8= Σ ai×8i
利用上式,可将任何一个八进制数转换为十进制数。
例:()8=3×82+2×81+7×80+2×8-1+4×8-2=()10
4、十六进制
十六进制的基数为16,采用十六个数码0~9,A、B、C、D、E、F,用A、B、C、D、E、F分别表示10、11、12、13、14、15,进位规则是逢十六进一。任何一个十六进制数可表示为:
(N)16= Σ ai×16i
利用上式,可将任何一个十六进制数转换为十进制数。
例:()16=2×161+15×160+14×16-1+12×16-2=()10
每一位十六进制,相当于4位二进制数,表1-1
二、数制转换
1、其他进制数转换为十进制数
方法是:先将数的每一位系数及对应的权相乘,再将所得乘积累加起来就可以得到该数的十进制数。
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2、十进制数转换为其他进制数
整数转换方法是:采用基数除法,也叫除基取余法。
注意:得到的余数要反序排列 例:
1
0
1
1
将十进制小数转换为K进制小数,方法是:采用基数乘法,也叫乘基取整流法。
注意:得到的整数

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