数字电路第一章
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数电1逻辑代数基础
例：事件为F，条件为S1，S2， 两个条件都具备（为1或真）时
_+ S1
S2 F
事件才发生（为1或真）。
表1-5 逻辑与的真值表
表示为：F= S1·S2 或 F= S1S2
逻辑真值表
S1 S2 F 000
逻辑变量所有的取值组合及对
010
应函数值的表格（P14）
100
111
数字电路-前言@刘静
下标2或者B，例：101.12，1101B 101.1B 1 231 0 221 1 20 1 2-1
数字电路-前言@刘静
其他进制
八进制（Octal）
基数：R=8 有效数字：0、1、2、3、4、5、6、7 表示方法：下标8或O
十六进制（Hexadecimal）
在连续范围内取任意数值 如温度、压力、距离和时间等的实际值
数字量：离散变化的物理量
在离散的点上取值 如：零件数，台阶的阶数。
数字电路-前言@刘静
模拟信பைடு நூலகம்和模拟电路
模拟信号
表示模拟量的电信号
如：话筒上的电流信号随声音强度的变化
模拟电路
处理模拟信号的电路 O
t
模拟电路的例子：音响
下标10或者D，例：199.9D，200810 199.9D 11031 9 1021 9 100 9 10-1
数字电路-前言@刘静
二进制（Binary）
基数：R=2 有效数码：
只有2个，即0和1 （其他数字都是无效的）
运算规则：逢二进一，借一为二 表示方法
表示为： F S
S
+_
F
表1-7 逻辑非的真值表
_+ S1
S2 F
事件才发生（为1或真）。
表1-5 逻辑与的真值表
表示为：F= S1·S2 或 F= S1S2
逻辑真值表
S1 S2 F 000
逻辑变量所有的取值组合及对
010
应函数值的表格（P14）
100
111
数字电路-前言@刘静
下标2或者B，例：101.12，1101B 101.1B 1 231 0 221 1 20 1 2-1
数字电路-前言@刘静
其他进制
八进制（Octal）
基数：R=8 有效数字：0、1、2、3、4、5、6、7 表示方法：下标8或O
十六进制（Hexadecimal）
在连续范围内取任意数值 如温度、压力、距离和时间等的实际值
数字量：离散变化的物理量
在离散的点上取值 如：零件数，台阶的阶数。
数字电路-前言@刘静
模拟信பைடு நூலகம்和模拟电路
模拟信号
表示模拟量的电信号
如：话筒上的电流信号随声音强度的变化
模拟电路
处理模拟信号的电路 O
t
模拟电路的例子：音响
下标10或者D，例：199.9D，200810 199.9D 11031 9 1021 9 100 9 10-1
数字电路-前言@刘静
二进制（Binary）
基数：R=2 有效数码：
只有2个，即0和1 （其他数字都是无效的）
运算规则：逢二进一，借一为二 表示方法
表示为： F S
S
+_
F
表1-7 逻辑非的真值表
数字电路(第一章逻辑代数基础)
数字电路技术基础
东南大学计算机系
电话： 025-3792757 Email：qqliu@
刘其奇
1
第一章 逻辑代数基础
1-1 概述
1-1-1 数字量和模拟量
自然界中物理量分为两大类：
数字量：它们的变化在时间上和数量上都是离散的； 在时间上不连续。
模拟量：它们的变化在时间上或数值上是连续的。 数字信号：表示数字量的信号，是在两个稳定状态之 间作阶跃式变化的信号。 脉冲：是一个突然变化的电压或电流信号。
11
有权码
常用BCD码 十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
无权码
8421BCD
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
5421BCD
0000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100
22
2）变量常量关系定律
0、 1律：A • 1 = A; (2 )
A • 0 = 0;（1）
A + 1 = 1; （11） A + 0 = A（12） ;
互补律：A • A = 0； ） A + A = 1;（14） （4
3）逻辑代数的特殊定律
重叠律：A • A = A； ） A + A = A; （13） （3
Y = A + A BC( A + BC + D) + BC = A + ( A + BC)( A + BC + D) + BC = A + A ( A + BC + D) + BC( A + BC + D) + BC = A + BC
东南大学计算机系
电话： 025-3792757 Email：qqliu@
刘其奇
1
第一章 逻辑代数基础
1-1 概述
1-1-1 数字量和模拟量
自然界中物理量分为两大类：
数字量：它们的变化在时间上和数量上都是离散的； 在时间上不连续。
模拟量：它们的变化在时间上或数值上是连续的。 数字信号：表示数字量的信号，是在两个稳定状态之 间作阶跃式变化的信号。 脉冲：是一个突然变化的电压或电流信号。
11
有权码
常用BCD码 十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
无权码
8421BCD
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
5421BCD
0000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100
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2）变量常量关系定律
0、 1律：A • 1 = A; (2 )
A • 0 = 0;（1）
A + 1 = 1; （11） A + 0 = A（12） ;
互补律：A • A = 0； ） A + A = 1;（14） （4
3）逻辑代数的特殊定律
重叠律：A • A = A； ） A + A = A; （13） （3
Y = A + A BC( A + BC + D) + BC = A + ( A + BC)( A + BC + D) + BC = A + A ( A + BC + D) + BC( A + BC + D) + BC = A + BC
数字电路(复习)
②C＝1、C＝0，即C端为高电平（+VDD）、C端为低电平（0V） 时，TN和TP都具备了导通条件，输入和输出之间相当于开关接通 一样，uO＝uI 。
2．三态门电路的输出有高阻态、高电平和低电平3种状态
• 三态门逻辑符号控制端电平的约定
A
1
Y
EN
EN
（a）控制端低电平有效
控制端加低电平信号时，三 态门处于工作状态，Y＝A， 加高电平信号时禁止，Y＝Z
加法器
能对两个1位二进制数进行相加而求得和及进位的逻辑电 路称为半加器。 能对两个1位二进制数进行相加并考虑低位来的进位，即 相当于3个1位二进制数的相加，求得和及进位的逻辑电路称 为全加器。 实现多位二进制数相加的电路称为加法器。按照进位方 式的不同，加法器分为串行进位加法器和超前进位加法器两 种。串行进位加法器电路简单、但速度较慢，超前进位加法 器速度较快、但电路复杂。 加法器除用来实现两个二进制数相加外，还可用来设计 代码转换电路、二进制减法器和十进制加法器等。
数据分配器
数据分配器的逻辑功能是将1个输入数据传送到 多个输出端中的1个输出端，具体传送到哪一个输出 端，也是由一组选择控制（地址）信号确定。 数据分配器就是带选通控制端即使能端的二进 制译码器。只要在使用中，把二进制译码器的选通 控制端当作数据输入端，二进制代码输入端当作选 择控制端就可以了。 数据分配器经常和数据选择器一起构成数据传 送系统。其主要特点是可以用很少几根线实现多路 数字信息的分时传送。
八进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17
十六进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
门电路 国标符号 曾用符号 美国符号 表达式
数字电路知识点总结(精华版)
数字电路知识点总结(精华版)数字电路知识点总结（精华版）第一章数字逻辑概论一、进位计数制1.十进制与二进制数的转换2.二进制数与十进制数的转换3.二进制数与十六进制数的转换二、基本逻辑门电路第二章逻辑代数逻辑函数的表示方法有：真值表、函数表达式、卡诺图、逻辑图和波形图等。
一、逻辑代数的基本公式和常用公式1.常量与变量的关系A + 0 = A，A × 1 = AA + 1 = 1，A × 0 = 02.与普通代数相运算规律a。
交换律：A + B = B + A，A × B = B × Ab。
结合律：(A + B) + C = A + (B + C)，(A × B) × C = A ×(B × C)c。
分配律：A × (B + C) = A × B + A × C，A + B × C = (A + B) × (A + C)3.逻辑函数的特殊规律a。
同一律：A + A = Ab。
摩根定律：A + B = A × B，A × B = A + Bc。
关于否定的性质：A = A'二、逻辑函数的基本规则代入规则在任何一个逻辑等式中，如果将等式两边同时出现某一变量 A 的地方，都用一个函数 L 表示，则等式仍然成立，这个规则称为代入规则。
例如：A × B ⊕ C + A × B ⊕ C，可令 L = B ⊕ C，则上式变成 A × L + A × L = A ⊕ L = A ⊕ B ⊕ C。
三、逻辑函数的化简——公式化简法公式化简法就是利用逻辑函数的基本公式和常用公式化简逻辑函数，通常，我们将逻辑函数化简为最简的与或表达式。
1.合并项法利用 A + A' = 1 或 A × A' = 0，将二项合并为一项，合并时可消去一个变量。
数电-第一章 数字逻辑概论
例如: 例如:(2A.7F)H= 2×161+10×160+7×16-1+15×16-2 × × × × =(42.4960937)D 各位数的权是16的幂 各位数的权是 的幂
几种进制数之间的对应关系
十进制数 D 二进制数 B 0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000 9 1001 10 1010 11 1011 12 1100 13 1101 14 1110 15 1111 八进制数 O 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 十六进制数 H 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
三,八进制
数码为: ～ ;基数是8.用字母O表示 表示. 数码为:0～7;基数是 .用字母 表示. 运算规律:逢八进一, 运算规律:逢八进一,即:7+1=10. + = . 八进制数的权展开式: 八进制数的权展开式:D=∑ki×8i 例如: (207.04)O= 例如: )
2×82 +0×81+7×80+0×8-1+4 ×8-2 × × × × =(135.0625)D
= 011 (
六,十—十六进制之间的转换
将十六进制数转换成十进制数时, 将十六进制数转换成十进制数时,按权展开再 相加即可. 相加即可.
将十进制数转换成十六进制数时,可先转换成 将十进制数转换成十六进制数时, 二进制数, 二进制数,再将得到的二进制数转换成等值的十 六进制数. 六进制数.
1.2 二进制数的算术运算
二,二进制
数码为:0,1; 数码为: , ; 基数是 .用字母 表示. 基数是2.用字母B表示 表示. 运算规律:逢二进一,即:1+1=10. 运算规律:逢二进一, + = . 二进制数的权展开式: 二进制数的权展开式:D=∑ki×2i
几种进制数之间的对应关系
十进制数 D 二进制数 B 0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000 9 1001 10 1010 11 1011 12 1100 13 1101 14 1110 15 1111 八进制数 O 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 十六进制数 H 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
三,八进制
数码为: ～ ;基数是8.用字母O表示 表示. 数码为:0～7;基数是 .用字母 表示. 运算规律:逢八进一, 运算规律:逢八进一,即:7+1=10. + = . 八进制数的权展开式: 八进制数的权展开式:D=∑ki×8i 例如: (207.04)O= 例如: )
2×82 +0×81+7×80+0×8-1+4 ×8-2 × × × × =(135.0625)D
= 011 (
六,十—十六进制之间的转换
将十六进制数转换成十进制数时, 将十六进制数转换成十进制数时,按权展开再 相加即可. 相加即可.
将十进制数转换成十六进制数时,可先转换成 将十进制数转换成十六进制数时, 二进制数, 二进制数,再将得到的二进制数转换成等值的十 六进制数. 六进制数.
1.2 二进制数的算术运算
二,二进制
数码为:0,1; 数码为: , ; 基数是 .用字母 表示. 基数是2.用字母B表示 表示. 运算规律:逢二进一,即:1+1=10. 运算规律:逢二进一, + = . 二进制数的权展开式: 二进制数的权展开式:D=∑ki×2i
数字电路第一章
绪论一、数字电路特点1、什么是数字电路电子电路按信号分成二类模拟电路数字电路模拟电路：信号连续分布 举例模拟电路—线性电路 0IV K V = 一次线性方程 线性 非线性数字电路：信号不连续—脉冲数字电路也称脉冲电路数字电路主要应用矩形波正逻辑高电平 1低电平 0“”“”二元码2、数字电路工作状态数字信号0、1表示二个相反的状态，因此原则上凡是能够代表二个相反的状态的任何方法都可以表示为数字信号，典型机械开关 导通“1 断开“0→→所以数字电路也称开关电路3、数字电路抗干扰性强二、数字电路的应用1、数字通讯2、数控装置 计算机控制操作设备3、数字计算机（最广泛、最杰出的应用）算盘1857年，Hill计数器1890年人口普查使用的制表机第二代1951年，IBM开始决定开发商用电脑，聘请冯·诺依曼担任公司的科学顾问，1952年12月研制出IBM第一台存储程序计算机，也是通常意义上的电脑，这是IT历史上一个重要的里程碑。
它叫IBM 701。
第一代1946年启动“埃尼阿克”（ENIAC）计算机1958年8月16日第一个集成电路第三代1964年4月7日，IBM主席Tom Watson,System 360。
Jr.亲自发布System 360。
超级计算机IBM蓝色基因落户德日计算相当于1.5万台PC（ 2006年）第一章逻辑代数基础前面二进制数表示方法不讲，其它学科介绍，本书不用这些概念。
二进制逢二进一1101，110 ++右面给出常用的四位二进制逐一递增的8.4.2.1码。
§1.1 基本概念公式和定理1．1．1 基本和常用逻辑运算一、三种基本逻辑运算1、 与逻辑（与运算、逻辑乘）与逻辑—全部条件具备，事件发生。
下图用机械开关来表示与逻辑运算。
功能表开、关，亮、灭是一个二元状态，可以用0、1码表示 ②真值表 ①赋值合，亮断10，灭→→③与逻辑式 YA B =⋅④逻辑图（符号）多端输入（多个开关） Y ABC =上述逻辑运算的器件称“门” 对应与逻辑称“与门”2、 或逻辑（逻辑加）或逻辑— 一个或一个以上条件具备，事件发生。
数字电路第1章数字电路概述
分立元件电路是将独立的晶体管、电阻等元器件用
导线连接起来的电路；
集成电路是将元器件及导线均采用半导体工艺 集成制作在同一硅片上，并封装于一个壳体内的 电路。一块芯片上集成的元器件数量的多少，称 为集成电路的集成度。
小规模集成电路(SSI， 数十器件/片) 中规模集成电路(MSI， 数百器件/片)
JHR
第1章 数字电子技术概述
一、本章主要介绍内容
1.数字电子技术与模拟电子技术的区别，数字 信号和数字电路的基本概念。
2.半导体器件（二极管、三极管、MOS管）在 数字电路中主要工作于开关状态，重点介绍它们的 开关运用特性。 3.数字系统中信息可分为数值和文字符号两大 类。数值的计数体制常用的有二进制、十进制、十 六进制，重点介绍它们的
方法二：按位、权值进行转换。 在十进制数中，小数点左侧第一位称为个位，其 权值为100，第二位称为十位，其权值为101，依
此类推。
例如：十进制数3954代表：
3 9 5 4
（3103）＋（9102）＋（5101）＋（4100） （31000）＋（9100）＋（510）＋（41） 3000 ＋ 900 ＋ 50 ＋ 4＝3954
3.八进制数
数码：0、1、2、3、4、5、6、7、八个数码。 基数：8 计数规律： 逢八进一、借一当八
n 1
一般表达式： N 8
im
K i 8i
如 .7 ) 8 3 8 2 2 81 5 8 0 7 8 1 (325 ( 213 .875 )10
（N）10＝（b2b1b0）2
则
（b2b1b0）2 ＝（b2×22＋b1×21＋b0×20）10
此式说明 （N）10÷2＝b2×21＋b1……余数b0
导线连接起来的电路；
集成电路是将元器件及导线均采用半导体工艺 集成制作在同一硅片上，并封装于一个壳体内的 电路。一块芯片上集成的元器件数量的多少，称 为集成电路的集成度。
小规模集成电路(SSI， 数十器件/片) 中规模集成电路(MSI， 数百器件/片)
JHR
第1章 数字电子技术概述
一、本章主要介绍内容
1.数字电子技术与模拟电子技术的区别，数字 信号和数字电路的基本概念。
2.半导体器件（二极管、三极管、MOS管）在 数字电路中主要工作于开关状态，重点介绍它们的 开关运用特性。 3.数字系统中信息可分为数值和文字符号两大 类。数值的计数体制常用的有二进制、十进制、十 六进制，重点介绍它们的
方法二：按位、权值进行转换。 在十进制数中，小数点左侧第一位称为个位，其 权值为100，第二位称为十位，其权值为101，依
此类推。
例如：十进制数3954代表：
3 9 5 4
（3103）＋（9102）＋（5101）＋（4100） （31000）＋（9100）＋（510）＋（41） 3000 ＋ 900 ＋ 50 ＋ 4＝3954
3.八进制数
数码：0、1、2、3、4、5、6、7、八个数码。 基数：8 计数规律： 逢八进一、借一当八
n 1
一般表达式： N 8
im
K i 8i
如 .7 ) 8 3 8 2 2 81 5 8 0 7 8 1 (325 ( 213 .875 )10
（N）10＝（b2b1b0）2
则
（b2b1b0）2 ＝（b2×22＋b1×21＋b0×20）10
此式说明 （N）10÷2＝b2×21＋b1……余数b0
数字电子电路第二版电子课件第一章数字电路基础
3
§１—１ 数字信号与数字电路
4
第一章 数字电路基础
当人们在超市购物结账付款时，收银员只要把条形码扫描器对准货物上 的条形码一扫，计算机屏幕上立刻就会显示该物品的价格。这是因为条形 码经扫描器扫描后，会产生相应的“数字信号”，经计算机处理后就可以 显示为货物的名称及价格等信息，进而可刷卡付款，打印付款收据。超市 自动收款设备如图所示。
非逻辑开关电路
44
第一章 数字电路基础
图所示为非门逻辑符号。非门真值表见表。 非门的逻辑功能可概括为“有0出1，有1出0”。非门的逻辑表达式为：
该表达式读作Y等于A非。
非门真值表
非门逻辑符号
45
28
第一章 数字电路基础
几种常见的BCD码
29
第一章 数字电路基础
（1）8421BCD码 最常用的BCD码是8421BCD码。 （2）5421BCD码 5421BCD码也是一种有权码，从高位到低位分别是5、4、2、1。 （3）2421BCD码 2421BCD码也是一种有权码，从高位到低位的权分别是2、4、2、1。 （4）余3码 这是一种无权码，它是在相应的8421BCD码上加0011（3）得到的。
15
第一章 数字电路基础
用数字电路测量电动机转速的原理框图
16
第一章 数字电路基础
2. 四人抢答器 四人抢答器原理框图如图所示。
四人抢答器原理框图
17
第一章 数字电路基础
从以上两个电路的工作过程可以看出，数字电路大致包含数字信号的产 生与整形、编码、寄存、译码、显示等典型单元数字电路。
此外，为了将传感器转换而来的模拟信号转换成控制系统所需要的数字 信号，必须采用模数转换器（A/D Converter）。数字信号被处理后，通常 还要经过数模转换器（D/A Converter）恢复成模拟信号，去驱动执行元件， 如图所示。
§１—１ 数字信号与数字电路
4
第一章 数字电路基础
当人们在超市购物结账付款时，收银员只要把条形码扫描器对准货物上 的条形码一扫，计算机屏幕上立刻就会显示该物品的价格。这是因为条形 码经扫描器扫描后，会产生相应的“数字信号”，经计算机处理后就可以 显示为货物的名称及价格等信息，进而可刷卡付款，打印付款收据。超市 自动收款设备如图所示。
非逻辑开关电路
44
第一章 数字电路基础
图所示为非门逻辑符号。非门真值表见表。 非门的逻辑功能可概括为“有0出1，有1出0”。非门的逻辑表达式为：
该表达式读作Y等于A非。
非门真值表
非门逻辑符号
45
28
第一章 数字电路基础
几种常见的BCD码
29
第一章 数字电路基础
（1）8421BCD码 最常用的BCD码是8421BCD码。 （2）5421BCD码 5421BCD码也是一种有权码，从高位到低位分别是5、4、2、1。 （3）2421BCD码 2421BCD码也是一种有权码，从高位到低位的权分别是2、4、2、1。 （4）余3码 这是一种无权码，它是在相应的8421BCD码上加0011（3）得到的。
15
第一章 数字电路基础
用数字电路测量电动机转速的原理框图
16
第一章 数字电路基础
2. 四人抢答器 四人抢答器原理框图如图所示。
四人抢答器原理框图
17
第一章 数字电路基础
从以上两个电路的工作过程可以看出，数字电路大致包含数字信号的产 生与整形、编码、寄存、译码、显示等典型单元数字电路。
此外，为了将传感器转换而来的模拟信号转换成控制系统所需要的数字 信号，必须采用模数转换器（A/D Converter）。数字信号被处理后，通常 还要经过数模转换器（D/A Converter）恢复成模拟信号，去驱动执行元件， 如图所示。
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2.脉冲信号 脉冲信号是指幅度随时间不连续变化的信号，通俗地说，就是波形存
在转折点或尖峰、阶跃等突变的信号。例如：电子产品中运用非常广泛的 矩形波、锯齿波、三角波、梯形波等信号，如图1-2所示。
3.数字信号 数字信号是指幅度上和时间上都离散(不连续)的信号，通俗地说，就
是波形只有高低两种电平的信号，如图1-3所示。数字信号是一种特殊的脉 冲信号。例如矩形波就可看成是一种数字信号，但数字信号不一定要求高 低电平交替出现。
1.1.2数字电路及其特点 从以上分析可知，数字信号实质上就是指可用数码0和1表示的矩形脉
冲序列。处理完成各种逻辑或数学运算，根据运算结果完成显示、控制等功能。因为 数字电路处理的是数字信号，因此，它与模拟电路相比，具有以下鲜明的 特点和优势：
(4)数字电路可以方便地保存、传输、处理数字信号因为数字信号 只有1和0两种状态，所以数字电路可以方便地通过磁场、电场、电压、 电流、激光等参量实现数字信号的保存和传输，同时还可利用日益发 达的数字信号处理技术实现数字信号的检错、纠错、降噪等。 正是因为数字电路存在以上突出优点，它在自动控制、家用电器等各 方面逐步取代模拟电路，成为电子技术发展的新潮流。MP3、MP4、数 码照相机、数字手机、数字电视等数码产品的普及，宣告着数码时代 的来临，因此学好数字电路对于后续专业课程的学习具有重要的意义。
2.为什么要采用二进制计数 (1)电路中容易实现在数字电路和计算机中，大量采用的是二进制计数方 式，为什么不采用人们十分熟悉的十进制计数方式呢？这主要是因为二 进制数每位只有0和1两个数码，在电子电路中非常容易实现，如晶体管 的“导通”和“截止”、电平的“高”与“低”、发光二极管的“亮” 和“灭”等都可以表示；而十进制数每位均有0～9共10个数码，需要10 种不同的电路状态才能进行表示，在技术实现方面存在一定的难度，成 本和可靠性方面也没有优势。 (2)运算简单二进制数由于只有0和1两个数码，因此其运算规则也比较简 单，见表1-1。
如十进制数1234，可以将其按权展开为 因此，十进制数的按权展开表达式为
1.2.2二进制 1.什么是二进制 在较深入地学习了十进制后，我们就可以和十进制对比来学习二进制
了。二进制数中每一位可能取的数码只能是0或1，共两个，因此称为二进 制，其“基数”为2。在二进制的计数过程中，当从0计到1之后再往下计数 时，就向前进位从10开始继续计数，因此二进制的计数规则是：逢二进一。
1.2.1十进制 十进制数中每一位可能取的数码为0～9，共十个计数数码，因此称为
十进制。其“基数”为10，基数就是指该进制基本计数数码的个数。在十 进制的计数过程中，当从0计到9之后再往下计数时，0～9十个基数已经用 尽，此时采取往高位进1的方法继续计数，即接下来从10开始继续计数，因 此十进制的计数规则是：逢十进一。
数字信号波形数字信号的特点： 数字信号波形只有高低两种电平，因此它正好和自然界大量存在着的
互斥型事件或互斥型状态相对应，如开与关、高与低、来与去、上和下、 左和右以及逻辑学中的真和假、古代的阴和阳、二进制数码1和0等。因此， 数字信号很容易用自然界的事物、状态、颜色等来进行表示，如围棋中的 黑棋子和白棋子，电平的高低，电流的有无、大小、方向，开关的通断等。
第1章数字电路基础
近年来，随着大规模、超大规模集成电路技术的发展，数字化已经成 为当今电子技术的发展趋势和潮流，U盘、MP3、数码照相机的大量普及， 数字电视、数字手机的大量推广，使我们步入了一个全新的“数码时代”。 而数字电子技术则是我们步入数码世界的钥匙。
1.1数字信号及数字电路
1.1.1数字信号及其特点 在某种程度上，各种电子电路和电气设备都是将各种非电物理量转换 为电信号，然后再利用电子技术对其进行处理、转化以及对其他设备和物 理量进行控制的电子电器。因此了解电信号的分类对于电子技术的学习很 有帮助。电信号按照幅度和时间的变化关系(通俗地说就是波形的形状)可 以分为模拟信号、脉冲信号、数字信号三种。
1.2常用数制
数字信号只有1和0两个数码，只能表示两种状态。如果要表示两个以 上的状态或某个物理量数值的大小，一位二进制数显然是不够的。为了解 决这个问题，人们便利用进位计数的方法组成多位数码，因此出现了数制 的概念。
多位数码中每一位的构成方法以及从低位向高位的进位规则就称为进 制。人们在生活中用得最多的是十进制，因此，我们可以和十进制对比来 学习其他进制。
1.模拟信号 图1-1模拟信号波形模拟信号是指幅度随时间连续变化的信号，通俗地
说，就是波形比较平滑，没有尖峰、阶跃等突变的信号，如图1-1所示。例 如：反映随时间连续变化的温度、压力等物理量的电信号，话筒中输出的 模拟语音信号以及摄像机输出的模拟图像信号等，如图1-1所示。最常见的 模拟信号是正弦波信号。
(1)单元电路简单，功耗低，便于集成化和模块化由于数字信号只有高、 低两种电平(或称为1、0两种状态)，数字电路只要可以可靠地区分、表示 这两种电平或状态即可，所以数字电路中的半导体器件(晶体管、场效应晶 体管)等均处于饱和导通或截止关断的开关状态。因此，数字电路功耗低， 对元件参数要求不高，各单元电路结构简单，便于模块化；同时各单元电 路可以根据逻辑需要像搭积木一样灵活组合，也便于集成。
(2)抗干扰能力强数字信号高低电平之间变化明显、差别较大，而且只 有高低两种电平，所以数字电路抗干扰能力强。即使在信号的传送和处理 过程中受到一定的衰减、干扰或失真，如图1-4所示，但经过放大、整形后 仍可还原为原数字信号。
(3)数字电路的研究对象是电路输入和输出信号之间的逻辑关系和 模拟电路注重电路的工作点、放大倍数、频率响应不同，数字电路研 究的是输入、输出信号之间的逻辑关系，运用的方法主要是逻辑分析 和逻辑设计，因此数字电路又称为逻辑电路。
从以上的分析可知，基数0～9位于不同位时，代表的数值是不同的， 如同样是数码1，位于个位时代表1，位于十位时就代表10，位于百位时却 代表100。数码在不同位置上，其代表的数值大小也不同，称之为“位权” 简称为“权”。因此一个数据的大小最终可由组成该数据的数码和位权来 表示，这种表达式就称为按权展开式。