数字电路概述
数字电路与逻辑设计教程-第1章
1.2 数制和码制
【例1-4】求十进制数(26)10所对应的二进制数。
因此(26)10=(11010)2。
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1.2 数制和码制
【例1-5】求十进制数(357 ) 10所对应的八进制数。 解
因此(357 )10=(545)8。
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1.2 数制和码制
上一节介绍了数字信号的两种取值，实际生活中的数字表示 大多采用进位计数制。
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1.2 数制和码制
1.2.1 进位计数制与常用计数制
用数字量表示物理量大小时，仅用一位数码往往不够用，经 常需要用进位计数的方法组成多位数码表示。把多位数码中 每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则称为计数制 。在生产实践中除了人们最熟悉的十进制以外，还大量使用 各种不同的进位计数制，如八进制、十六进制等。在数字设 备中，机器只认识二进制代码，由于二进制代码书写长，所 以在数字设备中又常采用八进制代码或十六进制代码。
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1.2 数制和码制
任何进制数的值都可以表示为该进制数中各位数字符号值与 相应权乘积的累加和形式，该形式称为按权展开的多项式之 和。一个J进制数(N为按权展开的多项式的普遍形式可表示为 :
式中，K为任意进制数中第i位的系数，可以为0~ (J-1)数码中 的任何一个;i是数字符号所处位置的序号;m和n为整数，m为 小数部分位数(取负整数)，n为整数部分位数(取正整数);.J为 进位基数，Ji为第i位的权值。例如，十进制数(123.75 )10表示 为:
第1章 微型计算机系统概述
1.1 数字电路概述 1.2 数制和码制 1.3 逻辑代数基础 本章小结
1.1 数字电路概述
数字电子技术第1单元数字电路基础知识
第二部分 相 关 知 识
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
数字电路概述
计数体制
码制 逻辑代数基础
逻辑函数的化简
数字逻辑门电路
1.1 数字电路概述
1.1.1 什么是数字电路
1．数字电路的特点
• 数字信号目前常取二值信息，它用两个有 一定数值范围的高、低电平来表示，也可 用两个不同状态的逻辑符号如“1”或“H” 和“0”或“L”来表示。
第1单元 数字电路基础知识
第一部分 任 务 导 入
• 数字电路是电子技术的另一大类，广泛应 用于各个领域的各种电子电路之中。
• 图1-1所示为由数字集成块构成的触摸LED 追逐电路。 • 该电路主要是由数字门（如IC1）与数字 计数器（如IC2）共同构成的。
图1-1 数字集成块构成的触摸LED追逐电路
③ 数字电路不仅能完成数值运算，还可以 进行逻辑运算与判断，在控制系统中这是 不可少的，因此又把数字电路称作“数字 逻辑电路”。
1.1.3
数字电路与脉冲电路的异同
• 脉冲信号是短促的断续作用的电压或电流信 号，图1-4所示为常见的脉冲信号波形。 • 除正弦波和它的合成信号外，其他形式的信 号都属于脉冲信号。
3．二进制数运算规则
2．十进制数的计数原则
• 十进制数的计数原则是：逢10进1，借1当10。
• 例如，十进制数3743. 3由5位数字组成，小 数点左边有4位，右边有1位。
• 这个数实际上是由以下多项式缩写而成的， 即
3743.3=3×103+7×102+4×101+3×100+3×10−1
• 依此类推，任何一个n位整数、m位小数 的十进制数(N)10均可记为
数字电路的定义及研究对象
数字电路的定义及研究对象
数字电路是一种应用逻辑电路技术实现数字信号处理和分析的电路系统,也被称为数字信号处理器或数字信号处理电路。
数字电路的研究对象是数字信号,通过对数字信号的运算、处理和分析,可以实现各种数字信号处理任务,如语音识别、图像处理、机器翻译、自然语言处理等。
数字电路的定义可以概括为:以数字信号为输入,通过逻辑运算和门级连接实现数字信号的处理和分析的电路系统。
数字电路的主要特点包括逻辑运算和控制、存储器和输入输出等功能,这些特点使得数字电路在计算机、通信、控制等领域得到了广泛应用。
数字电路的研究对象主要包括以下几个方面:
1. 数字逻辑门:数字电路的基本单元,可以实现逻辑运算和控制。
2. 存储器:用于存储和读取数字电路中的数据和指令。
3. 输入输出:用于将数字电路中的信号输出或从数字电路中读取信号。
4. 时钟和时序:用于控制数字电路的运算速度和操作顺序。
5. 状态和状态空间:用于描述数字电路的状态和其对应的操作。
数字电路的研究内容包括以下几个方面:
1. 数字电路的设计和优化:通过设计数字电路,实现所需的数字信号处理任务。
2. 数字电路的分析和测试:对数字电路进行测试和分析,评估其性能和可靠性。
3. 数字电路的应用领域:研究数字电路在计算机、通信、控制等领域的应用。
4. 数字电路的新技术和新发展:研究数字电路的新技术和新发展,如基于纳
米技术的数字电路、人工智能和机器学习等。
数字电路是一门重要的学科,在数字信号处理、计算机体系结构、通信等领域都有广泛的应用。
随着数字电路技术的不断发展,其研究内容和应用领域也在不断拓展和深化。
数字电路概念
数字电路概念数字电路，听起来是不是有点儿“高大上”，但其实它就在我们身边，无处不在，就像空气一样，虽然看不见摸不着，但离开它，咱们的生活就得乱套。
想象一下，每天早晨，你的闹钟没响，你错过了重要的会议；打开电视，屏幕上一片雪花，啥也看不清；手机电量不足，充电宝也充不进电……这些“小插曲”背后的原因，往往都和数字电路有关。
数字电路，简单来说，就是用数字信号来控制电路的工作。
数字信号就是那些“0”和“1”组成的代码，它们就像我们平时说的“是非题”，非黑即白，没有中间地带。
这种简单直接的特性，让数字电路在处理信息时特别高效、准确。
就像咱们平时用的计算器，不管多复杂的计算，只要轻轻一按，答案立马出来，这就是数字电路的功劳。
别看数字电路原理简单，它的作用可大了去了。
就拿咱们最常用的电脑来说吧，里面的CPU、内存、硬盘这些核心部件，都是靠数字电路来驱动的。
CPU就像咱们的大脑，负责处理各种指令；内存就像咱们的记事本，临时存放正在使用的数据；硬盘就像咱们的书架，长期保存各种文件和资料。
这些部件协同工作，才能让电脑运行得又快又稳。
数字电路不仅在电脑里大放异彩，在我们的日常生活中也是无处不在。
比如，咱们家里的智能门锁，就是通过数字电路来识别指纹、密码等信息的。
这样一来，就算你没带钥匙，也不用担心进不了家门。
还有，咱们现在用的智能手机，里面的各种APP、游戏、拍照功能，也都是靠数字电路来实现的。
可以说，没有数字电路，咱们的手机就只是一块会发光的“板砖”。
数字电路不仅让我们的生活更加便捷，还在推动着社会的进步。
比如，在医疗领域，数字电路被广泛应用于各种医疗设备中，从心电图仪到CT 机，都离不开它的支持。
这些设备能够实时监测病人的身体状况，帮助医生做出准确的诊断，从而挽救了无数生命。
在工业领域，数字电路被用来控制各种机械设备，提高了生产效率，降低了人力成本。
在军事领域，数字电路更是发挥着举足轻重的作用，从导弹制导到雷达探测，都离不开它的支持。
数字电路 pdf
数字电路 pdf
数字电路是现代电子技术中的一门重要学科。
它研究数字信号的
传输、处理和操作方法。
数字信号在电子设备中广泛应用，例如电脑、手机、数码相机等等。
数字电路的主要研究内容包括数字信号的表示方法、数字信号的
传输和数字电路的设计与实现等。
在数字电路中，常用的数字信号表
示方法有二进制、八进制和十六进制等。
而数字信号的传输则会涉及
到编码和调制技术，例如常见的脉冲编码调制（PCM）和正交频分复用（OFDM）等。
数字电路的设计与实现主要包括逻辑门电路和组合逻辑电路的设计。
逻辑门电路是数字系统的基本组成部分，它由与门、或门、非门
等逻辑门构成。
而在组合逻辑电路中，逻辑门根据输入信号的不同组
合产生不同的输出信号。
可以通过布尔代数或真值表来描述和设计逻
辑门和组合逻辑电路。
数字电路的应用十分广泛，从小型的逻辑电路到大型的数字系统。
在电脑中，数字电路用于处理和存储数据；在通信领域，数字电路用
于传输和接收信号。
此外，数字电路还广泛应用于工业控制、军事装
备和医疗设备等领域。
综上所述，数字电路是一门重要的学科，它研究数字信号的传输、处理和操作方法。
通过对数字信号的表示、传输和数字电路的设计与
实现等内容的研究，可以实现各种电子设备的功能和应用。
《电工电子技术》(曹建林) PPT课件：8.1 数字电路概述
（b）数字信号
模拟信号指在时间上和数值上都是连续变化信号。 数字信号指在时间上和数值上都是间断不连续变化的信号。 传输和处理模拟信号的电路为模拟电路。 传输和处理数字信号的电路为数字电路。
8.1 概述
数字电路的基本概念
数制与码制
2.数字电路的特点
（1）工作信号是二进制的数字信号，在时间上和数值上都是离散的，反映在 电路上是低电平0和高电平1两种逻辑状态。 （2）数字电路研究是输入与输出之间的逻辑关系，称逻辑电路。 （3）分析用真值表、逻辑表达式、波形图等方法。 （4）数字电路结构简单，对元器件的精度要求低，具有电路制造容易，集成 度较高，成本较低等优点。
（1011）B＝ 1×23 ＋0×22＋1×21＋1×20
8.1 概述
数字电路的基本概念
数制与码制
2.不同进制数的相互转换
（1）二进制数转换成十进制数。
方法：把二进制数按权展开后相加即得十进制数。
例8.1.1 (10101)B ＝(
)D
解：(10101)B＝1×24＋0×23＋1×22＋0×21＋1×20＝(21)D
注意：用BCD码表示十进制数时，必须用一个4位BCD码来表示该数中的每个十进制数。
例8.1.3 (39)10 ＝（ 解： 由表8.1.1得
）8421BCD (39)10＝( 0011 1001) 8421BCD
— The End —
8.1 概述
数字电路的基本概念
数制与码制
3.数字信号的主要参数
上
A升
沿
下 降 沿
tp
T
高电平 低电平
A—— 脉冲幅度 tP ——脉冲宽度 T ——脉冲周期 f —— 脉冲频率 tP与T之比——占空比
数字电路绪论
第四章 触发器
概述 4.1 基本触发器 4.2 同步触发器 4.3 边沿触发器 4.4 触发器的电气特性 4.5 触发器的VHDL语言描述及仿真 小结
第五章 时序逻辑电路
概述 5.1 时序电路的基本分析和设计方法 5.2 计数器 5.3 寄存器和读/写存储器
5.4 顺序脉冲发生器
5.5 可编程逻辑器件和时序逻辑电路 的VHDL语言描述及仿真小结Βιβλιοθήκη 第六章 脉冲产生与整形电路
概述 6.1 施密特触发器 6.2 单稳态触发器 6.3 多谐振荡器 小结
第七章 数模与模数转换电路
概述 7.1 D / A 转换器 7.2 A / D 转换器 小结
附录 MAX+PLUSⅡ的界面环境和应用
1. MAX+PLUSⅡ的环境 2. 设计过程简介 3. 设计方法举例
目录
第一章 逻辑代数基础与EDA技术的基础知识 第二章 门电路 第三章 组合逻辑电路 第四章 触发器 第五章 时序逻辑电路 第六章 脉冲产生与整形电路 第七章 数模与模数转换电路 附录 MAX+PLUSⅡ的界面环境和应用
第一章 逻辑代数基础
概述 1.1 基本概念、公式和定理 1.2 逻辑函数的化简方法 1. 3 逻辑函数的表示方法及
其相互之间的转换 1. 4 EDA技术的基础知识 小结
第二章 门电路
概述
2.1 半导体二极管、三极管和MOS 管的开关特性
2.2 分立元器件门电路 2.3 CMOS集成门电路 2.4 TTL集成门电路 2.5 门电路的VHDL语言描述及仿真 小结
第三章 组合逻辑电路
概述
3.1 组合电路的分析方法和设计方法 3.2 加法器和数值比较器 3.3 编码器和译码器 3.4 数据选择器和分配器 3.5 用 MSI 实现组合逻辑函数 3.6 只读存储器 3.7 组合电路中的竞争冒险 3.8 组合电路的VHDL语言描述及仿真 小结
数字电路第1章数字电路概述
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
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例： 28=？B
28＜32 28＞16 28－16=12＞8 12－8= 4
取 10000 取 1000 取 100
例：1002=？B
9876543210
1111011100 490 92 12
234 28 4
8
3）整数除2取余 小数乘2取整（适合位数小）
2
13 余1 K0
2 6 余0 K1
2 3 余1 K2
模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态。
2
数字信号: 信号在时间上和幅度上都是离散的。
u t
数字信号以1/0的组合方式（编码）表达各种类型的信息。
数字逻辑电路中的1和0表示两种完全对立的状态，当任何事物的结 果，以及决定该事物结果的条件，如果只有完全对立而又相互依存的两种可 能状态，而不会出现任何其它中间状态，就可以用1和0来代表该事物结果和 条件的状态。
号的有无、个数、宽度和频率来进行工作的，干扰往往只能影响脉冲幅度。
3）数据便于存储、携带和交换。
4）保密性好，在数字电路中信号可以方便地进行加密处理。
5）通用性强，系列标准化的数字部件，构成各种各样的数字系统。
6）容易实现算术运算和逻辑判断功能。
易于和计算机配合，实现自动化、智能化。
4
1.1.3 数字电路的发展和分类 1.1.4 数字电路的特点和分析方法
1.25=1.01B=1.4H=1.2Q 5/32=1/32×5=0.00001×101B=0.00101B=0.28H=0.12Q
例：比较26D、17H、26Q、1000100B的大小。
[解] （十进制数、二进制数、十六进制数之间的比较大小，
一般都是首先变换成十进制形式。）
17H=1×16+7×160=23D
26Q= 2×81 + 6 ×80 = 22D
10100B=16+4=20D
26D＞26Q＞17H＞10100B
11
1.2.2 编 码
数字系统只能处理二值数据，这就需要把具有各种含义和表达方式的信号 变换成二进制代码。 用若干位二进制数按一定的规则表示具有某种含义信号的过程称为编码。 编码是人为定义的 例如 电话、学号。。。 计算机中的键盘输入控制电路，就是将键盘键入的字母A、B……， 数字0、1、……，运算符+、/、……等等的按键开关信号，变成16位二进 制信息输出的编码。
研究数字电路注重电路输出、输入间的逻辑关系，主要的工具是 逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式、卡诺图、波形图表示。
数字电路中，三极管工作在饱和和截止的开关状态。
5
模拟速度测量例 脉冲速度测量例
6
1.2 计数制与编码
1.2Hale Waihona Puke 1二进制数（B）十进制数（D）转换
1）多 项式替代（公式法）（程序） N进制数和十进制数之间进行转换公式为： an-1…a1 a0.a－1a－2a－3… = an-1×N n-1+……+a1×N1+ a0×N0 + a－1×N－1+ a－2×N－2+ a－3×N－3+…
正(负)逻辑系统：高电平用1表示；低电平用0表示。
1.1.2 数字信号的特点（采用二进制）
1）基本单元电路简单，电路成本低，工作可靠性高。电路中各元件精度
要求低，允许元件参数有较大的分散性。
2）抗干扰能力强。数字电路只需要能区分信号两种截然不同的状态，不别
精确地考虑信号的大小，噪声容限大。在数字电路中，通常是根据脉冲信
数字电子技术
江苏大学电气信息学院 主讲：杨建宁
1
第1章 数字电路基础 1.1 数字电路概述
1.1.1 数字信号和模拟信号
模拟信号: 信号在时间上和大小上作连续的变化。
u 正弦波信号
i 锯齿波信号
u 指数衰减信号
t
t
t
波形的形状表示物理量随时间变化的规律性；波形的幅值表示 物理量的大小
研究模拟信号注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。相 应的电子电路就是模拟电路，包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。
1 余1 K3
13=1101 0.625=0.101
0.625
D
×
2
1.250
1 K-1
×
2
0.500
0 K-2
×
2
1.000
1 K-3
9
1.2. 2 二进制数（B）、十六进制数（H）、八进制数（Q）转换 当一个较大的数用二进制数表示时，位数将很多，书写不方便。 1、二进制数的四位和十六进制的一位对应; 2、整数最高位补0，小整数最低位补0。
例如： 1001.11B=1×2 3 +0×22 + 0×21+1×20+1×2－1+1×2－2 =1×8 +1×4 + 0×2 + 1×1+0.5+0.25 = 9.75D
110.101B=1×2 2 +1×2 1 +0×2 0 +1×2－1+0×2－2+1×2－3 =1×4 +1×2 +0×1+1×0.5+0×0.25+1×0.125 =6.625D
例如，电灯的亮和暗，门的开和关，电平的高和低，条件的满足和不满 足，结论的是和非等等。
1和0只是人为定义的代表两种完全对立的状态的表达，并非是狭义的数值。
3
电平：一定电压范围的信号。 不同的系统定义不同。 （和抗干扰、速度、功耗有关）
高（低）电平: 大（小）于某个阈值的信号电压。 例如：TTL电路中，通常规定脉冲电压数值大于2.4V是高电平，而 电压数值小于0.8V就是低电平。
二进制数的三位和八进制的一位对应。
例：
1101B = 0DH
1011011011010110010110B
=0010 1101 1011 0101 1001 0110B=2DB596H
= 001 011 011 011 010 110 010 110B=13332626O 10100.01101B（小数点
7
2） 基本权表格法(推荐）
1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 .5 .25 .125
210
29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 2 - 1 2 - 2 2 - 3
1/2
1/4 1/8
210 =1K 216 =64K
220 =1M
例： 10101101B =128 +32 + 8 +4 +1=173D 100110.101 =32+4+2+0 . 5+0 .125=38 . 625D 0.00101 =5 1/32=5/32
=0001 0100.0110 1000B=14.68H
=010 100.011 010B=24.3Q
10
例： 将十进制数234、1.25、5/32转换成二进制数、十六进制数和八进制数（Q）
234=128+64+32+10= （ 10000000+1000000+100000+1010 ） B =11101010B= EAH=352Q