数字逻辑第1章概论
数字电路第1章 数字逻辑概论
H 16 例如：(349)16=3×162+4×161+9×160=(841)10 (3AB.11)16=3×162+A×161+B×160+1×16-1+1×16-2 =(939.0664)10 基数：16 进位：逢十六进一
写法：(H)16 或
( H )16
i i m i
n 1
三、几种常用的进制之间的转换
2 25 2 12 余1 2 6 余0 2 3 余0 2 1 余1 0 余1 ∴ (25)10=(11001)2
最高位
三、几种常用的进制之间的转换
2、十——二转换 (2) 小数部分的转换——乘2取整法（基数乘法）
0.6875 × 2 1.3750 × 2 0.750 × 2 1.50 × 2 1.0 最高位
三、几种常用的进制之间的转换
2、十——二转换 (2) 小数部分的转换——乘2取整法（基数乘法） 例如： (75.5)10=( 113.4 )8
8 75 8 9 8 1 0
余3 余1 余1
0.5 ×8 4.0
取4
三、几种常用的进制之间的转换 3、二——八转换
将二进制数的整数部分由小 数点向左，每三位分成一组。最 后不足三位的，前面补零。小数 部分的由小数点向右，每三位分 为一组。最后不足三位的，后面 补零。然后，把每三位二进制数， 用对应的八进制数码代替即可。 二进制数与对应的八进制数
三、几种常用的进制之间的转换
2、十——二转换 (2) 小数部分的转换——乘2取整法（基数乘法）
说明： （1）有些十进制的小数，不能用有限位的二进制小数表示 时，可根据需要，表示到一定位数。 （2）对于具有小数和整数两个部分的十进制数，可以分别 把整数和小数分别换算成二进制数的表示形式，然后相加起 来即可。 例：(215.6531)10≈(11010111.101001)2 (3)基数乘除法也适用于将十进制数转换成其它进制数。
《数字逻辑教案》
《数字逻辑教案》word版第一章：数字逻辑基础1.1 数字逻辑概述介绍数字逻辑的基本概念和特点解释数字逻辑在计算机科学中的应用1.2 逻辑门介绍逻辑门的定义和功能详细介绍与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门1.3 逻辑函数解释逻辑函数的概念和作用介绍逻辑函数的表示方法，如真值表和逻辑表达式第二章：数字逻辑电路2.1 逻辑电路概述介绍逻辑电路的基本概念和组成解释逻辑电路的功能和工作原理2.2 逻辑电路的组合介绍逻辑电路的组合方式和连接方法解释组合逻辑电路的输出特点2.3 逻辑电路的时序介绍逻辑电路的时序概念和重要性详细介绍触发器、计数器等时序逻辑电路第三章：数字逻辑设计3.1 数字逻辑设计概述介绍数字逻辑设计的目标和方法解释数字逻辑设计的重要性和应用3.2 组合逻辑设计介绍组合逻辑设计的基本方法和步骤举例说明组合逻辑电路的设计实例3.3 时序逻辑设计介绍时序逻辑设计的基本方法和步骤举例说明时序逻辑电路的设计实例第四章：数字逻辑仿真4.1 数字逻辑仿真概述介绍数字逻辑仿真的概念和作用解释数字逻辑仿真的方法和工具4.2 组合逻辑仿真介绍组合逻辑仿真的方法和步骤使用仿真工具进行组合逻辑电路的仿真实验4.3 时序逻辑仿真介绍时序逻辑仿真的方法和步骤使用仿真工具进行时序逻辑电路的仿真实验第五章：数字逻辑应用5.1 数字逻辑应用概述介绍数字逻辑应用的领域和实例解释数字逻辑在计算机硬件、通信系统等领域的应用5.2 数字逻辑在计算机硬件中的应用介绍数字逻辑在中央处理器、存储器等计算机硬件部件中的应用解释数字逻辑在计算机指令执行、数据处理等方面的作用5.3 数字逻辑在通信系统中的应用介绍数字逻辑在通信系统中的应用实例，如编码器、解码器、调制器等解释数字逻辑在信号处理、数据传输等方面的作用第六章：数字逻辑与计算机基础6.1 计算机基础概述介绍计算机的基本组成和原理解释计算机硬件和软件的关系6.2 计算机的数字逻辑核心讲解CPU内部的数字逻辑结构详细介绍寄存器、运算器、控制单元等关键部件6.3 计算机的指令系统解释指令系统的作用和组成介绍机器指令和汇编指令的概念第七章：数字逻辑与数字电路设计7.1 数字电路设计基础介绍数字电路设计的基本流程解释数字电路设计中的关键概念，如时钟频率、功耗等7.2 数字电路设计实例分析简单的数字电路设计案例讲解设计过程中的逻辑判断和优化7.3 数字电路设计工具与软件介绍常见的数字电路设计工具和软件解释这些工具和软件在设计过程中的作用第八章：数字逻辑与数字系统测试8.1 数字系统测试概述讲解数字系统测试的目的和方法解释测试在保证数字系统可靠性中的重要性8.2 数字逻辑测试技术介绍逻辑测试的基本方法和策略讲解测试向量和测试结果分析的过程8.3 故障诊断与容错设计解释数字系统中的故障类型和影响介绍故障诊断方法和容错设计策略第九章：数字逻辑在现代技术中的应用9.1 数字逻辑与现代通信技术讲解数字逻辑在现代通信技术中的应用介绍数字调制、信息编码等通信技术9.2 数字逻辑在物联网技术中的应用解释数字逻辑在物联网中的关键作用分析物联网设备中的数字逻辑结构和功能9.3 数字逻辑在领域的应用讲述数字逻辑在领域的应用实例介绍逻辑推理、神经网络等技术中的数字逻辑基础第十章：数字逻辑的未来发展10.1 数字逻辑技术的发展趋势分析数字逻辑技术的未来发展方向讲解新型数字逻辑器件和系统的特点10.2 量子逻辑与量子计算介绍量子逻辑与传统数字逻辑的区别讲解量子计算中的逻辑结构和运算规则10.3 数字逻辑教育的挑战与机遇分析数字逻辑教育面临的挑战讲述数字逻辑教育对培养计算机科学人才的重要性重点和难点解析重点环节一：逻辑门的概念和功能逻辑门是数字逻辑电路的基本构建块，包括与门、或门、非门、异或门等。
《电子技术基础》第1章数字逻辑概论
101 100
第 i 位的位权为 10i
每一数码处于不同的位置（数位）时，它所代 表的数值不同，这个数值称为位权值 。
0.32 = 310-1 + 210-2 位权： 10-1 10-2
第 i 位的位权为 10i
任意十进制数可表示为：
+
（N）D = Ki · 10i
i =- 其中： i -- 第 i 位 （为 - 到 + 的整数） Ki -- 第 i 位 的系数 10i --第 i 位的位权
周期
周期性数字波形
占空比 Q = tW / T
3、实际的数字信号（脉冲）波形及主要参数
上升时间tr 和下降时间tf -- 从脉冲幅值的10%到90% 上升下 降所经历的时间( 典型值ns )。
脉冲宽度 ( tw ) -- 脉冲幅值的50%的两个时间所跨越的时间。
周期 ( T ) -- 表示两个相邻脉冲之间的时间间隔。 占空比 Q -- 表示脉冲宽度占整个周期的百分比。
位权： 23 22 21 20
（0.11）B = 1 2-1 + 1 2-2 = （0.75）D
位权：
2-1
2-2
三. 二 -- 十进制之间的转换
1. 二进制转换为十进制
规则：把二进制数按位展开，然后将所有各项的数相加
，即得到等值的十进制数。
（1011.11）B = 1 23 + 0 22 + 1 21 +1 20 + 1 2-1 + 1 2-2 = （11.75）D
二. 二进制 （Binary）
1）由0，1两个数字组成。 2）逢2 进1，借1当2 。
例如：1 + 1 = 10 = 1×21 位权： 21
电子技术基础数字部分第六版答案完整版
电子技术基础数字部分第六版答案完整版
康华光《电子技术基础-数字部分》（第5版）笔记和课后习题（含考
研真题）详解
第1章 数字逻辑概论
1.1 复习笔记
一、模拟信号与数字信号
1．模拟信号和数字信号
（1）模拟信号
在时间上连续变化，幅值上也连续取值的物理量称为模拟量，幅值上也连续取值的物理量称为模拟量，表示模表示模
拟量的信号称为模拟信号，处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。
（2）数字信号
与模拟量相对应，在一系列离散的时刻取值，取值的大小和每次的增减都是量化单位的整数倍，即时间离散、数值也离散的信号。
表示数字量的信号称为数字信号，工作于数字信号下的电子电路称为数字电路。
（3）模拟量的数字表示
①对模拟信号取样，通过取样电路后变成时间离散、通过取样电路后变成时间离散、幅值连续的取样幅值连续的取样信号；
②对取样信号进行量化即数字化；
③对得到的数字量进行编码，生成用0和1表示的数字信号。
2．数字信号的描述方法
（1）二值数字逻辑和逻辑电平
在数字电路中，可以用0和1组成的二进制数表示数量的大小，也可以用0和1表示两种不同的逻辑状态。
在电路中，当信号电压在3.5～5 V 范围内表示高电平；在0～1.5 V 范围内表示低电平。
以高、低电平分别表示逻辑1和0两种状态。
（2）数字波形
①数字波形的两种类型 非归零码：在一个时间拍内用高电平代表1，低电平代表0。
归零码：在一个时间拍内有脉冲代表1，无脉冲代表0。
②周期性和非周期性
周期性数字波形常用周期T 和频率f 来描述。
脉冲波形的脉冲宽度用。
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。
数字逻辑概论
1.1 数字电路与数字信号
1.1.3 模拟信号和数字信号
3 模拟量的数字表示
由于数字信号便于存储、分析和传输，通常将模 拟信号转换成数字信号。
模数转换的实现
1.1 数字电路与数字信号
1.1.3 模拟信号和数字信号
3 模拟量的数字表示
采样：按一定时间间隔采集模拟 信号，得到离散的取样信号。
量化：选取一个量化单位，将 取样信号除以量化量单位并取 整。
a、设计 在计算机上利用软件平
台进行设计。
原理图输入
输入
HDL文本输入
状态机设计
1.1 数字电路与数字信号
1.1.2 数字电路的分类及特点
3 数字电路的分析、设计与测试
b、测试和仿真 c、下载
d、验证结果
1.1 数字电路与数字信号
1.1.2 数字电路的分类及特点
3 数字电路的分析、设计与测试
(3) 数字电路的测试技术
6
1
1.1 数字电路与数字信号
1.1.4 数字信号的描述方法 2 数字波形 (2) 周期性和非周期性数字波形
(a)非周期性数字波形
(b) 周期性数字波形
1.1 数字电路与数字信号
1.1.4 数字信号的描述方法 2 数字波形 周期性数字波形的参数 周期 (period) T 频率 (frequency) f
脉冲宽度 (pulse width) tW 高电平持续的时间
占空比 (duty ratio) q 脉冲宽度与周期的比值
tW q(% ) 100% T
1.1 数字电路与数字信号
1.1.4 数字信号的描述方法 2 数字波形
例1.1.2 设周期性数字波形的高电平持续6ms，低电平持
第01章数字逻辑概论
❖ Daniel M. Kaplan. Hands-On Electronics. Cambridge University Press. 2003
数模和模数转换
• 模拟电路中讲授
2021/5/6
北京化工大学电工电子中心
8
课程安排
❖课程名称：数字电子技术 ❖英文名称：Digital Electronics Technology ❖课程性质：学科基础理论必修课 ❖考核方式：考试 ❖开课专业：自控、电科 ❖开课学期： 4 ❖总学时： 56 ❖总学分： 3.5
第1章
作业
❖1.1.4
❖1.2.2 （2）（4）
❖1.2.6 （2）
❖1.3.1（2） （3）
❖1.4.1 （1）
补充： 1、现车牌为六位，前三位为英文字母，后三位 为十进数，求车牌容量。 2、一千个梨分放入十个葙中，如给定小于一千 任意数，都能整葙取走，如何分放？
2021/5/6
北京化工大学电工电子中心
❖稳定性好，抗干扰能力强；
❖设计相对容易，集成度高；
❖信息处理能力强；
❖持久高精度；
❖便于存储和检索；
❖灵活的可编程能力；
❖低功耗；
1958年，Jack Kilby发明了集成电路（IC）
2021/5/6
北京化工大学电工电子中心
34
1.1.4 数字电路与模拟电路的混合应用
许多系统融合了模拟电路与数字电路各自的优势。 一个典型的例子是CD播放器。通过CD驱动器接收CD唱 盘上的数字数据，通过数模转换为模拟信号并进行信号 放大。
数字逻辑与计算机组成原理：第一章 计算机系统概论
冯·诺依曼型计算机的三大特征
冯·诺依曼型计算机除了硬件由五大部分组 成的主要特征外，还具有“存储程序”和“ 采用二进制”两大主要特征。
要实现机器的自动计算，必须先将计算程序 与用到的数据存入计算机的存储器中，称为 “存储程序”。
在计算机中，计算程序及数据是用二进制代 码表示的，称为“采用二进制”。
Theoretical Peak (Rpeak)：54,902.4 TFlop/s
第一名：天河2号
Site:
Manufacturer: Cores:
Linpack Performance (Rmax)
Theoretical Peak (Rpeak) Nmax Power: Memory:
Processor:
1.2.2 存储程序工作方式
1．根据求解问题事先编制程序 2．将程序存入计算机中 3．计算机自动、连续地执行程序
首先，将指令和数据分开存放。 其次，在CPU中设置 一个程序计数器(PC)， 用它存放即将执行 指令所在的存储单元 的地址。
1.3 计算机的特点及应用
1.3.1 计算机的特点
（1）自动、连续地执行程序。 （2）运算速度快。 （3）运算精度高。 （4）存储能力强。 （5）通用性好。
1974年 1979年 1982年 1985年 1989年 1993年 1995年 1997年 1999年 2000年
2.9 万个晶体管 13.4 万个晶体管 27.5 万个晶体管 120.0 万个晶体管 310.0 万个晶体管 550.0 万个晶体管 750.0 万个晶体管 950.0 万个晶体管 4 200.0 万个晶体管
Intel Xeon E5-2692v2 12C 2.2GHz
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15 + 0.75=(2927.75)10
【例7】把二进制数(1010101111.00101)2转换成对应的八进制和十六进 制数。
解:
(2AF.28)16。
(1010101111.00101)2＝(1257.12)8 =
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5
1.1 概述
2.数字系统
处理模拟信号的系统是模拟系统，处理数字信号的是数字系统。 数字系统具有如下几个优点： （1）数字系统具有较小的误差，有较强的稳定性、可靠性和抗干扰能力。 （2）数字系统具有更高的精确性。 （3）数字系统不但适用于数值性信息的处理，而且适用于非数值性信息 的处理，而模拟系统只能处理数值型信息。 （4）数字系统处理信息可将一项大任务划分为多项独立的子任务，并且 这些子任务能被按顺序分别完成，这样可以形成模块化和成本较低的系统。 （5）数字系统处理信息可以采用通用的信息处理系统（比如计算机）来 处理不同的任务，从而减少专门系统的成本。
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3
1.1 概述
1.1.2 数字系统 1.数字信号 平时所使用的数字信号是二值信号，即只有“0” 和“1”两种状态的信号。
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4
1.1 概述
数字信号具有以下特点： （1）抗干扰能力强、无噪声积累。 （2）便于加密处理。 （3）便于存储、处理和交换。 （4）设备便于集成化、微型化。 （5）占用信道频带较宽
7. 十六进制:人们在计算机指令代码和数据的书写中经常使用的数 制。在十六进制中，数用0，1，…，9和A,B,…，F（或a，b，…，f）16 符号来描述。计数规则是逢十六进一。
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10
1.2 数制系统
1.2.2 进位计数制（前导课程已学，回顾）
1.十进制计数制 2.二进制计数制 3.八进制计数制和十六进制计数制
1
2 12
0
26
0
23
1
21
1
0 所以(25)10=(11001)2。
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14
1.2 数制系统
（2）小数部分转换，乘2取整法；
所以(0.628)10=(0.1010)2。 综合(1)、(2)，则有(25.638)10=(11001.1010)2。 需要说明一点：小数部分转换时，其乘积结果往往不能达到0，所以转
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9
1.2 数制系统
4. 数制：计数的规则。在人们使用最多的进位计数制中，表示数 的符号在不同的位置上时所代表的数的值是不同的。
5. 十进制:人们日常生活中最熟悉的进位计数制。在十进制中，数 用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9这十个符号来描述。计数规则是逢十 进一。
6. 二进制:在计算机系统中采用的进位计数制。在二进制中，数用 0和1两个符号来描述。计数规则是逢二进一。
第 1 章 数字逻辑概论
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1
第1章 数字逻辑概论 1.1 概述 1.2 数制系统 1.3 有符号二进制数的编码表示 1.4 二进制编码 1.5 本章小结 1.6 习题
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2
1.1 概述
1.1.1数字系统的发展简史 第一次变革发生在以加工制造为主导的IC产业发 展的初级阶段。 第二次变革的标志是代加工公司与IC设计公司的 崛起。 第三次变革发生在20世纪90年代初，
1.2.3 数制转换（前导课程已学，回顾）
1.二进制数、八进制数和十六进制数转换为十进制数 2.十进制数转换为二进制数 3.二进制、八进制和十六进制之间的转换
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11
1.2 数制系统
【例1】将十进制数(2001.9)10写成权表示的形式。
解: (2001．9)10＝2×103+0×102+0×101+1×100+9×10-1
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13
1.2 数制系统
【例6】将十进制数(25.638)10转换为二进制数。
解: 按照前面介绍的将十进制数转换为二进制数的方法，需将
(25.638)10分解为整数部分(25)10和小数部分(0.638)10分别进行转换，最 后将二者的转换结果合并即可。
（1）整数部分转换，除2取余法；
2 25
换值存在一定的误差。一般在二进制小数的位数已达到要求的精度时，便可
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7
1.1 概述
1.1.3 模拟信号的数字化处理
(1) 把模拟信号数字化，即模数转换（A/D），将原始的模拟信号 转换为时间离散和值离散的数字信号；
(2) 进行数字方式处理、传输； (3) 把数字信号还原为模拟信号，即数模转换（D/A）。
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8
1.2 数制系统
1.2.1 数制的基本概念
1. 数码：数制中表示基本数值大小的不同数字符号。例如，十进 制有10个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。
2. 基数：数制所使用数码的个数。例如，二进制的基数为2；十进 制的基数为10。
3. 位权：数制中某一位上的1所表示数值的大小（所处位置的价 值）。例如，十进制的123，1的位权是100，2的位权是10，3的位权是1。
解:
(8AE6)16=8×163+A×162+E×161+6×160
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12
1.2 数制系统
【例5】分别将二进制数(11010.101)2和十六进制数(B6F.C)16转换为十 进制数。
解:
(11010.101)2 = 1×24 + 1×23 + 0×22 + 1×21 + 0×20 + 1×21+ 0×2-2 + 1×2-3 = 16 + 8 + 0 + 2 + 0 + 0.5 + 0 + 0.125
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1.1 概述
3.数字系统的层次结构 第5级
复杂系统、从第2级 到第4级的功能部件
第4级
更复杂的功能逻辑单
元，如微处理器
VLSI级
第3级 第2级
功能逻辑单元，如加 MSI、LSI 法器，计数器，乘法 级 器 功 触发能器逻等辑单元 ，如 门 ， SSI级
第1级
电子元件，如晶体管， 二极管，电阻，电容 元件级
【例2】将二进制数(1101.101)2写成权表示的形式。
解: (1101.101)2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3
【例3】将八进制数(67.731)8写成权表示的形式。
解: (67.731)8=6×81+7×80+7×8-1+3×8-2+1×8-3
【例4】 将十六进制数(8AE6)16写成权表示的形式。