第1章 数字逻辑概论-upload

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第一章数字逻辑基础(F)

第一章数字逻辑基础(F)
等式两边依次乘以2, 可分别得b-1、b-2…..:
2 (N )d b 1 2 0 b 2 2 1 .. .b . (n . 1 ) .2 . (n 2 ) b n 2 (n 1 ) 2 2 (N )d b 2 2 0 b 3 2 1 .. .b . (n . 2 ). 2 . (n 3 ) b (n 1 ) 2 (n 2 )
算;也可用来表示对立的逻辑状态,这时的“0”和 “1”,不是数值,而是逻辑0和逻辑1。
逻辑“0”和逻辑“1”表示彼此相关又互相对立 的两种状态。例如,“是”与“非”、“真”与 “假”、“开”与“关”、“低”与“高”等等 。 两种对立逻辑状态的逻辑关系称二值数字逻辑,简 称为数字逻辑。
在电路中,可以方便地用电子器件的开关特 性来实现二值数字逻辑,即高、低电平。
周期性 T
① 周期T(频率f):两个相邻脉冲间的时间间隔。 ② 脉冲宽度tW:脉冲波形的宽度,表示脉冲的作用
时间。 ③ 占空比 q: 脉冲宽度占整个周期的百分比。
q(%)= (tW / T)×100%
占空比为50%矩形脉冲,称为方波。
(5)实际的数字信号波形:
O.9Um O.5Um O.1Um tr
第一章 数字逻辑概论 ——§1数字电路和数字信号
2、数字技术的应用
(1)数字技术应用的典型代表是电子计算机,“数字革命”: 从模拟到数字化,用在广播电视、通信、控制、仪表等
(2)照相技术 胶片成像技术到数字照相技术 JPEG——静止图象压缩编码标准
(3)视频记录设备 录像带 VCD (MPEG1压缩方式) DVD (MPEG2)
逻辑电平:表示在电路中,由电子器件的开关特性形成
的离散信号电压或数字电压。是物理量的相对表 示
CMOS器件逻辑电平与电压范围的关系

[课件]数字逻辑_第一章_数制与码制

[课件]数字逻辑_第一章_数制与码制
3
预备知识
一、数字系统的概念 凡是利用数字技术对信息进行处理、传输 的电子系统均可称为数字系统。 二、数字系统与模拟系统的比较 1、从信号来看 、 模拟信号是连续信号,任一时间段都包含 了信号的信息分量,如正弦信号。 数字信号是离散的,只有“0”和“1”两种 值,即是一种脉冲信号,广义地讲,凡是非正 4 弦信号都称为脉冲信号。
i=−n m−1
(ai = 0 ~ 1)
例:(101.1) =1× 例:(101.1)2 =1×22+0×21+1×20+1×2-1 =5.5
13
1.1.3 八进制计数
(1) 基数为八(计数的符号个数):0~7 基数为八(计数的符号个数):0 ):0~ (2) 位权为: 8 位权为:
(s8 ) = am−18 = ∑ai 8i
19
八进制、 1.2.2 八进制、十六进制与二进制数 的转换
(1) 二进制数转换为八进制数 从小数点起三位一组,整数部分不够三位 的向前添0,小数部分不够三位的向后添0 的向前添0,小数部分不够三位的向后添0。 例1: (1011101.0110101)2=(135.324)8 (2) 二进制数转换为十六进制数 从小数点起四位一组,整数部分不够四位 的向前添0,小数部分不够四位的向后添0 的向前添0,小数部分不够四位的向后添0。 例2:(1011101.0110101)2=(5D.6A)16 : 20
i=−n m−1 m−1
i
如果有m位整数,n 如果有m位整数,n位小数。则:
+ am−28
m−2
+⋅⋅⋅ + a08 + a−18 +⋅⋅⋅a−n 8
0
−1
−n
(ai = 0 ~ 7)

《数字逻辑基础》课件

《数字逻辑基础》课件
公式化简法
使用逻辑代数公式对逻辑函数进行化简,通过消去多余的项和简化 表达式来得到最简结果。
卡诺图化简法
使用卡诺图对逻辑函数进行化简,通过填1、圈1、划圈和填0的方 法来得到最简结果。
03
组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的输入和输出
分析组合逻辑电路的输入和输出信号,了解它们之间的关系。
交通信号灯控制系统的设计与实现
交通信号灯简介
交通信号灯是一种用于控制交通流量的电子设备,通常设置在路口或 交叉口处。
设计原理
交通信号灯控制系统的设计基于数字逻辑电路和计算机技术,通过检 测交通流量和车流方向来实现信号灯的自动控制。
实现步骤
首先确定系统架构和功能需求,然后选择合适的元件和芯片,接着进 行电路设计和搭建,最后进行测试和调整。
真值表
通过列出输入和输出信号的所有可能组合,构建组合逻辑电路的真值表,以确定输出信 号与输入信号的逻辑关系。
逻辑表达式
根据真值表,推导出组合逻辑电路的逻辑表达式,表示输入和输出信号之间的逻辑关系 。
组合逻辑电路的设计
确定逻辑功能
根据实际需求,确定所需的逻辑功能,如与、或、非等。
设计逻辑表达式
根据确定的逻辑功能,设计相应的逻辑表达式,用于描述输入和 输出信号之间的逻辑关系。
实现电路
根据逻辑表达式,选择合适的门电路实现组合逻辑电路,并完成 电路的物理设计。
常用组合逻辑电路
01
02
03
04
编码器
将输入信号转换为二进制码的 电路,用于信息处理和控制系
统。
译码器
将二进制码转换为输出信号的 电路,用于数据分配和显示系
统。
多路选择器

数字电路第1章 数字逻辑概论

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。

《电子技术基础》第1章数字逻辑概论

《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

第1章 数字逻辑基础

第1章   数字逻辑基础

(179.8)10 = (000101111001. 1000)8421BCD
BCD码表达式中整数部分高位的0和小数部分低位的0 BCD码表达式中整数部分高位的0和小数部分低位的0都是 码表达式中整数部分高位的 不可省略的。 不可省略的。
5421BCD码 也是有权码,各位的权值依次为5 5421BCD码:也是有权码,各位的权值依次为5、4、 5421码的特点是编码的最高位先为 码的特点是编码的最高位先为5 2、1。5421码的特点是编码的最高位先为5个连续 后为5个连续的1 的0,后为5个连续的1。 余3码:每个码字的二进制值比对应的8421码的码 每个码字的二进制值比对应的8421码的码 8421 值大3 码是一种无权BCD BCD码 所谓无权码, 值大3。余3码是一种无权BCD码,所谓无权码,就 是找不到一组权值,满足所有码字。 是找不到一组权值,满足所有码字。
数字设计第1章 24
分别用8421 8421码 5421码 2421码 例1-13 分别用8421码、5421码、2421码、余3码 和余3循环码表示十进制数206.94 206.94。 和余3循环码表示十进制数206.94。 解:
(206.94)10 = (001000000110.10010100)8421BCD = (001000001001.11000100)5421BCD = (001000001100.11110100) 2421BCD = (010100111001.11000111)余3码 = (011100101101.10100100)余3循环码
= (01000111)补 + (10100111)补 = (11101110)补 = (10010010)原 = (−18)10
利用8 例1-12 利用8位二进制补码计算 (−71)10 − (89)10,计 算结果仍表示为十进制数。 算结果仍表示为十进制数。 ( 解:−71)10 − (89)10 = (−71)10 + (−89)10

数电-第一章 数字逻辑概论

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

数字逻辑概论

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
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1.2 数制
按位计数制(positional number system):
用一串数码表示一个数,每个数码的位置对应一个权(weight), 所有数码按各自的权展开相加之和等于这个数的值。
一、十进制 1895 = 1000 + 800 + 90 +5 = 1×103+ 8×102 + 9×101 + 5×100 0.618 = 0 + 0.6 + 0.01 +0.008 = 0×100+ 6×10-1 + 1×10-2 + 8×10-3
补码可以让减法变成加法,减少一种运算法则。 加负数等同于减无符号数,用补码处理负数更方便。
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1.2 数制
对于有符号数的加减运算,使用原码并不方便。计算机 等数字电子系统通常采用的是另一种表达方式——补码
天津大学精密仪器与光电子工程学院
School of Precision Instrument & Opto-electronics Engineering, Tianjin University
1.2 数制
测控电路基础 B
2015.3-6
第一章 数字逻辑概论
吴与光电子工程学院 School of Precision Instrument & Opto-electronics Engineering, Tianjin University
内容提要
在数字电子系统中,一般采用最高 有效位作为符号位区分数值的正负。
46 - 120 ?
减法运算 先比大小
120 - 46 - 74
符号随大数
01001010B = 74 11001010B = -74
符号位
天津大学精密仪器与光电子工程学院
School of Precision Instrument & Opto-electronics Engineering, Tianjin University
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1.2 数制
二进制算术运算
二、二进制减法 借位:110
120 - 46 74
-
B X Y D
01111100 11111000 - 00101110 01001010
12 9 6 3
对于12格表盘,逆 时针拨m格和顺时针拨 12-m格结果相同。 在位宽固定的情况 下,减一个数等于加这 个减数的补数。
������=−������ ������−1
二、二进制 1111B = 1×23+ 1×22 + 1×21 + 1×20 = 15D 二进制数应注脚
标“B”或“2”
1001.01012 = 1×23+ 1×20 + 1×2-2 + 1×2-4 = 9.312510
• 数码符号有两种(0、1) • 每位加计数逢二进一 • 各个位置的权均为2的幂
1.2 数制
三、八进制 13578 = 1×83+ 3×82 + 5×81 + 7×80 = 751D 2046.178 = 2×83+ 4×81 + 6×80 + 1×8-1 + 7×8-2 = 1062.234375 • • • • 数码符号 0~7 逢八进一 权为8的幂 脚标“8”
四、十六进制 327H = 3×162+ 2×161 + 7×160 = 807D
1.1 概述
He is as tall as this… He is 158cm
天津大学精密仪器与光电子工程学院
School of Precision Instrument & Opto-electronics Engineering, Tianjin University
1.1 概述
现实世界的信息 是连续的,连续信号 又称为模拟信号。
• • • •
规律: 数码符号有十种(0~9) 每位加计数逢十进一 各个位置的权均为10的幂 幂指数与位置有关,可正可负
r 进制数的数码符号有 r 种,分别为 0~r-1 ( r 为大于1的整数 ), r 称为该计数制的基数(base 或 radix),各位的权为基数的幂,且小 数点左边第一位的幂指数为0,向左逐位加一,向右逐位减一。
2 1 . 2
十六 进制
求和
替换
二进 制
取整 取余
替换
八进 制
求和
十进制
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1.2 数制
二进制算术运算
一、二进制加法 进位:100 逢十进一
1.2 数制
二进制算术运算
三、有符号二进制数的运算 无符号 00…0 ~ 11…1 +0:000…0 -0:100…0 8位无符号数范围: 0~255
机器数
(N位二进制)
0~2N-1 ,共2N个数
有符号 111…1 ~ 100…0 ,000…0 ~ 011…1 - (2N-1-1) ~2N-1-1,共2N-1个数 8位有符号数范围: -127~+127 符号-数值 原码
• • • •
数码符号 0~9,A~F 逢十六进一 权为16的幂 脚标“H”或“16”
3AB.1116 = 3×162+ 10×161 + 11×160 + 1×16-1 + 1×16-2 = 939.0664
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1.2 数制
数制的转换
一、非十进制转换为十进制 按权展开求和 ������ = � ������������ ∙ ������ ������
������=−������ ������−1
二、十进制转换为二进制
除以2——二进制数右移1位,乘以2——二进制数左移1位
整数部分除以2取余数,小数部分乘以2取整数。 例:将9.3125转成二进制 取余 最先取整的是最高位 小数部分为:0101B 9.3125D = 1001.0101B 最后的余数是最高位 整数部分为:1001B
1ABC.DEFH = 0001 1010 1011 1100.1101 1110 1111B
1 A B C . D E F
110001.11011B = 0011 0001.1101 1000B = 31.D8H
3 1 . D 8 整数部分高位补零,小数部分低位补零
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第一章 数字逻辑概论
1.1 概述
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School of Precision Instrument & Opto-electronics Engineering, Tianjin University
1.2 数制
四、二进制和八进制的相互转换 3位二进制数串的组合有8种状态,作为整体可等价于八进制数的1位。 000 0 001 1 010 2 011 3 100 4 101 5 110 6 111 7
163.24H = 001 110 011.010 100B
1 6 3 . 2 4
10001.01B = 010 001.010B = 21.2H
171 + 83 254
+
C X Y S
00000110 10101011 + 01010011 11111110
逢二进一
100 171 + 85 256
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111111110 10101011 + 01010101 100000000
如果二进制数宽 度限定为8位,那么超 过255就发生溢出。
采样点不连续
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第一章 数字逻辑概论
1.2 数制
天津大学精密仪器与光电子工程学院
School of Precision Instrument & Opto-electronics Engineering, Tianjin University
天津大学精密仪器与光电子工程学院
取整
School of Precision Instrument & Opto-electronics Engineering, Tianjin University
1.2 数制
三、二进制和十六进制的相互转换 4位二进制数串的组合有16种状态,作为整体可等价于十六进制数的1位。 0000 0 1000 8 0001 1 1001 9 0010 2 1010 A 0011 3 1011 B 0100 4 1100 C 0101 5 1101 D 0110 6 1110 E 0111 7 1111 F
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