数字电子技术
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第一章 数字电路基础 1.1数字电路概述 12数制与编码 13逻辑代数基础 1,4逻辑函数的表示方法及其相互转换 1.5逻辑代数的公式、定律和运算规则 1.6逻辑函数的公式化简 1.7逻辑函数的卡诺图化简
1.1 数字电路概述 1.2 数制与编码 1.3 逻辑代数基础 1.4 逻辑函数的表示方法及其相互转换 1.5 逻辑代数的公式、定律和运算规则 1.6 逻辑函数的公式化简 1.7 逻辑函数的卡诺图化简 第一章 数字电路基础
1.1数字电路概述 1.1.1数字信号与数字电路 电子电路的信号分为两类，既模拟信号和数字信 号。模拟信号指的是在时间上和数值上都连续变化的 信号，如模拟声音的音频信号和模拟图像的视频信号 等。处理模拟信号的电路叫模拟电路。数字信号是指 在时间上和数值上都是离散的信号，如工厂中计件的 信号等。处理数字信号的电路叫数字电路
1.1 数字电路概述 1.1.1 数字信号与数字电路 电子电路的信号分为两类，既模拟信号和数字信 号。模拟信号指的是在时间上和数值上都连续变化的 信号，如模拟声音的音频信号和模拟图像的视频信号 等。处理模拟信号的电路叫模拟电路。数字信号是指 在时间上和数值上都是离散的信号，如工厂中计件的 信号等。处理数字信号的电路叫数字电路
1.1.2数字电路的特点和分类 1.数字电路的特点 (1)数字电路研究的主要问题是逻辑问题，即输入信号状态 和输出信号状态之间的关系。 (2)研究和处理逻辑问题的主要教学工具就是逻辑代数，逻 辑代数也叫布尔代数，还叫开关代数。在逻辑代数中只有两个数 ， 既1和0。逻辑代数中的1和0没有数的含义，它们代表两种完 全对立的逻辑状态。 (3)数字电路对组成电路元件的精度要求不高，只要能可靠 区分1和0两种状态就可以。另外数字电路中的半导体器件（二极 管和三极管)基本都工作于开关状态，即工作于饱和区和截止区 (4)数字电路具有体积小，重量轻，可靠性高，抗干扰能力 强，便于集成化，价格便宜等特点，因此被广泛应用于现代化生 产和生活等各个方面
1.1.2数字电路的特点和分类 1. 数字电路的特点 （1）数字电路研究的主要问题是逻辑问题，即输入信号状态 和输出信号状态之间的关系。 （2）研究和处理逻辑问题的主要教学工具就是逻辑代数，逻 辑代数也叫布尔代数，还叫开关代数。在逻辑代数中只有两个数 ，既1和0。逻辑代数中的1和0没有数的含义，它们代表两种完 全对立的逻辑状态。 （3）数字电路对组成电路元件的精度要求不高，只要能可靠 区分1和0两种状态就可以。另外数字电路中的半导体器件（二极 管和三极管）基本都工作于开关状态，即工作于饱和区和截止区 。 （4）数字电路具有体积小，重量轻，可靠性高，抗干扰能力 强，便于集成化，价格便宜等特点，因此被广泛应用于现代化生 产和生活等各个方面
2.数字电路的分类 (1)按结构不同把数字电路分为分立元器件门电路 和集成门电路两种。根据集成度的不同把集成电路 又分为如表1.1所示四类。 (2)按所用元件的不同数字电路分为双极型(TTL 电路)和单极型(CMOS电路)两种 (3)按电路工作原理不同数字电路分为组合逻辑电 路和时序逻辑电路两种
2. 数字电路的分类 （1）按结构不同把数字电路分为分立元器件门电路 和集成门电路两种。根据集成度的不同把集成电路 又分为如表1.1所示四类。 （2）按所用元件的不同数字电路分为双极型（TTL 电路）和单极型（CMOS电路）两种 （3）按电路工作原理不同数字电路分为组合逻辑电 路和时序逻辑电路两种
1.2数制与编码 1.2.1数制 人们在日常生活中需要计数，在选择计数的方法时人 们通常采用的是十进制数，而在数字电路中常常采用的 是二进制数，有时也采用十六进制数和八进制数。 1.十进制数 计数基数R=10,计数规则逢十进一、借一当十，展 开式 为 (W)o=a,10
1.2 数制与编码 1.2.1 数制 人们在日常生活中需要计数，在选择计数的方法时人 们通常采用的是十进制数，而在数字电路中常常采用的 是二进制数，有时也采用十六进制数和八进制数。 1. 十进制数 计数基数R＝10，计数规则逢十进一、借一当十，展 开式 为 i n i m (N) ai 10 1 10 − =− =
2.二进制数 R=2,计数规则是逢二进一、借一当二。 3.八进制数 R=8,计数规则是逢八进一、借一当八。 4.十六进制数 R=16,计数规则是逢十六进一、借一当十六。其中 10、11、12、13、14、15分别用A、B、C、D、E、F表 示。 任一进制数的展开形式为： 式中k表示任一进制数 (Nk
2. 二进制数 R=2，计数规则是逢二进一、借一当二。 3. 八进制数 R＝8，计数规则是逢八进一、借一当八。 4. 十六进制数 R＝16，计数规则是逢十六进一、借一当十六。其中 10、11、12、13、14、15分别用A、B、C、D、E、F表 示。 任一进制数的展开形式为： 式中k表示任一进制数 i n i m N k ai k − =− = 1 ( )
1.2.2不同数制间的相互转换 1.任一进制数转换为十进制数 转换方法：把该进制数按权的展开形式展开，然后相加所 得到的结果就是相应的十进制数。 2.十进制转换为二进制数 (1)整数部分的转换 转换方法：将十进制数的整数部分除以2取余数，把余数 按倒序排列排列就得到了相应的二进制数。 (2)小数部分的转换 转换方法：将十进制数的小数部分乘以2取整数，把整数 按顺序排列，就得到了相应的十进制数。 3.二进制数与十六进制数之间的转换 转换方法：每四位二进制数转换成一位十六进制数，一位 十六进制数转换成四位二进制数。 4.二进制数与八进制数之间的转换 转换方法：三位二进制数转换成一位八进制数，一位八进 制数转换成三位二进制数
1.2.2 不同数制间的相互转换 1. 任一进制数转换为十进制数 转换方法：把该进制数按权的展开形式展开，然后相加所 得到的结果就是相应的十进制数。 2. 十进制转换为二进制数 （1）整数部分的转换 转换方法：将十进制数的整数部分除以2取余数，把余数 按倒序排列排列就得到了相应的二进制数。 （2）小数部分的转换 转换方法：将十进制数的小数部分乘以2取整数，把整数 按顺序排列，就得到了相应的十进制数。 3. 二进制数与十六进制数之间的转换 转换方法：每四位二进制数转换成一位十六进制数，一位 十六进制数转换成四位二进制数。 4. 二进制数与八进制数之间的转换 转换方法：三位二进制数转换成一位八进制数，一位八进 制数转换成三位二进制数
1.2.3常用编码 用文字、符号、数字等给特定信息起名字的过程叫 编码，而用四位二进制代码来表示0一9十个数的编码方 法叫二一十进制编码。二一十进制编码也叫BCD码，常 用的BCD码见表1.2表中8421码、5421码、2421(A)码 为有权，它们按权展开时结果恰好是对应的十进制数， 余三3码和格雷码是无权码，余三码是8421码加3得到的 ,如“4”的8421码是0100则余三码为0111(0100十 0011=0111)。格雷码也叫循环码，它的特点是相邻的 两个编码之间只有一个编码的取值不同
1.2.3 常用编码 用文字、符号、数字等给特定信息起名字的过程叫 编码，而用四位二进制代码来表示0～9十个数的编码方 法叫二—十进制编码。二—十进制编码也叫BCD码，常 用的BCD码见表1.2表中8421码、5421码、2421（A）码 为有权，它们按权展开时结果恰好是对应的十进制数， 余三3码和格雷码是无权码，余三码是8421码加3得到的 ，如“4”的8421码是0100则余三码为0111（0100＋ 0011＝0111）。格雷码也叫循环码，它的特点是相邻的 两个编码之间只有一个编码的取值不同
表1.2常用BCD码 十进制数 8421码 5421码 2421(A) 余三码 格雷码 0 0000 0000 0000 0011 0000 1 0001 0001 0001 0100 0001 2 0010 0010 0010 0101 0011 3 0011 0011 0011 0110 0010 4 0100 0100 0100 0111 0110 5 0101 1000 0101 1000 0111 6 0110 1001 0110 1001 0101 7 0111 1010 0111 1010 0100 8 1000 1011 1110 1011 1100 9 1001 1100 1111 1100 1101
表1.2 常用BCD码 十进制数 8421码 5421码 2421（A） 余三码 格雷码 0 0000 0000 0000 0011 0000 1 0001 0001 0001 0100 0001 2 0010 0010 0010 0101 0011 3 0011 0011 0011 0110 0010 4 0100 0100 0100 0111 0110 5 0101 1000 0101 1000 0111 6 0110 1001 0110 1001 0101 7 0111 1010 0111 1010 0100 8 1000 1011 1110 1011 1100 9 1001 1100 1111 1100 1101