数字电子技术基础（广大信控系）.ppt

数字电子技术基础 广州大学信息与控制工程系 数字化已成为当今电子技术的发展潮流。数字电路是数字电子技术的核心，是计算机和数字通信的硬件基础。 数字电子建立在模拟电子之上，没有模电就没有数电。 相对来说，数电比模电好学。 第一章 逻辑代数基础 本章重点 逻辑代数的基本公式和常用公式 逻辑代数的基本定理 逻辑函数的各种表示方法及相互转换 逻辑函数的简化方法 约束项、任意项、无关项的概念以及无关项在化简逻辑函数中的应用 §1.1 概述－基础知识 数字电路的基本概念 数制和码制 算术运算和逻辑运算 一、数字电路的基本概念 模拟信号 在时间和数量上的变化都是连续的物理量 数字信号（满足以下条件的物理量）： ①在时间和数量上的变化都是离散的 ②数值大小和和每次增减变化都是某一个最小数量单位的整数倍 典型的数字信号 一、数字电路的基本概念 正逻辑和负逻辑 如：电压等于5V为高电平，电压等于0V为低电平，分别表示两个逻辑。 (1)正逻辑：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。 (2)负逻辑：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。 正逻辑 一、数字电路的基本概念 数字电路 传递与处理数字信号的电子电路称为数字电路。 数字电路与模拟电路相比主要有下列优点： （1）由于数字电路是以二值数字逻辑为基础的，只有0和1两个基本数字，易于用电路来实现，比如可用二极管、三极管的导通与截止这两个对立的状态来表示数字信号的逻辑0和逻辑1。 （2）由数字电路组成的数字系统工作可靠，精度较高，抗干扰能力强。它可以通过整形很方便地去除叠加于传输信号上的噪声与干扰，还可利用差错控制技术对传输信号进行查错和纠错。 （3）数字电路不仅能完成数值运算，而且能进行逻辑判断和运算，这在控制系统中是不可缺少的。 （4）数字信息便于长期保存，比如可将数字信息存入磁盘、光盘等长期保存。 （5）数字集成电路产品系列多、通用性强、成本低。 二、数制和码制 数制 任意进制（N进制）数展开式普遍形式： --第i位的权 1. 十进制(Decimal) 2. 二进制(Binary) 3. 十六进制(Hexademical) 二、数制和码制 数制转换 1. 二－十转换 2. 十－二转换 整数：“除2取余法” 小数：“乘2取整法” 3. 二－十六转换 “四位合一位法” 4. 十六－二转换 5. 十六－十转换 二、数制和码制 例1.1 将二进制数10011.101转换成十进制数。 解：将每一位二进制数乘以位权，然后相加，可得 (10011.101)B＝1×24＋0×23＋0×22＋1×21＋1×20＋1×2－1＋0×2－2＋1×2－3 ＝（19.625)D 二、数制和码制 例1.2 将十进制数23转换成二进制数。解： 用“除2取余法” 转换: 故（23)D =（10111)B 二、数制和码制 例1.3 将十进制数0.39转换成二进制数，保留小数点后4位。 解：用“乘2取整法”转换： 0.39×2=0.78 … …0 … …b-1 0.78×2=1.56 … …1 … …b-2 0.56×2=1.12 … …1 … …b-3 0.12×2=0.24 … …0 … …b-4 0.24×2=0.48 … …0 … …b-5 故(0.39)D=(0.0110)B 二、数制和码制 码制 代码：表示不同事物的数码 码制：编制代码时遵循的规则 几种常见二－十进制（BCD码）代码： 8421码 余3码 2421码 5211码 余3循环码 三、算术运算和逻辑运算 算术运算 加、减、乘、除 原码(true form) 最高位为符号位，其余为数值位。 反码(one’s complement) 整数的反码和原码相同；负数反码的符号位和负数原码的符号位相同，数值位是它的数值位按位取反。 补码(two’s complement) 整数的补码是它本身（原码），负数的补码是原码逐位取反加1。 逻辑运算 §1.2内容 §1.2 逻辑代数中的三种基本运算 逻辑代数－二值代数 任何逻辑变量只有0和1两种取值。 基本运算 与（逻辑乘） 或（逻辑加） 非（逻辑求反） 基本运算 复合逻辑运算 复合逻辑运算 §1.3逻辑代数的基本公式和常用公式 一、基本公式 重叠律 互补律、交换律、结合律 分配律 德·摩根定理（反演律） 反演律 二、几个常用公式（吸收律） §1.4 逻辑