數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)電子教案(周良權(quán))(已修改)

　

【正文】 數(shù) 字 電 路 基 礎(chǔ) 第 1章數(shù)字電路基礎(chǔ) 概述 幾種常用的數(shù)制和碼制 邏輯函數(shù)中三種最基本的邏輯運(yùn)算 復(fù)合邏輯函數(shù) 邏輯函數(shù)的幾種表示方法及其相互轉(zhuǎn)換 邏輯代數(shù) 邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)法 關(guān)于正邏輯和負(fù)邏輯的規(guī)定及其轉(zhuǎn)換 數(shù) 字 電 路 基 礎(chǔ) 數(shù)制和碼制，各種數(shù)制間的轉(zhuǎn)換； 與、或、非邏輯和其它復(fù)合邏輯函數(shù)； 邏輯代數(shù)基本定律的運(yùn)用，用代數(shù)法和 卡諾圖法化簡(jiǎn)和變換邏輯函數(shù)； 邏輯問(wèn)題的描述方法：真值表、邏輯表達(dá) 式、卡諾圖和邏輯圖。 本章教學(xué)基本要求 數(shù) 字 電 路 基 礎(chǔ) （一）數(shù)字信號(hào)和數(shù)字電路 模擬信號(hào)是指在時(shí)間上和數(shù)值上都是連續(xù)變化 的信號(hào)。 數(shù)字信號(hào)是指在時(shí)間上和數(shù)值上都是斷續(xù)變 化的離散信號(hào)。 數(shù) 字 電 路 基 礎(chǔ) （二）數(shù)字電路的特點(diǎn) 數(shù)字電路在穩(wěn)態(tài)時(shí)，電子器件處于開關(guān)狀態(tài)，即工作在飽和區(qū)和截止區(qū)。和二進(jìn)制信號(hào)的要求是對(duì)應(yīng)的。分別用 0 和 1來(lái)表示。 數(shù)字電路信號(hào)的 1和 0沒(méi)有任何數(shù)量的含義，而 只是狀態(tài)的含義，所以電路在工作時(shí)要能可靠 地區(qū)分開 1和 0兩種狀態(tài)。 對(duì)已有電路分析其 邏輯功能 ，叫做 邏輯分析 ； 按邏輯功能要求設(shè)計(jì)電路，叫做 邏輯設(shè)計(jì) 。 數(shù)字電路工作狀態(tài)主要是用 邏輯代數(shù) 和 卡諾圖法 等 進(jìn)行分析化簡(jiǎn)。 數(shù)字電路能夠?qū)?shù)字信號(hào) 1和 0進(jìn)行各種邏輯運(yùn)算 和算術(shù)運(yùn)算。 數(shù) 字 電 路 基 礎(chǔ) 數(shù)字電路的分類和應(yīng)用 數(shù)字電路按組成的結(jié)構(gòu)可分為 分立元件電路 和 集成電路 兩大類。集成電路按集成度分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。 按電路所用器件的不同。數(shù)字電路又可分為 雙極型 和 單極型 電路。 根據(jù)電路邏輯功能的不同，數(shù)字電路又可分為 組合 邏輯電路 和 時(shí)序邏輯電路 兩大類。 數(shù) 字 電 路 基 礎(chǔ) 主要要求： 掌握各種計(jì)數(shù)體制及其表示方法。 幾種計(jì)數(shù)體制之間的相互轉(zhuǎn)換 。 理解 BCD 碼的含義，掌握 8421BCD 碼， 了解其他常用 BCD 碼。 數(shù) 字 電 路 基 礎(chǔ) 一、數(shù)制 (一 ) 十進(jìn)制 (Decimal) 十進(jìn)制有如下特點(diǎn)： （ 1）它的數(shù)碼 K共有十個(gè)，為 0、 9。 （ 2）相鄰位的關(guān)系，高位為低位的十倍，逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十，即十進(jìn)制 的基數(shù) R等于 10。 （ 3）任何一個(gè)十進(jìn)制都可以寫成以 10為底的冪之和的形式。 例如： ()10 1 101 1 100 5 101 1 102 權(quán) 權(quán) 權(quán) 權(quán) 10i 稱十進(jìn)制的權(quán) 10 稱為基數(shù) 0 ~ 9 十個(gè)數(shù)碼稱數(shù) 數(shù)碼與權(quán)的乘積，稱為加權(quán)系數(shù) 十進(jìn)制數(shù)可表示為各位加權(quán)系數(shù)之和，稱為按權(quán)展開式 ()10 = 2 102 + 4 101 + 6 100 + 1 101 + 3 102 + 4 103 ? ? 1010iiiiiiN K R K??? ? ? ?? ? ? ???數(shù) 字 電 路 基 礎(chǔ) (二 ) 二進(jìn)制 (Binary) （ XXX） 2或 （ XXX） B 例如（ ） 2或（ 101123） B 數(shù)制： 0、 1 進(jìn)位規(guī)律：逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二 權(quán)： 2i基數(shù)： 2 系數(shù)： 0、 1 例如 0 + 1 = 1 1 + 1 = 10 11 + 1 = 100 10 – 1 = 1 按權(quán)展開式表示 (1011)2 = 1 23 + 0 22 + 1 21 + 1 20 將按權(quán)展開式按照十進(jìn)制規(guī)律相加，即得對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù) 。 ()2 = 1 23 + 0 22 + 1 21 + 1 20 + 1 21 + 1 22 = 8 + 0 + 2 + 1 + + = ()2 = ()10 數(shù) 字 電 路 基 礎(chǔ) (三 ) 十六進(jìn)制 (Binary) (XXX)16或 (XXX)H 例如 ： （ 4E6） 16或 （ 4E6） H 數(shù)碼： 0～ A ～ F 進(jìn)位規(guī)律：逢十六進(jìn)一，借一當(dāng)十六。 權(quán)： 16i 基數(shù)： 16 系數(shù)： 0～ A～ F 按權(quán)展開式表示 （ 4E6） 16=4 162+E 161+6 160 （ 4E6） 16 = 4 162+14 161+6 160 =（ 1254） 10 將按權(quán)展開式按照十進(jìn)制規(guī)律相加，即得對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)。 =（ 1254） 10 （ 4E6） 16 = （ 1254） 10 數(shù) 字 電 路 基 礎(chǔ) 幾種進(jìn)制的優(yōu)缺點(diǎn) : 以十進(jìn)制和二進(jìn)制作比較 ,十進(jìn)制在日常生活中應(yīng)用最多 ,是人們最熟悉和習(xí)慣的計(jì)數(shù)體制 ,但其十個(gè)數(shù)碼在數(shù)字電路中難于找到十個(gè)狀態(tài)與之對(duì)應(yīng)．?dāng)?shù)字電路的兩個(gè)狀態(tài)可用兩個(gè)數(shù)碼表示 ,故采用二進(jìn)制 .二進(jìn)制計(jì)算規(guī)則簡(jiǎn)單 ,但人們對(duì)它不習(xí)慣 ,另外其數(shù)位較多 ,不易讀寫 .利用二進(jìn)制與十進(jìn)制和十六進(jìn)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)十進(jìn)制和十六進(jìn)制以及二進(jìn)制編碼 ,用起來(lái)就很方便了。 數(shù) 字 電 路 基 礎(chǔ) 二、幾種不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 1. 非十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制 可以將非十進(jìn)制寫為按權(quán)展開式 ,得出其相加的結(jié)果 , 就是對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù) 例 1 (11010)2=1 24+1 23+0 22+1 21+0 20 =24+23+21=(26)10 例 2 ()2=1 23+0 22+0 21+1 20+0 21+1 22 =23+20+22=()10 例 3 (174)16=1 162+7 161+4 160 =256+112+4=(372)10 數(shù) 字 電 路 基 礎(chǔ) 2. 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 整數(shù)和小數(shù)分別轉(zhuǎn)換 整數(shù)部分：除 2 取余法 小數(shù)部分：乘 2 取整法 例 1 將十進(jìn)制數(shù) (26)10 轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù) 26 余數(shù) 13 6 3 1 2 2 2 2 2 0 讀數(shù)順序 2 1 2 1 2 1 整數(shù) 讀數(shù)順序 一直除到商為 0 為止 (26)10= (11010)2 0 1 0 1 1 例 2 將（ ） 10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) （ ） 10=（ ） 2 數(shù) 字 電 路 基 礎(chǔ) 例 3 將（ 81） 10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù) 81 2 40 1 2 20 2 0 10 2 0 5 2 0 1 2 0 0 余數(shù) 讀數(shù)順序 可用除基取余法直接求十六進(jìn)制?；蚶檬M(jìn)制數(shù)碼與二進(jìn)制數(shù)碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制數(shù)。 每一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)碼都可以用 4位二進(jìn)制來(lái)表示。 所以可將二制數(shù)從低位向高位每 4位一組寫出各 組的值，