数字电子技术基础课件作者张志良第1章节数字逻辑基础.pptVIP

第1章 数字逻辑基础 1.1 数字电路概述 尚辅网 / 第1章 机械工业出版社同名教材 配套电子教案 数字电子技术基础 1.1.1 数字电路与模拟电路 ⒈ 模拟信号 在时间上和数值上都是连续变化的信号，称为模拟信号。 ⒉ 数字信号 在时间上和数值上都是离散（变化不连续）的信号，称为数字信号。 a) b) 图1-1 模拟信号和数字信号 a) 模拟信号 b) 数字信号 u u t t ⒊ 数字电路的特点 ⑴ 内部晶体管主要工作在饱和导通或截止状态； ⑵ 只有二种状态：高电平和低电平，便于数据处理； ⑶ 抗干扰能力强； ⑷ 电路结构相对简单，功耗较低，便于集成； ⑸ 在计算机系统中得到广泛应用。 1.1.2 脉冲波形参数 ⑴ 脉冲幅度Um 。脉冲电压变化的最大值，即脉冲波从波底至波顶之间的电压。 ⑵ 上升时间tr 。脉冲波前沿从0.1Um上升到0.9Um所需的时间。 ⑶ 下降时间tf 。脉冲波后沿从0.9Um下降到0.1Um所需的时间。 ⑷ 脉冲宽度tw 。脉冲波从上升沿的0.5Um至下降沿0.5Um所需的时间。 ⑸ 脉冲周期T。在周期性脉冲信号中，任意两个相邻脉冲上升沿（或下降沿）之间的时间间隔。 ⑹ 重复频率f 。每秒脉冲信号出现的次数，即脉冲周期的倒数：f＝1/T，单位：Hz。 ⑺ 占空比q 。脉冲宽度与脉冲周期的比值，q＝tw / T。 u u Um t 0 T tr tw Um 0.5Um 0.1Um 0 tf 0.9Um t a) b) 图1-2 矩形脉冲参数 a) 理想波形 b) 实际波形 1.2 数制与编码 1.2.1 二进制数和十六进制数 ⒈ 二进制数 [N]2＝bi-1×2i-1 + bi－2×2i-2 + … + b1×21 + b0×20 ＝ ⒉ 十六进制数 [N]16＝hi-1×16i-1 + hi－2×16i-2 + … + h1×161 + h0×160 ＝ 0001 0101B 15H 21 1010B 0AH 10 0001 0100B 14H 20 1001B 09H 9 0001 0011B 13H 19 1000B 08H 8 0001 0010B 12H 18 0111B 07H 7 0001 0001B 11H 17 0110B 06H 6 0001 0000B 10H 16 0101B 05H 5 1111B 0FH 15 0100B 04H 4 1110B 0EH 14 0011B 03H 3 1101B 0DH 13 0010B 02H 2 1100B 0CH 12 0001B 01H 1 1011B 0BH 11 0000B 00H 0 二进制数 十六进制数 十进制数 二进制数 十六进制数 十进制数 表1-1 十六进制数、二进制数和十进制数对应关系表 1.2.2 不同进制数间相互转换 ⒈ 二进制数、十六进制数转换为十进制数 按位权展开相加。 164＝65536 210＝1024 27＝128 24＝16 163＝4096 29＝512 26＝64 23＝8 162＝256 28＝256 25＝32 22＝4 表1-2 常用位权 ⒉ 十进制整数转换为二进制数 “除2取余法” 【例1-1】 将十进制数41转换为二进制数。 解： 因此，41＝101001B ⒊ 十进制整数转换为十六进制数 “除16取余法” 【例1-2】将十进制数8125转换为十六进制数。 解： 因此，8125＝1FBDH ⒋ 二进制数与十六进制数相互转换 4位二进制数与1位十六进制数有一一对应关系。 3 C 9 8 【例1-3】11100010011100 B＝0011 1000 1001 1100 B＝389C H E F D 5 【例1-4】5DFE H=101 1101 1111 1110 B=101110111111110 B 1.2.3 二进制数加减运算 ⒈ 二进制数加法运算 运算规则： ① 0+0＝0 ② 0+1＝1+0＝1 ③ 1+1＝10，向高位进位1 运算方法：相同权位对齐，从低到高逐位相加。 【例1-5】计BB 解： B 加数 ＋ B 加数 101101000 B 和 ⒉ 二进制数减法运算