14 数字电子技术基础（课件）- 高一《电工电子技术与技能》同步教学（高教版·第3版）

电工电子技术与技能 14数字电子技术基础 14.1数字电路基本如四 2 14.2逻辑门电路与逻辑运算 2 14.1数字电路基本知识 14.1.1 数字电路概述 1.数字信号与数字电路 电信号分为模拟信号与数字信号两类。 模拟信号：时间上和幅度上都是连续 变化的信号。 数字信号：时间和幅度上都是离散的 信号。 11 模拟电路：处理模拟信号的电路： 数字电路：研究数字信号的产生、变换、传输、储存、 控制、运算等的电路。 数字电路的输出与输入间有一定的逻辑关系，因此数字 电路也称为逻辑电路。 14.1.1 数字电路概述 数字电路分类 组合逻辑电路：电路任意时刻的输出信号仅取决于该 时刻的输入信号，与信号作用前电路原来的状态无关。 时序逻辑电路：电路任意时刻的输出信号不仅取决于该 时刻的输入信号，而且还取决于信号作用前电路原来的状态。 即，时序逻辑电路具有记忆。 2.数字电路的特点 信号为二值量信号。可用电平的高低或脉冲的有无来 表示。 因此基本单元电路结构简单、抗干扰能力强。 数字电路能对数字信号进行算术计算和逻辑运算。 14.1.2 数制和码制 1.数制 数的表示方法称为数制。 常用的数制有十进制数和二进制数。 人们日常生活中使用十进制；数字电路中应用最广泛的 是二进制。 (1)十进制数 用0~9十个数码，按照一定规则排列来表示数值的大 小。数码的个数叫基数，基数为十，“逢十进一”；低位到高 位各位的“权”依次为100、101、102、 任意一个十进制数可展开为： D=∑K,10 [例]：[1851]10=1×103+8×102+5×101+1×100 14.1.2 数制和码制 (2)二进制数 有0、1两个数码，基数为二，“逢二进一”；低位到高 位各位的“权”依次为20、21、22 、o 任意一个二进制正整数可展开为：D=∑K,24 例：[1011]2=1×23+0×22+1×21+1×20=[11]10 (3)二-十进制数的相互转换 二进制数转换为十进制数：按权展开后相加。 例：[1001]2=1×23+0×22+0×21+1×20 =8+0+0+1=[9]10 2 13 2 6 十进制数转换为二进制数： 余1 除2取余，倒排列。 2 3 余0 例：[13]10=[1101]2 2 余1 动画：十-二进制转换1 动画：十-二进制转换2 余1 14.1.2 数制和码制 2.码制 二进制数可用来表示数字大小， 8421BCD码编码表 还可用来表示各种文字、符号、图形 等非数值信息。后者称为代码。 二进制数码 代码没有数值大小的含义。 十进制 数码 位权8 位权4 位权2 位权1 编码：用二进制数码表示文字、 符号或其他特定对象的过程。 0 0 0 0 二一十进制编码(BCD)码：用 1 0 2 00 001 1 4位二进制数码表示1位十进制数码。 3 0 10 1 4 1 0 例：将[8]1o和[24]1o用BCD码表示 5 0 1 0 1 6 0 0 解：查8421BCD编码表知 7 0 1 11 [8]10=[1000]8421BcD 8 11 0 9 0 0 1 [24]10=[00100100]8421BcD 14.2 逻辑门电路与逻辑运算 14.2.1 与逻辑及与门 逻辑门：能实现一定因果逻辑关系的单元电路。 三种基本逻辑关系：与逻辑、或逻辑、非逻辑。 三种基本逻辑门电路：与门、或门、非门。 1.与逻辑决定一事件的所有条 件都具备时，该事件才会发生。 只有当开关A与B都闭合，灯Y才会亮。 若以1表示灯亮、开关闭合；0表示灯暗、开关断开， 可得到逻辑真值表。 真值表：将输入变量可能的取值组合状态及其对应的 输出状态列成的表格。 14.2.1与逻辑及与门 结论：与逻辑关系为全1出1，有0出0与门真值表 与逻辑表达式：Y=A·B Y为逻辑函数 A B A、B为输入逻辑函数 0 0 0 上式读作Y等于A与B 2.与门 实现与逻辑运算的电路 0 0 二极管与门电路 O+Ucc 与门符号： 1 0 0 1 & VDI A VD2 与门电路在不同输入逻辑变量时对应输出B 的逻辑函数波形图： 14.2.2 或逻辑及或门 或逻辑 在决定一事件的几个条 件中，只要有一个或几个条件具备， 该事件就会发生。 [例们只要开关A与B有一个闭合，灯Y就会亮。 或门真值表 结论：或逻辑关系为全0出0，有1 A B Y 出1。 或逻辑表达式： Y=A+B 0 0 0 0 1 1 读作Y等于A或B A ≥1 1 0 1 或门符号： B 1 1 1 或门实现或逻辑运算的电路 10