项目12 基本逻辑电路（课件）- 《电工电子技术与技能》同步教学（清华大学版·第2版）

项目12 基本逻辑电路 任务12.1 认识数字电路 任务12.2 认识逻辑门电路 任务12.3 化简逻辑代数及逻辑函数 任务12.4 拓展与训练 项目12 基本逻辑电路 任务12.1 认识数字电路 数字电路是近代电子技术的重要基础，其发展更是日新月异。随着数字集成工艺的日臻完善，数字技术己渗透到国民经济和人民生活的各个领域，因此，了解和掌握数字电子技术的基本理论及其分析方法，对于学习和掌握当代电子技术是非常重要的。 12.1.1 模拟信号与数字信号 电子技术中的电信号可分为两大类：模拟信号和数字信号。 项目12 基本逻辑电路 前面第3单元讲述的模拟电子技术所处理的信号就是模拟信号,如图12-1（a）所示。其特征是在最小值和最大值之间可取任何值。在时间上、数量上均是连续变化的信号，称为模拟信号。例如：水银温度计指示的温度。动圈式电流表指示的电流。汽车测速计指示的速度。 （a）模拟信号 （b）数字信号 项目12 基本逻辑电路 12.1.2 数字电路概述 1.数字电路 (1)数字电路 是用来处理数字信号的电路。数字电路常用来研究信号的产生、变换、传输、储存、控制、运算等。 (2)组合逻辑电路 任意时刻的输出信号仅取决于该时刻的输入信号，而与信号作用前电路原来的状态无关(如门电路、编码器、译码器等)。 项目12 基本逻辑电路 (3)时序逻辑电路 任意时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态(如触发器、计数器、寄存器等)。 2.数字电路的特点 (1)电路结构简单，稳定可靠 数字电路只要能区分高电平和低电平就可以，对元器件的精度要求不高，因此有利于实现数字电路的集成化。 项目12 基本逻辑电路 (2)数字信号是二值信号 可以用电平的高低来表示，也可以用脉冲的有无来表示，只要能区分出两个相反的状态即可。因此数字电路抗干扰能力强，不易受到外界干扰。 (3)数字电路不仅能完成数值运算，还可以进行逻辑运算和判断。 这在控制系统中是不可缺少的，因此数字电路又称为数字逻辑电路。 (4)数字电路中元器件处于开关状态，功耗较小。 项目12 基本逻辑电路 12.1.3 数制 数制是计数进位制的简称，当我们用数字量表示一个物理量的数量时，用1位数字量是不够的，因此必须采用多位数字量。把多位数码中每一位的构成方法和低位向高位的进位规则称为数制。日常生活中采用的是十进制数，在数字电路中和计算机中采用的有二进制、八进制、十六进制等。 1.十进制 项目12 基本逻辑电路 十进制数是用0-9十个不同数码，按照一定规律排列起来表示的数。10是十进制的基数。向高位数的进位规则是"逢十进一"，给低位借位的规则是"借一当十"。任意一个十进制数都可以用加权系数展开式来表示。 n位整数、m位小数的十进制数可写为 项目12 基本逻辑电路 式中: --第i位的十进制数码; --第i位的位权; --下标10表示十进制数。 2. 二进制 二进制的数码只有两个：0和10二进制数的基数为2，每个数位的位权值是2的幕。计数方式遵循“逢二进一”和“借一当二”的规则。按照十进制数的一般表示法，把10改为2就可得到二进制数的一般表达式。 项目12 基本逻辑电路 例如n位整数，m位小数的二进制数及其相应的二进制数值可写成 式中： --第i位的二进制数码； --第i位的位权； --下标2表示十进制数。 项目12 基本逻辑电路 3.数制转换 (1)二进制转换为十进制方法： 将二进制数按位按权展开后相加就得到等值的十进制数。 (2)十进制数转换为二进制数 十进制数转换为二进制数的方法，是采用“除2取余倒记数”法。即用2去除十进制整数，可以得到一个商和余数，再用2去除商，又会得到一个商和余数，如此进行，直到商为零时为止，然后把先得到的余数作为二进制数的低位，后得到的余数作为二进制数的高位，依次排列起来。 项目12 基本逻辑电路 12.1.4 编码 计算机是使用二进制数进行运算处理的，所处理的对象有数字、文字、图像以及符号等，而计算机只能处理0和1这两个二进制数，对于数字、文字、图像、符号等不能直接进行处理。这些信息只有用二进制数来表示，计算机才能接受。因此，对信息采用二进制编码的形式进行处理。表示数字、文字、图像以及符号等信息的二进制数