12.1数字电路基础知识(课件）-《电工电子技术与技能》同步教学（华东师大版）

数字电子技术基础 主题12 1. 了解数字信号的特点，掌握二进制的表示方法及8421BCD码的表示形式。 2. 掌握与门、或门、非门基本逻辑门电路的逻辑功能。 3. 掌握TTL、CMOS集成逻辑门电路的型号及使用常识。 知识目标 1. 能够进行二进制与十进制数之间的相互转换。 2. 能够列举模拟信号与数字信号的实例，并能列举实际生活中应用的不同进制数。 3. 能够识别基本和复合逻辑门的电路图符号、集成逻辑门的电路图符号，会列真值表。 4. 能够查阅数字集成电路手册，识别TTL、CMOS 集成逻辑门电路的引脚，掌握其安全操作方法。 技能目标 数字电路基础知识 探寻1 逻辑门电路 探寻2 测试常用集成逻辑门电路的逻辑功能 实训 测试常用集成逻辑门电路的逻辑功能 目录 数字电路基础知识 探寻1 数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用。计程车计价器是数字电路的典型应用之一。它通过传感器测出的车轮速度，转换成模拟信号，经过整形电路形成数字系统能接受的脉冲序列，输入计数器进行累加，累加到某个数值后输送到计算器中，计算器将输入的二进制数乘以倍数，按照一定的程序折合成相应的乘车价格后进行存储，通过译码器译成相应的十进制数显示出来。 ▲ 计程车计价器 ▲ 计价器运行流程 学习引入 模拟信号和数字信号 一 连续变化、不间断的电信号，称之为模拟信号，即在时间上和数值上都是连续变化的信号。常见模拟信号有正弦波、三角波、调幅波等。 1. 模拟信号和数字信号的概念 ▲ 正弦波 ▲ 三角波 ▲ 调幅波 知识链接 不连续变化、有间断的电信号，称之为数字信号（又称为脉冲信号），即在时间上和数值上不连续（离散）变化的信号。常见数字信号有矩形波、锯齿波、尖峰波、阶梯波等。 ▲ 矩形波 ▲ 锯齿波 ▲ 尖峰波 ▲ 阶梯波 模拟信号和数字信号最大的区别在于信号的连续性。数字信号属于二值信号，它有0和1两个逻辑值，且数字信号具有抗干扰能力强、易识别处理、便于记录保存等优点。 知识链接 2. 模拟电路和数字电路的概念 模拟电路 数字电路 处理模拟信号的电路称为模拟电路，常见的模拟电路有整流电路、放大电路等。 处理数字信号的电路称为数字电路，常见的数字电路有编码器、译码器、寄存器、计数器等。 数字电路中工作的半导体管多数工作在开关状态。 数字电路的研究对象是电路的输入与输出之间的逻辑关系，分析工具是逻辑代数，表达电路的功能主要用真值表、逻辑函数表达式及波形图等。 3. 数字电路的特点 知识链接 数制及数制间的相互转换 二 选取一定的进位规则，用多位数码来表示某个数的值，这就是数制。数制是计数进位制的简称。常用的数制有十进制数和二进制数。 十进制数是以10为基数的计数体制，有0～9十个数码，按“逢十进一，借一当十”的计数规则。可用“（ ）10”或“（ ）D”来表示十进制数，每一个十进制数都可展开为加权系数之和的形式，即每个数码乘上相应位的权相加。 1. 十进制数 例： 知识链接 2. 二进制数 二进制数就是以2为基数的计数体制，只有0和1两个数码，按“逢二进一，借一当二”的规则进位。可用“（ ）2”或“（ ）B”来表示二进制数。二进制数10（读作“壹零”）与十进制数10（读作“拾”）不同，二进制数10 右边的“0”表示0×20，左边的“1”表示1×21，即： 每一个二进制数的加权系数展开式中，2为基数，2的幂为各相应位的权。 例： 知识链接 3. 十进制数与二进制数之间的相互转换 十进制数转换成二进制数时，可将十进制数的整数部分采用“除2取余倒记”法；小数部分采用“乘2取整顺记”法。 （1）十进制数转换成二进制数 将（13.375）10 转换为二进制。 例12-1 对整数部分和小数部分分别采取“除2取余倒记”和“乘2取整顺记”的方法。 解： 综上，（13.375）10 =（ 1101.011）2 知识链接 二进制数转换成十进制数时，可将二进制数首先写成加权系数展开式，然后按十进制加法规则求和。 （2）二进制数转换成十进制数 将（10110.11）2 转换为十进制。 例12-2 解： 注意 二进制数转换成十进制数时可以完全转换，但十进制数转换成二进制数时有时不能完全转换，只能达到一定的精度。 知识链接 码制与8421BCD编码 三 数字系统中代表文字、符号、图形等非数值信息的数码称为信息代码，简称代码。 建立代码与文字、符号、图形和其他特定对象之间一一对应关系的过程，称为编码。 为了便于记忆、查找及区别，在编写各种代码时，所遵循的规律称为码制。 在数字电路中，最方便使用的是按二进制数码编制的代码。 1. 码制 BCD码指用4位二进制代码表示1位十进制数。8421BCD码，即二进制代码自左往右各位的权分别为8、4、2、1，每组代码加权系数之和就是它所代表的十