1、課題1 數(shù)字邏輯基礎(chǔ)與 集成門電路 實訓(xùn)1. 1 Multisim仿真照明燈的邏輯控制 實訓(xùn)1. 2 Multisim仿真分立元件門電路 實訓(xùn)1. 3 集成門電路的邏輯測試 實訓(xùn)1. 1 Multisim仿真照明燈的邏輯控制 1.1.1數(shù)字電路的概述 1.1.2數(shù)制與編碼 1.1.3邏輯代數(shù)的基本運算、公式、定理 和規(guī)則 1.1.4邏輯代數(shù)的表示方法和化簡 下一頁下一頁返回 1 .1 .1數(shù)字電路的概述數(shù)字電路的概述 1 .1 .1. 1數(shù)字信號與數(shù)字電路數(shù)字信號與數(shù)字電路 在自然界中存在的許多物理量中，有一類物在自然界中存在的許多物理量中，有一類物理量如溫度、濕度、壓力、速度等，它們在時間理

2、量如溫度、濕度、壓力、速度等，它們在時間和數(shù)值上都具有連續(xù)變化的特點，這一類物理量和數(shù)值上都具有連續(xù)變化的特點，這一類物理量稱為稱為模擬量模擬量。表示模擬量的信號稱為模擬信號，。表示模擬量的信號稱為模擬信號，見圖見圖1-2(a)用以產(chǎn)生、傳遞和處理模擬信號的電用以產(chǎn)生、傳遞和處理模擬信號的電路稱為模擬電路路稱為模擬電路 1 .1 .1數(shù)字電路的概述數(shù)字電路的概述 1 .1 .1. 1數(shù)字信號與數(shù)字電路數(shù)字信號與數(shù)字電路 另一類物理量，變化在時間上是不連續(xù)的，另一類物理量，變化在時間上是不連續(xù)的，總是發(fā)生在一系列的離散瞬間，且數(shù)量大小和每總是發(fā)生在一系列的離散瞬間，且數(shù)量大小和每次的增減變化都是

3、某一個最小數(shù)量單位的整數(shù)倍。次的增減變化都是某一個最小數(shù)量單位的整數(shù)倍。這一類物理量稱為這一類物理量稱為數(shù)字量，數(shù)字量，見圖見圖1一一2(b)。表示數(shù)。表示數(shù)字量的信號稱為數(shù)字信號。用以產(chǎn)生、傳遞和處字量的信號稱為數(shù)字信號。用以產(chǎn)生、傳遞和處理數(shù)字信號的電路稱為理數(shù)字信號的電路稱為數(shù)字電路。數(shù)字電路。下一頁返回 1. 1. 1. 2數(shù)字電路特點數(shù)字電路特點 數(shù)字電路有許多區(qū)別于模擬電路的特點，主數(shù)字電路有許多區(qū)別于模擬電路的特點，主要如下。要如下。 數(shù)字電路不僅能夠完成算術(shù)運算數(shù)字電路不僅能夠完成算術(shù)運算(加、減、加、減、乘、除乘、除)，而且能夠完成邏輯運算，而且能夠完成邏輯運算(與、或、非等

4、與、或、非等)，這在控制系統(tǒng)中是必不可少的，因此數(shù)字電路也這在控制系統(tǒng)中是必不可少的，因此數(shù)字電路也常常被稱為常常被稱為數(shù)字邏輯電路或邏輯電路數(shù)字邏輯電路或邏輯電路 數(shù)字電路中，無論是算術(shù)運算還是邏輯運數(shù)字電路中，無論是算術(shù)運算還是邏輯運算，其信號代碼符號只有算，其信號代碼符號只有“0”和和“1”兩種。兩種。 數(shù)字電路組成的數(shù)字系統(tǒng)，工作信號只有數(shù)字電路組成的數(shù)字系統(tǒng)，工作信號只有高、低兩種電平，抗干擾能力強，功耗低，可靠高、低兩種電平，抗干擾能力強，功耗低，可靠性高，穩(wěn)定性好。性高，穩(wěn)定性好。 保密性好。保密性好。 通用性強。通用性強。下一頁上一頁返回另一狀態(tài)另一狀態(tài)一種狀態(tài)一種狀態(tài)邏輯：邏

5、輯： 事物因果關(guān)系的規(guī)律事物因果關(guān)系的規(guī)律邏輯函數(shù)邏輯函數(shù): : 邏輯自變量和邏輯結(jié)果的關(guān)系邏輯自變量和邏輯結(jié)果的關(guān)系),(CBAfZ 邏輯變量取值：邏輯變量取值：0、1 分別代表分別代表兩種對立的狀態(tài)兩種對立的狀態(tài)高電平高電平低電平低電平真真假假是是非非有有無無1001邏輯變量取值：邏輯變量取值：0、1 分別代表分別代表兩種對立的狀態(tài)兩種對立的狀態(tài)高電平高電平真真邏輯變量取值：邏輯變量取值：0、1 分別代表分別代表兩種對立的狀態(tài)兩種對立的狀態(tài)高電平高電平邏輯變量取值：邏輯變量取值：0、1 分別代表分別代表兩種對立的狀態(tài)兩種對立的狀態(tài) 1. 1. 2數(shù)制與編碼數(shù)制與編碼 1. 1. 2.1數(shù)制

6、數(shù)制 數(shù)制是一種計數(shù)的方法，它是進位計數(shù)制的數(shù)制是一種計數(shù)的方法，它是進位計數(shù)制的簡稱。進位計數(shù)制只用幾個簡稱。進位計數(shù)制只用幾個“數(shù)碼數(shù)碼”就能將任意就能將任意大小的數(shù)表示出來。大小的數(shù)表示出來。 1.常用進位計數(shù)制常用進位計數(shù)制 1)十進制十進制 在十進制中，每個數(shù)位使用的數(shù)碼為在十進制中，每個數(shù)位使用的數(shù)碼為0, 1, 2,，9，共，共10個，故其進位基數(shù)個，故其進位基數(shù)R為為10，其計數(shù)，其計數(shù)規(guī)則是規(guī)則是“逢十進一逢十進一”。各位的權(quán)值為。各位的權(quán)值為10 i, i是各是各數(shù)位的序號。數(shù)位的序號。 十進制數(shù)用下標十進制數(shù)用下標“D”表示，也可省略。表示，也可省略。下一頁上一頁返回 2

7、)二進制二進制 在二進制中，每個數(shù)位使用的數(shù)碼為在二進制中，每個數(shù)位使用的數(shù)碼為0，1，共共2個，故其進位基數(shù)個，故其進位基數(shù)R為為2，其計數(shù)規(guī)則是，其計數(shù)規(guī)則是“逢逢二進一二進一”。各位的權(quán)值為。各位的權(quán)值為2 i , i是各數(shù)位的序號。是各數(shù)位的序號。 二進制數(shù)用下標二進制數(shù)用下標“B”表示。表示。 3)十六進制十六進制 在十六進制中，每個數(shù)位上規(guī)定使用的數(shù)碼在十六進制中，每個數(shù)位上規(guī)定使用的數(shù)碼符號為符號為0，1, 2,，9, A, B，C, D, E, F，共，共16個，故其進位基數(shù)個，故其進位基數(shù)R為為16。其計數(shù)規(guī)則是。其計數(shù)規(guī)則是“逢逢十六進一十六進一”，各位的權(quán)值為，各位的權(quán)值

8、為16 i, i是各數(shù)位的序是各數(shù)位的序號。號。 十六進制數(shù)用下標十六進制數(shù)用下標“H”表示。表示。下一頁上一頁返回二、二進制數(shù)表示法二、二進制數(shù)表示法1. 十進制十進制（Decimal）- 逢十進一逢十進一數(shù)碼數(shù)碼：0 9位權(quán)：位權(quán)：01234105104103102101 2. 二進制（二進制（Binary） - 逢二進一逢二進一數(shù)碼：數(shù)碼：0 ，1位權(quán)：位權(quán)：2 ) 1011 (012321212021 10) 12345 (i10i221012105107103104101 10) 75 143. (2 ) 11 101. (210122121212021 3. 八進制八進制（Octa

9、l）- 逢八進一逢八進一數(shù)碼數(shù)碼：0 7位權(quán)：位權(quán)：8) 41 .37 (210181848783 4. 十六進制十六進制 (Hexadecimal) -逢十六進一逢十六進一數(shù)碼：數(shù)碼：0 9 , A(10) , B(11) , C(12) , D(13) , E(14) , F(15)位權(quán)：位權(quán)：i 8i 1616) 7F 2A. (210116151671610162 任意任意(N)進制數(shù)展開式的普遍形式：進制數(shù)展開式的普遍形式：iiNkD ikiN 第第 i 位的系數(shù)位的系數(shù) 第第 i 位的權(quán)位的權(quán)5. 幾種常用進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換幾種常用進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換(1) 二二-十轉(zhuǎn)換：十轉(zhuǎn)換： 將二

10、進制數(shù)按位權(quán)展開后相加將二進制數(shù)按位權(quán)展開后相加2) 11 .101 (210122121212021 10)75 . 5(25 . 05 . 014 (2) 十十- -二轉(zhuǎn)換二轉(zhuǎn)換：整數(shù)的轉(zhuǎn)換整數(shù)的轉(zhuǎn)換-連除法連除法210) () 26 ( 26213余數(shù)余數(shù)206213202 110111010除基數(shù)除基數(shù)得余數(shù)得余數(shù)作系數(shù)作系數(shù)從低位從低位到高位到高位210) () 1258 . 0 ( 1101 . 00. 8125 21. 6250 21. 2500 20. 5000取整取整1100. 62500. 2500乘基數(shù)乘基數(shù)取整數(shù)取整數(shù)作系數(shù)作系數(shù)從高位從高位到低位到低位小數(shù)的轉(zhuǎn)換小數(shù)的

11、轉(zhuǎn)換-連乘法連乘法 若小數(shù)在連乘多次后若小數(shù)在連乘多次后不為不為 0，一般按照精確度，一般按照精確度要求要求(如小數(shù)點后保留如小數(shù)點后保留 n 位位)得到得到 n 個對應(yīng)位的系個對應(yīng)位的系數(shù)即可。數(shù)即可。 21. 00001(3) 二二-八轉(zhuǎn)換八轉(zhuǎn)換:82) () 111 101 10 ( 25757(4) 八八-二轉(zhuǎn)換二轉(zhuǎn)換:每位每位 8 進制數(shù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)進制數(shù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng) 3 位二進制數(shù)位二進制數(shù)28) () 47 .31 ( 011 001 . 100 111每每 3 位二進制數(shù)相當一位位二進制數(shù)相當一位 8 進制數(shù)進制數(shù)28) () 64 375. ( 011 111 101. 110

12、100082) () 1 1 0 0 0 1. 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 ( 002341. 062（5）二）二-十六轉(zhuǎn)換：十六轉(zhuǎn)換：每每 4 位二進制數(shù)相當一位位二進制數(shù)相當一位 16 進制數(shù)進制數(shù)162) () (1010 11AA1（6）十六）十六-二轉(zhuǎn)換：二轉(zhuǎn)換：每位每位 16 進制數(shù)換為相應(yīng)的進制數(shù)換為相應(yīng)的 4 位二進制數(shù)位二進制數(shù)216) () 6 C . AF 8 ( 0 0 0 1216) () F 2 . 8 D E ( 0 1 1 11 1 1 1. 0 1 0 10 0 1 10 1 1 0 1 0 1 1. 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1

13、 ) () 1 0 0 . 0 1 1 0 1 1 0 1 1 (162 2 . 6 B 10000000編碼：編碼： 用二進制數(shù)表示文字、符號等信息的過程。用二進制數(shù)表示文字、符號等信息的過程。二進制代碼：二進制代碼：編碼后的二進制數(shù)。編碼后的二進制數(shù)。用二進制代碼表示十個數(shù)字符號用二進制代碼表示十個數(shù)字符號 0 9，又稱為，又稱為 BCD 碼（碼（Binary Coded Decimal ）幾種常見的幾種常見的BCD代碼：代碼：8421碼碼余余 3 碼碼2421碼碼5211碼碼余余 3 循環(huán)碼循環(huán)碼其他代碼：其他代碼：ISO 碼碼，ASCII（美國信息交換標準代碼美國信息交換標準代碼）二二- -十進制代碼：十進制代碼：0十進十進制數(shù)制數(shù)1234567898421 碼碼余余 3 碼碼2421(A)碼碼 5211 碼碼余余3循環(huán)碼循環(huán)碼0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 10 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 01 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 00 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 01 0 1