文档介绍：第1章数字逻辑基础
授课计划 教学内容 教学小结
一、授课计划 1、教学目标
1、理解数字信号和数字系统的基本概念;
2、了解数字电路的特点、应用、分类及学习方法;
3、掌握二、八、十、十六进制的表示方法及相互转换;
4、知道8421BCD码、余三码、格雷码的意义及表示方法。
5、掌握逻辑代数的基本逻辑运算和基本定律及代数法和卡诺图法化简逻辑函数的基本方法。
2、重点与难点
1、重点:数制与码制的表示方法及代数法和卡诺图法化
简逻辑函数的基本方法。;
2、难点:代数法和卡诺图法化简逻辑函数的基本方法。
3、学时分配:共6学时
第1、2学时:数字电路概述及数制与编
码
第3、4学时:逻辑代数的基本概念、公
式和定理
第5、6学时:逻辑函数的化简方法
本章首先介绍数字信号、数字技术和数字系统等基本概念,然后介绍计算机中各种进制数的表示方法,最后介绍逻辑代数的基本概念、公式和定理,逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法。逻辑代数是分析及设计数字电路的基本工具,逻辑函数化简是数字电路分析及设计的基础。
数字电路概述(第1、2学时)
数字信号和模拟信号
模拟信号是在时间和幅值上都连续变化的信号,例如温度、压力、磁场、电场等物理量通过传感器变成的电信号,(a)所示。对模拟信号进行传输、处理的电子线路称为模拟电路。数字信号是在时间和幅值上都不连续,并取一定离散数值的信号,通常是由数字0和1,也可以说是由低电平电信号和高电平电信号组成的信号,(b)所示。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路,如数字电子钟、数字万用表的电子电路都是由数字电路组成的。
(a)模拟信号波形(b)数字信号波形
二、教学内容
数字技术和数字系统
数字信号和模拟信号之间可以相互转换,模拟信号经过取样、量化转换为数字信号的过程称为模数转换(转换)。
数字技术就是为了适应和满足不同的应用需要,通过变换电路把模拟信号变成由0和1组成的数字信号,然后由数字系统对数字信号进行存储、运算、处理、变换、合成等。
输入和输出都是数字信号而且具有存储、传输、处理信息能力的系统称为数字系统。一台微型计算机就是一个典型的最完善的数字系统。
数制与转换
数制我们最熟悉十进制:十个码元0~9,逢十进一。任意地,R进制有R个码元,逢R进一.
任意数制之间都可以进行转换,我们常用的是十进制与其他进制之间的转换。
R进制转换为十进制:将R进制加权求和即可。
(11001)2=( ? )10
解:(11001)2=1×24+1×23+0×22+0×21+1 ×20
= 16 +8+0+0+1 =(25 )10
()2=
=0++0+ =() 10
十六进制数
以16为基数所表示的数叫做十六进制数。十六进制中,0~9的数字与十进制中使用的字符相同,不同的是,十进制中的10~15在十六进制中一般用A、B、C、D、E、F表示。
将十六进制数(12AF .B4)16转换成十进制数。
(12AF .B4)16=1 ×163+2 ×162+10 ×161+15 ×160+11
16-1+ 4×16-2=(4783 .703125)10
二——十进制代码(BCD 代码)
我们习惯使用十进制,计算机硬件基于二进制,两者的结合点就是 BCD (Binary Coded Decimal ) 码,即用二进制编码表示十进制的十个码元0 ~ 9。至少要用四位二进制数才能表示0 ~9,因为三位二进制最多只有8种组合。四位二进制有16种组合,足够了。
现在的问题是要在16种组合中挑出10个,分别表示0~9,怎么挑呢?不同的挑法构成了不同的BCD码,如:8421码、2421码等,其中的数字表示位权,还有余3码、格雷码等。
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常用的二——十进制编码
权
8421
2421
5211
十进制数
8421码
余3码
2421码
右移码
5211码
余3循环码
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1110
1111
00000
10000
11000
11100
111