中国石油大学数字电路基础全部课件ppt

在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确数字电子技术数字电子技术任课教师:任课教师:郭曙光郭曙光电工电子学教学中心电工电子学教学中心联系电话:联系电话:86981813-426地址:地址:基础实验楼基础实验楼B在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确课程特点与要求:1、课程特点课程特点:是一门专业基础课程,它是是一门专业基础课程,它是学习微机原理、单片机、数字信号处理等专业学习微机原理、单片机、数字信号处理等专业课程的分析和设计基础数字电路的基本原理、课程的分析和设计基础数字电路的基本原理、基本概念、基本的分析和设计方法基本概念、基本的分析和设计方法2、几点要求几点要求:(1)按时上课,不得无故迟到、早退、旷课;)按时上课,不得无故迟到、早退、旷课;(2)按时交作业,不交或迟交者,其相应的成)按时交作业,不交或迟交者,其相应的成绩记为绩记为0分;分;(3)关闭通讯工具关闭通讯工具在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确、参考书:、参考书:电子技术基础电子技术基础数字部分(第五版)数字部分(第五版)康华光康华光、成绩计算成绩计算:总成绩(总成绩(100%)=平时(平时(30%)+期末(期末(70%)平时成绩由考勤、作业、实验组成。
平时成绩由考勤、作业、实验组成第第1章章 数制与编码数制与编码 4在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确1.1.1数字信号与数字电路数字信号与数字电路:自然界中的物理量自然界中的物理量模拟量模拟量数字量数字量时间和数值连续变化的物理量时间和数值连续变化的物理量 时间和数值都是离散的物理量时间和数值都是离散的物理量如如:温度、压力、速度温度、压力、速度如:人数、物件如:人数、物件模拟电路模拟电路数字电路数字电路1.1 1.1 概述概述第1章 数制与编码Number systems and Numeric codes1.1 概述概述第第1章章 数制与编码数制与编码 5在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确数字电路的特点数字电路的特点:数字电路易于实现各种控制和决数字电路易于实现各种控制和决策应用系统策应用系统抗干扰能力强、可靠性和准确性高抗干扰能力强、可靠性和准确性高集成度高,通用性强集成度高,通用性强数字信号便于存储数字信号便于存储1.1.本课程的任务与性质本课程的任务与性质数字电路的基本原理、基本概念、基本数字电路的基本原理、基本概念、基本的分析和设计方法。
的分析和设计方法1.1 概述概述第第1章章 数制与编码数制与编码 6在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确数制:按进位规则进行计数称为进位计数制(数制)数制:按进位规则进行计数称为进位计数制(数制)1.十进制十进制:以以10为基数的计数体制为基数的计数体制表示数的十个数码:表示数的十个数码:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9遵循遵循逢十进一、借一当十逢十进一、借一当十的规律的规律9+1=10 10-1=9 1.2.11.2.1数制数制(NUMBER SYSTEMS)1.2 数制与数制转换数制与数制转换1.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 7在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确一个十进制数数一个十进制数数 N可以表示成:可以表示成:101010)(niiiKN 若在数字电路中采用十进制,若在数字电路中采用十进制,必须要有十个电路状态与十个记数必须要有十个电路状态与十个记数码相对应这样将在技术上带来许码相对应这样将在技术上带来许多困难,而且很不经济。
多困难,而且很不经济157=012107105101 103、102、101、100 等等称为十进制的称为十进制的权值权值;各;各数位的权值是数位的权值是10的幂1.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 8在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确2.二进制二进制:以以2为基数的计数体制为基数的计数体制表示数的两个数码:表示数的两个数码:0、1遵循遵循逢二进一、借一当二逢二进一、借一当二的规律的规律 1+1=10 10-1=11022niiiKN)(1001)2=012321202021 =(9)10各数位的权值是的幂各数位的权值是的幂1.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 9在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确用电路的两个状态用电路的两个状态-开关来表示开关来表示二进制数,数码的存储和传输简二进制数,数码的存储和传输简单、可靠单、可靠位数较多,使用不便;不合人们位数较多,使用不便;不合人们的习惯,输入时将十进制转换成的习惯,输入时将十进制转换成二进制,运算结果输出时再转换二进制,运算结果输出时再转换成十进制数。
成十进制数1.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 10在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确3.八进制和十六进制:八进制和十六进制:八进制:八进制:0、1、2、3、4、5、6、7(46)8=4 81+6 80=(38)10十六进制:十六进制:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15)(4E6)16=4 162+14 161+6 160=(1254)101.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 11在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确二进制:二进制:Binary十进制十进制:Decimal八进制八进制:Octal十六进制十六进制:Hexadecimal(149)D (1101)B (435)O (A46)H1.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 12在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确1.将将R进制数转换为十进制数进制数转换为十进制数将将R进制数按权值展开求和进制数按权值展开求和(1001)B=(4E6)H=4 162+14 161+6 160=(1254)D(49.83)D (1101.101)B (35.72)O (A6.FB)H1.2.2 数制转换数制转换(4 6)O=4 81+6 80=(38)DConversion of number system1 23+0 22+0 21+1 20=(9)D1.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 13在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确1.2 数制与数制转换数制与数制转换3210123221202121202121 )101 .1101 (10)625 .13 (125.05.014810210128)6875.69(8185858081)51.105(102111216)81375.686(165161116141610162)5B AE.2(第第1章章 数制与编码数制与编码 14在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确2.将将十进制数转换为十进制数转换为R进制数进制数十进制转换为二进制,需要将十进十进制转换为二进制,需要将十进制数的整数部分和小数部分分别进行转制数的整数部分和小数部分分别进行转换,换,对于整数部分对于整数部分可以用可以用基数除法基数除法,对对于小数部分于小数部分可以用可以用基数乘法基数乘法。
以二进制为例以二进制为例如如(25.39)101.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 15在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确225 余余 1 a0122 余余 0 a162 余余 0 a232 余余 1 a312 余余 1 a40整数转换过程:整数转换过程:基数除法基数除法(25)10=a4 a3 a2 a1 a0=(11001)21.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 16在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确对于小数部分对于小数部分:是用是用基数乘法基数乘法来实现的来实现的0.392=0.7800.782=1.5610.562=1.1210.122=0.2400.242=0.4800.482=0.9600.962=1.9210.922=1.841精度达到精度达到2-8(0.39)10=0.01100011(25.39)10=(11101.01100011)21.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 17在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确十进制数转换为十进制数转换为八八进制数?进制数?十进制数转换为十进制数转换为十六十六进制数?进制数?基数为基数为8基数为基数为16十进制数转换为十进制数转换为R进制数?进制数?基数为基数为R1.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 18在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确十六进制与二进制之间的转换:十六进制与二进制之间的转换:(10011100101101001000)B=从末位开始从末位开始四位一组四位一组(1001 1100 1011 0100 1000)B=84BC9=(9CB48)H3.二进制与八、十六进制之间的转换二进制与八、十六进制之间的转换Interchange among Binary ,Octal and Hexadecimal1.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 19在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确(100111001011.01001)B=从小数点开始向从小数点开始向右每四位一组右每四位一组(1001 1100 1011.0100 1000)B=84BC9=(9CB.48)H1.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 20在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确八进制与二进制之间的转换:八进制与二进制之间的转换:(10011100101101001000)B=从末位开始从末位开始三位一组三位一组(10 011 100 101 101 001 000)B=01554=(2345510)O321.2 数制与数制转换数制与数制转换第第1章章 数制与编码数制与编码 21在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确数字系统的信息数字系统的信息数值数值文字符号文字符号二进制代码二进制代码编编码码为了表示为了表示“数数”数值的大小数值的大小不同的不同的“事物事物”学号、邮编学号、邮编1.3 常用常用BCD代码代码(二二-十进制代码十进制代码)1.3 常用常用BCD代码代码第第1章章 数制与编码数制与编码 22在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确 一位十进制数一位十进制数0-9的编码方式可以有多的编码方式可以有多种,数字电路中所用的主要是二种,数字电路中所用的主要是二十进制代十进制代码(码(BCD码)。
码)BCDBinary-Coded-Decimal在在BCD码中,用四位二进制数表示码中,用四位二进制数表示09十个数码四位二进制数最多可以表示十个数码四位二进制数最多可以表示16个个字符,因此字符,因此09十个字符与这十个字符与这16个组合之间个组合之间可以有多种情况,不同的对应便形成了一种可以有多种情况,不同的对应便形成了一种编码这里主要介绍:编码这里主要介绍:8421码码5421码码 余余3码码2421码码1.3 常用常用BCD代码代码第第1章章 数制与编码数制与编码 23在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确000000010010001101100111100010011010101111011110111101011100010001236789101113141551240123578964012356789403456782910123678549二进制数二进制数自然码自然码 8421码码 2421码码 5421码码 余三码余三码1.3 常用常用BCD代码代码第第1章章 数制与编码数制与编码 24在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确1.3 常用常用BCD代码代码第第1章章 数制与编码数制与编码 25在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确 若要用若要用BCD码表示码表示n位十进制数,则位十进制数,则需用需用n个个BCD 码来表示。
码来表示23)10=(0010 0011)8421BCD用用8421BCD码和码和2421BCD码表示码表示(1689)10:(1689)10=(0001 0110 1000 1001)8421BCD (1689)10=(0001 1100 1110 1111)2421BCD已知已知BCD码,可直接写成十进制数,如码,可直接写成十进制数,如(0101 0110 1000.1001)8421BCD=(568.9)101.3 常用常用BCD代码代码第第1章章 数制与编码数制与编码 26在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确1.4 二进制算术运算二进制算术运算 二进制算术运算与十进制算术运算的二进制算术运算与十进制算术运算的规则基本相同,但二进制运算是规则基本相同,但二进制运算是“逢二进一逢二进一”和和“借一当二借一当二”例如,两个二进制数例如,两个二进制数A=1010和和B=0101的算术运算有的算术运算有1.4 二进制算术运算二进制算术运算第第1章章 数制与编码数制与编码 27在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确加法加法A+B 1001+0101减法减法AB 1001-0101乘法乘法AB 1001 0101除法除法AB)100101101010111110010000100100000101101110101100001010101010010000010011010100101.4 二进制算术运算二进制算术运算第第1章章 数制与编码数制与编码 28在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确 在数字系统中,二进制数的正负数有在数字系统中,二进制数的正负数有原码原码(True code)、反码、反码(ones-complement code)和和补码补码(Complemental code)三种表示法。
三种表示法对正数而言三种表示法都是一样的对正数而言三种表示法都是一样的,首位,首位0为表为表示正数的符号位,随后是二进制数的真值示正数的符号位,随后是二进制数的真值例如,对正数例如,对正数9的原码、反码和补码都表示为的原码、反码和补码都表示为 (9)10=0 10011.4 二进制算术运算二进制算术运算第第1章章 数制与编码数制与编码 29在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确负数的补码可由负数的补码可由反码加反码加1得到负数补码表示负数补码表示(9)10=1 0111补补对负数而言,三种表示法是不一样的对负数而言,三种表示法是不一样的首位首位1为为表示负数的符号位,随后是二进制数的真值表示负数的符号位,随后是二进制数的真值负数原码表示负数原码表示(9)10=1 1001原原负数的反码可由原码的负数的反码可由原码的数值位数值位逐位求反得到逐位求反得到负数反码表示负数反码表示(9)10=1 0110反反1.4 二进制算术运算二进制算术运算第第1章章 数制与编码数制与编码 30在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确例例1.4.1 求(求(9)10(4)10 100101000101解:根据二进制数的运算规则可知解:根据二进制数的运算规则可知 现在再采用补码进行运算现在再采用补码进行运算:(9)10的补码是的补码是 0 1001;(4)10 的补码是的补码是 。
将两个补码相加将两个补码相加:1 110001001+11100舍去舍去 100101减法运算转换减法运算转换为加法运算为加法运算1.4 二进制算术运算二进制算术运算第第1章章 数制与编码数制与编码 31在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确练习题练习题P12 1.11.7(部分手动,部分用工具部分手动,部分用工具)第第1章章 数制与编码数制与编码 32在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确练习题练习题P12 1.11.7(部分手动,部分用工具部分手动,部分用工具)第第1章章 数制与编码数制与编码 33在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确1.1 概述概述1.2 数制与转换数制与转换1.十进制十进制2.二进制二进制3.八进制和十六进制八进制和十六进制1.2.2 数制转换数制转换1.2.1 数制数制1.将将R进制数转换为十进制进制数转换为十进制将将R进制数按权展开求和进制数按权展开求和第第1章章 数制与编码数制与编码第第1章章 数制与编码数制与编码 34在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确2.将将十进制数转换为十进制数转换为R进制数进制数十进制数转换为二进制数,需要将十十进制数转换为二进制数,需要将十进制数的整数部分和小数部分分别进行转进制数的整数部分和小数部分分别进行转换,对于整数部分可以用换,对于整数部分可以用基数除法基数除法,对于,对于小数部分可以用小数部分可以用基数乘法基数乘法。
以二进制数为例以二进制数为例十进制数转换为八进制数?十进制数转换为八进制数?基数为基数为8十进制数转换为十六进制数?基数为十进制数转换为十六进制数?基数为163.二进制和八进制、十六进制数之间的转换二进制和八进制、十六进制数之间的转换第第1章章 数制与编码数制与编码 35在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确1.3 常用常用BCD代码(代码(Binary Coded Decimal)1.4 算术运算算术运算8421码码5421码码余余3码码2421码码 二进制算术运算与十进制算术运二进制算术运算与十进制算术运算的规则基本相同,但二进制运算是算的规则基本相同,但二进制运算是“逢二进一逢二进一”和和“借一当二借一当二”23)10 =(0010 0011)8421BCD第第1章章 数制与编码数制与编码 36在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确 在数字系统中,二进制数的正负在数字系统中,二进制数的正负数有数有原码、反码原码、反码和和补码补码三种表示法三种表示法。
负数的反码可由原码的负数的反码可由原码的数值位数值位逐位求反得到逐位求反得到负数反码表示(负数反码表示(9)10=1 0110反反负数的补码可由负数的补码可由反码加反码加1得到负数补码表示负数补码表示(9)10=1 0111补补对正数而言三种表示法都是一样的对正数而言三种表示法都是一样的 负数原码表示负数原码表示(9)10=1 1001原原(9)10=0 1001第第1章章 数制与编码数制与编码 37在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确第第2章章 逻辑代数与函数化简逻辑代数与函数化简(Logic Algebra and Function Simplification)2.1 概述概述 2.2 逻辑运算逻辑运算 2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法 2.4 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则 2.5 逻辑函数表达式的形式逻辑函数表达式的形式 2.6 逻辑函数的化简方法逻辑函数的化简方法第第1章章 数制与编码数制与编码 38在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确逻辑代数逻辑代数 Logic Algebra 布尔代数布尔代数 Boolean Algebra 开关代数开关代数 Switching Algebra 逻辑代数是研究只用最简单的逻辑代数是研究只用最简单的0和和1实现实现所有计算和操作而构成十分复杂的数字系统所有计算和操作而构成十分复杂的数字系统(计算机)的数学,是进入数字世界所必须(计算机)的数学,是进入数字世界所必须掌握的基本数学工具。
掌握的基本数学工具0、1:两种对立状态:两种对立状态,没有数值概念没有数值概念2.1 概述概述2.1 概述概述第第1章章 数制与编码数制与编码 39在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确2.2 逻辑运算逻辑运算三种基本的逻辑运算:三种基本的逻辑运算:与与运算(运算(AND)或或运算(运算(OR)非非运算(运算(NOT)逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件所谓门就是一种开关,它能按照一定的条件所谓门就是一种开关,它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过去控制信号的通过或不通过门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系系(因果关系因果关系),所以门电路又称为,所以门电路又称为逻辑门电路逻辑门电路2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 40在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确1.“与与”逻辑逻辑 (AND)只有当决定某一只有当决定某一事件的条件全部具备事件的条件全部具备时,事件才发生。
时,事件才发生与逻辑状态表与逻辑状态表断开:断开:0接通:接通:1灯亮:灯亮:1灯灭:灯灭:02.2.1 逻辑代数的三种基本运算逻辑代数的三种基本运算220V+-BFA2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 41在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确与逻辑真值表与逻辑真值表(Truth Table)AAAAAAA10F=AB=A B逻辑乘逻辑乘(与与)与逻辑功能概括:与逻辑功能概括:全全1出出10000AAA12.2 逻辑运算逻辑运算11011000第第1章章 数制与编码数制与编码 42在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确与门(AND GATE)逻辑符号&ABCFF=ABC&ABCFF=ABCDD&ABF国际标准符号国际标准符号欧美流行符号欧美流行符号FAB2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 43在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确FBA&ABF2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 44在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确2.“或或”逻辑逻辑(OR)在决定事物结果的诸在决定事物结果的诸条件中,只要有任何一个条件中,只要有任何一个满足,事件就会发生。
满足,事件就会发生灯灭灯灭灯亮灯亮灯亮灯亮灯亮灯亮 断开断开 断断开开 断开断开 接接通通 接通接通 断断开开 接通接通 接接通通FA B 或逻辑状态表或逻辑状态表或逻辑真值表或逻辑真值表0 1110 00 1 01 1FA BBF220VA+-2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 45在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确或逻辑真值表或逻辑真值表0 1110 00 1 01 1FA BF=A+B 逻辑加逻辑加11011000AAAAAAA10或逻辑功能概括:或逻辑功能概括:全全0出出0011A1A1A2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 46在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确或门的逻辑符号或门的逻辑符号 A BF(b)欧美流行符号欧美流行符号1ABF(a)国际标准符号国际标准符号2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 47在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确1BAF应用举例应用举例=01BAF=12.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 48在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确3.“非非”逻辑逻辑(NOT)只要某一条件只要某一条件A具备时具备时,事件,事件F不发不发生;生;A不具备时,事不具备时,事件件F发生。
发生非逻辑状态表非逻辑状态表灯亮灯亮灯灭灯灭断开断开接通接通FA非逻辑真值表非逻辑真值表1001FAF220VA+-R2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 49在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确10AAAAA10A10非逻辑真值表非逻辑真值表1001FA非门逻辑符号非门逻辑符号 (a)国标标准符号国标标准符号FA1 AF(b)欧美流行符号欧美流行符号AF 2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 50在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确 “与与”、“或或”、“非非”是三种基本的是三种基本的逻辑关系,任何其它的逻辑关系都可逻辑关系,任何其它的逻辑关系都可以以它们为基础表示以以它们为基础表示最常见的复合逻辑运算有:最常见的复合逻辑运算有:与非运算、与非运算、或非运算、或非运算、与或非运算、与或非运算、异或运算、异或运算、同或运算同或运算2.2.2 常用复合逻辑运算常用复合逻辑运算2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 51在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确1.与非运算与非运算(NAND)ABF 与非门逻辑符号与非门逻辑符号 与非逻辑真值表与非逻辑真值表“全全1出出0”国际标准符号国际标准符号&ABF1110欧美流行符号ABF2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 52在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确与非逻辑真值表与非逻辑真值表&AF非门非门2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 53在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确与非逻辑真值表与非逻辑真值表非门非门&AF12.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 54在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确&ABFC&ABFDC输入:8、12、132.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 55在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确2.或非运算或非运算(NOR)或非逻辑真值表或非逻辑真值表或非门逻辑符号或非门逻辑符号 BAFABF 1ABF “全全0出出1”2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 56在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确或非逻辑真值表或非逻辑真值表 1AF 非门非门2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 57在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确或非逻辑真值表或非逻辑真值表非门 1AF 0输入端数目:输入端数目:3、42.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 58在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确3.与或非运算与或非运算CDABF&1F ABCD ABFCD与或门非逻辑符号与或门非逻辑符号 2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 59在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确与或非逻辑真值表与或非逻辑真值表2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 60在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确4.异或运算异或运算 (EXCLUSIVE-OR)异或门逻辑符号异或门逻辑符号 BABABAF2.2 逻辑运算逻辑运算=1ABFFAB)第第1章章 数制与编码数制与编码 61在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确异或逻辑真值表异或逻辑真值表11011000AAAAAA10BABABAF00110AA10两变量两变量异或功能概括为:异或功能概括为:“相同为相同为0,不同为,不同为1”1102.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 62在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确5.同或运算同或运算 F=A B 同或门逻辑符号同或门逻辑符号 BABA偶数个1“相异或”,结果为?奇数个1“相异或”,结果为?思考:012.2 逻辑运算逻辑运算=1ABFAB )第第1章章 数制与编码数制与编码 63在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确A 0=AA 1=AA A=0A A=1同或逻辑真值表同或逻辑真值表0 0=10 1=01 0=01 1=1F=A B BABAAA01两变量两变量同或功能概括为:同或功能概括为:“相同为相同为1,不同为,不同为0”2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 64在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确相同为相同为“0”不同为不同为“1”异或门异或门异或关系异或关系=1ABFBABAF=A B相同为相同为“1”不同为不同为“0”同或门同或门同或关系同或关系F=ABAB=AB=1ABF2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 65在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确对于对于两个变量两个变量来说,异或和同或来说,异或和同或互为互为反函数反函数因此因此 A B C=A B C+?A B C=A B C+BA A B BAA B2.2 逻辑运算逻辑运算第第1章章 数制与编码数制与编码 66在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确2.2 逻辑运算逻辑运算与、或、非与、或、非与非、或非、与或非与非、或非、与或非 异或、同或异或、同或逻辑真值表逻辑真值表逻辑符号逻辑符号 逻辑表达式逻辑表达式基本逻辑运算规则基本逻辑运算规则第第1章章 数制与编码数制与编码 67在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确2.3.1 逻辑函数逻辑函数(Logic Functions)普通普通代数中的函数:代数中的函数:Y=AB+C自变量自变量因变量因变量逻辑逻辑代数中的函数:代数中的函数:Y=AB+C输入变量输入变量输出变量输出变量2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法第第1章章 数制与编码数制与编码 68在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确1.输入和输出之间是输入和输出之间是逻辑运算逻辑运算关系关系;2.基本运算:基本运算:与、或、非与、或、非;3.逻辑变量取值只能为逻辑变量取值只能为0和和1。
逻辑函数的特点:逻辑函数的特点:2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法第第1章章 数制与编码数制与编码 69在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确例如:设计一个三人表决电路,若有两个或者两个以上的例如:设计一个三人表决电路,若有两个或者两个以上的人同意人同意,则决议通过则决议通过用用A、B、C表示三人,表示三人,“1”:同意;:同意;“0”:“否决否决”;F:最终结果:最终结果 “1”:决议通过;:决议通过;“0”:决议不通过:决议不通过逻辑表达式:逻辑表达式:由以上分析可见,表示由以上分析可见,表示逻辑关系的函数称为逻辑逻辑关系的函数称为逻辑函数逻辑函数一般表示函数逻辑函数一般表示为:为:F=f(A,B,C.)00010111AFBC0 0 00 0 10 1 0 0 1 11 0 01 0 11 1 01 1 12.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法ABCCABCBABCAF第第1章章 数制与编码数制与编码 70在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确根据逻辑函数表达式画出逻辑电路图:根据逻辑函数表达式画出逻辑电路图:&1FABCABCAB CABCABCABCABCABC2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法ABCCABCBABCAF第第1章章 数制与编码数制与编码 71在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确2.3.2 逻辑函数的表示方法逻辑函数的表示方法1.真值表真值表 由于每个逻辑变量由于每个逻辑变量只有只有0和和1两种可能的取两种可能的取值,因此,值,因此,n个逻辑变个逻辑变量只能有量只能有2n种取值组合。
种取值组合逻辑函数描述的方法有:逻辑函数描述的方法有:真值表真值表逻辑表达式逻辑表达式逻辑电路图逻辑电路图卡诺图卡诺图时序波形图时序波形图2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法第第1章章 数制与编码数制与编码 72在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确一变量真值表一变量真值表FA B C三变量真值表三变量真值表FA B二变量真值表二变量真值表0 11 00 0 00 1 11 0 11 1 00 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 12.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法第第1章章 数制与编码数制与编码 73在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确2.逻辑表达式逻辑表达式 把输出与输入之间的逻辑关系写成把输出与输入之间的逻辑关系写成与、或、非与、或、非等运算的组合式,即逻辑代数式等运算的组合式,即逻辑代数式BABABAfF),(3.逻辑电路图逻辑电路图 逻辑电路图就是用逻逻辑电路图就是用逻辑符号表示逻辑函数中各辑符号表示逻辑函数中各变量之间的变量之间的与、或、非与、或、非运运算的逻辑电路。
算的逻辑电路11FAB&2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法第第1章章 数制与编码数制与编码 74在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确4.时序波形图时序波形图ABF&ABF 定义:由输入变量的所有可能取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法第第1章章 数制与编码数制与编码 75在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确1.1.由逻辑表达式列出真值表由逻辑表达式列出真值表0 00 1 1 01 1ABF01102.3.3 2.3.3 逻辑函数各种表示方法间的相互转换逻辑函数各种表示方法间的相互转换 首先首先将将n个变量的个变量的2n种种0、1状态组合按二进制数填写到状态组合按二进制数填写到真值表的左边一栏;真值表的左边一栏;然后然后将每一行的变量值代将每一行的变量值代入逻辑表达式,算出输出逻入逻辑表达式,算出输出逻辑值,记入右边一栏中辑值,记入右边一栏中2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法BABAF第第1章章 数制与编码数制与编码 76在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确FA B C三变量真值表三变量真值表2.由真值表写出逻辑表达式由真值表写出逻辑表达式(1)在真值表上找出输出为在真值表上找出输出为1的行;的行;(2)将这一行中所有自变量写成将这一行中所有自变量写成乘积项,并且当变量的真值为乘积项,并且当变量的真值为“1”时写为原变量,时写为原变量,当变量对应当变量对应的真值为的真值为“0”写为反变量;写为反变量;(3)将所有乘积项逻辑加,便将所有乘积项逻辑加,便得到逻辑函数表达式。
得到逻辑函数表达式ABCCBACBACBAF 0 1 0 0 1 10 1 0 1 0 1 0 0 1 10 0 0 01 1 1 10 1 1 01 0 0 12.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法第第1章章 数制与编码数制与编码 77在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确F=?CABCBABCACBAF 2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法第第1章章 数制与编码数制与编码 78在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确3.由逻辑电路图写出逻辑表达式由逻辑电路图写出逻辑表达式11FABABAABABB=AAB+总结步骤:总结步骤:逐级写出逻辑表达式逐级写出逻辑表达式;最后写出输出端的逻最后写出输出端的逻辑表达式辑表达式ABB&AB2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法第第1章章 数制与编码数制与编码 79在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确P=ABC+BC1ABCBCABCBCF=ABC ABC ABC4.4.由逻辑表达式画出逻辑电路图由逻辑表达式画出逻辑电路图&A B CA B CA B C&PF2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法第第1章章 数制与编码数制与编码 80在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确0 0 00 0 10 1 0 0 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100011001FAPBCP=ABC+BC2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法F=ABC ABC ABC00011001第第1章章 数制与编码数制与编码 81在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确 1=1=;0=0=1 1.1=1=;0+0=0+0=1 1.0=0=;1+0=1+0=0 0.0=0=;1+1=1+1=0 01 11 11 11 10 00 00 02.4 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则2.4.1 2.4.1 逻辑函数的相等逻辑函数的相等真值表相同真值表相同2.4 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则第第1章章 数制与编码数制与编码 82在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确交换律:交换律:A.B=;A+B=结合律:结合律:A.(B.C)=;A+(B+C)=分配律:分配律:A.(B+C)=;A+(B.C)=01律:律:1.A=;0+A=;0.A=;1+A=互补律:互补律:A.A=;A+A=重叠律:重叠律:A.A=;A+A=B.AB+A(A.B).C(A+B)+CA.B+A.C(A+B)(A+C)AA0101AA2.4.2 逻辑代数的基本定律逻辑代数的基本定律7.还原律还原律:A=A2.4 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则第第1章章 数制与编码数制与编码 83在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确8.反演律(摩根定理):反演律(摩根定理):2.4 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则110011111100列状态表证明:AB00011011111001000000BABA BABA 第第1章章 数制与编码数制与编码 84在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确A+BC=(A+B)(A+C)证明:BAAABA)(BAABABAABABAA证明:运用分配律BAA)(BAABAA9.9.吸收律吸收律:()()()ABAABABABA)(ABAAAABA)(2.4 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则第第1章章 数制与编码数制与编码 85在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确BCCAABBCACAABCAB)1)1BCACAB(CAAB)(AABCCAAB10.冗余定理:冗余定理:2.4 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则BCCAABCAAB)()()(CABACBCABA第第1章章 数制与编码数制与编码 86在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确推论:推论:问题:问题:AB+AB+AB=A+B+AB 可不可以消去可不可以消去AB 项?项?BABA A+B2.4 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则CAABBCCAABCAABcbaBCfCAAB.),(在逻辑代数中,不存在除法、减法、移项运算。
第第1章章 数制与编码数制与编码 87在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确1.1.代入规则代入规则 代入规则指出,将逻辑等式中的某代入规则指出,将逻辑等式中的某一变量代以另一函数其等式仍然成立一变量代以另一函数其等式仍然成立例例:A+B=A BB=C+D A+C+D=A C D2.4.3逻辑代数的基本规则逻辑代数的基本规则A B=A+BA+C+D=A C+D 2.4 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则CBAABC=A C D 第第1章章 数制与编码数制与编码 88在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确2.对偶规则(对偶规则(求对偶函数求对偶函数)将函数中的将函数中的与与变成变成或或,或或变成变成与与;0变成变成 1,1变成变成0 这样则得到原函数的这样则得到原函数的对偶函数对偶函数F注意事项:注意事项:(1)、求对偶函数时,原来的运算顺序不变、求对偶函数时,原来的运算顺序不变;(2)、长非号、短非号都不变、长非号、短非号都不变;(3)、(F)=F。
A+AB=A+BA(A+B)=AB若若F=AB+AB+CF=(A+B)(A+B)C2.4 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则第第1章章 数制与编码数制与编码 89在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确3.反演规则反演规则(求反函数求反函数)将函数中的将函数中的与与变成变成或或,或或变成变成与与;0变成变成1,1变成变成0 原变量变成反变量,原变量变成反变量,反变量变成原变量反变量变成原变量这样则得到原函数的这样则得到原函数的反函数反函数若若F=AB+AB+CF=F=(A+B)(A+B)CF=(A+B)(A+B)C2.4 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则第第1章章 数制与编码数制与编码 90在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确注意事项:注意事项:(1)求反函数时,原来的运算顺序不变;求反函数时,原来的运算顺序不变;(2)多个变量上面的长非号没有改变,但多个变量上面的长非号没有改变,但长非号下面的每个变量都改变了长非号下面的每个变量都改变了例如:例如:F=(A+B.C.D)E F=A.(B+C+D)+E F=A.(B+C+D)+E2.4 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则第第1章章 数制与编码数制与编码 91在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确作业作业2.32.6(1)(2)2.7(1)(3)第第1章章 数制与编码数制与编码 92在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确2.3 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法2.3.1 逻辑函数逻辑函数2.3.2 逻辑函数的表示方法逻辑函数的表示方法2.3.3 2.3.。