【正文】 進(jìn)制數(shù)、以及十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換。 ?下表列出了與十進(jìn)制數(shù) 0～ 15對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)。 十六進(jìn)制數(shù)的位權(quán)是16的整數(shù)次冪。十六進(jìn)制數(shù)中有 0、 … 、 A、 B、 C、 D、 E、 F共 16個數(shù)字符號， 其中， A～ F分別表示十進(jìn)制數(shù)的 10～ 15。八進(jìn)制數(shù)的位權(quán)是 8的整數(shù)次冪。 ?四、八進(jìn)制 ? 基數(shù) R=8的進(jìn)位計數(shù)制稱為八進(jìn)制。 二進(jìn)制的缺點(diǎn)： 數(shù)的位數(shù)太長且字符單調(diào)，使得書寫、記憶和閱讀不方便。例如，可以用晶體管的截止和導(dǎo)通表示 1和 0，或者用電平的高和低表示 1和 0等。 B的運(yùn)算為 ? 二進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn) : 運(yùn)算簡單、物理實(shí)現(xiàn)容易、存儲和傳送方便、可靠。 1=0 1247。 任意一個二進(jìn)制數(shù) N可以表示成 ? (N)2=(Kn1Kn2…K …K m)2 =Kn1 2n1+Kn2 2n2 +…+K 1 21+K0 20+K1 21+…+K m 2m = ∑ Ki 2i ? 其中， n為整數(shù)位數(shù)； m為小數(shù)位數(shù)； Ki為 0或者1， m≤i≤n1。二進(jìn)制數(shù)中只有 0和 1兩個基本數(shù)字符號，進(jìn)位規(guī)律是 “逢二進(jìn)一”。 ?可歸納注意， R進(jìn)制的特點(diǎn)如下： ● 有 0、 ┄ 、 R1共 R個數(shù)字符號； ● “逢 R進(jìn)一”，“ 10”表示 R； ● 位權(quán)是 R的整數(shù)次冪，第 i位的位權(quán) Ri 。 ? 例如，十進(jìn)制數(shù)的位權(quán)是 10的整數(shù)次冪，其個位的位權(quán)是 100，十位的位權(quán)是 101…… 。不同數(shù)位有不同的位權(quán)，某一個數(shù)位的數(shù)值等于這一位的數(shù)字符號乘上與該位對應(yīng)的位權(quán)。稱為 R進(jìn)位計數(shù)制，簡稱 R進(jìn)制。 ?二 . R進(jìn)制 ?廣義地說，一種進(jìn)位計數(shù)制包含著 基數(shù) 和 位權(quán) 兩個基本的因素： ? 基數(shù) : 指計數(shù)制中所用到的數(shù)字符號的個數(shù)。 當(dāng)用若干個數(shù)字符號并在一起表示一個數(shù)時，處在不同位置的數(shù)字符號，其值的含意不同。日常生活中廣泛使用的是十進(jìn)制，而數(shù)字系統(tǒng)中使用的是二進(jìn)制。不少人認(rèn)為計算機(jī)設(shè)計自動化已形成計算機(jī)科學(xué)中的一個獨(dú)立的學(xué)科。 目前，已有各種設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)的軟件在市場上出售。人們不再用常規(guī)硬線連接的方法去構(gòu)造電路，而是 借助豐富的計算機(jī)軟件對器件進(jìn)行編程燒錄來實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能，這給邏輯設(shè)計帶來了極大的方便。 ? 用中、大規(guī)模集成組件去構(gòu)造滿足各種功能的邏輯電路時， 如何尋求經(jīng)濟(jì)合理的方案呢？ 要求設(shè)計人員 必須注意： ? ▲ 充分了解各種器件的邏輯結(jié)構(gòu)和外部特性，做到合理選擇器件； ? ▲ 充分利用每一個已選器件的功能，用靈活多變的方法完成各類電路或功能模塊的設(shè)計； ? ▲ 盡可能減少芯片之間的相互連線。但用邏輯代數(shù)作為基本理論的傳統(tǒng)方法始終邏輯電路分析和設(shè)計的基本方法。所以，在用傳統(tǒng)方法求出一個實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的最簡結(jié)構(gòu)之后，往往要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。而在時序邏輯電路設(shè)計時 ，則通過狀態(tài)化簡和邏輯函數(shù)化簡，盡可能使電路中的觸發(fā)器、邏輯門和連線數(shù)目達(dá)到最少。 ? 1．邏輯電路分析和設(shè)計的傳統(tǒng)方法 ? 傳統(tǒng)方法： 傳統(tǒng)方法是建立在小規(guī)模集成電路基礎(chǔ)之上的，它以技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為評價一個設(shè)計方案優(yōu)劣的主要性能指標(biāo)，設(shè)計時追求的是如何使一個電路達(dá)到 最簡。 ? 對一個現(xiàn)成的數(shù)字邏輯電路，研究它的工作性能和邏輯功能稱為 分析 ； ? 根據(jù)提出的邏輯功能，在給定條件下構(gòu)造出實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的邏輯電路稱為 邏輯設(shè)計 ，或者 邏輯綜合 。例如，一個統(tǒng)計串行輸入脈沖信號個數(shù)的計數(shù)器，它的輸出結(jié)果不僅與當(dāng)時的輸入脈沖相關(guān)，還與前面收到的脈沖個數(shù)相關(guān)，因此，計數(shù)器是一個時序邏輯電路。 ?時序邏輯電路： 如果一個邏輯電路在任何時刻的穩(wěn)定輸出不僅取決于該時刻的輸入，而且與過去的輸入相關(guān)，則稱為時序邏輯 (Sequential Logic)電路。 由于這類電路的輸出與過去的輸入信號無關(guān)，所以不需要有記憶功能。 數(shù)字邏輯電路的類型和研究方法 ? 一、數(shù)字邏輯電路的類型 根據(jù)一個電路有無記憶功能，可將數(shù)字邏輯電路分為 組合邏輯電路 和 時序邏輯電路 兩種類型。 ? 市面現(xiàn)有芯片所使用的最小晶體管，尺寸為零點(diǎn)一八微米，英特爾新芯片的晶體管則小很多。以個人計算機(jī)為例， PC機(jī) CPU芯片 80Χ86的集成規(guī)模如下表所示。 計算機(jī)的發(fā)展趨勢： 速度 ↑、功能 ↑、可靠性 ↑、 體積 ↓、價格 ↓、功耗 ↓。根據(jù)組成計算機(jī)的主要元器件的不同，至今已經(jīng)歷了四代。 其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。 ? 數(shù)字集成電路按照集成度的高低可分為小規(guī)模（ SSI）、中規(guī)模（ MSI）、大規(guī)模（ LSI）和超大規(guī)模（ VLSI）幾種類型。 ?由于數(shù)字邏輯電路具有上述特點(diǎn)，所以，數(shù)字邏輯電路的應(yīng)用十分廣泛。產(chǎn)品價格低廉、使用方便、通用性好。 ? 2 電路中的半導(dǎo)體器件一般都工作在開、關(guān)狀態(tài)，對電路進(jìn)行研究時，主要關(guān)心輸出和輸入之間的邏輯關(guān)系。 數(shù)字邏輯電路具有如下特點(diǎn)： ? 1 電路的基本工作信號是二值信號。 二、數(shù)字邏輯電路 ? 用來處理數(shù)字信號的電子線路稱為 數(shù)字電路。 ? 數(shù)字系統(tǒng)中處理的是數(shù)字信號，當(dāng)數(shù)字系統(tǒng)要與模擬信號發(fā)生聯(lián)系時，必須經(jīng)過模 /數(shù) (A/D)轉(zhuǎn)換和數(shù) /模 (D/A)轉(zhuǎn)換電路，對信號類型進(jìn)行變換。離散信號的變化可以用不同的數(shù)字反映，所以又稱為數(shù)字信號，簡稱為數(shù)字量。 例如，數(shù)字計算機(jī)。 第一章 基本知識 第一章 基本知識 ?本章知識要點(diǎn)： ?★ 數(shù)字系統(tǒng)的基本概念 ； ?★ 常用計數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 ； ?★ 帶符號二進(jìn)制數(shù)的代碼表示 ； ?★ 常用的幾種編碼 。 學(xué)習(xí)的目的是應(yīng)用。 學(xué)習(xí)中注意書本知識與工程應(yīng)用存在的差別，將理論與實(shí)際統(tǒng)一。有利于從更廣度和深度加強(qiáng)對課程意義的理解。 ，拓寬知識面。 。 3. 加強(qiáng)課后練習(xí)。 2. 善于總結(jié)、歸納。 三 .培養(yǎng)自學(xué)能力 1. 認(rèn)真閱讀教材內(nèi)容。 3. 主動思考。 2. 做好筆記。 如何學(xué)好數(shù)字邏輯？ 二 .重視課堂學(xué)習(xí) 。 該課程各部分知識與實(shí)際應(yīng)用直接相關(guān)，學(xué)習(xí)中必須將理論知識與實(shí)際問題聯(lián)系起來。換而言之，邏輯電路的分析與設(shè)計具有較大的彈性和可塑性。 數(shù)字系統(tǒng)中，邏輯電路的分析與設(shè)計具有很大的靈活性。因此，學(xué)習(xí)中既要務(wù)虛，又要務(wù)實(shí)。 教 學(xué) 安 排 ? 一 .掌握課程特點(diǎn) ? 。 通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握對數(shù)字系統(tǒng)硬件進(jìn)行分析、設(shè)計和開發(fā)的基本技能。 從計算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)上講， “數(shù)字邏輯”是深入了解計算機(jī)“內(nèi)核” 的一門最關(guān)鍵的基礎(chǔ)課程。主講 肖連軍 Email