【正文】 ① ② ③ ④ 3. 十進制數(shù) 3BCD碼是 （ ） 。 6. 7. 8. 9. 0111001B（ 39H） 10. 1100010B（ 62H） 2022/5/24 37 二 、 單向選擇題 1. 表示一個兩位十進制數(shù)至少需要 （ ） 位二進制數(shù) 。 9. 數(shù)字字符 “ 9”對應(yīng)的 ASCII碼為 。 7. ()5211BCD表示的十進制數(shù)為 。 5. ()8421BCD表示的十進制數(shù)為 。 3. 二進制數(shù) ， 對應(yīng)的 8421BCD碼為 。 2022/5/24 35 同步練習(xí) 一 、 填 空 題 1. 將二進制 、 八進制和十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)的共同規(guī)則 是 。 EDA硬件開發(fā)平臺的核心部件是一片可編程邏輯器件 FPGA或 CPLD，再附加一些輸入輸出設(shè)備，如按鍵、數(shù)碼顯示器、指示燈、喇叭等，還提供時序電路需要的時鐘脈沖源。 設(shè)計仿真 設(shè)計仿真 ——驗證設(shè)計 2022/5/24 34 器件編程 編程是指將設(shè)計處理中產(chǎn)生的編程數(shù)據(jù)文件通過軟件放到具體的可編程邏輯器件中去的過程。在設(shè)計處理階段，編譯軟件將對設(shè)計輸入文件進行邏輯化簡、綜合和優(yōu)化，并適當(dāng)?shù)赜靡黄蚨嗥骷詣拥剡M行適配，最后產(chǎn)生編程用的編程文件。設(shè)計輸入有多種方式，包括采用硬件描述語言（如 VHDL和 Verilog HDL等）進行設(shè)計的文本輸入方式、圖形輸入方式和波形輸入方式，或者采用文本、圖形兩者混合的設(shè)計輸入方式。 K [ k { 1100 FF FS , L \ l | 1101 CR GS = M ] m } 1110 SO RS . N ^ n ~ 1111 SI US / ? O o DEL 字符編碼 （ ASCII碼） 2022/5/24 29 ASCII（ American Standard Code for Information Interchange ） 用 7位二進制符號 （ a7a6a5a4a3a2a1） 來表示字符和命令 例如： 數(shù)字 ‘ 0?的 ASCII碼是 0110000B或 30H ?9?是 0111001B或 39H ?A?是 1000001B或 41H ?a?是 1100001B或 61H 用途與特點： （ 1） ASCII碼是計算機與外部設(shè)備交換信息的字符編碼 計算機 外部設(shè)備 （鍵盤、顯示器、打印機 ） ASCII碼 2022/5/24 30 ASCII碼有大小之分 空格 (20H)數(shù)字（ ‘ 0??1?… ?9?) 大寫字母 (?A??B?… ?Z?)小寫字母（ ‘ a??b?…? z?) 作業(yè)： P9——， ， ， 2022/5/24 31 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計流程（方法） 設(shè)計準備 設(shè)計輸入 原理圖、 HDL、波形圖 設(shè)計處理 編譯、綜合、優(yōu)化、適配、分割、布局、布線 器件編程 設(shè)計完成 設(shè)計仿真 硬件驗證 電子設(shè)計自動化（ Electronic Design Automation ， EDA） 2022/5/24 32 設(shè)計準備是指設(shè)計者在進行設(shè)計之前，依據(jù)任務(wù)要求，確定系統(tǒng)所要完成的功能及復(fù)雜程度，器件資源的利用、成本等所要做的準備工作，如進行方案論證、系統(tǒng)設(shè)計和器件選擇等。 例如： ()2=()16 ()16=()2 2022/5/24 27 編碼 十進制數(shù) 8421碼 2421碼 5211碼 余 3碼 0 0000 0000 0000 0011 1 0001 0001 0001 0100 2 0010 0010 0100 0101 3 0011 0011 0101 0110 4 0100 0100 0111 0111 5 0101 0101 1000 1000 6 0110 0110 1001 1001 7 0111 0111 1100 1010 8 1000 1110 1101 1011 9 1001 1111 1111 1100 權(quán)值 8421 2421 5211 無 二 十進制編碼 （ BCD碼） 2022/5/24 28 000 001 010 011 100 101 110 111 0000 NUL DLE SP 0 P ` p 0001 SOH DC1 ! 1 A Q a q 0010 STX DC2 ” 2 B R b r 0011 ETX DC3 3 C S c s 0100 EOT DC4 $ 4 D T d t 0101 ENQ NAK % 5 E U e u 0110 ACK SYN amp。 例如 (25)10=?d25（ 25D)=25 （ 十進制數(shù)的前綴或后綴可略 ） ()2=?() ()8=?() ()16=?() 2022/5/24 24 2. 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 十進制數(shù)到 N進制數(shù)的轉(zhuǎn)換 整數(shù)部分： 除以 N看余數(shù) 小數(shù)部分： 乘以 N看向整數(shù)的進位 例如：求 （ ） 10＝ ？ 2 62 … 余數(shù) = 0= k0 （ LSB） 2 31 … 余數(shù) = 1 = k1 2 15 … 余數(shù) = 1 = k2 2 7 … 余數(shù) = 1 = k3 2 3 … 余數(shù) = 1 = k4 2 1 … 余數(shù) = 1 = k5 （ MSB） 0 .625 2 1 .250 進位 “ 1”（ MSB） 2 0 .50 進位 “ 0” 2 1 .0 進位 “ 1”（ LSB） （ ） 10＝（ ） 2 2022/5/24 25 （ 2） N進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù) 方法：按權(quán)展開 ()2 = 1 23+1 22+0 21+1 20+0 21+1 22+1 23= 8+4+0+1+++=()10 ()8= 3 82+7 81+6 80+6 81+5 82=()10 ()16= 1 162+15 161+13 160+6 161+12 162 =()10 2022/5/24 26 （ 3） 二進制數(shù)與八進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 因為 23=8， 因此 3位二進制數(shù)對應(yīng) 1位八進制數(shù) ， 而 1位八進制數(shù)對應(yīng) 3位二進制數(shù) 。 進位規(guī)則： “ 逢二進一 ” 或 “ 借一當(dāng)二 ” ??????12 2)(nmiiikD任意一個二進制數(shù) D均可展開為： ()2= 1 23+1 22+0 21+1 20+1 21+0 22+1 23 =()10 2022/5/24 21 （ 3） 八進制 用 0～ 7八個符號表示數(shù) ， 基數(shù)： 8， 權(quán)值： 8i 進位規(guī)則： “ 逢八進一 ” 或 “ 借一當(dāng)八 ” 任意一個八進制數(shù) D均可展開為： ??????18 8)(nmiiikD()8= 3 82+7 81+6 80+6 81+5 82=()10 2022/5/24 22 （ 4） 十六進制數(shù) 用 0～ 9和 A～ F十六個符號表示數(shù) ， 基數(shù)： 16， 權(quán)值： 16i 進位規(guī)則： “ 逢十六進一 ” 或 “ 借一當(dāng)十六 ” 任意一個十六進制數(shù) D均可展開為： ??????116 16)(nmiiikD()16= 1 162+15 161+13 160+6 161+12 162 =()10 2022/5/24 23 在數(shù)字電路中 ， 可以用括弧加下注腳的方式 ， 或者用在數(shù)字后面加數(shù)制前綴或后綴的方式 。 能按照人們設(shè)計好的規(guī)則 ， 進行邏輯推理和邏輯判斷 ， 得出相應(yīng)的輸出結(jié)果 ， 即數(shù)字電路具有邏輯思維能力 ， 它是計算機以及智能控制電路的基本電路 2022/5/24 19 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 1. 數(shù)制 ——十進制、二進制、八進制和十六進制。 ③ 數(shù)字電路用 0和 1兩種狀態(tài)來表示信息 ， 便于信息的存儲 、 傳輸和處理 。 1 1 0 1 0 0 0 1 1 數(shù)字電路的特點 ① 數(shù)字電路只有 “ 與 ”“ 或 ”“ 非 ” 三種基本電路 ， 電路簡單 ， 而且容易實現(xiàn) 。把矩形波按周期劃分，就可以得到由 0和 1構(gòu)成的符號組合，如： “ 110100011”，它可以代表二進制數(shù)字，所以把矩形波稱為數(shù)字信號。 特點：脈沖波形是不連續(xù)的，但一般都有周期性。 2022/5/24 16 脈沖信號和數(shù)字信號 狹義：脈沖信號是指在短時間內(nèi)突然作用的信號。也稱有效脈寬。 2022/5/24 14 t 0 u t 0 u 脈沖電路 所謂 脈沖電壓或電流 是指在極短暫時間間隔內(nèi)作用于電路的電壓或電流。 本章介紹脈沖信號和數(shù)字信號的特點、數(shù)制及其轉(zhuǎn)換、二 十進制編碼和字符編碼。2022/5/24 1 新編數(shù)字邏輯電路 江國強 編制 桂林電子科技大學(xué) 信息科技學(xué)院 2022/5/24 2 目 錄 ? 第 1章 數(shù)制與編碼 ? 第 2章 邏輯代數(shù)基礎(chǔ) ? 第 3章 門電路 ? 第 4章 組合邏輯電路 ? 第 5章 觸發(fā)器 ? 第 6章 時序邏輯電路 ? 第 7章 脈沖單元電路 ? 第 8章 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換 ? 第 9章 程序邏輯電路 ? 第 10章 可編程邏輯器件 ? 設(shè)計實例 2022/5/24 3 第 1章 數(shù)制與編碼 ? 概述 ? 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 ? 編碼 ? 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法 2022/5/24 4 第 2章 邏輯代數(shù)基礎(chǔ) ? 邏輯代數(shù)基本概念 ? 邏輯代數(shù)運算法則 ? 2 .3 邏輯函數(shù)的表達式 ? 邏輯函數(shù)的公式簡化法 ? Verilog HDL基礎(chǔ) 2022/5/24 5 第 3章 門電路 ? 概述 ? 晶體管的開關(guān)特性 ? 分立元件門 ? TTL集成門 ? 其他雙極型的集成門 ? MOS集成門 ? 基于 Verilog HDL的門電路設(shè)計 2022/5/24 6 第 4章 組合邏輯電路 ? 概述 ? 常用組合邏輯電路 ? 組合邏輯電路設(shè)計 ? 組合邏輯電路的競爭 冒險現(xiàn)象 2022/5/24 7 第 5章 觸發(fā)器 ? 概述 ? 基本 RS觸發(fā)器 ? 鐘控觸發(fā)器 ? 集成觸發(fā)器 ? 觸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換 ? 觸發(fā)器的設(shè)計 2022/5/24 8 第 6章 時序邏輯電路 ? 概述 ? 寄存器和移位寄存器 ? 計數(shù)器 ? 時序邏輯電路設(shè)計 ? 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法 2022/5/24 9 第 7章 脈沖單元電路 ? 概述 ? 施密特觸發(fā)器 ? 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ? 多諧振蕩器 2022/5/24 10 第 8章 數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換 ? 概述 ? 數(shù)模（ D/A）轉(zhuǎn)換 ? 模數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換 2022/5/24 11 第 9章 程序邏輯電路 ? 概述 ? 隨機存儲器 ? 只讀存儲器 ? 基于 Verilog HDL的存儲器設(shè)計 ? 程序邏輯電路的應(yīng)用 2022/5/24 12 第 10章 可編程邏輯器件 ? 可編程邏輯器件的基本原理 ? 可編程邏輯器件的設(shè)計技術(shù) ? 可編程邏輯器件的編程與配置 2022/5/24 13 第 1章 數(shù)制與編碼 概述 模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù) 模擬電子技術(shù)是分析和處理模擬信號的技術(shù) ， 模擬信號（ 如正弦波 ） 具有在數(shù)值上和時間上都是連續(xù)的特點 。 使用的主要器件：晶體管 ——工作在線性區(qū) （ 即放大區(qū) ） ——用于構(gòu)成信號的放大和正弦振蕩電路 。 數(shù)字電子技術(shù)是分析和處理數(shù)字信號的技術(shù)，數(shù)字信號（如矩形波）具有在數(shù)值上和時間上都是不連續(xù)的特點，使用的主要器件：晶體管，但工作在非線性區(qū)（即截止區(qū)和飽和區(qū)），構(gòu)成信號的開關(guān)電路。 t 0 u t 0 u 尖脈沖 方波 矩形脈沖 梯形脈沖 2022/5/24 15 脈沖上升時間：脈沖前沿從 上升到 脈沖下降時間：脈沖