【正文】 開關(guān) A 開關(guān) B 燈 Y斷開 斷開 滅斷開 閉 合 滅閉 合 斷開 滅閉 合 閉 合 亮表 15 圖 14(a)所示電路的真值表 A B Y0 0 00 1 01 0 01 1 1如果用二元常量 0和 1來表示圖 14(a)所示電路的邏輯關(guān)系，則可以得到表 15所示的表格。所以對(duì)燈亮來說，開關(guān)A、 B閉合是與邏輯關(guān)系。概述 +項(xiàng)目 1? 4．邏輯代數(shù)? 與運(yùn)算? 只有當(dāng)決定一件事情的所有條件全部具備時(shí)，這件事情才會(huì)發(fā)生，這樣的邏輯關(guān)系稱為與邏輯關(guān)系。例如，當(dāng)將代碼 0100誤傳為 1100時(shí)，格雷碼只不過是十進(jìn)制數(shù) 7和 8之差，二進(jìn)制數(shù)碼則是十進(jìn)制數(shù) 4和 12之差。例如：? 格雷碼? 格雷碼的特點(diǎn)是：從一個(gè)代碼變?yōu)橄噜彽牧硪粋€(gè)代碼時(shí)只有一位發(fā)生變化。由于 4位二進(jìn)制數(shù)有十六個(gè)狀態(tài)，所以BCD碼有很多種形式，目前常用的有 8421碼、余 3碼、格雷 (Gray)碼、 2421碼、 5421碼、奇偶校驗(yàn)碼等，如表 12所示。? 在數(shù)字電子計(jì)算機(jī)中，十進(jìn)制數(shù)除了轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)參加運(yùn)算外，還可以直接用十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行輸入和運(yùn)算。這些代碼的編制過程稱為編碼。為了處理這些信息，必須將這些信息也用二進(jìn)制數(shù)碼來表示。設(shè)將十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為 N進(jìn)制小數(shù)，其方法是將十進(jìn)制小數(shù)連續(xù)乘以 N進(jìn)制的基數(shù) N，求得各次乘積的整數(shù)部分，然后將各整數(shù)換成 N進(jìn)制中的數(shù)碼，最后按照并列表示法將先得到的整數(shù)列在高位、后得到的整數(shù)列在低位，即得 N進(jìn)制的小數(shù)。例如，將十進(jìn)制整數(shù) 1044分別轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)。? 將十六進(jìn)制數(shù) 2BC3轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：? 所以，概述 +項(xiàng)目 1? 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為其他進(jìn)制數(shù)? 將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為其他進(jìn)制數(shù)一般采用基數(shù)除法，也稱為除基取余法。 ? 可以將任何一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。? 將任何一個(gè)八進(jìn)制數(shù)都可以轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。 ? 八進(jìn)制的基數(shù)為 8，采用的 8個(gè)數(shù)碼為 0、 … 、 7，進(jìn)位規(guī)則為 “逢八進(jìn)一 ”。例如：概述 +項(xiàng)目 1? 八進(jìn)制數(shù)? 二進(jìn)制數(shù)當(dāng)位數(shù)很多時(shí)不便于書寫和記憶。? (2)二進(jìn)制運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單，其進(jìn)位規(guī)則是 “逢二進(jìn)一 ”，便于進(jìn)行運(yùn)算。計(jì)數(shù)規(guī)則是 “逢二進(jìn)一 ”。計(jì)數(shù)規(guī)則是 “逢十進(jìn)一 ”。? 技能要求：? 學(xué)會(huì)使用萬用表、穩(wěn)壓電源、電烙鐵；學(xué)會(huì)萬能板的使用和焊接、電阻和發(fā)光二極管的使用；學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)和連接電路圖；學(xué)會(huì) 74LS00、 74LS CD4069的使用。 ? (3)按照電路的結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，可將數(shù)字電路分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩類。? (1)按集成度不同分類，可將數(shù)字電路分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模和超大規(guī)模數(shù)字集成電路。這種邏輯關(guān)系是一種因果關(guān)系。這種高電平對(duì)應(yīng) 1，低電平對(duì)應(yīng) 0的關(guān)系稱為正邏輯關(guān)系。在實(shí)際數(shù)字電路中，高電平通常為 +，低電平通常為 +。放大與整形 門電路 計(jì)數(shù)與顯示秒脈沖發(fā)生器輸入信號(hào)圖 12 數(shù)字頻率計(jì)的邏輯框圖概述 +項(xiàng)目 1? 數(shù)字電路的工作信號(hào)是不連續(xù)的，反映在電路上只有高電平和低電平兩種狀態(tài)，所以在數(shù)字電路中工作的二極管和三極管一般都工作在開關(guān)狀態(tài)。概述 +項(xiàng)目 1? 圖 13是數(shù)字溫度計(jì)的邏輯框圖。計(jì)數(shù)器累計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)就是被測(cè)信號(hào)在 1秒內(nèi)重復(fù)的次數(shù)，也就是被測(cè)信號(hào)的頻率。用秒脈沖去控制門電路，把門打開 1秒鐘。由于被測(cè)信號(hào)一般是模擬信號(hào)，所以首先要將被測(cè)信號(hào)放大、整形，使被測(cè)信號(hào)變換為相同頻率的矩形脈沖信號(hào)。如電路便于集成化、系列化生產(chǎn)，成本低廉，使用方便；抗干擾性強(qiáng)，可靠性高，精度高；處理功能強(qiáng)，不僅能實(shí)現(xiàn)數(shù)值運(yùn)算，還可以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算和判斷；可編程數(shù)字電路可容易地實(shí)現(xiàn)各種算法，具有很大的靈活性；數(shù)字信號(hào)更易于存儲(chǔ)、加密、壓縮、傳輸和再現(xiàn)。數(shù)字電路大致包括信號(hào)的產(chǎn)生、傳送、控制、處理、存儲(chǔ)、計(jì)數(shù)、運(yùn)算等組成部分。下圖是模擬信號(hào)波形和數(shù)字信號(hào)波形。另一類是在時(shí)間上和幅度大小都是不連續(xù)變化的信號(hào)，稱為數(shù)字信號(hào)。概述 +項(xiàng)目 1 概 述 數(shù)字電路中的信號(hào)處理信號(hào)一般可分為兩類：一類是在時(shí)間上是連續(xù)變化的信號(hào)，稱為模擬信號(hào)。對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸、處理的電子線路稱為模擬電路。對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸、處理的電子線路稱為數(shù)字電路 。 概述 +項(xiàng)目 1? 數(shù)字電路被廣泛應(yīng)用于家用電器、數(shù)碼產(chǎn)品、電腦、通信系統(tǒng)、儀器儀表、控制裝置及工業(yè)控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。? 數(shù)字電路比模擬電路有許多優(yōu)點(diǎn)。概述 +項(xiàng)目 1 數(shù)字頻率計(jì)和數(shù)字溫度計(jì)電路 圖 12是用來測(cè)量周期信號(hào)頻率的數(shù)字頻率計(jì)的邏輯框圖，測(cè)量的結(jié)果用十進(jìn)制數(shù)字顯示出來。為了測(cè)量頻率，還要有個(gè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，如以秒為單位，把 1秒內(nèi)通過的脈沖個(gè)數(shù)記錄下來，就得出了被測(cè)信號(hào)的頻率。在這段時(shí)間內(nèi)，來自整形電路的矩形脈沖可以經(jīng)過門電路進(jìn)入計(jì)數(shù)器。最后通過數(shù)字顯示電路和顯示器將測(cè)量結(jié)果直接顯示出來。數(shù)字溫度計(jì)的工作原理是：將溫度傳感器產(chǎn)生的模擬電信號(hào)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器后，轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過數(shù)字電路的處理，以數(shù)字的形式將溫度直接顯示出來。開關(guān)的接通與斷開兩種狀態(tài)，用二極管或者三極管的導(dǎo)通與截止來實(shí)現(xiàn)。為了分析的方便，而且由于數(shù)字電路采用二進(jìn)制數(shù)來進(jìn)行信息的傳輸和處理，因此在數(shù)字電路中分別用 1和 0來表示高電平和低電平。被測(cè)物體 溫 度傳感器模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器數(shù)字顯示圖 13 數(shù)字溫度計(jì)的邏輯框圖概述 +項(xiàng)目 1? 數(shù)字電路研究的主要問題是輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的邏輯關(guān)系。所以，在數(shù)字電路中不能采用模擬電路的分析方法，而是以邏輯代數(shù)作為主要工具，利用邏輯電路圖、真值表、邏輯函數(shù)表示式、卡諾圖、波形圖等來表示電路的邏輯功能。? (2)按所用器件制作工藝的不同，可將數(shù)字電路分為雙極型(TTL型 )和單極型 (MOS型 )兩類。概述 +項(xiàng)目 1項(xiàng)目一 組合邏輯電路的分析與制作? 任務(wù)一 簡(jiǎn)單數(shù)字門電路的測(cè)試? 知識(shí)要求：? 熟悉二進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)等數(shù)制、編碼、基本邏輯關(guān)系、邏輯函數(shù)、邏輯門電路；掌握邏輯代數(shù)與邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)、 TTL集成門電路、 CMOS集成門電路及二進(jìn)制加法運(yùn)算；掌握集成門電路 74LS00、 74LS CD4069的功能。概述 +項(xiàng)目 1? 十進(jìn)制數(shù)? 十進(jìn)制數(shù)有 10個(gè)數(shù)碼，即 0、 … 、 9。? 二進(jìn)制數(shù)? 二進(jìn)制數(shù)有 2個(gè)數(shù)碼，即 0、 1。? 采用二進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn)是：? (1)二進(jìn)制的基數(shù)為 2，只有 0和 1二個(gè)數(shù)碼，容易用電路來實(shí)現(xiàn)。? 二進(jìn)制數(shù)算術(shù)運(yùn)算的規(guī)則為：? 加法規(guī)則： 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10? 乘法規(guī)則： 00=0 01=0 10=0 11=1? 可以將任何一個(gè)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。因此，在數(shù)字電路中通常采用二進(jìn)制的縮寫形式：八進(jìn)制。 ? 3位二進(jìn)制數(shù)可以用一位八進(jìn)制數(shù)來表示。? 如：? ? 十六進(jìn)制的基數(shù)為 16，采用的 16個(gè)數(shù)字符號(hào)為 0、 …、 A、 B、 C、 D、 E、 F，其中字母 A、 B、 C、 D、 E、F分別代表 1 1 1 1 15，進(jìn)位規(guī)則為 “逢十六進(jìn)一 ”。例如：概述 +項(xiàng)目 1? 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)? 二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換? 八進(jìn)制 0 1 2 3 4 5 6 7? 二進(jìn)制 000 001 010 011 100 101 110 111? 二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換? 二進(jìn)制數(shù) 1010110110111轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)：? 所以， 。其方法是將十進(jìn)制整數(shù)連續(xù)除以 N進(jìn)制的基數(shù) N，求得各次的余數(shù)，然后將各余數(shù)換成 N進(jìn)制中的數(shù)碼，將先得到的余數(shù)列在低位、后得到的余數(shù)列在高位，即得 N進(jìn)制的整數(shù)。? 所以，? 同理，? 將十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為其他進(jìn)制數(shù)一般采用基數(shù)乘法，也稱為乘基取整法。概述 +項(xiàng)目 1? 3．編碼? 數(shù)字電路中處理的信息除了數(shù)字信息外，還有文字、符號(hào)以及一些特定的操作等。這些特定的二進(jìn)制數(shù)碼 ,稱為這些信息的代碼。編碼很多，這里只介紹二 十進(jìn)制編碼。其方法是將十進(jìn)制的 10個(gè)數(shù)字符號(hào)分別用 4位二進(jìn)制代碼來表示，這種編碼稱為二 十進(jìn)制編碼，也稱 BCD碼 (Binary Coded Decimals)。概述 +項(xiàng)目 1十 進(jìn) 制數(shù)8421碼 余 3碼 格雷 碼 2421（ A） 碼5421碼0 0000 0011 0000 0000 00001 0001 0100 0001 0001 00012 0010 0101 0011 0010 00103 0011 0110 0010 0011 00114 0100 0111 0110 0100 01005 0101 1000 0111 1011 10006 0110 1001 0101 1100 10017 0111 1010 0100 1101 10108 1000 1011 1100 1110 10119 1001 1100 1101 1111 1100權(quán) 8421 2421 5421表 12 目前常用幾種 BCD碼概述 +項(xiàng)目 1? 8421碼? 8421碼與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換只要直接按位轉(zhuǎn)換即可。這是考慮到信息在傳輸過程中可能出錯(cuò)，為了減少錯(cuò)誤而研究出的一種編碼形式。格雷碼的缺點(diǎn)是與十進(jìn)制數(shù)之間不存在規(guī)律性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不夠直觀。? 例如，在圖 14(a)所示的電路中，電池 E通過開關(guān) A和 B向燈Y供電，只有 A與 B都閉合時(shí)，燈 Y才會(huì)亮； A和 B中只要有一個(gè)斷開或二者都斷開時(shí)，燈 Y不亮。這一關(guān)系可以用表 14所示的功能表來表示。這種用字母表示開關(guān)和電燈的過程稱為設(shè)定變量，用二元常量 0和 1表示開關(guān)和電燈有關(guān)狀態(tài)的過程稱為狀態(tài)賦值，經(jīng)過狀態(tài)賦值得到的反映開關(guān)狀態(tài)和電燈亮滅之間邏輯關(guān)系的表格稱為邏輯真值表，簡(jiǎn)稱真值表。B概述 +項(xiàng)目 1? 或運(yùn)算? 在決定一件事情的所有條件中，只要具備一個(gè)或一個(gè)以上的條件，這件事情就會(huì)發(fā)生，這樣的邏輯關(guān)系稱為或邏輯關(guān)系。這一關(guān)系可用邏輯表達(dá)式表示： (a) 電 路 圖 (b)曾用符號(hào) (c)國(guó) 標(biāo) 符號(hào)圖 16 非運(yùn)算的例子和 邏輯 符號(hào)表 18 圖 16(a)所示 電 路的功能表開關(guān) A 燈 Y斷開 亮閉 合 滅表 19 圖 16(a)所示 電 路的真 值 表A Y0 11 0概述 +項(xiàng)目 1? 幾種常用的邏輯運(yùn)算? 與非運(yùn)算? 邏輯表達(dá)式為 。? 或非運(yùn)算? 邏輯表達(dá)式為 。