數字邏輯 自學 第一天

在這裏插入圖片描述

第一章節:數字邏輯電路基本知識

  • 常用計數制 及其 轉換
  • 帶符號二進制數的代碼表示
  • 常用的幾種編碼及其轉換

數字邏輯 這門課程是對信息 的承載和處理的,首先要了解 何爲 信息?如何使用數字去表示信息?表示的方式是何原理?

信息 是:對客觀世界所存在的各種差異的描述
數字系統 是:一個能對數字信號進行 存儲、傳遞和加工的實體,它由實現各種功能的數字邏輯電路 相互連接而成。例如 數字計算機;

由定義的概念中捕捉到 兩個詞彙 :數字信號 、數字邏輯電路;

數字信號 :若信號的變化在時間上和數值上 都是離散的,或者說是 斷斷續續的,則稱爲 離散信號。離散信號 的變化 可以用不同的數字反映,所以 又被稱爲 數字信號,簡稱 數字量

疑問:若 信號 的變化 在時間上和 數值上 並非是離散的 ,那麼這種信號 的價值幾何?

補充:
在這裏插入圖片描述
數字邏輯電路 :用來處理數字信號的電子線路。因爲 數字電路 的各種功能 是通過 邏輯運算和邏輯判斷 來實現的,因此 又被稱爲 數字電路 或者 邏輯電路

數字邏輯電路 具有如下特點 :

  1. 電路 的基本 工作信號 是二值信號,表現爲 :電路電壓 的高低,開關的接通和斷開等 穩定的物理狀態;
  2. 電路中的半導體器件一般都是 開關 狀態;
  3. 電路結構簡單、功耗低、便於集成製造和系列化生產;產品價格低廉、使用方便、通用性好;
  4. 由數字邏輯電路構成的數字系統 工作速度快、精度高、功能強、可靠性好;
    數字集成電路 便因 上述優點發展而來:
    並按照 集成度的高低 分爲 小規模(SSI)、中規模(MSI)、大規模(LSI)和超大規模(VLSI)

由上可知 數字邏輯 課程 針對的便是 數字邏輯電路

數字邏輯電路的類型

根據一個電路是否具有記憶功能,可將數字邏輯電路分爲組合邏輯電路時序邏輯電路兩種類型

組合邏輯電路 : 如果一個邏輯電路在任何時刻的穩定輸出僅取決於該時刻的輸入,而與電路過去的輸入無關,則稱爲組合邏輯(Combinational Logic)電路
這種電路 無需記憶功能

     **時序邏輯電路**:  如果一個邏輯電路在**任何時刻的穩定輸出不僅取決於該時刻的輸入,而且與過去的輸入相關**,則稱爲時序邏輯(Sequential Logic)電路
       時序邏輯電路按照是否有統一的時鐘信號進行同步,**又可進一步分爲同步時序邏輯電路和異步時序邏輯電路**。 

數字邏輯 電路的研究方法

對數字系統 中 邏輯電路 的研究 有兩個主要任務:分析設計

對一個已有的數字邏輯電路,研究它的工作性能和邏輯功能稱爲邏輯分析
根據 提出的邏輯功能 ,在給定的條件下構造胡實現 預定功能的邏輯電路稱爲 邏輯設計 或者 邏輯綜合
補充:在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述

進制轉換

日常生活 多使用 10進制 ,基於電路 特性使用 2 進制 ;那麼進制 處理和進制轉換 就稱爲必要的一章節
R進制
在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述二進制 優缺點:
優點:運算簡單、物理實現容易,存儲可靠;
缺點:數的位數過長、字符單調,書寫 記憶 和閱讀 繁瑣
在書寫指令 、程序輸入和輸出 等工作 通常採用 八進制 和 十六進制 作爲 二進制 的縮寫

在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
總結 :

八進制 和 十六進制 是 對 二進制的縮寫 那麼 二進制 與 八進制 (十六進制)之間的轉換是便捷的 :以 X位 位一組 進行轉換 X 是 2 的次冪數 ;
十進制 和 二進制 的轉換 有些區別 :二進制到十進制 轉換 是 位權展開 相加 ;十進制到二進制轉換 是 整數 上 除2 取餘 、小數上 乘 2 取整

第二節:帶符號二進制數的代碼表示

標記正負號 :0 表示正 1 表示 負
帶符號的 二進制 數 稱爲 符號數 的真值,而把 符號和數值 一起編碼表示的二進制 稱爲 機器碼 或者 機器數
常見的機器碼 有 原碼、反碼和補碼
在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述
對 反碼 和補碼的引入 :
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

幾種常用的編碼

  • 十進制數的二進制編碼
  • 可靠性編碼
  • 字符編碼

十進制數的二進制編碼 (BCD碼)
定義:用4位二進制 代碼 對十進制 數字 符號進行 編碼,簡稱 爲 二 —十 進制代碼 或稱BCD(Binary Coded Decimal碼)
兼有 二進制 和十進制的特點 常用的BCD碼有 8421碼、2421碼和 餘3碼;

在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

可靠性編碼
爲了減少 或者 發現 代碼在形成 和傳送 過程中 都可能發生的錯誤 ,形成 了各種 編碼方法。
介紹兩種 常用的可靠性編碼 格雷碼 和 奇偶檢驗碼

格雷碼
特點 :任意兩個相鄰的數,其格雷碼 僅有一位不同;
作用 :避免代碼形成 或者變換過程中 產生的錯誤;
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

奇偶檢驗碼
作用 :用來 檢驗代碼在傳送過程中 是否產生 錯誤;
組成 :信息位——位數不限的一組 二進制代碼
奇偶檢驗位——僅有一位
特點 :編碼簡單 可行性高;只有檢驗能力,無糾錯能力;只能發現單錯,無法發現雙錯;
編碼方式:
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

字符編碼
在數字系統中 處理的數據 除了 數字以外 ,還有字母、運算符號、標點符號應急其他特殊符號。統稱爲字符,所有字符在數字系統中必須使用 二進制編碼表示,
最常用的便是 美國信息交換標準碼 ASCII碼 ,使用 7位二進制碼錶示128中字符,由於數字系統 中實際是用一個字節 表示一個字符,所有使用 ASCII碼,通常在最左邊添加一位奇偶檢驗碼;

3.3日 數字邏輯 作業已完成;
這章節主要介紹進制轉換和 簡單的編碼方式 。
沒有難點

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章