CH1-数字逻辑基础

2023-11-04


数字电路是数字电子技术的核心,是计算机和数字通信的硬件基础

​ 本章首先介绍数字电路的一些基本概念及数字电路中常用的数制与码;

​ 然后介绍数字逻辑中的基本逻辑运算、逻辑函数及其表示方法。

一、数制和码制

1.1 数字量和模拟量

电子电路中的信号可以分为两大类:

  • 模拟信号——

​ 在时间上或数值上是连续变化的物理量,叫模拟量,如热电偶在工作时输出的电压信号(被测温度的变化)。表示模拟量的信号叫模拟信号,并把工作在模拟信号下的电子电路称为模拟电路

  • 数字信号——

​ 在时间上或数值上是不连续变化(离散)的物理量,叫数字量,如电子表的秒信号、生产流水线上记录零件个数的计数信号等。这些信号的变化发生在一系列离散的瞬间,其值也是离散的。表示数字量的信号叫数字信号,并把工作在数字信号下的电子电路称为数字电路。

1、数字信号只有两个离散值 :“0”和“1”。

​ 注意:这里的“0” 和“1” 没有大小之分,只代表两种对立的状态,称为逻辑0和逻辑1,也称为二值数字逻辑。

2、数字信号在电路中往往表现为突变的电压或电流

​ (1)信号只有两个电压值,5V和0V。

	我们可以用5V来表示逻辑1,用0V来表示逻辑0;当然也可以用0V来表示逻辑1,用5V来表示逻辑0。因此这两个电压值又常被称为<font color='cornflowerblue'>逻辑电平。5V为高电平,0V为低电平。</font>

​ (2)信号从高电平变为低电平,或者从低电平变为高电平是一个突然变化的过程,这种信号又称为脉冲信号

1.2 数制和码制

一、数制

	用数字量表示物理量的大小时,仅用一位数码往往不够用,因此经常需要用进位计数的方法组成多位数码使用。我们把<font color='cornflowerblue'>多位数码中每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则称为数制</font>。 

二、数制转换

1、二-十转换

把二进制转换为等值的十进制数称为二-十转换。

image-20220313154647460

2、十-二转换

把十进制转换成等值的二进制,称为十-二转换。

image-20220313154313405

image-20220313154331465

3、二-十六转换

把二进制转换成等值的十六进制,称为二-十六转换。

image-20220313154507670

4、十六-二转换

把十六进制转换成等值的二进制,称为十六-二转换。

image-20220313154539797

三、码制

​ 表示不同事物的数码称为代码(如邮政编码、电话号码、运动员的编号等等),在编制代码时遵循的规则称为码制。

image-20220313154917274

​ BCD代码:用4位二进制数码表示1位十进制数,这些代码称为二-十进制代码,简称BCD代码。

十进 制数 8421 BCD码 2421 BCD码 5121 BCD码 余3码 余3 循环码
0 0000 0000 0000 0011 0010
1 0001 0001 0001 0100 0110
2 0010 0010 0010 0101 0111
3 0011 0011 0110 0110 0101
4 0100 0100 0111 0111 0100
5 0101 1011 1000 1000 1100
6 0110 1100 1001 1001 1101
7 0111 1101 1010 1010 1111
8 1000 1110 1011 1011 1110
9 1001 1111 1111 1100 1010
  1. 8421码是BCD代码中最常用的一种。

    • 若把每一个代码都看成是一个四位二进制数,各位的权依次为8,4,2,1。另外,每个代码的数值恰好等于它所表示的十进制数的大小。
  2. 2421BCD码也是一种有权码,它的另两个特点是:

    • 编码方案不唯一(如十进制数“5”可以编码为“1011”或“0101”)

    • 0-9、1-8、2-7等数字编码互为按位取反结果,这有助于十进制的运算简化;

  3. 余3码被看成4位二进制数时,则它的数值要比它所表示的十进制数码多3。

    • 如果将两个余3码相加,所得的和将比十进制数和所对应的二进制数多6
    • 因此,在用余3码作十进制加法运算时,若两数之和为10,正好等于二进制数的16,于是从高位自动产生进位信号。
  4. 余3循环码是一种无权码,其特点是:

    • 每两个相邻编码之间只有一位码元不同。这一特点使数据在形成和传输时不易出现错误

二、逻辑代数中的基本运算

描述客观事物逻辑关系的数学方法,称为布尔代数。由于布尔代数被广泛应用于解决开关电路和数字逻辑电路的分析与设计上,所以也把布尔代数叫做逻辑代数或开关代数

​ 逻辑代数中也用字母表示变量,称为逻辑变量。在二值逻辑中,每个逻辑变量的值只有“1”和“0”两种。它们不再表示数量的大小,只代表两种不同的逻辑状态。

​ 逻辑代数的基本运算:与、或、非三种。

与门

image-20220313160147468

或门

image-20220313160215237

非门

image-20220313160243038

与非门

image-20220313160423517

或非门

image-20220313160446917

与或非门

image-20220313160517244

异或门

image-20220313160555487

同或门

image-20220313160622010

三、基本和常用公式

3.1 基本公式

image-20220313160855649

image-20220313160909756

image-20220313160932993

image-20220313161050757

image-20220313161113318

image-20220313161129341

3.2 常用公式

image-20220313161401736

image-20220313161509502

image-20220313161607743

image-20220313161731066

image-20220313161748944

四、基本定理

4.1 代入定理

image-20220313161933182

4.2 反演定理

image-20220313161953645

4.3 对偶定理

image-20220313162014597

五、逻辑函数及其表示方法

5.1 逻辑函数

​ 如果以逻辑变量作为输入,以运算结果作为输出,那么当输入变量的取值确定之后,输出的取值便随之确定。因此,输出和输入之间是一种函数关系,这种函数关系称为逻辑函数**。**

5.2 逻辑函数的表示方法

逻辑函数的表示方法:

  逻辑状态表(真值表)、逻辑函数式、逻辑图和卡诺图。

image-20220313164554194

image-20220313164609942

说明:

1、逻辑图是根据逻辑式画出的逻辑电路。因为同一个逻辑函数可用不同的逻辑式表达,因此同一个逻辑函数的逻辑图是不唯一的。

2、逻辑函数的各种表达方法(逻辑状态表、逻辑式、逻辑图)之间可以互相转换

image-20220313164844228

image-20220313164902638

image-20220313164914100

image-20220313164930201

5.3 逻辑函数的两种标准形式

一、最小项和最大项

1、最小项

 在n变量逻辑函数中,若m为包含n个因子的乘积项,而且这n个变量均以原变量或反变量的形式在m中出现一次,则称<font color='cornflowerblue'>m为该组变量的最小项。n变量的最小项应有2n个</font>。

image-20220313165652470

最小项的性质:

  1. 在输入变量的任何取值下必有一个最小项,而且仅有一个最小项的值为1;

  2. 全体最小项之和为1;

  3. 任意两个最小项的乘积为0;

  4. 具有相邻性(两个最小项只有一个因子不同)的两个最小项之和可以合并成一项,并消去一对因子。

2、最大项

   在n变量逻辑函数中,若M为n个变量之和,而且这n个变量均以原变量或反变量的形式在M中出现一次,则称M为该组变量的最大项。 n变量的最大项应有2n个。<font color='cornflowerblue'>为了使用的方便,将最大项用M加上它对应的十进制数为下脚标的形式来编号。</font>

image-20220313165910139

最大项的性质:

  1. 在输入变量的任何取值下必有一个最大项,而且仅有一个最大项的值为0;

  2. 全体最大项之积为0;

  3. 任意两个最大项的之和为1;

  4. 具有相邻性(两个最大项只有一个因子不同)的两个最大项的乘积等于各相同变量之和。

image-20220313170013236

二、逻辑函数的最小项之和形式

​ 利用基本公式 A + A = 1 可以把任何一个逻辑函数化为最小项之和的标准形式。

image-20220313170048159

image-20220313170103750

三、逻辑函数的最大项之积形式

image-20220313170255510

六、公式化简法

image-20220313170433817

image-20220313170558996

image-20220313170622591

image-20220313170656853

image-20220313170714463

七、卡诺图化简法

image-20220313170959088

image-20220313171022518

image-20220313171040119

image-20220313171133167

7.1 卡诺图表示法

image-20220313171222195

image-20220313171234214

image-20220313171300768

7.2 化简逻辑函数

image-20220313171435674

image-20220313171755410

image-20220313171835706

image-20220313171851707

image-20220313171528503

image-20220313171551437

image-20220313171601633

本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

CH1-数字逻辑基础 的相关文章

  • Connections between cities 【HDU - 2874】【在线LCA算法】

    题目链接 昨天刚学了在线LCA 今天就来硬刚这道题还是花了一整天的时间 不过对于LCA却有了更多的理解 这道题在讲述不同根的做法上尤其是很好的 题目告诉我们有N个节点和M条边 以及C次询问 每次查询的是 L R 这两个节点间的距离 还是算得
  • AcWing 1055. 股票买卖 II

    输入样例1 6 7 1 5 3 6 4 输出样例1 7 输入样例2 5 1 2 3 4 5 输出样例2 4 输入样例3 5 7 6 4 3 1 输出样例3 0 样例解释 样例1 在第 2 天 股票价格 1 的时候买入 在第 3 天 股票价格
  • LeetCode-剑指 Offer II 114. 外星文字典,BFS 搜索算法及图的表示

    剑指 Offer II 114 外星文字典 现有一种使用英语字母的外星文语言 这门语言的字母顺序与英语顺序不同 给定一个字符串列表 words 作为这门语言的词典 words 中的字符串已经 按这门新语言的字母顺序进行了排序 请你根据该词典
  • hdu 2586 How far away ?

    Problem acm hdu edu cn showproblem php pid 2586 Meaning 给一棵 n 个点的树 和 n 1 条边的边权 多次询问树上两点的距离 Analysis 以任意顶点为根 DFS 预处理出所有结点
  • [STL]vector常见用法详解

    目录 引入 常见用法介绍 1 vector的定义 2 vector容器内元素的访问 3 vector常用函数实例解析 1 push back 2 pop back 3 size 4 clear 5 insert 6 erase vector
  • hdu 5756:Boss Bo

    题目链接如下 Problem 5756 先用dfs确定每个节点的序号编号 并且可以获得每个节点可以包括的子树节点区间范围 再用线段树建立一棵树 在第一次建立的时候我们记录每个节点的深度 然后再进行一次dfs 这次dfs用来更新以不同节点为根
  • Codeforces-1454E Number of Simple Paths(基环树-思维)

    题目大意 给你n个点 n条边 求图中简单路径的个数 题目思路 n个点n条边 那么图中一定有一个环 拿这个图来讲 我们将两点间的关系分为4种 1 两点都在环上 简单路径的个数为2 例如2与5 2 一个点在环上一个点不在环上 简单路径个数为2
  • 大学生团体天梯赛(第十届)

    题目地址 天梯赛 include
  • A*算法 解决(有环图)第k短路径长度(C++)

    算法竞赛 file author jUicE g2R qq 3406291309 彬 bin 必应 一个某双流一大学通信与信息专业大二在读 brief 一直在算法竞赛学习的路上 copyright 2023 9 COPYRIGHT 原创技术
  • 离散数学第一章总结

    离散数学第一章 1 公式类型 1 重言式 也是永真式 公式真值恒为1 2 矛盾式 永假式 真值恒为0 3 可满足式 不是矛盾式的就都是可满足式 重言式一定是可满足式 2 成真赋值与成假赋值 也叫成真指派与成假指派 一组原子的取值 真值指派
  • 数字系统的信息表示

    数字系统的信息表示 1 什么是信息 2 数字系统是如何表示一个连续值的信息 3 使用数字信号的优势 4 将模拟信号表示成数字信号形式过程 5 为什么数字系统要采用二进制 6 噪声容限 1 什么是信息 信息是对物质世界与人类社会中存在的各种各
  • [NOI 2015复习][BZOJ 1509][NOI 2003]逃学的小孩(树的直径)

    题目链接 http www lydsy com JudgeOnline problem php id 1509 题目大意 要从一棵树中找出三个点 X Y Z X Y Z 使得 min dis A C dis B C dis A B min
  • Two Arithmetic Progressions

    Two Arithmetic Progressions 题目链接 题意 思路 AC代码1 include
  • 1345:香甜的黄油(Dijkstra)---信息学奥赛一本通

    题目描述 农夫John发现做出全威斯康辛州最甜的黄油的方法 糖 把糖放在一片牧场上 他知道N 1 N 500 只奶牛会过来舔它 这样就能做出能卖好价钱的超甜黄油 当然 他将付出额外的费用在奶牛上 农夫John很狡猾 像以前的巴甫洛夫 他知道
  • hdu1827Summer Holiday【tarjan强连通分量解决最小联系费用】

    1A 撒花 这比买买买开心多了 思路 既然是强连通分量的题 很容易想到形成的东西是一坨一坨的 哈哈 然后如果某一坨入度为0 那么很不幸 这一坨只能直接被威士忌通知 至于具体通知这一坨中的哪一个 枚举一遍就知道了 最后把话费求和 感觉强连通分
  • 714阿里巴巴模拟面试

    介绍一下数据库分页 https www nowcoder com questionTerminal 3577280c810546658f06f19c01ff0345 给定一棵树 求出这棵树的直径 即两个节点距离的最大值 应该是左右子树遍历深
  • 图论--最近公共祖先LCA

    最近公共祖先LCA LCA Least Common Ancestors 即最近公共祖先 是指这样一个问题 在有根树中 找出某两个结点u和v最近的公共祖先 另一种说法 离树根最远的公共祖先 最近公共祖先是相对于两个节点来说的 一般来说 最近
  • 1600*B. pSort(并查集)

    解析 并查集 将能够交换的位置相连 查看对应的位置能够交换 include
  • 860.染色法判定二分图

    二分图是指一个图中的所有顶点可以分为两部分 并且每条边连接的是属于不同部分的两个顶点 include
  • 860.染色法判定二分图

    二分图是指一个图中的所有顶点可以分为两部分 并且每条边连接的是属于不同部分的两个顶点 include

随机推荐

  • vue如何获取当前路径url及参数

    有时候开发需要获取当前url的参数 完整url可以用 window location href 路由路径可以用 this route path 路由路径参数 this route params params是参数名称 this route
  • Django-模型层(单表操作)

    目录 1 ORM简介 2 单表操作 2 1创建表 2 2添加表纪录 2 3查询表纪录 2 4删除表纪录 2 5修改表纪录 1 ORM简介 MVC或者MVC框架中包括一个重要的部分 就是ORM 它实现了数据模型与数据库的解耦 即数据模型的设计
  • 2019 前端框架对比及评测

    Jacek Schae 原作 授权 LeanCloud 翻译 我们将基于 RealWorld 示例应用对比前端框架 RealWorld 示例应用的特点 RealWorld 应用 比待办事项类应用更复杂 通常待办事项类应用不足以传达足够多的知
  • 最详细的Python接单思路和方法

    首先讲下python爬虫怎么接单挣钱 Python爬虫挣钱方法大致如下 有些需要的技术并不难 这种大部分都可以做 有些可能对技术要求比较高 门槛相对就高一点 爬虫技术挣钱方法1 接外包爬虫项目 这是网络爬虫最通常的的挣钱方式 通过外包网站
  • LeetCode-环形链表-简单

    标题 141环形链表 简单 题目 给你一个链表的头节点 head 判断链表中是否有环 如果链表中有某个节点 可以通过连续跟踪 next 指针再次到达 则链表中存在环 为了表示给定链表中的环 评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链
  • IDEA中配置Maven常见问题每次都需要更改setting设置,否则使用默认Maven,完美解决Maven的配置问题!

    废话不说 直接上图 你是否也遇到这种情况呢 创建maven无模板项目时 maven总是idea自带 如何解决呢 点开系统setting 1 取消默认打开上一次项目 2 重启IDEA 在全局设置就可以了 完美解决 创作不易 问题解决的给个鼓励
  • 520,我会处理回文数了,你会了么?(dp+中心扩散)

    给定一个字符串 s 找到 s 中最长的回文子串 你可以假设 s 的最大长度为 1000 示例 1 输入 babad 输出 bab 注意 aba 也是一个有效答案 示例 2 输入 cbbd 输出 bb 方法一 暴力匹配 Brute Force
  • git commit-m 与 git commit -a -m

    转自 https segmentfault com q 1010000005900988 字面解释的话 git commit m用于提交暂存区的文件 git commit am用于提交跟踪过的文件 要理解它们的区别 首先要明白git的文件状
  • python二级第一套答案

    python二级第一套答案 46 考生文件夹下存在3个Python源文件 分别对应3个问题 1个文本文件 作为本题目输入数据 请按照源文件内部说明修改代码 实现以下功能 命运 是著名科幻作家倪匡的作品 这里给出 命运 的一个网络版本文件 文
  • 华为笔记本转轴坏了修复指南记录

    华为笔记本转轴坏了修复指南记录 前言 记录一下 华为笔记本MeteBookD MRC W50 转轴破裂导致屏幕翻盖时 转轴出开裂 记录维修全过程 由于之前电脑坏掉的图片找不到了 我这里就先大致描述一下吧 看下图 上面我就是简单的描述了一些我
  • 行列式的英文翻译

    行列式的英文翻译 行列式的英文翻译是 determinant 行列式的英文定义为 从定义可以看出 只有方阵才会有行列式的定义
  • applicationContext.xml文件如何调用外部properties等配置文件

  • 记一次计算机20春招的过程

    今年秋招没有参加 因为考研 等到考研成绩出来 发现无缘复试 便开始准备春招 基本是从2月初就开始准备了 刚开始没有确定企业类型 胡乱投了一下 有百度大厂等 最后还是决定投银行 对于女生来说 还是比较稳定 主要投了中信银行 上海银行 苏州银行
  • C++继承和多态

    C 继承和多态 继承 继承的本质 代码的复用 在基类中给所有派生类提供统一的虚函数接口 让派生类进行重写 然后就可以使用多态了 类和类的关系 a part of 一部分关系 继承 a kind of 一种的关系 继承引入了一些概念 基类 父
  • es6~解构赋值

    ES6允许按照一定模式 从数组和对象中提取值 对变量进行赋值 这被称为解构 以前 为变量赋值 只能直接指定值 let a 1 let b 2 let c 3 ES6 允许写成下面这样 let a b c 1 2 3 上面代码表示 可以从数组
  • 微信小程序实现附件(图片/视频)上传及附件(图片/视频)预览

    微信小程序的图片 视频上传功能 小程序官网是提供了相关的API语法 本例使用了 wx chooseMedia 选择或拍摄图片 视频附件 通过 wx uploadFile 方法上传至服务器 在需要的地方将服务器存储的附件地址查询出来提供展示预
  • 分糖果(c++)

    传送门 这道题真是简单到不能再简单 思路 判断L n是否小于R N 如果是 输出n 1 最大余数 否则输出R N 余数尽量大 因为L N R N 且L lt R 本题代码最多10行 include
  • MSVCRTD.lib(crtexew.obj) : error LNK2019: 无法解析的外部符号 _WinMain@16,该符号在函数 ___tmainC

    一 问题描述 MSVCRTD lib crtexew obj error LNK2019 无法解析的外部符号 WinMain 16 该符号在函数 tmainCRTStartup 中被引用 Debug jk exe fatal error L
  • 两个C++编译异常及解决方法-does not name a type和field `XX' has incomplete type

    两个C 编译错误及解决办法 does not name a type和field XX has incomplete type 编译错误一 XX does not name a type 编译错误二 field XX has incompl
  • CH1-数字逻辑基础

    文章目录 一 数制和码制 1 1 数字量和模拟量 1 2 数制和码制 一 数制 二 数制转换 三 码制 二 逻辑代数中的基本运算 与门 或门 非门 与非门 或非门 与或非门 异或门 同或门 三 基本和常用公式 3 1 基本公式 3 2 常用