《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課件10實踐任務(wù)3.1

實踐任務(wù)3.1設(shè)計八位二進(jìn)制數(shù)的反相器PART01學(xué)習(xí)目標(biāo)PART02任務(wù)描述PART03知識鏈接PART04實踐準(zhǔn)備PART05工作計劃PART06任務(wù)實施PART07學(xué)習(xí)評價目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價學(xué)習(xí)目標(biāo)(1)掌握二進(jìn)制概念；(3)掌握邏輯代數(shù)的布

爾運(yùn)算；(4)掌握邏輯電路的布

爾分析。(2)掌握門電路概念；學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價在數(shù)字電路中，會在很多種場合用到反相器，例如在數(shù)字電路中常常需要求某個二進(jìn)制數(shù)的反碼，此時就需要一個求反碼的數(shù)字電路，又因為數(shù)字電路中處理的一般都是8位、16位、32位或64位的二進(jìn)制數(shù)，所以本次實踐的內(nèi)容就是設(shè)計8位二進(jìn)制反相器實現(xiàn)8位二進(jìn)制數(shù)取反碼的功能。在完成任務(wù)的過程中，進(jìn)一步熟悉二進(jìn)制概念，掌握門電路，了解邏輯代數(shù)布爾運(yùn)算和邏輯電路布爾分析的相應(yīng)知識。關(guān)鍵字：反相器反碼二進(jìn)制數(shù)反相器反碼二進(jìn)制數(shù)設(shè)計8位二進(jìn)制反相器實現(xiàn)8位二進(jìn)制數(shù)取反碼學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價①二進(jìn)制概念②門電路概念③邏輯代數(shù)的布爾運(yùn)算④邏輯電路的布爾分析學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價①二進(jìn)制概念二進(jìn)制(binary)在數(shù)學(xué)和數(shù)字電路中指以2為基數(shù)的記數(shù)系統(tǒng)，以2為基數(shù)代表系統(tǒng)是二進(jìn)位制的。這一系統(tǒng)中，通常用兩個不同的符號0(代表零)和1(代表一)來表示。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價①二進(jìn)制概念數(shù)字電子電路中，邏輯門的實現(xiàn)直接應(yīng)用了二進(jìn)制，因此現(xiàn)代的計算機(jī)和依賴計算機(jī)的設(shè)備里都用到二進(jìn)制。每個數(shù)字稱為一個比特(Bit，Binarydigit的縮寫)。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價ABY備注0000

0=00100

1=01001

0=01111

1=1與門邏輯符號與邏輯燈控電路2輸入與門真值表②門電路概念開關(guān)斷開表示“0”；開關(guān)閉合表示“1”；燈亮表示“1”；燈滅表示“0”學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價2輸入或門真值表或門邏輯符號或邏輯燈控電路ABY備注0000+0=00110+1=11011+0=11111+1=1②門電路概念開關(guān)斷開表示“0”；開關(guān)閉合表示“1”；燈亮表示“1”；燈滅表示“0”開關(guān)斷開表示“0”；開關(guān)閉合表示“1”；燈亮表示“1”；燈滅表示“0”學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價②門電路概念非門真值表非門邏輯符號非邏輯燈控電路AY備注0110學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價③邏輯代數(shù)的布爾運(yùn)算在數(shù)字電路中，信號的取值都具有二值性。信號狀態(tài)是兩種對立的邏輯狀態(tài)，這種二值變量稱為邏輯變量。用來表示條件的邏輯變量為輸入變量(如A、B、C、…)；用來表示結(jié)果的為輸出變量(如Y、F、L、…)。字母上無反號的叫原變量(如A)，有反號的叫反變量(如???)。在布爾運(yùn)算中邏輯變量用“0”、“1”表示。布爾運(yùn)算基本法則序號法則序號法則序號法則159261037114812學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價④邏輯電路的布爾分析任何邏輯電路都由輸入和輸出組成：若以邏輯變量作為輸入，以運(yùn)算結(jié)果作為輸出，那輸入的邏輯值確定了，輸出的值也隨之而定；只要描述好輸入變量和輸出結(jié)果之間的關(guān)系，也就相當(dāng)于描述好了邏輯電路。注意：這種輸入變量與輸出結(jié)果之間的這種函數(shù)關(guān)系稱為邏輯函數(shù)，可用下式來

表達(dá)：??=??（??，??，??，

）??就是輸出結(jié)果，??，??，??分別代表輸入變量，且??，??，??的取值只有0和1兩種狀態(tài)，??（）則描述的是輸入與輸出的函數(shù)關(guān)系。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價④邏輯電路的布爾分析案例面試投票系統(tǒng)：主裁判：A副裁判：B、C開關(guān)(A)開關(guān)(B)開關(guān)(C)燈(Y)邏輯功能面試規(guī)則：學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價④邏輯電路的布爾分析案例面試投票系統(tǒng)：當(dāng)裁判認(rèn)為面試人員合格就按上開關(guān)，不合格就不按；當(dāng)主裁判通過時，副裁判B和C當(dāng)中只要有一人及以上通過時，面試人員(Y)才能合格，否則就不合格；當(dāng)主裁判不通過時，無論副裁判B和C通不通過，面試人員(Y)都不合格。開關(guān)(A)開關(guān)(B)開關(guān)(C)燈(Y)邏輯功能面試規(guī)則：學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價④邏輯電路的布爾分析案例面試投票系統(tǒng)：邏輯功能面試規(guī)則：若以1表示關(guān)閉開關(guān)，0表示打開開關(guān)，1表示等亮，0表示等滅，A、B和C對應(yīng)開關(guān)(變量輸入)，Y代表燈(輸出)；則可以用邏輯函數(shù)來描述該電路的因果關(guān)系，邏輯函數(shù)式如下式所示：開關(guān)(A)開關(guān)(B)開關(guān)(C)燈(Y)??=??（??，??，??）=A（B+C）學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價二進(jìn)制數(shù)就是、用來表示數(shù)值，在數(shù)字電路中，處理的二進(jìn)制數(shù)一般是8位、16位、32位或64位。八位二進(jìn)制數(shù)的不同組合為00000000到11111111之間，是由8個二進(jìn)制數(shù)組合而成。10反相器是最簡單的門電路，它只有一個輸入端和一個輸出端，輸入和輸出都只有高電位和低電位(在數(shù)字電路中稱之為高電平和低電平)兩種相反的狀態(tài)。

如果高電平用“1”表示，低電平用“0”表示，反相器輸出與輸入之間特定的邏輯關(guān)系就是“輸入為1，則輸出為0；輸入為0，則輸出為1”，輸出總是輸入的否定，所以反相器稱為“非門”。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價

學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價工作組織因本任務(wù)相對簡單，因此以個人為單位，完成整個任務(wù)。工作方案制定項目具體實施步驟。工作用具準(zhǔn)備設(shè)計類任務(wù)，無需工具準(zhǔn)備。本任務(wù)要處理的是8位二進(jìn)制數(shù)。

10010011的反碼為01101100，或者如下所示：舉例學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價第一步確定二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，并舉例說明一個8位二進(jìn)制數(shù)的反碼是多少10010011反碼01101100學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價第二步確定需要用什么門電路來實現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)的取反碼功能反碼功能可以使用非門來實現(xiàn)。AY備注0110學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實踐準(zhǔn)備工作計劃任務(wù)實施學(xué)習(xí)評價第三步取8位二進(jìn)制數(shù)的反碼需要幾個相應(yīng)的門電