十六进制是以16为基数的计数体制,在十六进制中,每位有0,1,2,3,4,5,6,7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15)十六个不同的数码,它的进位进规律是逢十六进一,各位的权为16的幂。
4.4数字电路的数制应用场合
二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。计算机运算基础采用二进制。电脑的基础是二进制,电子计算机出现以后,使用电子管来表示十种状态过于复杂,所以所有的电子计算机中只有两种基本的状态,开和关。也就是说,电子管的两种状态决定了以电子管为基础的电子计算机采用二进制来表示数字和数据。这种通过不同的位置上面不同的符号表示数值的方法就是进制表示方法。一个字是电脑中的基本存储单元,根据计算长的不同,字具有不同的位数,现代电脑的字长一般是32位的,也就是说,一个字的位数是32。字节是8位的数据单元,一个字节可以表示0-255的数据。对于32位字长的现代电脑,一个字等于4个字节,对于早期的16位的电脑,一个字等于2个字节。八进制的数较二进制的数书写方便,常应用在电子计算机的计算中。十六进制常用在单片机的编程里。
数制应用领域范围之广,一时难以一一举例,未来的世界数字化,期待着。
5、逻辑运算的基本法则
逻辑运算的基本法则以及逻辑问题的描述方法
5.1逻辑运算法则
根据或运算、与运算和非运算等三种基本逻辑运算,可以推导出逻辑运算的一些法则,为逻辑代数的运算法则。
(1) 0·A=0 (2) 1·A=A (3) A·A=A ( 4) 0+A=A (5) 1+A=1 (6) A+A=A
(8) 与运算交换律 AB=BA(9)或运算交换律 A+B=B+A
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(10) 与运算满足结合律 ABC=(AB)C=A(BC) (11) 或运算满足结合律 A+B+C=(A+B)+C=A+(B+C)
5.2逻辑问题的描述方法
表示一个逻辑函数有多种方法,常用的有:真值表、逻辑函数式、逻辑图、卡诺图4种。它们各有特点,又相互联系,还可以相互转换,现介绍如下。 1.真值表
真值表是根据给定的逻辑问题,把输入逻辑变量各种可能取值的组合和对应的输出函数值排列成的表格。它表示了逻辑函数与逻辑变量各种取值之间的一一对应关系。逻辑真值表具有唯一性。 2.逻辑函数式
逻辑函数式是用与、或、非等基本逻辑运算来表示输入变量和输出变量函数间的之间关系的逻辑函数式。由真值表写出的逻辑式是标准的与—或逻辑式。写标准与—或逻辑式的方法是:(1)把任意一组变量取值中的1代以原变量,0代以反变量,由此得到一组变量的与组合,如A、B、C三个变量的取值为101时,则代换后得到的变量与组合为ABC。(2) 把逻辑函数值为1所对应的各变量的与组合进行逻辑加,便得到标准的与—或逻辑式。 3.逻辑图
逻辑图是用基本逻辑门和复合逻辑门的逻辑符号组成的对应于某一逻辑功能的电路图。根据逻辑电路图函数式画逻辑图时,只要把逻辑函数运算用相应门电路的逻辑符号代替,就可画出和逻辑函数相对应的逻辑图。 4.卡诺图
卡诺图是图形化的真值表。一个逻辑函数的卡诺图就是将此函数的最小项表达式中的各最小项相应地填入一个方格图内,此方格图称为卡诺图。 卡诺图的构造特点使卡诺图具有一个重要性质:可以从图形上直观地找出相邻最小项。两个相邻最小项可以合并为一个与项并消去一个变量。
用卡诺图化简逻辑函数的基本原理就是把上述逻辑依据和图形特征结合起来,通过把卡诺图上表征相邻最小项的相邻小方格“圈”在一起进行合并,达到用一个简单“与”项代替若干最小项的目的。在数字电路中经常使用。
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6、设计方案 6.1、设计思路
数字秒表具有操作方便、使用简单、计数精准等使用优点,在日常生活
中的到了广泛认可和使用。设计一个简单有效的数字秒表势在必行。
数字秒表的设计可以有2种思路,1、单片机(8051等),通过控制开关
控制单片机译码输出,在数码管上输出;2、中规模集成芯片设计。出于成本和设计复杂程度等方面综合考虑,先用第二种方案设计。
本设计中CP脉冲采用555多谐振荡方波脉冲,频率为100Hz。如果需要
更精确的计数条件,可以选择石英晶振输入。主计时电路采用6片CT74LS160构成的同步清零计数器,毫秒计数级为100进制,即毫秒计数100次向上进1,依此类推,秒计数为60进制,分计数为60进制。输出为6片7448芯片匹配6枚共阴极数码管。其中最小计时精度为0.01S(即10mS),能满足一般的计时场合使用。最大计时时长为59分59秒99,超过1小时重新从0开始计数。暂停功能采用阻断CP脉冲输入设置,具有较高的优先级。清零功能用与非门并联计数器同步清零(清零时控制脉冲为高,计数器内部清零脉冲为无效的高状态,计数器被强制清零),由点触式开关控制,在任意时间可以使用(不管暂停与否)。
6.2、主计数级设计原理
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6.3、硬件电路原理图
本实验采用芯片CT74LS160,7448,555,2与非门等元件
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上图为一个100进制计数器原理图,采用石英晶振仿真(由于仿真软件运行速度有限,采用石英晶振或CLK信号源),由开关控制CP的输入,实现暂停。由点触式开关清零(正常工作时开关接高,清零时接地),在计数的任意时刻均有效。
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