數字電路是什么?
數字電路不同與模擬電路的連續信號,它是離散信號,在使用中只有兩種波形,一種是高的,一種是低的。它具有邏輯運算和邏輯處理功能,所以又被叫做數字邏輯電路。
數字電路在使用中是利用電源電壓的高電平和低電平來分別表示0和1,從而實現信息的表達。
不同于生活中使用的數字0123456789,在電子硬件中最常使用的是2進制和16進制,而數字電路中采用的就是二進制。
二進制中一個字節(byte)通常由8個數據位(binary digit)組成,數據位簡寫為bit。因為都是首字母b開頭,所以為了便于區分,byte用B表示,bit用b表示。
反碼與補碼
了解數字電路,那就必須得知道反碼與補碼,這是基本中的基本。
對于正數,它的反碼就是它的原碼,若為負數,它的反碼就是將原碼中除符號位以外的所有數取反。
補碼是在反碼的基礎上得到的,對于正數,它的補碼就是原碼,對于負數,它的補碼是在反碼的基礎上加1(二進制的1)
數字電路中簡化了對于內部原理的理解,所以很多功能直接表現理解就可以,而不需要知道內部是怎么設計的,它有三個基本門電路,與或非,通過基本門電路又可以組合成更多樣的CMOS基本邏輯門電路。
從此衍生的還有其他的如存儲元件鎖存器,它具有像閂鎖一樣鎖住使數據維持的特性。特性圖如下:
更復雜的D鎖存器:
另外邏輯電路也分為兩個種類,組合邏輯電路和時序邏輯電路。
組合邏輯電路指的是輸出值僅僅由輸入信號的狀態決定的電路,與時間無關,不依賴過去的輸入進行判斷,所以從電路組成上看,它只會有門電路,而沒有存儲元件。
時序邏輯電路和名字一樣,會和時間有關,它的輸出值同時依賴現在和過去輸入信號,所以從電路組成上看,它會包含門電路以及存儲電路。
時序邏輯電路工作作用時,輸出狀態必須反饋到輸入端,和輸入信號共同決定整個組合邏輯的輸出,相對來說會更復雜。
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