数字逻辑运算
在数字电子技术领域，执行许多数字逻辑运算，这些运算被视为基本构建块。所有数字逻辑运算都基于二进制数字系统和布尔代数，其中数据和信息以二进制 0 和 1 的形式表示。数字逻辑运算用于操纵二进制数字以执行各种任务。
在本章中，我们将学习数字电子技术领域中常用的数字逻辑运算。以下是一些广泛使用的数字逻辑运算 −
- 算术运算
- 逻辑运算
- 编码和解码
- 多路复用和解复用
- 代码转换
- 比较
- 计数
- 数据存储
- 数据传输
让我们详细讨论这些数字逻辑运算及其应用。
数字电子中的算术运算
算术运算是基本的数学运算，如加法、减法、乘法、除法等。在数字电子技术中，这些算术运算是使用各种数字电路(如加法器、减法器、乘法器等)执行的。
在数字电子系统中，给定的数字首先转换为二进制格式，然后执行所需的运算执行。
算术运算是使用各种数字电子系统(如微处理器、计算器、微控制器等)执行的基本运算之一。
以下是数字系统执行的四个主要算术运算 −
加法
加法是通过使用称为加法器的数字逻辑电路执行的。它将两个数字相加并生成一个和和一个进位作为输出。例如，如果 8 和 5 是两个数字，则加法器将产生一个和项 3 和一个进位输出 1。
减法
算术运算减法是通过使用称为减法器的数字逻辑电路执行的。它执行两个数字的减法并产生一个差项和一个借位项作为输出。
乘法
用于执行两个数字乘法的数字电路称为乘法器。它将给定的数字相乘并生成一个乘积项作为输出。
除法
两个数字的除法运算是通过使用称为除法器的数字电路执行的。它执行两个数字的除法并生成一个商项和余项作为输出。
数字电子技术中的逻辑运算
逻辑运算用于比较两个输入参数以做出决策。数字系统中常用的逻辑运算是 OR、AND、NOT、NAND、NOR、XOR 和 XNOR。所有这些逻辑运算都用于操纵二进制数据以在数字系统中做出关键决策。
逻辑运算广泛用于在编程中开发算法和条件语句。
以下是数字电子技术中常用的逻辑运算 −
AND
它是使用称为 AND 门的数字电路执行的基本逻辑运算。在 AND 运算中，只有当所有输入都为真时，输出才为真。
OR
OR 是数字电子技术中的另一个基本逻辑运算。它通过使用称为 OR 门的数字逻辑电路来执行。如果任何输入为真，它就会产生真输出。
NOT
NOT 是通过使用称为 NOT 门或反相器的电路来执行的数字逻辑运算。它也称为反相运算。它生成输入的补码。
NAND
NAND 是 AND 和 NOT 运算的组合。它通过使用称为 NAND 门的数字电路来执行。只有当所有输入都为真时，NAND 门的输出才为假。
NOR
此逻辑运算是 OR 和 NOT 运算的组合。它通过使用称为 NOR 门的数字电路来执行。在 NOR 运算的情况下，如果任何输入为真，则输出为假。
XOR
逻辑运算 XOR 或排他或通过使用称为 XOR 门的数字逻辑电路来执行。在 XOR 运算的情况下，如果真实输入的数量为奇数，则输出为真。
XNOR
逻辑运算 XNOR 是 XOR 和 NOT 运算的组合。它通过使用称为 XNOR 门的数字逻辑电路来执行。对于 XNOR 门，如果所有输入均为真或假，则输出为真。
数字电子中的编码和解码
在数字电子中，编码是一种数字逻辑运算，用于将熟悉的数字或符号转换为编码格式。一种称为编码器的数字电路用于执行编码，其中编码器接收数字、字母和符号并将它们转换为各自的二进制代码。
另一方面，解码是编码的逆操作。它通过使用称为解码器的数字逻辑电路来执行。解码是一种数字逻辑操作，涉及将二进制编码信息转换为其他格式，如十进制、八进制、十六进制、字母或符号。
编码和解码都用于数字通信、纠错、数据压缩等。
数字电子中的多路复用和解复用
多路复用是一种数字逻辑操作，它将多个信号组合成一个信号。因此，它也被称为数据共享或选择。一种称为多路复用器的数字电路用于执行多路复用。多路复用涉及将信息从多条输入线按特定顺序切换到一条输出线的过程。
解复用是多路复用的逆过程。在解复用的情况下，信息从一条输入线切换到多条输出线。用于执行解复用的数字电路称为解复用器。
复用和解复用是通信信道优化中广泛使用的两个数字逻辑操作。
数字电子技术中的代码转换
代码转换是一种数字逻辑操作，涉及将一种形式的编码信息转换为另一种形式。它是通过使用称为代码转换器的数字电路来执行的。
代码转换是不同数字系统之间接口的基本操作。代码转换器的一些常见示例是 BCD 到 XS-3 转换器、XS-3 到格雷转换器等。
数字电子技术中的比较操作
比较是使用称为比较器的数字电路执行的数字逻辑操作。比较器比较两个量并生成一个输出信号，指示两个输入量是否相等。
数字电子器件中的计数操作
计数是使用称为计数器的数字电路执行的数字逻辑操作。它涉及对二进制数的增加或减少进行计数。
计数操作在各种数字设备(如内存、计时器、数字时钟、微处理器等)中起着至关重要的作用。它用于控制数字系统中的操作顺序。
数字电子器件中的数据存储
数据存储是数字系统中的一项基本操作。它涉及存储和检索存储在存储设备中的数字数据和信息。数据存储可以使用各种数字存储设备(如触发器、寄存器、存储单元等)执行。
数字电子器件中的数据传输
数据传输是一种数字逻辑操作，其中二进制数据在数字系统中的一个点到另一个点传输。在数字电子技术中，数据传输可以通过有线或无线信道进行。
数据传输是数字通信中的一项基本操作，其中数据在系统的不同组件之间交换。
结论
总之，数字逻辑操作用于操纵二进制数据以执行各种操作。它们被视为数字系统(如微处理器、微控制器、存储设备、通信系统等)的基本构建块。因此，了解数字逻辑操作对于设计可靠的数字系统和了解其行为至关重要。
在本章中，我们介绍了所有必要的数字逻辑操作及其应用。在下一章中，我们将学习数字系统的优势和局限性。
