数字电子技术chp1-1.ppt

数字电子技术,课程共64学时,实验课单独开设,本课程是一门技术基础课程，为学习后续课程（微机原理、EDA）提供必要的基础知识和相应的工具手段。,自我介绍,姓名：于晓宝 单位：生物医学工程学院电子技术系 地址：生命科学楼6-3-16 Tel： 61648283(o) 61647657(h) E_mail： 希望： 师生互动，营造一个轻松愉快的学习氛围！,第一章 数制和码制,主要内容 概述 几种常见的数制 不同数制间的转换 二进制算术运算 几种常用的编码,1.1 概述,数字量和模拟量 数字量：变化在时间上和数量上都是不连续的。（存在一个最小数量单位） 模拟量：在时间上或数值上连续的物理量。 数字电路和模拟电路：工作信号，研究的对象，分析/设计方法以及所用的数学工具都有显著的不同,数字信号（Digital Signals） 非连续的（离散的） 时间上的离散 变量只在某些时刻有定义 量上的离散 变量只能是有限集合的一个值 例如，开关状态，数字表盘的读数 优点 便于计算机处理 精度高、抗干扰能力强 容易实现存储设备,模拟信号（Analog Signals） 连续的 时间上的连续 任意时刻有一个相对的值 量上的连续 变量任意时刻可以是在一定范围内的任意值 例如：电压，电流，温度，亮度，颜色 优点：用精确的值表示事物 缺点: 很难度量 容易受噪声的干扰 难以保存,疯狂的数字 音乐：CD, MP3,MP4 电影：MPEG, RM, RMVB,DVD 数字电视 数码相机 数字摄影机 手机 数字电路在日常生活、自动控制、测量仪器、通信等领域得到广泛应用。,数字电路与模拟电路分析方法不同 在模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态。 研究模拟电路时，我们注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。典型的模拟电路包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。,数字电路与模拟电路分析方法不同 在数字电路中，晶体管工作在开关状态下，即工作在饱和导通或截止状态。 研究数字电路时注重电路的输入、输出信号之间的逻辑关系，因此不能采用模拟电路的分析方法。主要分析工具是逻辑代数，电路的功能用逻辑真值表、逻辑函数式或波形图等表示。,数制,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。 不同的数码用来表示数量的不同大小。 数码间可以进行算术运算。,码制,人们为了区分不同的事物，将每一个事物用一组代码表示，相应的编码规则称为码制。 代码只是用来区分不同的事物，已失去表示数量大小的含义。,1. 2 几种常用的数制,数制： 每一位的构成方法 从低位向高位的进位规则 常用到的： 十进制，二进制，八进制，十六进制,十进制，二进制，八进制，十六进制,逢二进一,逢八进一,逢十进一,逢十六进一,不同进制数的对照表,1.3 不同数制间的转换,一、二十转换 例：,二、十二转换,整数部分: 例：,二、十二转换,小数部分: 例：,三、二十六转换,例：将(01011110.10110010)2化为十六进制,四、十六二转换,例：将(8FAC6)16化为二进制,五、八进制数与二进制数的转换,例：将(011110.010111)2化为八进制,例：将(52.43)8化为二进制,六、十六进制数与十进制数的转换,十六进制转换为十进制,十进制转换为十六进制：通过二进制转化,1.4 二进制数算术运算,1.4.1 二进制算术运算的特点 算术运算：1：和十进制算数运算的规则相同 2：逢二进一 特 点：加、减、乘、除 全部可以用移位和相 加这两种操作实现。简化了电路结构,数字电路中普遍采用二进制算数运算,1.4 二进制算术运算,1.4.2 反码、补码和补码运算 原码的概念 在数字电路中，有时以最高位作为符号位，正数为0，负数为1。用这种方式表示的数码称为原码。 如 +89 = （0 1011001） -89 = （1 1011001）,10 5 = 5 10 + 7 12= 5 （舍弃进位） 7+5=12 产生进位的模 7是-5对模数12的补码,1011 0111 = 0100 （11 - 7 = 4） 1011 + 1001 = 10100 =0100（舍弃进位） （11 + 916 = 4） 0111 + 1001 =24 1001是- 0111对模24 （16） 的补码,二进制数的补码：,最高位为符号位（0为正，1为负） 正数的补码和它的原码相同 负数的补码 = 数值位逐位求反(反码) + 1 如 +5 = （0 0101） -5 = （1 1011） 通过补码，将减一个数用加上该数的补码来实现,两个补码表示的二进制数相加时的符号位讨论,例：用二进制补码运算求出 1310 、1310 、1310 、1310,结论：将两个加数的符号位和来自最高位数字位的进位相加，结果就是和的符号,解：,关于原码、反码、补码的几点结论,最高位为符号位，正数为0，负数为l； 对于正数而言： 原码反码补码； 负数的反码原码除符号位外各位取反； 负数的补码反码1。,1.5 几种常用的编码,一、十进制代码 几种常用的十进制代码,1.5 十进制数的BCD码表示方法,【例1-10】 求出十进制数972.6510的8421 BCD码。 解：将十进制数的每一位转换为其相应的4位BCD码。 那么十进制数972.65就等于： 8421 BCD码： 1001 0111 0010.0110 01018421BCD，即 972.6510 = 100101110010.011001018421BCD,十进制 9 7 2 . 6 5,二、格雷码,特点：1.每一位的状态变化都按一定的顺序循环。 2.编码顺序依次变化，按表中顺序变化时，相邻代码只有一位改变状态。 应用：减少过渡噪声,格雷码, 二进制码到格雷码的转换 （1）格雷码的最高位（最左边）与二进制码的最高位相同。 （2）从左到右，逐一将二进制码的两个相邻位相加，作为格雷码的下一位（舍去进位）。 （3）格雷码和二进制码的位数始终相同。 格雷码到二进制码的转换 （1）二进制码的最高位（最左边）与格雷码的最高位相同。 （2）将产生的每个二进制码位加上下一相邻位置的格雷码位，作为二进制码的下一位（舍去进位）。,【例1-8】 把二进制数1001转换成格雷码。 解：,二进制数到格雷码的转换,【例1-9】 把格雷码0111转换成二进制数。 解：,格雷码到二进制数的转换,三、美国信息交换标准代码（ASC）,ASC是一组七位二进制代码，共128个 应用：计算机和通