szdl-1-概述-电通.ppt

数字电路与逻辑设计 主讲教师 何惠1 1概述 关于数字电路数制码制二进制的数值运算原码 反码及补码 1 1 1关于数字电路 数字电路与模拟电路数字电路的分类和应用学习内容学习安排考核 1 1 1 1数字电路与模拟电路 如 正弦交流信号 电视 图象信号 声音 温度 压力等 如 产品统计 学生人数等 把模拟信号转换为电模拟量对其进行传递 加工和处理的工程系统 采用数字技术传递 加工和处理信息的工程系统 不失真放大 定量分析分立与集成并用三极管工作在放大区 能区分高低电平 采用集成电路三极管工作在截止区和饱和导通区 普通代数和频域分析 逻辑代数 1 1 1 2数字电路的分类与应用 分类 按组成结构分 按器件类型分 按逻辑功能特点分 应用 分立元件集成电路 小规模 SSI 中规模 MSI 大规模 LSI 超大规模 VLSI 双极性 DTL TTL 单极性 NMOS PMOS CMOS 组合逻辑电路时序逻辑电路 自动数字控制 数字化测量 电子计算机 数字通信 1 1 1 3学习内容 理论 掌握逻辑代数基本定律 逻辑运算 化简方法门电路 TTL门电路 CMOS门电路电气特性 功能描述组合逻辑电路 分析 设计 常用组合逻辑电路触发器 逻辑功能 RS JK T D触发器电路结构 锁存 电平触发 脉冲触发 边沿 基本 同步 主从 边沿 时序逻辑电路 分析 常用时序逻辑电路及应用 设计脉冲电路 波形的产生与整形电路 施密特触发器 单稳态触发器 多谐振荡器 数模和模数转换 DAC ADC半导体存储器和可编程逻辑器件 ROM RAM PLD 1 1 1 4学习安排 理论课实验课 独立实验课 作业答疑 1 1 1 5考核 平时成绩 10 30 作业 课堂练习等 独立认真完成 准时提交 实验成绩 独立成绩 考试成绩 90 70 闭卷 笔试 1 2数制 常用数制数制的转换二进制数的数值运算反码 补码和补码运算 1 2 1常用数制 定义 我们把多位数码中每一位的构成方法以及从低位向高位的进位规则称为数制 常用数制 十进制 二进制 八进制 十六进制数制的展开式 N 基数 KI 第i位的系数 Ni N进制第i位的权 DN 数值 n n位数码 i 0 n 1为整数 1 m为小数 十进制数二进制数八进制数十六进制数 数制 十进制 组成的数码 0 9共十个数码进位规则 逢十进一 数的展开式 例 二进制 组成的数码 0 1共2个数码进位规则 逢二进一 数的展开式 例 八进制 组成的数码 0 7共8个数码进位规则 逢八进一 数的展开式 例 十六进制 组成的数码 0 9 A B C D E F共16个数码 其中A 10 B 11 F 15 进位规则 逢十六进一 数的展开式 例 1 2 2数制的转换 十进制数转换成二进制数二进制数转换成十进制数八进制数转换成十进制数十六进制数转换成十进制数二进制数与八进制数 十六进制数十进制数转换成八进制数 十六进制数 十进制数转换成二进制数 整数部分的转换 方法一 除基取余法 即用二进制数的基数2去除十进制数整数 第一次所得的余数为目的数的最低位 把得到的商再除以该基数 所得的余数为目的数的次低位 依次类推 直至商为0 所得的余数为目的数的最高位 例 方法二 二进制位权法小数部分的转换 二进制位权法 1 28 10 16 8 4 11100 2 28 16 12 二进制位权对应值如下表所示 方法 将需转换的十进制数减去与其最接近的最大二进制权值 直至减完为止 对应有权值的位为1 反之为0 将其按位写出即为其对应的二进制值 举例 2 173 10 128 32 13 10101101 2 173 128 4545 32 13 3 216 10 128 64 16 8 11011000 2 216 128 8888 64 2424 16 8 小数部分的转换 数的展开式 若i 1 m时为小数部分的展开式 其中m为小数的位数 例 二进制数转换成十进制数 将二进制数按其位权展开后 用十进制加法求和 即可得到对应的十进制数 例 八进制数转换成十进制数 将八进制数按其位权展开后 用十进制加法求和 即可得到对应的十进制数 例 十六进制数转换成十进制数 将八进制数按其位权展开后 用十进制加法求和 即可得到对应的十进制数 例 二进制数与八进制数 十六进制数 二进制数与八进制数的相互转换3位二进制数可表示1位八进制数 若将二进制数转换为八进制数 只需从低位向高位每3位对应1位八进制数进行转换即可 反之亦然 例 二进制数与十六进制数的相互转换4位二进制数可表示1位十六进制数 若将二进制数转换为十六进制数 只需从低位向高位每4位对应1位十六进制数进行转换即可 反之亦然 例 十进制数转换成八进制数 十六进制数 方法一 除基取余法 用八 十六去除十进制数直至商为0时 各所得的余数按顺序从高到低排序即为八 十六进制数的数 方法二 将十进制数转换为二进制数 再将其转换为对应的八进制 十六进制数 二进制数的数值运算 加法 逢二进一 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 10 进位为1 减法 借一为二 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 借位为1 乘法 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1除法 除法是乘法的逆运算 如90 01011010 89 11011001 原码 反码和补码 原码 由二进制数的原数值部分和符号位组成 即 在二进制数的前面增加符号位 表示为 反码 表示为 如 1011010反码为 01011010 1011001反码为 10100101 补码和补码运算 补码 对于有效数字为n位的二进制数N 其补码为 当N为负数时 将N的数值位逐位求反得到反码 N 反 补码运算 5 00101 5 11011 补码相加代替减法运算 简化电路结构 补码运算的原理 10 5 510 7 12 5 舍弃进位 7 5 12产生进位的模称7是5对模数12的补码 舍弃进位时 减一个数可用加上它的补码来实现 二进制数的补码运算 1011 0111 0100 11 7 4 1011 1001 10100 0100 舍弃进位 11 9 16 4 0111 1001 241001 9 是0111 7 对模24 16 的补码 1 3码制 码制 用以表示事物的数码称为 代码 遵循一定的规则编制代码称为 码制 BCD代码将4位二进制数码表示1位十进制数的码制称为 二 十进制代码 简称BCD代码 其它码 几种常用的BCD代码 其它码 循环码 任意两个相邻的码之间只有一位数码不同的代码称循环码 四位格雷码编码表 美国信息交换标准代码 ASCII 用7位二进制