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数字电子技术基本教程 教学课件清华大学王红陈莉平阎石 联系地址 清华大学自动化系邮政编码 100084电子信箱 wang hong 联系电话 010 62792973 第一章数制和码制 绪论 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 数字量以外的物理量 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 数字量和模拟量 电子电路的作用 处理信息模拟电路 用连续的模拟电压 电流值来表示信息 数字量和模拟量 电子电路的作用 处理信息数字电路 用一个离散的电压序列来表示信息 数字电路中0和1的表示方法 数字电路中采用二进制表示数量的大小 每一位只有1和0两种状态 正逻辑 高电平为1 低电平为0负逻辑 低电平为1 高电平为0 产生高 低电平的方法 通过控制半导体开关电路的开关状态实现 只需一个开关功率损耗较大 功耗为0比较理想 1 1数制 数制 每一位的构成 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 逢二进一 逢八进一 逢十进一 逢十六进一 1 1 1几种常用的数制十进制 二进制 八进制 十六进制 1 1 2不同数制间的转换 1 二 十转换例 2 十 二转换 整数部分 例 2 十 二转换 小数部分 例 3 二 十六转换 例 将 1001010 11 2化为十六进制数 4 十六 二转换 例 将 B5 C7 16化为二进制 5 十 十六及十六 十转换 例 将十进制数 215 10转换为等值的十六进制数首先需要把 215 10转换成等值的二进制数 然后将其转换为对应的十六进制数 1 2编码 1 2 1十进制代码几种常用的十进制代码 1 2 2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 1 2 3美国信息交换标准代码 美国信息交换标准代码 ASCII 是一组七位二进制代码 共128个应用 计算机和通讯领域 1 3二进制算术运算 当两个数码表示数量大小时 可进行加 减 乘 除等算术运算 当两个数表示不同事物或事物的不同状态时 可以进行逻辑运算 1 3 1两数绝对值之间的运算 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 所以数字电路中普遍采用二进制算数运算 1 正负数的表示方法二进制数的正 负号也是用0 1表示的 在定点运算中 最高位为符号位 0为正 1为负 这种表示方法称为二进制数的原码表示法 例如 53 0110101 53 1110101 1 3 2数字电路中正负数的表示法及补码运算 2 二进制补码运算 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 00101 5 11011 采用补码相加的方法实现带符号数的加法运算 11 5 611 7 12 6 舍弃进位 7 5 12产生进位的模7是 5对模数12的补码 1110 0110 1000 14 6 8 1110 1010 11000 1000 舍弃进位 14 10 16 8 0110 1010 241010是 0110对模24 16 的补码 两个补码表示的二进制数相加时的符号位讨论 例 试用二进制补码计算14 9 14 9 14 9 14 9 结论 将两个加数的符号位和数值部分产生的进位相加 得到的就是两个加数代数和的符号位 解 本章小结 本章介绍的内容 常用数制是十进制 二进制 十六进制 不同进制表示的数之间可以相互转换 为了便于信息交换 制定了一些通用的标准代码 数字电路中两种不同的运算 算术