哈工大数电课件

数字电子技术,前言,1.学习目的(专业基础课),学习微机原理、接口技术等计算机专业课程的基础;,具备查阅手册合理选用中、小规模数字集成电路组件及分析和设计数字电路的能力的能力;,为学习更复杂的数字电路奠定基础，例如，PLC、DSP、单片机等等.,2.主要学习内容：,数字系统及逻辑代数的基本理论(第一、二章),门电路(第三章),组合逻辑电路(第四章),时序逻辑电路(第五、六章),脉冲波形的产生和整形(第七章),半导体存储器及可编程逻辑器件(第八章),数-模及模-数转换(第九章),2.主要学习内容：,数字系统及逻辑代数的基本理论(第一、二章),门电路(第三章),组合逻辑电路(第四章),时序逻辑电路(第五、六章),脉冲波形的产生和整形(第七章),半导体存储器及可编程逻辑器件(第八章),数-模及模-数转换(第八章),教材：阎石数字电子技术基础(第五版)参考书：康华光电子技术基础(数字部分)宋学君数字电子技术(第二版)J.M.Yrbrough著，李书浩等译，数字逻辑应用与设计(第一版),3.参考资料,4.考核标准,硬件实验：H301另：习题册、实验指导书、实验报告纸等H412,平时成绩20%：实验、作业及出勤情况；,考试成绩80%：结课考试。,1.1数字系统基本概念1.2数制及数制转换1.3码制,第一章绪论,变化在时间和数值上是连续的。,1.何为数字电路？,1.1数字系统基本概念,模拟信号：,模拟电路：处理模拟信号的电路。,变化在时间和数值上是不连续的，离散的。,数字电路：处理数字信号的电路。,数字信号：,2.数字电路的特点,数字电路中，数字信号常用二值信号“0”和“1”表示。,数字电路处理能力强，不仅可以实现各种代数运算，还能实现逻辑运算。,数字电路抗干扰能力强，可靠性高，具有较高的精度。,数字电路更易于长期存储、保密、压缩、传输和再现。,数字通讯利用0和1编成各种代码，分别代表不同的含义，用以实现信息传送,3.数字电路的应用,数字控制利用数字电路逻辑功能，设计出各种控制装置，实现对生产过程等的自动控制,数字测量显示十进制数、对测量结果进行分析处理,计算机技术渗透到国民经济、人民生活的一切领域，可以说与“数字”相关的事物代表着现代和先进,数字电视数字图书馆数字化部队.,十进制,进位规则：,数码：,第i位的“权/位权”:,基数：,(245.25)10=2102+4101+5100+210-1+510-2,1.2数制及数制转换,例1：,有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9共十个数码,逢十进一、借一当十(9+1=10),以10为基数,10i,1.2.1数制,进位规则：逢二进一、借一当二,数码：有0,1共2个数码,基数：以2为基数,二进制,例2:,第i位的“权/位权”:2i,(1110),二进制与十进制之间的对应关系：,二进制代数运算：,(1)10111+11010=?,(2)10011-1011=?,(3)1101110=？,(4)11001101=?,(123)O=182+281+380=(83)D,八进制,数码：有0,1,2,3,4,5,6,7共八个数码,进位规律：逢八进一、借一当八,基数：以8为基数,第i位的“权/位权”:8i,例3:,Octal,(7+1=10),(4E6)H=4162+E161+6160=(1250)D,十六进制,数码：有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A(10),B(11),C(12),D(13),E(14),F(15)共十六个数码,进位规律：逢十六进一、借一当十六,第i位的“权/位权”:16i,基数：以16为基数,例4:,Hexadecimal,(F+1=10),几种常用数制对照表,整数部分和小数部分分别转换,小数部分采用基值重复相乘取整数法,整数部分采用基值重复相除取余数法,2215,21071d0,2531d1,2261d2,2130d3,261d4,230d5,211,01d7,低位,高位,(215)D=(11010111)B,1.2.2数制转换,d6,例5:,(0.6875)D=(?)B,0.6875,2,1.3750,整数部分,1,0.375,2,0.750,0,1,0.75,2,1.50,1,转换结果为(0.675)D,=(0.1011)B,低位,高位,最后一组不足用0补！,将二进制整数从右向左每隔4位分为一组,将每组按二进制数向十六进制数转换的方法进行转换,整数,将二进制小数从左向右每隔4位分为一组,将每组按二进制数向十六进制数转换的方法进行转换,小数,二进制十六进制,例6：(1011110.1011001)B=(?)H,最后一组不足用0补！,(0101，1110.1011，0010)B,(5E.B2）H,十六进制二进制,将每位十六进制数转换为4位二进制数,0.B0.1011,例7:(0.B)H=(?)B,最后一组不足用0补！,将二进制整数从右向左每隔3位分为一组,将每组按二进制数向八进制数转换的方法进行转换,整数,将二进制小数从左向右每隔3位分为一组,将每组按二进制数向八进制数转换的方法进行转换,小数,二进制八进制,例8：(10110101)B=(?)O,010,110,101265,例9：(0.1011)B=(?)O,0.101,1000.54,最后一组不足用0补！,八进制二进制,将每位八进制数转换为3位二进制数,0.54,例10：(0.54)O=(?)B,0.101,100,任意数制之间的转换（除2、8、10、16进制以外的其它数制之间的转换。）,最好采用间接转换法，将原进制数转换为十进制数，再将十进制数转换为目的进制数,例11：将三进制数(121)3转换为五进制数。,第一步,将三进制数转换为十进制数:(121)3=132+231+130=(16)10按十进制数的权展开，相加。,第二步,再将十进制数转换为五进制数。(16)10=(31)5除5取其余数。,不同数制的“数”可以等效转换，二、八、十六进制数之间的转换非常容易。表示同一含义时，数制愈大，所需位数愈少，用二进制数表示时，位数最长。,(F)16=(15)10=(17)8=(120)3=(1111)2,结论：,编码:建立二进制代码与十进制数、字符、符号之间的一一对应关系。,如：BCD码用4位二进制数表示1位十进制数的编码。(BinaryCodedDecimalCodes),有权码（8421,2421,4221,5421）,1.3码制,代码:为了表示文字符号信息而采用的一定位数的二进制码。,二-十进制BCD码,无权码（余3码）,有权BCD码,余3码（无权码）,格雷码(任何两位相邻编码只有一位码元不同),01,01,2位格雷码：00、01、11、10,00011110,01,3位格雷码：000、001、011、010、110、111、101、100,图形表示蛇形（顺时针）,00011110,