第一章-数码和数制

数字电子技术基础（第五版）教学课件清华大学阎石,Email:shimin,Tel:88221035Address:南海楼719,1本门课程的重要性,1.重要的基础课；2.应用的广泛性,日常生活中的数字电路;3.和前续课程的关系，比如电路基础、模拟电路；4.和后续课程的关系,2学习要求,1.课堂纪律2.无期中考试，期末考试占70%3.随机提问,平时作业约占204.平时出勤约占10,3学习建议,1.预习，听课2.作业3.参考书4.动手实验，课外制作,第一章数制和码制,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：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,模拟信号：在时间上和数值上连续的信号。,数字信号：在时间上和数值上不连续的（即离散的）信号。,u,u,模拟信号波形,数字信号波形,t,t,对模拟信号进行传输、处理的电子线路称为模拟电路。,对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。,（1）工作信号是二进制的数字信号，在时间上和数值上是离散的（不连续），反映在电路上就是低电平和高电平两种状态（即0和1两个逻辑值）（2）在数字电路中，研究的主要问题是电路的逻辑功能，即输入信号的状态和输出信号的状态之间的关系。（3）对组成数字电路的元器件的精度要求不高，只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可。,数字电路的特点,数字电路和模拟电路的比较,（1）由于数字电路是以二值数字逻辑为基础的，只有0和1两个基本数字，易于用电路来实现（2）由数字电路组成的数字系统工作可靠，精度较高，抗干扰能力强。（3）数字电路不仅能完成数值运算，而且能进行逻辑判断和运算（4）数字信息便于长期保存（5）数字集成电路产品系列多、通用性强、成本低。,1.2几种常用的数制,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,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,所以数字电路中普遍采用二进制算数运算,1.4二进制数运算,1.4.2反码、补码和补码运算二进制数的正、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）如+89=（01011001）-89=（11011001）,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=（00101）-5=（11011）通过补码，将减一个数用加上该数的补码来实现,105=510+712=5（舍弃进位）7+5=12产生进位的模7是-5对模数12的补码,10110111=0100（11-7=4）1011+1001=10100=0100（舍弃进位）（11+916=4）0111+1001=240111是-1001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：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：,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,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,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：计算机和通讯领域,本章作业,1.(12.062)10转换为2进制，舍入误差2-8,2.(101110.0101)2转换为10进制,3.(623.77)8分别转换