电子技术应用课件 任务4.1.1 数字电路概述及数制

数字逻辑电路的认识模拟电路数字电路信号指时间上和数值上连续变化的信号。（如：正弦交流信号、电视、图象信号、声音、温度、压力等）时间和数值上不连续变化的离散信号。（如：产品统计、学生人数等）系统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对电路的要求不失真放大（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主要数学工具普通代数和频域分析逻辑代数1.模拟电路和数字电路的区别数字逻辑电路的认识4.1.1数字电路概述及数制

与模拟电路相比，数字电路主要有以下优点：（1）便于高度集成化。（2）工作可靠性高、抗干扰能力强。（3）数字信息便于长期保存。（4）数字集成电路产品系列多、通用性强、成本低。（5）保密性好。（6）具有智能化。（7）功耗低。数字电路的优点数字逻辑电路的认识2.数字信号和数字电路模拟信号：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。uu模拟信号波形数字信号波形tt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。数字逻辑电路的认识

逻辑——指事物的因果关系，或者说条件和结果的关系，这些因果关系可以用逻辑代数来描述。

逻辑变量——逻辑代数中的变量，代表各个事件。取值只有两种，即逻辑0和逻辑1，并不表示数量的大小，而是表示两种对立的逻辑状态。数字电路：处理数字信号的电子电路。（逻辑电路）数字逻辑电路的认识

研究对象:输出信号与输入信号之间的对应逻辑关系。分析工具:逻辑代数。输出信号:只有高电平和低电平两个取值。电子器件工作状态:导通(开)、截止(关)。

数字电路只有两种状态（有信号或无信号)，反映在电路上就是低电平和高电平两种状态。只要在工作时能够可靠地区分两种状态即可。对组成数字电路的元器件的精度要求不高，电路相对简单，适于集成化,可靠性高。数字逻辑电路的认识utOutO

脉冲信号：具有边沿陡峭,持续时间短暂、突变特点的信号。

常见矩形波和尖顶波。

数字电路工作信号是离散的脉冲信号。3.脉冲信号波形的主要参数数字逻辑电路的认识2）脉冲前沿t1─脉冲最先来到的一边，指脉冲的幅度由10%上升到90%所需的时间。1）脉冲幅度A─脉冲信号变化的最大值。3）脉冲后沿t2─脉冲结束时的一边，指脉冲的幅度由90%下降到10%所需要的时间。数字逻辑电路的认识4）脉冲宽度tp

─脉冲前沿幅度的50%到后沿幅度的50%所需要的时间，也称脉冲持续时间。5）脉冲周期T─周期性脉冲信号前后两次出现的时间间隔。6）脉冲频率f─单位时间内的脉冲数，与周期的关系为。数字逻辑电路的认识

脉冲信号又分为正脉冲和负脉冲，正脉冲的前沿是上升边，后沿是下降边，负脉冲正好相反。理想矩形脉冲如图所示。+3V0V正脉冲+3V0V负脉冲数字逻辑电路的认识

（1）进位制：表示数时，仅用一位数码往往不够用，必须用进位计数的方法组成多位数码。多位数码每一位的构成以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制，简称进位制。4.数制

（2）基数：进位制的基数，就是在该进位制中可能用到的数码个数。1）几个概念数字逻辑电路的认识

（3）位权（位的权数）：在某一进位制的数中，每一位的大小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数，这个固定的数就是这一位的权数。权数是一个幂。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为小数数值系数位权数字逻辑电路的认识数码为：0～9；基数是10。运算规律：逢十进一，即：9＋1＝10。1）十进制５５５５５×１０３＝５０００５×１０２＝５００５×１０１＝５０５×１００＝５＝５５５５103、102、101、100称为十进制的权。各数位的权是10的幂。同样的数码在不同的数位上代表的数值不同。＋

任意一个十进制数都可以表示为各个数位上的数码与其对应的权的乘积之和，称权展开式。即：(5555)10＝5×103

＋5×102＋5×101＋5×100又如：(209.04)10＝2×102

＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4×10－25.常用数制数字逻辑电路的认识2）二进制数码为：0、1；基数是2。运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。二进制数的权展开式：如：(101.01)2＝1×22

＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2

＝(5.25)10加法规则：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10乘法规则：0·0=0，0·1=0，1·0=0，1·1=1运算规则各数位的权是２的幂二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。数字逻辑电路的认识数码为：0～7；基数是8。运算规律：逢八进一，即：7＋1＝10。八进制数的权展开式：如：(207.04)10＝2×82

＋0×81＋7×80＋0×8－1＋4×8－2＝(135.0625)103）八进制各数位的权是8的幂数字逻辑电路的认识4）十六进制数码为：0～9、A～F；基数是16。运算规律：逢十六进一，即：F＋1＝10。十六进制数的权展开式：如：(D8.A)2＝13×161

＋8×160＋10×16－1＝(216.625)10各数位的权是16的幂数字逻辑电路的认识结论①一般地，N进制需要用到N个数码，基数是N；运算规律为逢N进一。②如果一个N进制数M包含ｎ位整数和ｍ位小数，即(an-1an-2…a1a0·a－1a－2…a－m)2则该数的权展开式为：(M)2

＝an-1×Nn-1

＋

an-2×Nn-2

＋…＋a1×N1＋

a0×N0＋a－1×N-1＋a－2×N-2＋…＋a－m×N-m③由权展开式很容易将一个N进制数转换为十进制数。数字逻辑电路的认识数字逻辑电路的认识6.不同数制间的转换（1）二进制数转换为八进制数：将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每3位分成一组，不够3位补零，则每组二进制数便是一位八进制数。(三位聚一位)将N进制数按权展开，即可以转换为十进制数。1）二进制数与八进制数的相互转换1101010.01000＝(152.2)8（2）八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3位二进制数表示。(一位变三位)

=011111100.010110(374.26)8数字逻辑电路的认识2）二进制数与十六进制数的相互转换0111010100.011000＝(1E4.6)16=101011110100.01110110(AF4.76)16

二进制数转换为十六进制数，按照每4位二进制数对应于一位十六进制数进行转换。(四位聚一位)

十六进制数转换为二进制数，按照每一位十六进制数对应于4位二进制数进行转换。(一位变四位)数字逻辑电路的认识3）十进制数转换为二进制数采用的方法

—基数连除、连乘法原理：将整数部分和小数部分分别进行转换。

整数部分采用基数连除法;

小数部分采用基数连乘法;

转换后再合并。数字逻辑电路的认识整数部分采用基数连除法：先得到的余数为低位，后得到的余数为高位。小数部分采用基数连乘法：先得到的整数为高位，后得到的整数为低位。所以：(44.375)10＝(101100.011)2采用基数连除、连乘法，可将十进制数转换为任意的N进制数。数字逻辑电路的认识

用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符号等信息称为编码。

用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的二进制数称为代码。7.二进制代码

数字系统只能识别0和1，怎样才能表示更多的数码、符号、字母呢？用编码可以解决此问题。数字逻辑电路的认识

二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进制数中的