数字电子技术基础 第一章课件

1、1.1数字电子技术和模拟电子技术的区别1.1.1数字信号和模拟信号电信号在本质上可以分为两类，即模拟信号和数字信号。模拟信号是指在时间和数值上连续变化的信号。如图1.1(a)所示。数字信号是指时间和数值上的离散信号，如电流、电压或电磁波，它们是不连续的，并随时间间歇地变化。这种信号也称为“离散”信号，如图1.1(b)所示。1.PPT学习交流，教学目标是理解数字信号和模拟信号的区别；了解数字系统中信息的分类；掌握常用的数制形式及转换；掌握编码的类型和方法；掌握机号的原码、反码和补码表示法。图1.1模拟信号和数字信号图1.1模拟信号和数字信号图3 PPT学习通信数字信号是表示数字量的信号，它在两个

2、稳定状态之间逐步变化，有电位型和脉冲型。用不同的电位信号表示“1”和“0”是一种电位表示；由脉冲的存在或不存在表示的“1”和“0”是脉冲类型的表示。一般来说，用于处理模拟信号的电子电路被称为模拟电路。用来处理数字信号的电子电路叫做数字电路。数字电路主要研究数字信号的产生、转换、传输、存储、计数、运算等，应用越来越广泛。5.PPT学会交流。与模拟电路相比，数字电路具有以下优点：(1)电路结构简单，易于制造，易于集成和系列化，成本低，使用方便。(2)由数字电路组成的数字系统工作准确可靠，精度高。(3)它不仅能完成数值运算，还能进行逻辑运算和逻辑判断。因此，数字电路也称为数字逻辑电路，主要用于控制系

3、统。6.PPT学会交流1。数字电路的特性数字电路的特性如下：(1)数字电路使用二进制数来传输和处理数字信号。(2)在数字电路中，“1”表示高电平，“0”表示低电平。(3)数字电路研究输出信号状态和输入信号状态之间的对应关系。(4)结构简单，集成方便，功能强大，使用方便。(5)易于存储、加密、压缩、传输和复制。(6)抗干扰能力强，可靠性高，稳定性好。7，PPT学习与交流，2。数字电路的分类1)根据集成程度，数字集成电路可分为小规模、中等规模、大规模和超大规模集成电路。2)按制造工艺划分，数字电路可分为双极型电路和单极型电路。双极电路具有开关速度快、频率高、工作可靠、应用广泛等特点。单极性电路具有

4、功耗低、工艺简单、集成度高、易于大规模集成生产的优点。3)按逻辑功能划分，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路的输出信号状态只与当时输入信号状态的组合有关，与以前的输出信号状态无关。时序逻辑电路具有记忆功能，其输出信号状态不仅与当时输入信号状态的组合有关，还与以前的输出信号状态有关。1.1.3数字电子技术课程的学习方法学生在学习过程中应注意以下几点。1.注重理解是学习科学和工程知识的基础。在数字电子技术课程中，学生必须注意掌握基本概念、原理、分析和设计方法，从而分析实际的数字电路，设计实际的数字电路。2.注意设备的外部特征。对于数字电路中的各种集成电路，其内部结构和工作过程非

5、常复杂，难以理解。学生在学习时应注重设备的外部特征和使用方法，并能熟练地使用设备3.注意练习。在学习中，要求学生注意练习环节，通过练习认真完成每章安排的题目和训练内容。9、PPT学会交流，1.2数字系统和1.2.1代码系统是数字电路中常用的数字系统，而数字量的计算方法是数字系统。常用的数字系统有二进制、八进制、十进制和十六进制。在生产实践中，人们习惯于用十进制计数。在数字电路中，最广泛使用的数字系统是二进制和十六进制。下面逐一介绍。10，PPT学会交流，1。二进制数的基数是2，使用两个基本数字0和1。计数规则是“两进一”。任何二进制数都可以表示为基于基数2的乘方之和，权重为20，21，22，1

6、1，PPT学习与交流，例1-1根据右边展开二进制数111010。解决方案：(111010)2=125 124 123 022 121 020二进制数的表示可以扩展到小数，小数点后的权重是基于基数2的负幂。例如，二进制数1.11011按权重展开：(1.11011)2=120 12-1 12-2 02-3 12-4 12-5。12，PPT学会交流，二进制数表示的优点如下：(1)二进制数只有0和1两个数，可以很容易地用电路元件的状态来表示，如二极管的通断，三极管的饱和和关断，继电器的通断。(2)二进制运算规则与十进制运算规则相似，但要简单得多。例如，两个一位数的十进制数的乘法可以通过“99乘法”实现

7、，而两个一位数的二进制数的乘法只有00=0；01=0；10=0；11=1的四种组合更便于电路实现。13，PPT学习与交流，2。八进制数八进制数的基数是8，使用8个数字07。计数规则是“八进一”。每个八位字节的比特权重是80、81、82。示例1-2按重量扩展八进制数326.2。解决方案：(326.2)8=382 281 680 28-1，14，PPT学习与交流，3。十六进制数十六进制数的基数是16。使用16个数字09，a，b，c，d，e和F.其中AF分别代表1015。计数的法则是“每十六分之一”。每个十六进制数字的位权重是160，161，162。十六进制数的表示也可以扩展到小数，小数点后的权重是

8、基于16的负幂。例如，十六进制数5。A5按重量展开：(5 . A5)16=5160 1016-1 516-2=5.64453125。15，PPT学习和交流，例1-3根据右展开十六进制数8A.3。解决方案：(8A.3)16=8161 10160 316-1，16，PPT学习与交流，1.2.2不同十进制数的转换1。十进制数转换成二进制、八进制和十六进制数的方法：(1)十进制数除以基数(直到商为0)。(2)把剩余部分倒过来读。17，PPT学习交流，示例1-4将十进制数47转换为二进制数、八进制数和十六进制数。解：(47)10=(101111)2=(57)8=(2F)16。18，PPT学习交流，示例1

9、-5将十进制数0.734375转换为二进制和八进制数。解决方法：(1)转换成二进制数。首先，使用0.7343752=1.46875(积的整数部分为1，积的小数部分为0.46875)，然后使用0.468752=0.9375(积的整数部分为0，积的小数部分为0.9375)，继续使用0.93752=1.875(积的整数部分为1，0.8752=1.75(积的整数部分为1，积的小数部分为，19，PPT学习交流，(2)转换为八进制数。首先使用0.7343758=5.875(积的整数部分为5，积的小数部分为0.875)，然后使用0.8758=7.0(积的整数部分为7，积的小数部分为0)，操作结束。将运算得到

10、的整数部分进行排列，得到八进制形式：0.57。注意：如果转换中的乘积运算后小数部分不能为0，一般需要近似到某个位置，根据需要可以得到一个近似值。，20，PPT学习与交流，3。二进制数到八进制数和十六进制数的转换方法：(1)二进制数从右到左每3位(八进制)或每4位(十六进制)分组。(2)不足以添加0。(3)每组用二进制数转换。21，PPT学习通信，示例1-7将二进制数101011转换为八进制数和十六进制数。解答：具体方法如下：(101011)2=(53)8=(2B)16，22，PPT学习交流，4。八进制和十六进制数转换为二进制数的方法：将每个八进制数转换为三个二进制数，并将每个十六进制数以同样的

11、方式转换为四个二进制数。示例1-8将八进制数76转换为二进制数。示例1-9将十六进制数17.36转换为二进制数。解决方案：(76)8=(111 110)2，解决方案：(17.36)16=(0001 0111.0011 0110)2=(10111.0011011)2，23，PPT学习与交流，1.2.3数字系统中的代码，1。BCD码二进制-十进制码(简称BCD码)，是指用4个二进制数来表示一个十进制数09。常用的BCD码表示包括8421BCD码、5421BCD码、剩余3 BCD码等。24，PPT学习通信，示例1-10将十进制数字173转换为3位8421BCD代码。示例1-11将3位8421BCD代

12、码1001 0111 1000转换为十进制数。解决方法：将173中的每个位数转换成8421BCD码，然后从左到右从高到低排列得到(00010110011) 8421bcd。解决方法：将(1001 0111 1000)8421BCD中的二进制代码从左到右分成一组，得到1001、0111和1000，然后根据组将它们转换成十进制数9、7和8，然后从高到低排列得到(978)10。25、PPT学习和交流，根据不同的选择方法，可以得到几种常用的BCD码，如表1.1所示。表1.1常用的几种BCD码，26，PPT学习与交流，2。数字的原码、补码和补码。实际上，有正数和负数。在计算机中，人们主要用两种方法来表示

13、正数和负数。第一种方法是切断符号，所有的数字都用无符号数字表示。27，PPT学习通信，1)原始代码的最高符号位用0表示正数，用1表示负数，其他位用二进制数表示大小，这是带符号数的原始代码形式。例如，74和-31由原始代码(8位二进制数)表示。首先，写出74和31的二进制表示，即28，PPT学习与交流，29，PPT学习与交流，2)反码规则：正数的反码与原码相同；负号位不变(1)，其余位逐位取反。例如，两个数字，74和-31，用反码表示(使用8位二进制数)。30，PPT学习交流，因为正数的反码与原始码相同，即31，PPT学习交流、例1-13设置、搜索和求和值。解决方法：因为，因此，32，PPT学习和交流，3)补语规则：正数的补语和补语形式是相同的；负数的补码是通过在补码的最后一位加1得到的。33，PPT学习交流，示例1-14设置、求和和值。正