数电第一章：数制和码制.ppt

数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程第一章 数制和码制数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程绪论绪论 数字量和模拟量数字量和模拟量 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个最小数量单位）模拟量：数字量以外的物理量。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，分析数字电路和模拟电路：工作信号，研究的对象，分析/设设计方法以及所用的数学工具都有显著的不同计方法以及所用的数学工具都有显著的不同数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字量和模拟量数字量和模拟量 电子电路的作用：处理信息电子电路的作用：处理信息 模拟电路：用连续的模拟电压模拟电路：用连续的模拟电压/电流值来表示信息电流值来表示信息数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字量和模拟量数字量和模拟量 电子电路的作用：处理信息电子电路的作用：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：用一个离散的电压序列来表示信息数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电路中数字电路中0 0和和1 1的表示方法的表示方法 数字电路中采用二进制表示数量的大小，每一位只有数字电路中采用二进制表示数量的大小，每一位只有1 1和和0 0两种状态。两种状态。正逻辑：高电平为正逻辑：高电平为1 1、低电平为、低电平为0 0 负逻辑：低电平为负逻辑：低电平为1 1、高电平为、高电平为0 0 数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程 产生高、低电平的方法：通过控制半导体开关电路的开产生高、低电平的方法：通过控制半导体开关电路的开关状态实现。关状态实现。只需一个开关只需一个开关功率损耗较大功率损耗较大功耗为功耗为0 0比较理想比较理想数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程1.1 1.1 数制数制 数制：数制：每一位的构成每一位的构成 从低位向高位的进位规则从低位向高位的进位规则 常用到的：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，十六进制数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程逢二进一逢二进一逢八进一逢八进一逢十进一逢十进一逢十六进一逢十六进一1.1.1 1.1.1 几种常用的数制几种常用的数制 十进制，二进制，八进制，十六进制十进制，二进制，八进制，十六进制数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程1.1.2 1.1.2 不同数制间的转换不同数制间的转换1.1.二二十转换十转换例：例：数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程2.2.十十二二转换转换整数部分整数部分:例：例：数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程2.2.十十二二转换转换小数部分小数部分:例：例：数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程3.3.二二十六转换十六转换例：将例：将(1001010.11)(1001010.11)2 2化为十六进制数化为十六进制数4.4.十六十六二转换二转换例：将例：将(B5.C7)(B5.C7)1616化为二进制化为二进制数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程5.5.十十六及十六十转换十十六及十六十转换例：将十进制数例：将十进制数(215)(215)1010转换为等值的十六进制数转换为等值的十六进制数 首先需要把首先需要把(215)(215)1010转换成等值的二进制数转换成等值的二进制数然后将其转换为对应的然后将其转换为对应的十六进制数十六进制数数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程1.2 1.2 编码编码1.2.1 1.2.1 十进制代码十进制代码 几种常用的十进制代码几种常用的十进制代码十进制数十进制数84218421码码余余3 3码码24212421码码0 00000000000110011000000001 10001000101000100000100012 20010001001010101001000103 30011001101100110001100114 40100010001110111010001005 50101010110001000101110116 60110011010011001110011007 70111011110101010110111018 81000100010111011111011109 9100110011100110011111111数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程1.2.2 1.2.2 格雷码格雷码特点：特点：1.1.每一位的状态变化都按一定的顺序循环。每一位的状态变化都按一定的顺序循环。2.2.编码顺序依次变化，按表中顺序变化时，相邻代码编码顺序依次变化，按表中顺序变化时，相邻代码只有一位改变状态。只有一位改变状态。十进制数十进制数格雷码格雷码十进制数十进制数格雷码格雷码0 0000000008 8110011001 1000100019 9110111012 2001100111010111111113 3001000101111111011104 4011001101212101010105 5011101111313101110116 6010101011414100110017 701000100151510001000数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程1.2.3 1.2.3 美国信息交换标准代码美国信息交换标准代码美国信息交换标准代码（美国信息交换标准代码（ASCIIASCII）是一组七位二进制代）是一组七位二进制代码，共码，共128128个个应用：计算机和通讯领域应用：计算机和通讯领域应用：计算机和通讯领域应用：计算机和通讯领域 数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程1.3 1.3 二进制算术运算二进制算术运算 当两个数码表示数量大小时，可进行加、减、乘、除当两个数码表示数量大小时，可进行加、减、乘、除等算术运算。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。行逻辑运算。数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程1.3.1 1.3.1 两数绝对值之间的运算两数绝对值之间的运算算术运算：算术运算：1 1：和十进制算数运算的规则相同：和十进制算数运算的规则相同 2 2：逢二进一：逢二进一 特特 点：加、减、乘、除点：加、减、乘、除 全部可以用移位和相加这全部可以用移位和相加这 两种操作实现。简化了电路结构两种操作实现。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所以数字电路中普遍采用二进制算数运算数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程1.1.正负数的表示方法正负数的表示方法 二进制数的正、负号也是用二进制数的正、负号也是用0/10/1表示的。表示的。在定点运算中，最高位为符号位（在定点运算中，最高位为符号位（0 0为正，为正，1 1为负）为负）这种表示方法称为二进制数的原码表示法。这种表示方法称为二进制数的原码表示法。例如例如 +53=+53=（0 0 110101 110101）-53=53=（1 1 110101110101）1.3.2 1.3.2 数字电路中正负数的表示法及补码运算数字电路中正负数的表示法及补码运算数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程2.2.二进制补码运算二进制补码运算 最高位为符号位（最高位为符号位（0 0为正，为正，1 1为负）为负）正数的补码和它的原码相同正数的补码和它的原码相同 负数的补码负数的补码 =数值位逐位求反数值位逐位求反(反码反码)+)+1 1如如 +5=+5=（0 01010 0101）-5=5=（1 10111 1011）采用补码相加的方法实现带符号数的加法运算采用补码相加的方法实现带符号数的加法运算数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程 11115=65=6 11 117 712126 6（舍弃进位）（舍弃进位）7 75 512 12 产生进位的模产生进位的模 7 7是是5 5对模数对模数1212的补码的补码 数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程 111011100110011010001000 （14146 68 8）11101110101010101 110001000 10001000（舍弃进位）（舍弃进位）（1414101016 16 8 8）0110 0110 10101010 2 24 4 10101010是是01100110对对模模2 24 4（1616）的补码的补码数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程两个补码表示的二进制数相加时的符号位讨论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149、14149 9、14149 9、14149 9结论：将两个加数的符号位和数值部分产生的进位相加，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。得到的就是两个加数代数和的符号位。解：数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程数字电子技术基本教程本章小结本章小结本章介绍的内容：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。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。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：算术运算指表示数量大数字电路中两种不同的运算：算术运算指表示数量大小的两个数码之间的数值运算。逻辑运算指事物因果小的两个数码之间的数值运算。逻辑运算指事物因果关系之间的推理运算。关系之间的推理运算。二进制数的正、负是用有效数字前的符号位（二进制数的正、负是用有效数字前的符号位（0 0为正、为正、1 1为负）表示的。这种数码称为原码。为负）表示的。这种数码称为原码。