数字逻辑设计第二章幻灯片.ppt

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1、数字逻辑设计第二章数字逻辑设计第二章1 1第1页，共16页，编辑于2022年，星期六回回 顾顾二进制、八进制、十六进制二进制、八进制、十六进制常用按位计数制的转换常用按位计数制的转换任意进制数任意进制数 十进制数：利用位权展开十进制数：利用位权展开十进制十进制 其它进制：基数乘除法其它进制：基数乘除法注意：小数部分的转换（补充）注意：小数部分的转换（补充）按位计数制按位计数制2 2第2页，共16页，编辑于2022年，星期六回回 顾顾非十进制的加法和减法非十进制的加法和减法进位输入进位输入 cin、进位输出、进位输出 cout、本位和本位和 s借位输入借位输入 bin、借位输出、借位输出 bou

2、t、本位差本位差 d负数的表示负数的表示符号数值（原码）符号数值（原码）补码数制补码数制基数补码基数补码基数减基数减1补码（基数反码）补码（基数反码）3 3第3页，共16页，编辑于2022年，星期六二进制的原码、反码、补码二进制的原码、反码、补码正数的原码、反码、补码表示相同正数的原码、反码、补码表示相同负数的原码表示：符号位为负数的原码表示：符号位为 1负数的反码表示：负数的反码表示：符号位不变，其余在原码基础上按位取反符号位不变，其余在原码基础上按位取反 在在|D|的原码基础上按位取反（包括符号位）的原码基础上按位取反（包括符号位）负数的补码表示：反码负数的补码表示：反码+1符号位扩展问题

3、符号位扩展问题MSBMSB的权是的权是2n 14 4第4页，共16页，编辑于2022年，星期六例例5 5：分别写出下面二进制数的符号：分别写出下面二进制数的符号数值码、补码数值码、补码 1 1、(1101)1101)2 2 2 2、(0.1101)0.1101)2 2 D D 反反 反反=D D D D 补补 补补=D D1 1、5 5位二进制表示：位二进制表示：原码原码 反码反码 补码补码1 1 1101 1101 1 1 0010 0010 1 1 0011 00111 1、8 8位二进制表示：位二进制表示：原码原码 反码反码 补码补码1 1111111 1101 1101 1 11111

4、11 0010 0010 1 1111111 0011 00115 5第5页，共16页，编辑于2022年，星期六2.6 2.6 二进制补码的加法和减法二进制补码的加法和减法加法：按普通二进制加法相加加法：按普通二进制加法相加减法：将减数求补，再相加减法：将减数求补，再相加溢出（溢出（overflow）对于二进制补码，加数的符号相同，和的符号对于二进制补码，加数的符号相同，和的符号与加数的符号不同。与加数的符号不同。对于无符号二进制数，若最高有效位上发生进对于无符号二进制数，若最高有效位上发生进位或借位，就指示结果超出范围。位或借位，就指示结果超出范围。演示演示无符号无符号继续继续6 6第6页，

5、共16页，编辑于2022年，星期六0000000100100011010001011000100110101101111111101011110001110110+0+1+2+3+4+5 8 7 6 3 1 2 5 4+7+64 4位二进制补码位二进制补码7 7第7页，共16页，编辑于2022年，星期六000000010010001101000101100010011010110111111110101111000111011001234589101315141112764 4位无符号二进制数位无符号二进制数8 8第8页，共16页，编辑于2022年，星期六2.7 2.7 二进制反码的加法和减法

6、二进制反码的加法和减法加法规则：加法规则：做标准的二进制加法；做标准的二进制加法；若符号位有进位则结果加若符号位有进位则结果加1减法规则：减法规则：将减数按位取反（包括符号位）并相加将减数按位取反（包括符号位）并相加 教材教材P30 表表2-79 9第9页，共16页，编辑于2022年，星期六2.10 2.10 十进制数的二进制编码十进制数的二进制编码如何用如何用 4位二进制码位二进制码 表示表示 1位十进制码？位十进制码？BCD码（码（binary coded decimal）负的负的BCD数如何表示？数如何表示？符号数值表示：符号位的编码任意符号数值表示：符号位的编码任意十进制补码表示：十进

7、制补码表示：0000正，正，1001负负BCD数的加法数的加法用于表示不同数或其它事件的一组用于表示不同数或其它事件的一组n n位二进制码的集合位二进制码的集合1010第10页，共16页，编辑于2022年，星期六2.10 2.10 十进制数的二进制编码十进制数的二进制编码BCD码码2421码码余余3码码二五混合码二五混合码10中取中取1码码加权码加权码 weighted code自反码自反码 self-complement code11 11第11页，共16页，编辑于2022年，星期六2.11 2.11 葛莱码（葛莱码（Gray code Gray code）任意相邻码字间只有一位数位变化任意

8、相邻码字间只有一位数位变化构造方法构造方法直接构造直接构造 对对 n 位二进制的码字从右到左编号（位二进制的码字从右到左编号（0 n-1）若二进制码字的第若二进制码字的第 i 位和第位和第 i+1 位相同，则对位相同，则对应的葛莱码码字的第应的葛莱码码字的第 i 位为位为0，否则为，否则为1。反射码（反射码（reflected code）1212第12页，共16页，编辑于2022年，星期六2.12 2.12 字符编码字符编码ASCII码（码（P36 表表2-11）2.13 2.13 动作、条件和状态的编码动作、条件和状态的编码使用使用 b 位二进制编码来表示位二进制编码来表示 n 个个不同状态

9、不同状态选择适合的编码方式，能够降低成本或优化参数选择适合的编码方式，能够降低成本或优化参数1313第13页，共16页，编辑于2022年，星期六第第2 2章作业章作业（P50P505252）2.1 (e)(i)2.2 (a)(e)2.3 (b)(e)2.5 (e)(j)2.6 (b)(f)补充：补充：125.1710=?22.7 2.8(a)2.9(b)2.10(c)2.11 +18 492.12(b)(c)2.242.272.31 1414第14页，共16页，编辑于2022年，星期六第第3 3章章 数字电路数字电路介绍数字电路中的电气知识介绍数字电路中的电气知识1515第15页，共16页，编辑于2022年，星期六思考几个问题思考几个问题在模拟的世界中如何表征数字系统？在模拟的世界中如何表征数字系统？如何将物理上的实际值如何将物理上的实际值 映射为逻辑上的映射为逻辑上的 0 和和 1？什么时候考虑器件的逻辑功能；什么时候考虑器件的逻辑功能；什么时候考虑器件的模拟特性？什么时候考虑器件的模拟特性？1616第16页，共16页，编辑于2022年，星期六