数字第一章 数制及逻辑运算.ppt

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1、第一章第一章 数制与代码数制与代码11.1 数字信号和模拟信号数字信号和模拟信号电电子子电电路路中中的的信信号号模拟信号模拟信号数字信号数字信号时间连续的信号时间连续的信号时间和幅度都是离散的时间和幅度都是离散的例：正弦波信号、锯齿波信号等。例：正弦波信号、锯齿波信号等。例：产品数量的统计、数字表盘例：产品数量的统计、数字表盘的读数、数字电路信号等。的读数、数字电路信号等。2模拟信号模拟信号tV(t)tV(t)数字信号数字信号高电平高电平低电平低电平上跳沿上跳沿下跳沿下跳沿3模拟电路主要研究：模拟电路主要研究：输入、输出信号间的大小、输入、输出信号间的大小、相位、失真等方面的关系。主要采用电路

2、分相位、失真等方面的关系。主要采用电路分析方法，动态性能用微变等效电路分析。析方法，动态性能用微变等效电路分析。在模拟电路中，晶体管一般工作在线性放大区；在模拟电路中，晶体管一般工作在线性放大区；在数字电路中，三极管工作在开关状态，即工在数字电路中，三极管工作在开关状态，即工作在饱和区和截止区。作在饱和区和截止区。数字电路主要研究：数字电路主要研究：电路输出、输入间的逻辑关系。电路输出、输入间的逻辑关系。主要的工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、主要的工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式及波形图表示。逻辑表达式及波形图表示。模拟电路与数字电路比较模拟电路与数字电路比较1.电路的特点电

3、路的特点2.研究的内容研究的内容4模拟电路研究的问题模拟电路研究的问题基本电路元件基本电路元件:基本模拟电路基本模拟电路:晶体三极管晶体三极管场效应管场效应管集成运算放大器集成运算放大器 信号放大及运算信号放大及运算(信号放大、功率放大）信号放大、功率放大）信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波）信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波）信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、）5数字电路研究的问题数字电路研究的问题基本电路元件基本电路元件基本数字电路基本数字电路 逻辑门电路逻辑门电路 触发器触发器 组合逻辑电路组合逻辑电路 时序电路（寄存器、计数器、脉冲发生

4、器、时序电路（寄存器、计数器、脉冲发生器、脉冲整形电路）脉冲整形电路）A/D转换器、转换器、D/A转换器转换器61.2 数制数制一、十进制：一、十进制：以十为基数的记数体制。以十为基数的记数体制。表示数的十个数码：表示数的十个数码：1、2、3、4、5、6、7、8、9、0遵循遵循逢十进一逢十进一的规律。的规律。157=一个十进制数数一个十进制数数 N 可以表示成：可以表示成：若在数字电路中采用十进制，必须要有十个电路若在数字电路中采用十进制，必须要有十个电路状态与十个记数码相对应。这样将在技术上带来状态与十个记数码相对应。这样将在技术上带来许多困难，而且很不经济。许多困难，而且很不经济。7二、二

5、进制：二、二进制：以二为基数的记数体制以二为基数的记数体制。表示数的两个数码：表示数的两个数码：0、1遵循遵循逢二进一逢二进一的规律。的规律。（1001）B =(9)D二进制的优点：二进制的优点：用电路的两个状态用电路的两个状态-开关来表示开关来表示二进制数，数码的存储和传输简单、可靠。二进制数，数码的存储和传输简单、可靠。二进制的缺点：二进制的缺点：位数较多，使用不便；不合人们位数较多，使用不便；不合人们的习惯，输入时将十进制转换成二进制，运的习惯，输入时将十进制转换成二进制，运算结果输出时再转换成十进制数。算结果输出时再转换成十进制数。8三、十六进制和八进制三、十六进制和八进制十六进制记数

6、码：十六进制记数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15)(4E6)H=4 162+14 161+6 160=(1254)D(F)H(1111)B说明：说明：十六进制的一位对应二进制的四位。十六进制的一位对应二进制的四位。1.十六进制与二进制之间的转换。十六进制与二进制之间的转换。Hexadecimal：十六进制的十六进制的Decimal：十进制的十进制的Binary：二进制的二进制的9(0101 1001)B=0 27+1 26+0 25+1 24+1 23+0 22+0 21+1 20D=(0 23+1 22+0 21

7、+1 20)161+(1 23+0 22+0 21+1 20)160D=(59)H每四位每四位2进制进制数对应一位数对应一位16进制数进制数(10011100101101001000)B=从末位开始从末位开始四位一组四位一组(1001 1100 1011 0100 1000)B()H84BC9=(9CB48)H102.八进制与二进制之间的转换。八进制与二进制之间的转换。(10011100101101001000)O=从末位开始从末位开始三位一组三位一组(10 011 100 101 101 001 000)B()O01554=(2345510)O32八进制记数码：八进制记数码：0、1、2、3、

8、4、5、6、7(7)O(111)B说明：说明：八进制的一位对应二进制的三位。八进制的一位对应二进制的三位。11四、十进制与二进制之间的转换四、十进制与二进制之间的转换两边除两边除2，余第，余第0位位K0商两边除商两边除2，余第，余第1位位K1十进制与二进制之间的转换方法：十进制与二进制之间的转换方法：可以用二除十进制可以用二除十进制数，余数是二进制数的第数，余数是二进制数的第0位位K0，然后依次用二除所然后依次用二除所得的商，余数依次是第得的商，余数依次是第1位位K1、第第2位位K2、。12225 余余 1 K0122 余余 0 K162 余余 0 K232 余余 1 K312 余余 1 K4

9、0例：例：十进制数十进制数25转换成二进制数的转换过程：转换成二进制数的转换过程：(25)D=(11001)B131.3 二进制码二进制码数数字字系系统统的的信信息息数值数值文字符号文字符号二进制代码二进制代码编码编码为了表示字符为了表示字符为了分别表示为了分别表示N个字符，所需的二进制数的最小个字符，所需的二进制数的最小位数：位数：编码可以有多种，数字电路中所用的主要是二编码可以有多种，数字电路中所用的主要是二十进制码（十进制码（BCD-Binary-Coded-Decimal码）。码）。14BCD码用四位二进制数表示码用四位二进制数表示09十个数码。四位十个数码。四位二进制数最多可以表示二

10、进制数最多可以表示16个字符，因此，从个字符，因此，从16种表示种表示中选十个来表示中选十个来表示09十个字符，可以有多种情况。不十个字符，可以有多种情况。不同的表示法便形成了一种编码。这里主要介绍：同的表示法便形成了一种编码。这里主要介绍：8421码码5421码码余余3码码2421码码首先以十进制数为例，介绍首先以十进制数为例，介绍权重权重的概念。的概念。(3256)D=3 103+2 102+5 101+6 100个位个位(D0)的权重为的权重为100，十位，十位(D1)的权重为的权重为101，百位百位(D2)的权重为的权重为102，千位，千位(D3)的权重为的权重为10315十进制数十进

11、制数(N)D二进制编码二进制编码(K3K2K1K0)B(N)D=W3K3+W2K2+W1K1+W0K0W3W0为二进制各位的权重为二进制各位的权重8421码，就是指码，就是指W3=8、W2=4、W1=2、W0=1。用四位二进制数表示用四位二进制数表示09十个数码，该四位二进制十个数码，该四位二进制数的每一位也有权重。数的每一位也有权重。2421码，就是指码，就是指W3=2、W2=4、W1=2、W0=1。5421码，就是指码，就是指W3=5、W2=4、W1=2、W0=1。16000000010010001101100111100010011010101111011110111101011100010001236789101113141551240123578964012356789403456782910123678549二进制数二进制数自然码自然码 8421码码 2421码码 5421码码 余三码余三码17