第-1-章-绪论-数字电路基础.ppt

EXIT,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,绪论,EXIT,概述,第 1 章绪论,数制与码制,本章小结,主要要求：,了解数字电路的特点和分类。,了解脉冲波形的主要参数。,1.1,概述,模拟电路,电子电路分类,数字电路,传递、处理模拟,信号的电子电路,传递、处理数字,信号的电子电路,数字信号,时间上和幅度上都,断续,变化的信号,模拟信号,时间上和幅度上都,连续,变化的信号,数字电路中典型信号波形,一、数字电路与数字信号,输出信号与输入信号之间的对应逻辑关系,逻辑代数,只有高电平和低电平两个取值,导通(开)、截止(关),便于高度集成化、工作可靠性高、,抗干扰能力强和保密性好等,研究对象,分析工具,信,号,电子器件工作状态,主要优点,二、数字电路特点,集成电路,分 类,集 成 度,电路规模与范围,小规模集成,电路,SSI,1 10,门,/,片或,10 100,个元件,/,片,逻辑单元电路,包括：逻辑门电路、集成触发器,中规模集成,电路,MSI,10 100,门,/,片或,100 1000,个元件,/,片,逻辑部件,包括：计数器、译码器、编码器、数据选择器、寄存器、算术运算器、比较器、转换电路等,大规模集成电路,LSI,100,1000,门,/,片或,1000,100000,个元件,/,片,数字逻辑系统,包括：中央控制器、存储器、各种接口电路等,超大规模集 成电路,VLSI,大于,1000,门,/,片或大于,10,万个元件,/,片,高集成度的数字逻辑系统,例如：各种型号的单片机，即在一片 硅片上集成一个完整的微型计算机,根据集成密度不同分,U,m,t,r,t,f,T,t,w,脉 冲 幅 度,U,m,：,脉冲上升时间,t,r,：,脉冲下降时间,t,f,：,脉 冲 宽 度,t,w,：,脉 冲 周 期,T,：,脉 冲 频 率,f,：,占 空 比,q,：,脉冲电压变化的最大值,脉冲波形从,0.1,U,m,上升到,0.9,U,m,所需的时间,脉冲上升沿,0.5,U,m,到下降沿,0.5,U,m,所需的时间,脉冲波形从,0.9,U,m,下降到,0.1,U,m,所需的时间,周期脉冲中相邻两个波形重复出现所需的时间,1,秒内脉冲出现的次数,f,=1/,T,脉冲宽度,t,w,与脉冲周期,T,的比值,q,=,t,w,/,T,四、脉冲波形的主要参数,理解,BCD,码的含义，掌握,8421BCD,码,，,了解其他常用,BCD,码。,主要要求：,掌握十进制数和二进制数的表示及其相互转换。,了解八进制和十六进制。,1.2,数,制和码制,例如 0+1=1 1+1=10,11+1=100 10 1=1,(二),二进制(,Binary,),(xxx),2,或,(xxx),B,例如(1011.11),2,或(1011.11),B,数码：,0,、,1,进位规律：逢二进一，借一当二,权：,2,i,基数：,2,系数：,0、1,按权展开式表示,(1011.11),2,=1,2,3,+0,2,2,+1,2,1,+1,2,0,+1,2,-,1,+1,2,-,2,将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数,。,=8+0+2+1+0.5+0.25,(1011.11),2,=(11.75),10,=11.75,(1011.11),2,=1,2,3,+0,2,2,+1,2,1,+1,2,0,+1,2,-,1,+1,2,-,2,(三),八进制和十六进制,进制,数的表示,计数规律,基数,权,数码,八进制,(,Octal,),(xxx),8,或,(xxx),O,逢八进一，借一当八,8,0 7,8,i,十六进制(,Hexadecimal,),(xxx),16,或,(xxx),H,逢十六进一，借一当十六,16,0,9、A、B、C、D、E、F,16,i,例如,(437.25),8,=48,2,+38,1,+78,0,+28,-,1,+58,-,2,=256+24+7+0.25+0.078125,=(287.328125),10,例如,(3BE.C4),16,=316,2,+1116,1,+1416,0,+1216,-,1,+416,-,2,=768+176+14+0.75+0.015625,=(958.765625),10,1,.500,1,整数,0,.750,0,(二),不同数制间的转换,1.各种数制转换成十进制,2.十进制转换为二进制,例 将十进制数,(26.375),10,转换成二进制数,26,6,1,3,0,1,1,0,1,2,(26 ),10,=(11010 ),2,2,2,1,.,000,1,.375,2,2,2,2,0.375,2,一直除到商为,0,为止,余数,13,0,按权展开求和,整数和小数分别转换,整数部分：除,2,取余法,小数部分：乘,2,取整法,读数顺序,读数顺序,.011,一位十六进制数对应四位二进制数，因此二进制数四位为一组。,4.,二进制和十六进制间的相互转换,(10011111011.111011),2,=(4FB.EC),16,(,3,B,E,5,.,9,7,D,),16,=(,11,1011,1110,0101,.,1001,0111,1101,),2,补 0,(10011111011.111011),2,=(?),16,10011111011.111011,0,0,4,F,B,E,C,0,十六进制二进制:,每位十六进制数用四位二进制数代替，再按原顺序排列。,二进制十六进制:,从小数点开始，整数部分,向左(小数部分向右),四位一组,，最后,不足四位的加 0 补足,四位，再按顺序写出各组对应的十六进制数。,补 0,100,1111,1011,1110,11,例如：用四位二进制数码表示十进制数 0 9,0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4,0101 5 0110 6 0111 7 1000 8 1001 9,将若干个二进制数码 0 和 1 按一定规则排列起来表示某种特定含义的代码称为二进制代码，简称二进制码,。,用数码的特定组合表示特定信息的过程称编码,三、二进制代码,常用二进制代码,自然二进制码,二,-,十进制码,格雷码,奇偶检验码,ASCII 码,(美国信息交换标准代码),常用二,-,十进制代码表,1111,1111,1100,1110,1110,1011,1101,0111,1010,1100,0110,1001,1011,0101,1000,0100,0100,0100,0011,0011,0011,0010,0010,0010,0001,0001,0001,0000,0000,0000,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,十 进,制 数,1100,1011,1010,1001,1000,0111,0110,0101,0100,0011,余 3 码,2421,(,B,),2421,(,A,),5421 码,8421,码,无权码,有 权 码,1001,1000,0111,0110,0101,0100,0011,0010,0001,0000,权为,8、4、2、1,比 8421BCD 码多余 3,取四位自然二进制数的前 10 种组合，去掉后 6 种组合 1010 1111。,用 BCD 码表示十进制数举例,：,(36),10,=(),8421BCD,(4.79),10,=(),8421BCD,(01010000),8421BCD,=,(),10,注意区别 BCD 码与数制：,(150),10,=0),8421BCD,=(10010110),2,=(226),8,=(96),16,6 0110,3 0011,4.0100.,7 0111,9 1001,0101 5,0000 0,(三),可靠性代码,奇偶校验码,组成,信,息,码：需要传送的信息本身。,1 位校验位：取值为 0 或 1，以使整个代码 中“1”的个数为奇数或偶数。,使“1”的个数为奇数的称奇校验，为偶数的称偶校验。,8421 奇偶校验码,0,1 0 0 1,1,1 0 0 1,9,1,1 0 0 0,0,1 0 0 0,8,1,0 1 1 1,0,0 1 1 1,7,0,0 1 1 0,1,0 1 1 0,6,0,0 1 0 1,1,0 1 0 1,5,1,0 1 0 0,0,0 1 0 0,4,0,0 0 1 1,1,0 0 1 1,3,1,0 0 1 0,0,0 0 1 0,2,1,0 0 0 1,0,0 0 0 1,1,0,0 0 0 0,1,0 0 0 0,0,校 验 码,信 息 码,校 验 码,信 息 码,8421 偶 校 验 码,8421 奇 校 验 码,十进制数,格雷码,(,Gray,码,，,又称循环码,),0,1,1,0,最低位以,0110,为循环节,次低位以,00111100,为循环节,第三位以,10000,为循环节,.,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,特点:,相邻项或对称项只有,一位,不同,典型格雷码构成规则：,数字电路中的,信号只有高电平和低电平两个取值，通常用,1,表示高电平，用,0,表示低电平，,正好与二进制数中,0,和,1,对应，因此，数字电路中主要采用二进制。,常用的计数进制有十进制、二进制、八进制和十六进制。,二进制数进位规律是逢二进一，借 一当二。,其基数为 2；权为 2,i,。,二进制代码,指将若干个二进制数码 0 和 1 按一,定规则排列起来表示某种特定含义的代码，简,称二进制码。,二进制数十进制数,方法：按权展开后求和。,十进制数二进制数,方法,：整数“除 2 取余”法，,小数“乘 2 取整”法。,写出转换结果时需注意读数的顺序。,BCD 码指用以表示十进制数 0 9 十个数码的二进制代码,。,十进制数与 8421 码对照表,十进制数,8421 码,十进制数,8421 码,十进制数,8421 码,十进制数,8421 码,十进制数,8421 码,0,0000,2,0010,4,0100,6,0110,8,1000,1,0001,3,0011,5,0101,7,0111,9,1001,编码是用数码的特定组合表示特定信息的过程。,