贺州学院数电数制和码制课件

数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础（第五版）清华大学 主编:阎石贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版 1.1概述概述 1.2常用的数制常用的数制1.5几种常用的编码几种常用的编码第一章第一章数制和码制数制和码制 1.3不同数制间的转换不同数制间的转换 1.4二进制算术运算二进制算术运算贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版2 2、逻辑事件逻辑事件：即存在形式与表现形式有且仅有两个相互：即存在形式与表现形式有且仅有两个相互对立的状态的一类事物，又可以叫做对立的状态的一类事物，又可以叫做逻辑量逻辑量 。而且它必定是这两个状态中的一个。例如：发光二极而且它必定是这两个状态中的一个。例如：发光二极管只有管只有“亮亮”、“灭灭”两种对立状态，且肯定是其中的两种对立状态，且肯定是其中的一个状态。一个状态。1.1 1.1 概述概述1 1、逻辑逻辑：就是事物的因果关系；即输入与输出之间变：就是事物的因果关系；即输入与输出之间变化的因果关系；化的因果关系；(如按下开关，灯亮如按下开关，灯亮)。贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版一、数字电子技术和模拟电子技术的不同一、数字电子技术和模拟电子技术的不同工作信号，研究的对象，分析工作信号，研究的对象，分析/设计方法以设计方法以及所用的数学工具都有显著的不同及所用的数学工具都有显著的不同贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版二、二、数字信号和数字电路数字信号和数字电路模拟信号：在时间上和幅值上连续的信号。数字信号：在时间上和幅值上不连续的（即离散的）信号。uu模拟信号波形数字信号波形tt对模拟信号进行传输、处理的电子线路称为模拟电路。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。数字信号的幅值有什么特点？贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版u u数字信号波形数字信号波形t t数字信号的幅值有什么特点？数字信号的幅值有什么特点？只有两种取值只有两种取值数字信号用逻辑高电平和逻辑低电平表示数字信号用逻辑高电平和逻辑低电平表示数电中常采用数电中常采用“1”“1”和和“0”“0”两个数码来表示高两个数码来表示高电平电平/低电平低电平 。贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1 1）数字装置）数字装置简单可靠简单可靠；2 2）二进制数运算）二进制数运算规则规则简单简单；3 3）数字电路既可以进行）数字电路既可以进行算术运算算术运算，也可以进行，也可以进行逻辑运算逻辑运算.数字电路中采用二进制：数字电路中采用二进制：贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版2)2)电路中基本器件工作于电路中基本器件工作于“开开”或或“关关”两种状态两种状态,电路的输出和电路的输出和输入为逻辑关系输入为逻辑关系;3)3)数字电路主要研究电路输入、输出的数字电路主要研究电路输入、输出的0，1符号序列间的逻辑关系。符号序列间的逻辑关系。4)4)电路工作可靠电路工作可靠,精度高精度高,抗干扰性好抗干扰性好.1)数字电路中，输入、输出电压值一般只有两种取值：高电平或数字电路中，输入、输出电压值一般只有两种取值：高电平或低电平，常采用低电平，常采用“1”和和“0”两个数码来表示。它们不具有数两个数码来表示。它们不具有数量大小的意义，仅表示客观事物的两种相反状态。量大小的意义，仅表示客观事物的两种相反状态。三、三、数字电路的特点数字电路的特点贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版四、数字电路的分类四、数字电路的分类2、按所用器件制作工艺的不同：按所用器件制作工艺的不同：数字电路可分为双极型数字电路可分为双极型（TTL型）和单极型（型）和单极型（MOS型）两类。型）两类。3、按照电路的结构和工作原理的不同：按照电路的结构和工作原理的不同：数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。组合逻辑电路没有记忆功能，组合逻辑电路没有记忆功能，(如：编码器、加减法器、比较如：编码器、加减法器、比较器、数据选择器器、数据选择器)。时序逻辑电路具有记忆功能，时序逻辑电路具有记忆功能，(如：触发器、计数器、寄存器如：触发器、计数器、寄存器)1、按电路结构的不同：按电路结构的不同：数字电路可分为分立元件电路数字电路可分为分立元件电路和集成电路两大类型。和集成电路两大类型。贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版4、按集成度分：、按集成度分：表表1.1.1数字集成电路分类数字集成电路分类集成电路分类集成电路分类集成度集成度电路规模与范围电路规模与范围小规模集成电路小规模集成电路SSI110门门/片，或片，或10100个元件个元件/片片逻辑单元电路逻辑单元电路包括包括:逻辑门电路、集成触发器逻辑门电路、集成触发器等等中规模集成电路中规模集成电路MSI10100门门/片，或片，或1001000个元件个元件/片片逻辑部件逻辑部件包括：计数器、译码器、编码器、包括：计数器、译码器、编码器、数据选择器、加法器、比较器等数据选择器、加法器、比较器等SSISILSIVLSI贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版集成电路分类集成电路分类集成度集成度电路规模与范围电路规模与范围中规模集成电路中规模集成电路MSI10100门门/片，或片，或1001000个元件个元件/片片逻辑部件逻辑部件包括：计数器、译码器、编码器、包括：计数器、译码器、编码器、数据选择器、加法器、比较器等数据选择器、加法器、比较器等大规模集成电路大规模集成电路LSI1001000门门/片，或片，或100100000个元件个元件/片片数字逻辑系统数字逻辑系统包括：中央控制器、存储器、各包括：中央控制器、存储器、各种接口电路等种接口电路等超大规模集成电路超大规模集成电路VLSI大于大于1000门门/片，或片，或大于大于10万个元件万个元件/片片高集成度的数字逻辑系统高集成度的数字逻辑系统包括：各种型号的单片机等包括：各种型号的单片机等贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版集成电路最具有代表性的集成电路芯片主要包括以下几类，它们构成最具有代表性的集成电路芯片主要包括以下几类，它们构成了现代数字系统的基石。了现代数字系统的基石。可编程逻辑器件（可编程逻辑器件（PLD）微控制芯片（微控制芯片（MCU）数字信号处理器（数字信号处理器（DSP）大规模存储芯片（大规模存储芯片（RAM/ROM）贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版本节小结本节小结数字信号的数值相对于时间的变化数字信号的数值相对于时间的变化过程是跳变的、间断性的。对数字信号过程是跳变的、间断性的。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电进行传输、处理的电子线路称为数字电路。模拟信号通过模数转换后变成数字路。模拟信号通过模数转换后变成数字信号，即可用数字电路进行传输、处理。信号，即可用数字电路进行传输、处理。贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字系统的主要功能就是处理数字信息概述数制及码制信息主要有两类：数值信息和非数值信息数值信息的表示方法就是数制及其转换非数值信息的表征就是编码贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1.2 几种常用的数制v数制：指进位计数制，即用进位的方法来计数.常用到的：十进制，二进制，八进制，十六进制贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版十进制，二进制，八进制，十六进制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贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版 1.1.十进制十进制(1)(1)计数符号计数符号:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.(2)(2)进位规则进位规则:逢十进一逢十进一.例例:1987=1103+9102+8101+7100(3)(3)十进制数按权展开式十进制数按权展开式权权系数系数贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版权权系数系数2.2.二进制二进制(1)(1)计数符号计数符号:0,1.:0,1.(2)(2)进位规则进位规则:逢二进一逢二进一.(3)(3)二进制数按权展开式二进制数按权展开式贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版一、熟悉一、熟悉8位二进制数各位的权值位二进制数各位的权值二、二、能够熟练写出能够熟练写出2位、位、3位、位、4位二进制数的所位二进制数的所有组合。有组合。1.21.3的学习要求的学习要求三、熟练掌握十三、熟练掌握十二进制之间的转换二进制之间的转换贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版十进制数二进制八进制十六进制00000000001000101102001002203001103304010004405010105506011006607011107708100010809100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F不同进制数的对照表贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1、(10,1011）2（）10（25+23+21+20）10（32+8+2+1）10（43）102、(100,1011）2（）10（26+23+21+20）10（64+8+2+1）10（75）10一、二进制转换成十进制一、二进制转换成十进制1.3不同数制间的转换贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版3、(24）10（）2（16+8）2（16+8）2（24+23）2（11000）24、(37）10（）2（32+4+1）2（25+22+20）2（100101）2二、十进制转换成二进制二、十进制转换成二进制贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1.4二进制运算二进制运算1.4.1二进制算术运算的特点二进制算术运算的特点算术运算：算术运算：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：逢二进一：逢二进一贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版二进制数的算术运算二进制数的算术运算(1)加加:0+0=00+1=11+0=11+1=10(2)减减:0-0=01-0=11-1=010-1=1(3)乘乘:0 0=00 1=01 0=01 1=1(4)除除:0/0=00/1=01/1=1贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版用一定位数的二进制数来表示字母、符号等信息称为编码。用一定位数的二进制数来表示字母、符号等信息称为编码。数字系统只能识别数字系统只能识别0 0和和1 1，怎样才能表示更多的数码、符，怎样才能表示更多的数码、符号、字母呢？用编码可以解决此问题。号、字母呢？用编码可以解决此问题。1.5几种常用的编码贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1.5几种常用的编码几种常用的编码 用四位二进制代码来表示一位十进制数码用四位二进制代码来表示一位十进制数码(09),这样的代码这样的代码称为二称为二-十进制码十进制码,或或BCDBCD码码.四位四位二进制有二进制有1616种不同的组合种不同的组合,可以在这可以在这1616种代码中任选种代码中任选1010种表种表示十进制数的示十进制数的1010个不同符号个不同符号,选择方法不同选择方法不同,就能得到不同的编码就能得到不同的编码形式形式.1.1.二二 -十进制码十进制码 (BCDBCD码码)(BinaryCodedDecimalcodes)贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版十进制数十进制数8421码码5421码码2421码码余余3码码00000000000000011100010001000101002001000100010010130011001100110110401000100010001115010110001011100060110100111001001701111010110110108100010111110101191001110011111100常用常用BCDBCD码码 常见的常见的BCD码有码有84218421码、码、54215421码、码、24212421码、余码、余3 3码等。码等。贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版 (1)(1)有权码有权码：每位数码都有确定的位权的码，：每位数码都有确定的位权的码，例如：例如：84218421码、码、54215421码、码、24212421码码.8421BCD8421BCD码：码：由高到低位的权值为：由高到低位的权值为：8421由由00001001一一对应一一对应表示十进制表示十进制09的二进制数的二进制数，其余其余1010-1111六种组合六种组合无效无效。例例（5）10（0101）8421（15）10（10101）8421 （1000，0110）8421 （86）10 贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版 54215421BCD码码:由高到低位的权值为：由高到低位的权值为：5421 前前5 5个码和个码和84218421BCD码码相同，后相同，后5 5个码在前个码在前5 5个码的基础个码的基础上加上加10001000构成构成十进制数十进制数01234567895421码码0000000100100011010010001001101010111100贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版 24212421BCD码码由高到低位的权值为：由高到低位的权值为：2421 前前5 5个码和个码和84218421BCD码码相同，后相同，后5 5个码以个码以中心对称取反中心对称取反,2421码码0000000100100011010010111100110111101111十进制数十进制数0123456789贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版 如如:5421:5421码码(1011)(1011)54215421=()=()1010 5+0+2+1=8;5+0+2+1=8;2421 2421码码(1100)(1100)24212421=()=()1010 2+4+0+0=6.2+4+0+0=6.贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版(2)(2)无权码无权码：每位数码无确定的位权，：每位数码无确定的位权，例如：余例如：余3 3码码.余余3 3码的编码规律为码的编码规律为:在在84218421BCD码上加码上加0011,0011,例例 6 6的余的余3 3码为码为:0110+0110+00110011=10011001贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版二、格雷码特点：相邻两个代码之间仅有一位不同特点：相邻两个代码之间仅有一位不同,其余各位均相同其余各位均相同.具具有这种特点的代码称为循环码有这种特点的代码称为循环码,格雷码是循环码格雷码是循环码.应用：减少过渡噪声应用：减少过渡噪声编码顺序二进制格雷码编码顺序二进制码格雷码000000000810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版格雷码和四位二进制码之间的关系格雷码和四位二进制码之间的关系:设四位二进制码为设四位二进制码为B3B2B1B0,格雷码为格雷码为R3R2R1R0,则则R3=B3,R2=B3B2R1=B2B1R0=B1B0为为异或异或运算符运算符贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版三、美国信息交换标准代码（三、美国信息交换标准代码（ASC）ASCASC是一组七位二进制代码，共是一组七位二进制代码，共是一组七位二进制代码，共是一组七位二进制代码，共128128个个个个应用：计算机和通讯领域应用：计算机和通讯领域贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版5、(10,1011）2（）8421BCD(00101011）2（32+8+2+1=43）10（0100,0011）8421BCD6、(10,1100）2（）8421BCD(00101100）2（3284）10（44）10（0100,0100）8421BCD二进制转换成二进制转换成8421BCD8421BCD码码贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版9、(10,1001）8421BCD（）10（29）1010、(100,0011）8421BCD（）10（43）108421BCD8421BCD码转换成十进制码转换成十进制11、(1001,1000,0011）8421BCD（）10（983）10贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版11、(101001）8421BCD（）2（29）10（16841）10（11101）28421BCD8421BCD码转换成二进制码转换成二进制12、(101000）8421BCD（）2（28）10（1684）10（11100）2贺州学院数电数制和码制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版本节小结本节小结 日常生活中使用十进制，但在计算机中基本上使用二日常生活中使用十进制，但在计算机中基本上使用二进制，有时也使用八进制或十六进制。利用权展开式可将进制，有时也使用八进制或十六进制。利用权展开式可将任意进制数转换为十进制数。利用任意进制数转换为十进制数。利用1 1位八进制数由位八进制数由3 3位二进位二进制数构成，制数构成，1 1位十六进制数由位十六进制数由4 4位二进制数构成，可以实现位二进制数构成，可以实现二进制数与八进制数以及二进制数与十六进制数之间的相二进制数与八进制数以及二进制数与十六进制数之间的相互转换。互转换。二二进进制制代代码码不不仅仅可可以以表表示示数数值值，而而且且可可以以表表示示符符号号及及文文字字，使使信信息息交交换换灵灵活活方方便便。BCDBCD码码是是用用4 4位位二二进进制制代代码码代代表表1 1位位十十进进制制数数的的编编码码，有有多多种种BCDBCD码码形形式式，最最常常用用的的是是8421 BCD8421 BCD码。码。贺州学院数电数制和码制