第1章数制与码制课件

章目录章目录数字电路与逻辑设计2024/7/121第一章 数制与码制章目录章目录标题添加点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容前言点击此处输入相关文本内容标题添加点击此处输入相关文本内容2章目录章目录 绪论 一、数字电子技术的发展与应用 二、模拟信号和数字信号三、数字电子技术的优点四、二进制代码“1 1”和“0 0”的波形表示 五、本课程的研究内容 六、学习方法 七、参考教材 八、考核方法及答疑安排 2024/7/123第一章 数制与码制章目录章目录第1 1章 数制与码制 1.1 数制（计数体制）一、十进制（DecimalDecimal）二、二进制（BinaryBinary）三、十六进制（HexadecimalHexadecimal）四、八进制（OctalOctal）五、数制转换2024/7/124第一章 数制与码制章目录章目录1.2 码制（编码的制式）一、二进制码 二、二十进制（BCDBCD）码三、字符、数字代码作业2024/7/125第一章 数制与码制章目录章目录 绪论 一、数字电子技术的发展与应用 1.电子管时代1906年电子管诞生；1946年出现第一台电子数字计算机；2.晶体管时代1947年晶体管诞生；1956年晶体管的发明者门获得诺贝尔物理学奖；美国贝尔实验室：肖克利、巴丁、布拉顿。节目录标题区2024/7/126第一章 数制与码制章目录章目录3.集成电路时代1958年数字集成电路出现（锗单片IC)；1965年线性模拟集成电路出现；4.大规模集成电路（LSI)和超大规模集成电路(VLSI)时代1971年4位CPU(4004)出现，含2300个晶体管；1997年Pentium CPU 出现，含750万个晶体管；0.35m0.25m0.18m0.13m(Pentium 4 670 3.80GHz)90nm节目录标题区65nm(Core 2 Duo)2024/7/127第一章 数制与码制章目录章目录二、模拟信号和数字信号 1.模拟信号：幅值连续、时间连续。2.数字信号：幅值离散、时间连续。Dt00110001010101ut数字信号的大小（幅值）通常用0 0和1 1的组合表示。节目录标题区2024/7/128第一章 数制与码制章目录章目录三、数字电子技术的优点 判决门限电平（1）信号用脉冲的有无或种类的不同、电平的高低来表示信息，在某一范围内与幅值无关；1.抗干扰能力强；（2）对数字信号进行抗干扰编码（即差错纠正编码）。2.保密性好；3.精度高，功能强，自动化、智能化程度高。节目录标题区2024/7/129第一章 数制与码制章目录章目录四、二进制代码“1 1”和“0 0”的波形表示 2.脉冲型 1.电位型 代码 1 1 0 1 0 0 0曼彻斯特码（ManchesterManchester）代码 1 1 0 1 0 0 0一拍 节目录标题区2024/7/1210第一章 数制与码制章目录章目录五、本课程的研究内容 1.逻辑代数的基本理论；2.常用数字集成电路的结构、工作原理、逻辑功能和使用方法；3.数字电路的分析、设计方法；节目录标题区2024/7/1211第一章 数制与码制章目录章目录3.独立、按时完成作业，主动质疑；1.对于集成电路，重点放在逻辑功能和使用方法；六、学习方法 2.端正学习态度，培养自信心和兴趣；4.课前预习、独立思考，提高自学能力；5.课后多查阅参考书。节目录标题区2024/7/1212第一章 数制与码制章目录章目录七、参考教材 1.王毓银数字电路逻辑设计（第二版）北京：高等教育出版社，2007 2.阎石数字电子技术基础（第五版）北京：高等教育出版社，2006 节目录标题区2024/7/1213第一章 数制与码制章目录章目录八、考核方法及答疑安排 2.总评成绩构成1.考试采用闭卷、笔试；平时?，期中?，期末603.缺课、缺作业1/3以上，取消考试资格；4.答疑地点、时间节目录标题区周五：12:0013:00，教3-2122024/7/1214第一章 数制与码制章目录章目录一、十进制（Decimal）1.1 数制（计数体制）第1 1章 数制与码制 构成：十个数码（09）；逢十进一，借一当十。其中：1-数位的序号；10-基数；101-位权用来表征数值信息。节目录标题区2024/7/1215第一章 数制与码制章目录章目录其中：ai-09中任一数码。一般情况下（n位整数，m位小数）；节目录标题区数制的三要素：数码 基数 位权2024/7/1216第一章 数制与码制章目录章目录二、二进制（Binary）构成：二个数码（0、1）；逢二进一，借一当二。其中：ai-0、1中任一数码。节目录标题区2024/7/1217第一章 数制与码制章目录章目录构成：十六个数码（09，AF）；逢十六进一，借一当十六。其中：ai-0F中任一数码。例如：(1110)B=123+122+1 21+0 20 =(14)10=(E)16三、十六进制（Hexadecimal）节目录标题区2024/7/1218第一章 数制与码制章目录章目录四、八进制（Octal）构成：八个数码（07）；逢八进一，借一当八。其中：ai-07中任一数码。节目录标题区2024/7/1219第一章 数制与码制章目录章目录五、数制转换：1.二进制和十进制间转换（八进制、十六进制 和十进制间的转换与此类似）(1)二进制转换为十进制方法：按位权展开相加解：(11.01)B =121+120+0 2-1+1 2-2例1：(11.01)B=(?)D =(3.25)D节目录标题区2024/7/1220第一章 数制与码制章目录章目录(2)十进制转换为二进制方法：基数乘除法（整数部分用除2取余法；小 数部分用乘2取整法）例2：(57)D=(?)B例3：(0.6875)D=(?)B节目录标题区2024/7/1221第一章 数制与码制章目录章目录例2.解：5722821427232120余数100111有效位k0(最低位)k5(最高位)k1k2k3k4所以：(57)D=(111001)B节目录标题区2024/7/1222第一章 数制与码制章目录章目录例3.解：0.6875整数21.375010.75000121.500021.000012有效位k-1(最高位)k-2k-3k-4(最低位)所以：(0.6875)D=(0.1011)B节目录标题区2024/7/1223第一章 数制与码制章目录章目录(3)小数的精度及转换位数的确定n位R进制小数的精度 R-n例1：(0.12)10 的精度为10-2例2：(0.101)2 的精度为2-3转换位数的确定2-n 0.1，解：设二进制数小数点后有n位小数，则其精度为 2-n，由题意知：例3：(0.39)10=(?)2，要求精度达到 0.1。解得 n 10。所以 (0.39)10=(0.0110001111)2。节目录标题区2024/7/1224第一章 数制与码制章目录章目录2.二进制、八进制、十六进制间转换特点：三种进制的基数都是2的正整数幂。方法：直接转换。例1：(101011.1)2=(?)8 =(?)16解：(101011.1)2=(101011.100)2 =(53.4)8 (101011.1)2=(00101011.1000)2 =(2B.8)16 3.3.其他进制间转换方法：利用十进制数作桥梁。例：(15)7=(?)5 (15)7=(12 )10=(22)5 节目录标题区2024/7/1225第一章 数制与码制章目录章目录1.2 码制（编码的制式）一、二进制码 n位码元2n个对象2.格雷码(循环码)：码间距为1的一种代码。例1:0011和 0010 码间距为1例2:0011和 1111 码间距为21.自然二进制码 用来表征非数值信息。节目录标题区2024/7/1226第一章 数制与码制章目录章目录 1位 0 2位1010011 10 3位000111100000111110110100循环码的构成规律：互补反射、镜像对称节目录标题区2024/7/1227第一章 数制与码制章目录章目录3.奇（偶）校验码 信息码校验位0000000001偶校验奇校验0000000000发送方接收方0001000110错“对”检错结果节目录标题区2024/7/1228第一章 数制与码制章目录章目录1.引入BCD码的原因：习惯用十进制，而数字系统只处理二进制。2.分类(1)有权码：有固定位权 8421BCD、5421BCD、2421BCD、631-1BCD(2)无权码：无固定位权 余3BCD、余3循环 BCD、格雷BCD、8421奇校BCD二、二十进制（BCD）码（Binary Coded Decimal Codes）节目录标题区2024/7/1229第一章 数制与码制章目录章目录8421码 0000 0001 0010 0011 1001 余3码 0011 0100 0101 0110 1100 循环码 0000 0001 0011 余3循环码 0010 0110 0111 0101 1010 0010 1101 1010 十进制数 0 1 2 3 9 1210111010 1011 1100 合法11111110 节目录标题区2024/7/1230第一章 数制与码制章目录章目录3.多位十进制数的表示 代码间应有间隔 例：(380)10 =(?)8421BCD解：(380)10 =(0011 1000 0000)8421BCD4.数制与BCD码间的转换 例1：(0110 0010 0000)8421BCD =(620 )10例2：(0001 0010)8421BCD =(?)2解：(0001 0010)8421BCD =(12)10=(1100)2节目录标题区2024/7/1231第一章 数制与码制章目录章目录5.8421 BCD的加减法运算(1)加法运算例1：(0010)8421BCD+(0011)8421BCD=(?)8421BCD0010 00110101所以(0010)8421BCD+(0011)8421BCD=(0101)8421BCD节目录标题区2024/7/1232第一章 数制与码制章目录章目录例2：(0001)8421BCD+(1001)8421BCD=(?)8421BCD0001 10011010 0110 0001 0000(0001)8421BCD+(1001)8421BCD=(0001 0000)8421BCD所以非法码加6修正节目录标题区2024/7/1233第一章 数制与码制章目录章目录例3：(1000)8421BCD+(1000)8421BCD=(?)8421BCD1000 1000 1 0000 0110 0001 0110(1000)8421BCD+(1000)8421BCD=(0001 0110)8421BCD所以个位产生进位加6修正节目录标题区2024/7/1234第一章 数制与码制章目录章目录结论：两个8421BCD码相加，若相加结果中出现了8421BCD码的非法码或在相加过程中，在BCD数位上出现了向高位的进位，则应对非法码及产生进位的代码进行“加6(即二进制数0110)修正”。节目录标题区2024/7/1235第一章 数制与码制章目录章目录(2)减法运算例1：(0110)8421BCD (0001)8421BCD=(?)8421BCD0110 00010101(0110)8421BCD(0001)8421BCD=(0101)8421BCD所以节目录标题区2024/7/1236第一章 数制与码制章目录章目录例2：(0001 0000)8421BCD (0101)8421BCD=(?)8421BCD0001 00000101 0000 10110110 0000 0101(0001 0000)8421BCD (0101)8421BCD =(0101)8421BCD个位产生借位减6修正节目录标题区2024/7/1237第一章 数制与码制章目录章目录结论：两个8421BCD码相减，若相减过程中，在BCD数位上出现了向高位的借位，则应对产生借位的代码进行“减6(即二进制数0110)修正”。节目录标题区2024/7/1238第一章 数制与码制章目录章目录三、字符、数字代码在数据通信中，字符、数字代码用于传输数据信息。数据信息一般由字母、数字和符号组合而成。1.国际2号电报码（BAUDOT CODE：博多码）2.国际5号电报码（ASCII 码）3.EBCDIC码5单位代码。起止式电传、电报通信中使用的标准信息代码。7单位代码。8单位代码。通常作为计算机内部码使用，而不用于远距离传输。节目录标题区2024/7/1239第一章 数制与码制章目录章目录 作业题1.41.51.61.7标题区1.81.92024/7/1240第一章 数制与码制章目录章目录汤 一 铭2024/7/1241第一章 数制与码制章目录章目录电子管1906年，福雷斯特等发明了电子管；电子管体积大、重量重、耗电大、寿命短。目前在一些大功率发射装置中使用。2024/7/1242第一章 数制与码制章目录章目录世界上第一台电子数字计算机“ENIAC”（Electronic Numerical Integrator And Calculator）于1946年诞生于美国宾夕法尼亚大学，共用了18,000多只电子管，1500多个继电器，重量达30余吨，占用了170平方米的房间，耗电达140千瓦以上，其运算速度仅为5000次/秒加减法运算，现具有同样功能的电子计算机，体积只有BP机那么大（而Pentium 的运算能力可达每秒钟上亿次）。第一台电子数字计算机2024/7/1243第一章 数制与码制章目录章目录第一台电子数字计算机2024/7/1244第一章 数制与码制章目录章目录晶体管2024/7/1245第一章 数制与码制章目录章目录集成电路：20世纪60年代发展起来的一种新型器件，把众多晶体管、电阻、电容及连线制作在一块半导体芯片（如：硅片）上，做成具有特定功能的独立电子线路。外型一般用金属圆壳或双列直插结构。集成电路具有性能好，可靠性高，体积小，耗电少，成本低等优点。集成度：每片集成电路中的门电路或等效门电路的数量。SSI：1 10门；MSI：10 100门；LSI：100 1000门；VLSI：1000门以上；集成电路2024/7/1246第一章 数制与码制章目录章目录分立元件2024/7/1247第一章 数制与码制章目录章目录PCB2024/7/1248第一章 数制与码制章目录章目录MSI2024/7/1249第一章 数制与码制章目录章目录LSI2024/7/1250第一章 数制与码制章目录章目录LSI&VLSI2024/7/1251第一章 数制与码制章目录章目录1.集成电路微细加工的最小尺度每三年提高一个数量级，集成规模每三年增加4倍。2.集成电路微细加工的最小尺度的演变：20世纪80年代：微米级；20世纪90年代初：亚微米级（0.51m）；现在：深亚微米级（0.3m以下）；未来：0.01 m（相当于30个原子排成一列的长度）；集成电路微细加工的最小尺度2024/7/1252第一章 数制与码制章目录章目录1971年11月15日：Marcian E.Hoff在INTEL公司开发成功第一块微处理器4004，时钟频率108KHz，每秒执行6万条指令。微处理器40042024/7/1253第一章 数制与码制章目录章目录微处理器core2 duo 63002024/7/1254第一章 数制与码制章目录章目录常见数字仪表-万用表2024/7/1255第一章 数制与码制章目录章目录常见数字仪表-频率计2024/7/1256第一章 数制与码制章目录章目录常见数字仪表-示波器2024/7/1257第一章 数制与码制章目录章目录基带信号：未经调制的电脉冲，它所占据的频带宽度通常包含或不包含直流成分的低通型频谱，它包含的最高频率和最低频率之比远大于1，称之为基带信号。码型：数字信息的电脉冲表示形式。它可表示成8进制，16进制的脉冲序列。在基带传输系统中最常用的是二进制脉冲序列。2024/7/1258第一章 数制与码制章目录章目录数字基带信号波形举例1 0 1 1 0 0 0 1单极性非归零码波形+E最一般的编码，常在近距离传输时采用。02024/7/1259第一章 数制与码制章目录章目录数字基带信号波形举例1 0 1 1 0 0 0 1单极性归零码波形”1”单元前半部产生一个脉冲，常在近距离内实行波形变换时采用。+E02024/7/1260第一章 数制与码制章目录章目录数字基带信号波形举例1 0 1 1 0 0 0 1双极性非归零码波形+E常在RS-232C、CCITT V系列接口标准中采用。-E2024/7/1261第一章 数制与码制章目录章目录数字基带信号波形举例1 0 1 1 0 0 0 1双极性归零码波形+E0-E2024/7/1262第一章 数制与码制章目录章目录数字基带信号波形举例1 0 1 1 0 0 0 1电平双相或曼彻斯特码波形位单元前半部表示逻辑变量本身，后半部为其反。(Biphase-Level or Manchester)规则之一：+E02024/7/1263第一章 数制与码制章目录章目录数字基带信号波形举例1 0 1 1 0 0 0 1差分曼彻斯特码波形(Differential Manchester)：位单元中间有跳变，且”1”单元开头无跳变，”0”单元开头有跳变。+E02024/7/1264第一章 数制与码制章目录章目录Q&A问答环节敏而好学，不耻下问。学问学问，边学边问。Heisquickandeagertolearn.Learningislearningandasking.65章目录章目录结束语感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边点击进入66章目录章目录谢谢您的观看与聆听Thankyouforwatchingandlistening67