数字电子技术chp11

,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,数字电子技术基础第五版,南方医科大学,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,*,*,数字电子技术,课程共,64,学时,实验课单独开设,本课程是一门技术基础课程，为学习后续课程（微机原理、EDA）提供必要的基础知识和相应的工具手段。,自我介绍,姓名：于晓宝,单位：生物医学工程学院电子技术系,地址：生命科学楼6-3-16,Tel： 61648283(o) 61647657(h),E_mail：,希望：,师生互动，营造一个轻松愉快的学习氛围！,第一章数制和码制,主要内容,概述,几种常见的数制,不同数制间的转换,二进制算术运算,几种常用的编码,1.1 概述,数字量和模拟量,数字量：变化在时间上和数量上都是不连续的。（存在一个最小数量单位,）,模拟量：在时间上或数值上连续的物理量。,数字电路和模拟电路：工作信号，研究的对象，分析/设计方法以及所用的数学工具都有显著的不同,数字信号,（Digital Signals）,非连续的（离散的）,时间上的离散,变量只在某些时刻有定义,量上的离散,变量只能是有限集合的一个值,例如，开关状态，数字表盘的读数,优点,便于计算机处理,精度高、抗干扰能力强,容易实现存储设备,u,数字信号波形,（数字信号在电路中常表现为突变的电压或电流）,t,模拟信号（Analog Signals）,连续的,时间上的连续,任意时刻有一个相对的值,量上的连续,变量任意时刻可以是在一定范围内的任意值,例如：电压，电流，温度，亮度，颜色,优点：用精确的值表示事物,缺点:,很难度量,容易受噪声的干扰,难以保存,u,模拟信号波形,t,疯狂的数字,音乐：CD, MP3,MP4,电影：MPEG, RM, RMVB,DVD,数字电视,数码相机,数字摄影机,手机,数字电路在日常生活、自动控制、测量仪器、通信等领域得到广泛应用。,数字电路与模拟电路分析方法不同,在模拟电路中，晶体管一般工作在,放大状态,。,研究模拟电路时，我们注重,电路输入、输出信号间的大小、相位关系,。典型的模拟电路包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。,数字电路与模拟电路分析方法不同,在数字电路中，晶体管工作在,开关状态,下，即工作在,饱和导通,或,截止状态,。,研究数字电路时注重,电路的输入、输出信号之间的逻辑关系,，因此不能采用模拟电路的分析方法。主要分析工具是,逻辑代数,，电路的功能用逻辑真值表、逻辑函数式或波形图等表示。,数制,多位数码中每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则称为,数制,。,不同的数码用来表示数量的不同大小。,数码间可以进行算术运算。,码制,人们为了区分不同的事物，将每一个事物用一组代码表示，相应的编码规则称为,码制,。,代码只是用来区分不同的事物，已失去表示数量大小的含义。,1. 2 几种常用的数制,数制：,每一位的构成方法,从低位向高位的进位规则,常用到的：,十进制，二进制，八进制，十六进制,十进制，二进制，八进制，十六进制,逢二进一,逢八进一,逢十进一,逢十六进一,十进制数,二进制,八进制,十六进制,00,0000,00,0,01,0001,01,1,02,0010,02,2,03,0011,03,3,04,0100,04,4,05,0101,05,5,06,0110,06,6,07,0111,07,7,08,1000,10,8,09,1001,11,9,10,1010,12,A,11,1011,13,B,12,1100,14,C,13,1101,15,D,14,1110,16,E,15,1111,17,F,不同进制数的对照表,1.3 不同数制间的转换,一、二,十转换,例：,二、十,二转换,整数部分:,例：,二、十,二转换,小数部分:,例：,三、二,十六转换,例：将(01011110.10110010),2,化为十六进制,四、十六,二转换,例：将(8FAC6),16,化为二进制,五、八进制数与二进制数的转换,例：将(011110.010111),2,化为八进制,例：将(52.43),8,化为二进制,六、十六进制数与十进制数的转换,十六进制转换为十进制,十进制转换为十六进制：通过二进制转化,1.4 二进制数算术运算,1.4.1 二进制算术运算的特点,算术运算：1：和十进制算数运算的规则相同,2：逢二进一,特 点：加、减、乘、除 全部可以用移位和相 加这两种操作实现。简化了电路结构,数字电路中普遍采用二进制算数运算,1.4 二进制算术运算,1.4.2 反码,、补码和补码运算,原码的概念,在数字电路中，有时以最高位作为符号位，正数为0，负数为1。用这种方式表示的数码称为,原码,。,如 +89 = （,0,1011001,）,-,89 = （,1,）,10 5 = 5,10 + 7 12= 5 （舍弃进位）,7+5=12 产生进位的模,7是-5对模数12的补码,1011 0111 = 0100,（11 - 7 = 4）,1011 + 1001 =,1,0100,=0100（舍弃进位）,（11 + 916 = 4）,0111 + 1001,=2,4,1001,是- 011,1,对,模,2,4,（16）,的补码,二进制数的补码：,最高位为符号位（,0,为正，,1,为负）,正数的补码和它的原码相同,负数的补码 = 数值位逐位求反(反码) +,1,如 +5 = （,0 0101,）,-,5 = （,1 1011,）,通过补码，将减一个数用加上该数的补码来实现,两个补码表示的二进制数相加时的符号位讨论,例：用二进制补码运算求出,1310,、1310 、1310 、1310,结论：将两个加数的符号位和来自最高位数字位的进位相加，结果就是和的符号,解：,关于原码、反码、补码的几点结论,最高位为符号位，正数为0，负数为l；,对于正数而言： 原码反码补码；,负数的反,码原码除符号位外各位取反；,负数的补,码反码1。,1.5 几种常用的编码,一、十进制代码,几种常用的十进制代码,十进制数,8421码,余3码,2421码,5211码,余3循环码,0,0000,0011,0000,0000,0010,1,0001,0100,0001,0001,0110,2,0010,0101,0010,0100,0111,3,0011,0110,0011,0101,0101,4,0100,0111,0100,0111,0100,5,0101,1000,1011,1000,1100,6,0110,1001,1100,1001,1101,7,0111,1010,1101,1100,1111,8,1000,1011,1110,1101,1110,9,1001,1100,1111,1111,1010,1.5 十进制数的BCD码表示方法,【,例1-10,】,求出十进制数972.65,10,的8421 BCD码。,解,：,将十进制数的每一位转换为其相应的4位BCD码。,那么十进制数972.65就等于：,8421 BCD码：,1001,0111,0010,.,0110,0101,8421BCD,，即,972.65,10,= 1.01100101,8421BCD,十进制 9 7 2 . 6 5,十进制 9 7 2 . 6 5,BCD 1001 0111 0010 . 0110 0101,二、格雷码,特点：1.每一位的状态变化都按一定的顺序循环。,2.编码顺序依次变化，按表中顺序变化时，相邻代码只有一位改变状态。,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,0,0000,0000,8,1000,1100,1,0001,0001,9,1001,1101,2,0010,0011,10,1010,1111,3,0011,0010,11,1011,1110,4,0100,0110,12,1100,1010,5,0101,0111,13,1101,1011,6,0110,0101,14,1110,1001,7,0111,0100,15,1111,1000,格雷码,二进制码到格雷码的转换,（1）格雷码的最高位（最左边）与二进制码的最高位相同。,（2）从左到右，逐一将二进制码的两个相邻位相加，作为格雷码的下一位（舍去进位）。,（3）格雷码和二进制码的位数始终相同。,格雷码到二进制码的转换,（1）二进制码的最高位（最左边）与格雷码的最高位相同。,（2）将产生的每个二进制码位加上下一相邻位置的格雷码位，作为二进制码的下一位（舍去进位）。,【,例1-8,】,把二进制数1001转换成格雷码。,解：,二进制数到格雷码的转换,【例1-9】,把格雷码0111转换成二进制数。,解：,格雷码到二进制数的转换,三、美国信息交换标准代码（ASC,）,ASC是一组七位二进制代码，共128个,应用：计算机和通讯领域,【例1-12】,一组信息的ASCII码如下，请问这些信息是什么？,1001000 1000101 1001100 1010000,解：,把每组7位码转换为等值的十六进制数，则有：,48 45 4C 50,以此十六进制数为依据，查表1-4可确定其所表示的符号为：H E L P,表,1-4,美国信息交换标准码（,ASCII,码）表,位765,位4321,000,001,010,011,100,101,110,111,0000,NUL,DLE,SP,0,P,p,0001,SOH,DC1,!,1,A,Q,a,q,0010,STX,DC2,”,2,B,R,b,r,0011,ETX,DC3,#,3,C,S,c,s,0100,EOT,DC4,$,4,D,T,d,t,0101,ENQ,NAK,%,5,E,U,e,u,0110,ACK,SYN,&,6,F,V,f,v,0111,BEL,ETB,7,G,W,g,w,1000,BS,CAN,(,8,H,X,h,x,1001,HT,EM,),9,I,Y,i,y,1010,LF,SUB,*,:,J,Z,j,z,1011,VT,ESC,+,;,K,k,1100,FF,FS,N,n,1111,SI,US,/,?,O,_,o,DEL,