数字电子技术课件 数制和码制

,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,河南科技大学,教材:数字电子技术基础,第五版,阎石主编 高教出版社,精品课程网址：,数字电子技术A,成绩：,期终,考试占70%，,平时,（作业与考勤）占20%，,实验,占10%。,本课程共计,72,学时，其中理论课时,60,学时，,实验学时,12,学时，我们共做,5,个实验。,答疑安排：周四晚上：7:30-9:30,地点：10-408,本书分11章,数制和码制,逻辑代数基础,门电路,组合逻辑电路,触发器,时序逻辑电路,半导体存储器,可编程逻辑器件,硬件描述语言,脉冲波形的产生和整形,模数、数模转换,模拟量,：变化在时间上和数量上都是连续的。,t,T,第一章 数制和码制,1.1 概述,自然界的物理量分两大类：,模拟量,数字量,2,t,O,基本元件：基本放大器（三极管，运放）,表示模拟量的信号称为模拟信号,工作在模拟信号下的电子电路称为模拟电路,研究输入输出间的大小和相位关系,三极管工作在放大状态,数字量,：变化在,时间,上和,数量,上都是离散的。（存在一个最小数量单位,）。,t,u,表示数字量的信号称为,数字信号,工作在,数字信号,下的电子电路称为,数字,电路,研究输入输出间的逻辑关系,三极管,工作在开关,（导通或截止）,状态,。,基本元件：门电路，触发器,数字化,：模拟量转数字量，再转模拟量。,受控对象,检测通道,控制设备,接,口,计,算,机,数字量,数字量,模拟量,模拟量,数字电子技术的发展代表了现代电子技术的水平，它已广泛的应用于电子计算机、数字式仪表、数字化通讯以及泛多的数字控制装置等方面。,1、计程车计价器,整形电路,计数器,计算器,译码器,显示器,存储器,光电转换,放大电路,整形电路,门电路,计数器,标准时钟,1minute,译码显示,2、电机转速测速系统,1minute,数码,：常用来表示数字信号。,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。,在编制,代码,时要遵循的规则，称为,码制,。,1. 2 几种常用的数制,表示数量大小时，,可以进行算术运算。,表示不同的事物时，称为代码，此时没有数量大小的含义,。,1. 2 几种常用的数制,数制：,每一位的构成；,从低位向高位的进位规则。,系数,权,基数,十进制，二进制，八进制，十六进制,如B或2表示二进制数制；O(Octal) 或8表示八进制数； D(decimal)或10表示十进制数制H(heXadecimal)或16表示十六进制数。,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、其他进制转十进制,按“,位权展开,”即可。,1、二转十,例：,（1011）,2,+,0,2,2,+,1,2,1,+,1,2,0,=,1,2,3,=,8,+,0,+,2,+,1,=,（11）,10,将代码为1 的数权值相加，即得对应的十进制数。,2、十六转十,二、十进制转其他进制,整数部分：,除N，反向取余,；,小数部分：,乘N，正向取整,。,1、十转二:整数部分,故:,例： 将（11）,10,化为二进制数，用 除 2 取 余 法。,11,2,5,余1,K,0,2,2,余1,K,1,2,1,余0,K,2,K,3,1、十转二：小数部分,2、十转十六,35,2,0,16,16, ,3, ,2,三、二与十六转换,二转十六：,以小数点为中心，,四位合一,位，不足补0。,十六转二：,以小数点为中心，,一位分四,位，两头0忽略。,1、二转十六,例：将(1011110.1011001),2,化为十六进制,2、十六转二,例：将(8FAC6),16,化为二进制,1.4二进制运算,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,所以数字电路中普遍采用二进制算数运算,1.4二进制数运算,二进制数的正、负号也是用0/1表示的。,在定点运算中，最高位为符号位（0为正，1为负）,如 +89 = （,0,1011001,）,-,89 = （,1,）,1.4.2 反码、补码和补码运算,二进制数连同它的符号位一起称为,机器数,（或有符号数）,原码：,最高位为符号位，该位为表示正数， 1表示负数，数值部分保持不变。,二进制数的补码：,如 （+5）,原,= （+5）,反,= （+5）,补,= （,0101,）,（,-,5 ）,原,= （,1101,）,（,-,5 ）,反,= （,-,101 ）,反=,（,1010,）,（,-,5 ）,补,= （,-,101 ）,补=,（,-,5 ）,反,+1=,（,1011,）,通过补码，将减一个数用加上该数的补码来实现,最高位为符号位（,0,为正，,1,为负）,正数：补码、反码和它的原码相同。,负数的补码,=,数值位逐位求反,(,反码,) + 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,- 0111,对,模,2,4,（,16,） 的补码,n,位二进制数X反码的定义为：,n,位二进制数X补码的定义为：,例：-1的补码,（-001）补=1000-001=,1,111,-7的补码,（-111）补=1000-111=,1,001,符号位,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：,舍去,舍去,补码运算规则：,使用补码可使符号位参加运算，,使减法运算变成加法运算。,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,0,0000,0011,0000,0000,0010,1,0001,0100,0001,0001,0110,2,0010,0101,0010,0100,0111,3,0011,0110,0011,0101,0101,4,0100,0111,0100,0111,0100,5,0101,1000,1011,1000,1100,6,0110,1001,1100,1001,1101,7,0111,1010,1101,1100,1111,8,1000,1011,1110,1101,1110,9,1001,1100,1111,1111,1010,二、格雷码,编码顺序,二进制,格雷码,编码顺序,二进制码,格雷码,0,0000,0000,8,1000,1100,1,0001,0001,9,1001,1101,2,0010,0011,10,1010,1111,3,0011,0010,11,1011,1110,4,0100,0110,12,1100,1010,5,0101,0111,13,1101,1011,6,0110,0101,14,1110,1001,7,0111,0100,15,1111,1000,二、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,三、美国信息交换标准代码（ASC,）,ASC码是,一组七位二进制代码,，共128个，包括0-9的十个代码，英文字母大小写的52个代码，32个表示各种符号的代码，以及34个控制码。,应用：计算机和通讯领域。,美国国家标准化协会指定的一种信息代码。,表1,3 美国信息交换标准码（ASCII码）码表,