,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,数字电子技术基本教程,模拟信号与数字信号,模拟信号,时间连续、数值也连续的信号。如速度、压力、温度等。,数字信号,在时间上和数值上均是离散的。如电子表的秒信号，生产线上记录零件个数的计数信号等。常用数字,0,和,1,来表示。,绪论,数字电路的优点：,1.数字电路的根本工作信号是用1和0表示的二进制的数字信号，反映在电路上就是高电平和低电平，运算简单。,2.结构简单、设计技术成熟、容易制造，便于集成及系列化生产，通用性强，价格廉价。,3.数字电路能对输入的数字信号进行各种算术运算和逻辑运算、逻辑判断，具有“逻辑思维能力，故又称为数字逻辑电路。,4.,可编程数字系统，使用更灵活。,5.,速度快，抗干扰性强，可靠性高。,6.,易于存储、加密、压缩、传输和再现，便于和计算机连接。,模拟信号的数字表示,t,v,(,t,),0,t,v,(,t,),0,(a)模拟信号,(b)数字信号,图1.2 模拟信号到数字信号的转换,1,2,3,4,5,6,7,8,10,9,11,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0111,1000,1001,1011,1010,t,1,t,2,t,3,t,4,t,5,t,6,t,7,t,8,t,9,t,10,t,1,t,2,t,3,t,4,t,5,t,6,t,7,t,8,t,9,t,10,采样,量化,编码,数字电路中0和1的表示方法,数字电路中采用二进制表示数量的大小，每一位只有1和0两种状态。,正逻辑：高电平为1、低电平为0,负逻辑：低电平为1、高电平为0,产生高、低电平的方法：通过控制半导体开关电路的开关状态实现。,只需一个开关,功率损耗较大,功耗为0,比较理想,数字电路的开展与分类,1.电子管1904年Fleming创造真空二极管，1906年Forest,创造真空三极管,2.晶体管1947年创造,3.集成电路ICIntegrated Circuit，1958年创造,数字电路的分析方法,数字电路的主要研究对象是电路的输出和输入之间的逻辑关系。,主要的工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式及波形图表示。,第1章 数制和码制,逢二进一,逢八进一,逢十进一,逢十六进一,1.1.1 几种常用的数制,十进制，二进制，八进制，十六进制,1.1 数制,一个任意十进制数,N,可以表示成：,假设在数字电路中采用十进制，必须要有十个电路状态与十个记数码相对应。这样将在技术上带来许多困难，而且很不经济。,1.十进制：,十进制数有0、1、29十个数码组成,进位规那么：逢十进一，进位基数是10.,101.01B =,二进制的优点：,用电路的两个状态-开关来表示二进制数，数码的存储和传输简单、可靠。,二进制的缺点：,位数较多，使用不便；不符合人们的习惯，输入时将十进制转换成二进制，运算结果输出时再转换成十进制数。,2.二进制：,二进制数有0、1两个数码组成,进位规那么：逢二进一，进位基数是2.,3.八进制：,八进制数有0、1、27八个数码组成,进位规那么：逢八进一，进位基数是8.,17.058 =,4.十六进制：,十六进制数有0、1、29、A、,B、,C、,D、,E、,F十六个数码组成,进位规那么：逢十六进一，进位基数是16.,9D.2E8 =,不同数制间的转换,整数局部：除二取余,自下而上排列。,小数局部：乘二取整，自上而下排列。,例1 将二进制数10011.101转换成十进制数。,解：将每一位二进制数乘以位权，然后相加加权求和，可得,1二、八、十六进制转换成十进制,2十进制转换成二进制,(10011.101),B,12,4,02,3,02,2,12,1,12,0,12,1,02,2,12,3,19.625)D,例2,将八进制数436.5转换成十进制数。,2,25,余,1,b,0,12,2,余,0,b,1,6,2,余,0,b,2,3,2,余,1,b,3,1,2,余,1,b,4,0,例2：,十进制数25转换成二进制数的转换过程：,(25),D,=(11001),B,例3：将0.706 D转换为二进制数。,（0.706）,D,（0.101101001）,B,B,=,从末位开始四位一组,(1001,1100,1011,0100,1000,),2,(,),H,8,4,B,C,9,=(9CB48),16,3.二进制与八、十六进制之间的转换。,注：十六进制的一位对应二进制的四位。,O,=,从末位开始三位一组,(10 011,100,101,101,001,000,),2,(,),O,0,1,5,5,4,=(2345510),8,3,2,注：八进制的一位对应二进制的三位。,1.2 编码,1.2.1 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,0,0000,0011,0000,1,0001,0100,0001,2,0010,0101,0010,3,0011,0110,0011,4,0100,0111,0100,5,0101,1000,1011,6,0110,1001,1100,7,0111,1010,1101,8,1000,1011,1110,9,1001,1100,1111,十进制数,格雷码,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,0000,0001,0011,0010,0110,0111,0101,0100,1100,1101,1111,1110,1010,1011,1001,1000,1.2.2 格雷码循环码,特点：1.每一位的状态变化都按,一定的顺序循环。,2.任何两个相邻的代码只,有一位改变状态。,1.2.3 美国信息交换标准代码,美国信息交换标准代码ASCII是一组七位二进制代码，共128个,应用：计算机和通讯领域,1.3 二进制算术运算,当两个数码表示数量大小时，可进行加、减、乘、除等算术运算。,当两个数表示不同事物或事物的不同状态时，可以进行逻辑运算。,1.3.1 两数绝对值之间的运算,算术运算：1：和十进制算数运算的规那么相同,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,1001,+0101,1110,1001,-0101,0100,1001,0101,1001,0000,1001,0000,0101101,本章小结,本章介绍的内容：,常用数制是十进制、二进制、十六进制。不同进制表示的数之间可以相互转换。,为了便于信息交换，制定了一些通用的标准代码。,数字电路中两种不同的运算：算术运算指表示数量大小的两个数码之间的数值运算。逻辑运算指事物因果关系之间的推理运算。,二进制数的正、负是用有效数字前的符号位0为正、1为负表示的。这种数码称为原码。,1.正负数的表示方法,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,这种表示方法称为二进制数的原码表示法。,例如 +53=0 110101,-53=1 110101,1.3.2 数字电路中正负数的表示法及补码运算,2.二进制补码运算,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,采用补码相加的方法实现带符号数的加法运算,115=6,117126 舍弃进位,7512 产生进位的模,7是5对模数12的补码,111001101000,1468,1110101011000,1000舍弃进位,141016 8,0110 1010 24,1010是0110对模24 16 的补码,两个补码表示的二进制数相加时的符号位讨论,例：试用二进制补码计算149,、149、149、149,结论：将两个加数的符号位和数值局部产生的进位相加，得到的就是两个加数代数和的符号位。,解：,第一章 习题,1.11，3，5，7,1.22，4，6，8,1.82，7,1.102，4，5,1.132，8,1.152,