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数字电子技术

数字电子技术. 自动化系：李思光 E-mail:siguang.li@163.com. 第一章 数制和码制. 1.1 概述. 一、电子电路 数字量数字信号数字电路 模拟量模拟信号模拟电路 数字电路处理信号的方式 二、数码（数字信号的表示） 1 、数制 （数码表示数量大小，包括采用进位计数制的方法组成多 位数码） 定义：多位数码每一位的构成方法及从低位到高位的进位规则。 数制中的运算：算术运算（加、减、乘、除） 常见的数制有十进制、二进制、十六进制等. 1.1 概述. 2 、码制 （代码，数码表示不同事物或事物的不同状态，不再表示数量的大小）

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Presentation Transcript

  1. 数字电子技术 自动化系：李思光E-mail:siguang.li@163.com

  2. 第一章 数制和码制

  3. 1.1 概述 一、电子电路 数字量数字信号数字电路 模拟量模拟信号模拟电路 数字电路处理信号的方式 二、数码（数字信号的表示） 1、数制（数码表示数量大小，包括采用进位计数制的方法组成多 位数码） 定义：多位数码每一位的构成方法及从低位到高位的进位规则。 数制中的运算：算术运算（加、减、乘、除） 常见的数制有十进制、二进制、十六进制等

  4. 1.1 概述 2、码制（代码，数码表示不同事物或事物的不同状态，不再表示数量的大小） 定义：编制代码遵守的规则 编码：将不同的信息（字母、符号）以一定的规则编制成对应代码的过程 译码：将代码还原成所表示的信息(文字、符号等）的过程 通用代码：考虑到信息交换的方便（ASCII码，BCD码等)

  5. 1.2 几种常用的数制 数制： ①每一位的构成(数码，位权） ②从低位向高位的进位规则（按权展开式） 常用到的： 十进制，二进制，八进制，十六进制

  6. 1.2 几种常用的数制 权重Ni 加权和 计数基数 第i位系数 ki • 数码 • 计数基数 • 权 • 进位规则 • 按权展开式 二进制：（101）2；101B 十进制：（101）10; 101D 八进制：（101）8；101O 十六进制：（101）16；101H

  7. 十进制，二进制，八进制，十六进制

  8. 不同进制数的对照表

  9. 1.3不同数制间的转换 一、二十转换 1、二十（任意进制十进制） 权位相加法 例：

  10. 2、十二转换 (1)整数部分------ 除2反序取余（直到商零为止） ∟ ∟ ∟ ∟ ∟ ∟ ∟ ∟

  11. 2、十二转换 小数部分: 例： 乘以2顺序取整，以要求的有效位数为准

  12. 二、二十六转换 例：将(01011110.10110010)2化为十六进制 利用四位二进制数与十六进制数的对应关系特点 例：将(8FAC6)16化为二进制

  13. 三、二八 例：将(011110.010111)2化为八进制 利用三位二进制数与八进制数的对应关系特点 例：将(52.43)8化为二进制

  14. 四、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

  15. 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 乘法运算 • 二进制数的乘法运算： • 被乘数（或零）左移一位 • 被乘数（或零）与部分积相加 例：求(1011)2×(101)2＝?               1011    ×) 101                1011              0000 ＋) 1011                110111 则(1011)2×(101)2＝(110111)2

  16. 1.4二进制运算 1.4.1 二进制算术运算的特点 除法运算 数字电路中普遍采用二进制算术运算的重要原因之一 • 二进制数的除法运算： • 除数右移一位 • 被除数或余数减去除数 例：求(100100.01)2÷(101)2＝? 111.01 101 ) 100100.01 101                    1000    101                     110    101                      101       101                        0 则(100100.01)2÷(101)2＝(111.01)2 若设法将减法运算转化为某种形式的加法运算，则加、减、乘、除运算全部可以用移位和相加两种操作实现，算术运算电路结构大为简化。

  17. 1.4二进制数运算 1.4.2 反码、补码和补码运算 一、原码、反码、补码 1、原码： 二进制数在数字电路中用逻辑电路输出的高低电平表示，数制中的数有正负之分？ 方法：增加符号位，（0为正，1为负）---称为原码 如 +89 = （0 1011001） -89 = （1 1011001）

  18. 2、补码原理 早上5点的时候，发现手表停在了10点上，需要把表拨到5点。方法？ 10 – 5 = 5 10 + 7=17 17－12= 5 （进位自动消失） 7+5=12 产生进位的模 称7是-5对模数12的补数（补码Complement） 补码的意义：在舍弃进位的条件下，减去某个数可 以用加上他的补码来代替。

  19. 1011 – 0111 = 0100 （11 - 7 = 4） 1011 + 1001 = 10100 =0100（舍弃进位） （11 + 9－16 = 4） 0111 + 1001 =24 0111是- 1001对模24 （16）的补码 多位二进制数的补码（四位）

  20. n位（不包括符号位）二进制数N，正数（符号位位0）的补码和原码相同，负数（符号位位1）的补码等于2n-N。 补码定义、求补码的方法 • 为了避免求补码过程中的减法运算： • 由反码求二进制负数的补码 • 二进制负数的反码+1，即得其补码，符号位保持不变。

  21. 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 13＋10、13－10 、－13＋10 、－13－10 解： 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

  22. 1.5几种常用的编码 一、十进制代码（BCD码） 几种常用的十进制代码

  23. 1.5几种常用的编码 十进制数的8421BCD码表示： （84）10=（10000100）8421BCD

  24. 二、格雷码（Gray Code） 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

  25. 三、美国信息交换标准代码（ASCⅡ） ASCⅡ是一组七位二进制代码，共128个 应用：计算机和通讯领域 汉字编码：

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