1、数字电子技术基础 （第五版） 清华大学 主编:阎石,1.1 概述,1.2 常用的数制,1.5 几种常用的编码,第一章 数制和码制,1.3 不同数制间的转换,1.4 二进制算术运算,2、逻辑事件：即存在形式与表现形式有且仅有两个相互对立的状态的一类事物，又可以叫做逻辑量 。而且它必定是这两个状态中的一个。例如：发光二极管只有“亮”、 “灭”两种对立状态，且肯定是其中的一个状态。,1.1 概述,1、逻辑：就是事物的因果关系；即输入与输出之间变化的因果关系； (如按下开关，灯亮)。,一、数字电子技术和模拟电子技术的不同工作信号，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,二、 数字信
2、号和数字电路,模拟信号：在时间上和幅值上连续的信号。,数字信号：在时间上和幅值上不连续的（即离散的）信号。,u,u,模拟信号波形,数字信号波形,t,t,对模拟信号进行传输、处理的电子线路称为模拟电路。,对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。,数字信号的幅值有什么特点？,只有两种取值,数字信号用逻辑高电平和逻辑低电平表示,数电中常采用“1”和“0”两个数码来表示高电平/低电平 。,1）数字装置简单可靠；,2）二进制数运算规则简单；,3）数字电路既可以进行算术运算，也可以进行逻辑运算.,数字电路中采用二进制：,2) 电路中基本器件工作于“开”或“关”两种状态,电路的输出和输入为逻辑关系;
3、,3)数字电路主要研究电路输入、输出的0，1符号序列间的逻辑关系。,4) 电路工作可靠,精度高,抗干扰性好.,数字电路中，输入、输出电压值一般只有两种取值：高电平或低电平，常采用“1”和“0”两个数码来表示。它们不具有数量大小的意义，仅表示客观事物的两种相反状态。,三、 数字电路的特点,四、数字电路的分类,2、按所用器件制作工艺的不同：数字电路可分为双极型（TTL型）和单极型（MOS型）两类。,3、按照电路的结构和工作原理的不同： 数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。 组合逻辑电路没有记忆功能， (如：编码器、加减法器、比较器、数据选择器) 。 时序逻辑电路具有记忆功能， (如：触发
4、器、计数器、寄存器 ),1、按电路结构的不同：数字电路可分为分立元件电路和集成电路两大类型。,4、按集成度分：,表1.1.1 数字集成电路分类,SSISILSIVLSI,集成电路,最具有代表性的集成电路芯片主要包括以下几类，它们构成了现代数字系统的基石。,可编程逻辑器件（PLD）,微控制芯片（MCU）,数字信号处理器（DSP）,大规模存储芯片（RAM/ROM）,本节小结,数字信号的数值相对于时间的变化过程是跳变的、间断性的。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。模拟信号通过模数转换后变成数字信号，即可用数字电路进行传输、处理。,数字系统的主要功能就是处理数字信息,概述数制及码制,信息
5、主要有两类：数值信息和非数值信息,数值信息的表示方法就是数制及其转换,非数值信息的表征就是编码,1. 2 几种常用的数制,数制：指进位计数制，即用进位的方法来计数.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,逢十六进一,1. 十进制,(1) 计数符号: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.,(2)进位规则: 逢十进一.,例: 1987=1103 +9102 + 8101 + 7100,(3) 十进制数按权展开式,2. 二进制,(1) 计数符号: 0, 1 .,(2)进位规则: 逢二进一.,(3) 二进制数按
6、权展开式,一、熟悉8位二进制数各位的权值,二、能够熟练写出2位、3位、4位二进制数的所有组合。,1.2 1.3的学习要求,三、熟练掌握十二进制之间的转换,不同进制数的对照表,1、(10,1011）2（ ）10,（ 25+23+21+20 ）10,（ 32+8+2+1 ）10,（ 43 ）10,2、(100,1011 ）2（ ）10,（ 26+23+21+20 ）10,（ 64+8+2+1 ）10 （75 ）10,一、二进制转换成十进制,1.3不同数制间的转换,3、(24）10（ ）2,（ 16+8 ）2,（ 16+8 ）2,（ 24+23 ）2,（ 11000）2,4、(37）10（ ）2,（
7、 32+4+1 ）2,（ 25+22 + 20 ）2,（ 100101）2,二、十进制转换成二进制,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：逢二进一,二进制数的算术运算(1) 加:0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10,(2) 减:0-0=0 1-0=1 1-1=0 10-1=1,(3) 乘:00=0 01=0 10=0 11=1,(4) 除: 0/0 =0 0/1=0 1/1=1,用一定位数的二进制数来表示字母、符号等信息称为编码。,数字系统只能识别0和1，怎样才能表示更多的数码、符号、字母呢？用编码可以解决此问题。,1.5几
8、种常用的编码,1.5几种常用的编码,用四位二进制代码来表示一位十进制数码(09),这样的代码称为二-十进制码,或BCD码.,四位二进制有16种不同的组合,可以在这16种代码中任选10种表示十进制数的10个不同符号, 选择方法不同,就能得到不同的编码形式.,二 - 十进制码 (BCD码)( Binary Coded Decimal codes),常用BCD码,常见的BCD码有8421码、5421码、2421码、余3码等。,(1) 有权码：每位数码都有确定的位权的码，例如：8421码、5421码、2421码., 8421BCD码：由高到低位的权值为：8 4 2 1由00001001一一对应表示十进
9、制09的二进制数，其余1010-1111六种组合无效。 例（5） 10 （0101） 8421（15）10 （ 10101 ） 8421（ 1000，0110） 8421 （ 86 ）10, 5421BCD码:由高到低位的权值为： 5 4 2 1前5个码和8421BCD码相同，后5个码在前5个码的基础上加1000构成, 2421BCD码由高到低位的权值为： 2 4 2 1前5个码和8421BCD码相同，后5个码以中心对称取反,如: 5421码(1011)5421=( )105+0+2+1=8;2421码(1100)2421=( )102+4+0+0=6.,(2) 无权码：每位数码无确定的位权，
10、 例如：余3码. 余3码的编码规律为: 在8421BCD码上加0011,例 6的余3码为: 0110+0011=1001,二、格雷码,特点：相邻两个代码之间仅有一位不同,其余各位均相同.具有这种特点的代码称为循环码,格雷码是循环码. 应用：减少过渡噪声,格雷码和四位二进制码之间的关系:,设四位二进制码为B3B2B1B0,格雷码为R3R2R1R0, 则,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,5、(10,1011）2（ ）8421BCD,(00101011）2,（ 32+8+2+1=43 ）10,（ 0100,0011 ）8421BCD,
11、6、(10,1100）2（ ）8421BCD,(00101100）2,（ 32 84 ）10（ 44 ）10,（ 0100,0100 ）8421BCD,二进制转换成8421BCD码,9、(10,1001）8421BCD（ ）10,（ 29 ）10,10、(100,0011 ）8421BCD（ ）10,（ 43 ）10,8421BCD码转换成十进制,11、(1001,1000,0011 ）8421BCD（ ）10,（ 983 ）10,11、(101001）8421BCD（ ）2,（ 29 ）10,（ 168 41）10,（ 11 101 ）2,8421BCD码转换成二进制,12、(101000）8421BCD（ ）2,（ 28 ）10,（ 168 4）10,（ 11 100 ）2,本节小结,日常生活中使用十进制，但在计算机中基本上使用二进制，有时也使用八进制或十六进制。利用权展开式可将任意进制数转换为十进制数。利用1位八进制数由3位二进制数构成，1位十六进制数由4位二进制数构成，可以实现二进制数与八进制数以及二进制数与十六进制数之间的相互转换。二进制代码不仅可以表示数值，而且可以表示符号及文字，使信息交换灵活方便。BCD码是用4位二进制代码代表1位十进制数的编码，有多种BCD码形式，最常用的是8421 BCD码。,
