《數(shù)字電子技術(shù)--劉漢華》第1章 數(shù)制與碼制

1、 劉漢華劉漢華 South China University Of Technology要求：提高上課效率要求：提高上課效率既出勤也出力既出勤也出力課后及時(shí)復(fù)習(xí)課后及時(shí)復(fù)習(xí)認(rèn)真完成作業(yè)認(rèn)真完成作業(yè)必要（重要）性必要（重要）性: :日常所見電子產(chǎn)品都有日常所見電子產(chǎn)品都有數(shù)字電路，很多還是核心數(shù)字電路，很多還是核心可能性：可能性：8888； 3166; 54603166; 5460；5102051020201030600042201030600042; 9527; 26309527; 2630教材：閻石教材：閻石. . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). .高等高等教育出版社教育出版社ISBNI

2、SBN：704019383704019383參考書：參考書：第第1 1章章 數(shù)制與碼制數(shù)制與碼制 概述概述 幾種常用的數(shù)制幾種常用的數(shù)制 不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算 幾種常用的碼制幾種常用的碼制 1.1 概述概述電子電路中的信號(hào)有兩大類電子電路中的信號(hào)有兩大類數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)數(shù)字電路的優(yōu)缺點(diǎn)數(shù)字電路的優(yōu)缺點(diǎn)1. 集成度高2. 抗干擾能力強(qiáng) 3. 易于存儲(chǔ)4. 保密性好5. 設(shè)計(jì)方便，使用靈活 6. 不能與自然信號(hào)的無縫對(duì)接1.2 幾種常用的數(shù)制幾種常用的數(shù)制物理量的數(shù)字量表示法物理量的數(shù)字量表示法數(shù)制碼制數(shù)制數(shù)制代碼代碼 進(jìn)位方法進(jìn)位方法展開式展開式 、權(quán)、

3、權(quán)十進(jìn)制十進(jìn)制(D)0-9逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一二進(jìn)制二進(jìn)制(B)0,1逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一八進(jìn)制八進(jìn)制(O)0-7逢八進(jìn)一逢八進(jìn)一十六進(jìn)制十六進(jìn)制(H)0-9, A,B,C,D,E,F逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一 （逢（逢F進(jìn)一進(jìn)一 ）2iiDk 8iiDk 16iiDk 10iiDk 210123212021212021)01.1011(B10145.34 105 103 10 21012162161516131612163)2.3(HFCD5 .20284828183)4 .312(10128一、一、 二進(jìn)制二進(jìn)制十進(jìn)制十進(jìn)制按按權(quán)位展開相加權(quán)位展開相加即可。即可。例例二、二、 十進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制整

4、數(shù)部分：整數(shù)部分：除以除以2取余數(shù)，逆序書寫取余數(shù)，逆序書寫,小數(shù)部分：小數(shù)部分：乘以乘以2取整數(shù)，順序書寫取整數(shù)，順序書寫。例（）例（）10=（ 110110.00110）2 ,運(yùn)算精度取決于小數(shù)點(diǎn)運(yùn)算精度取決于小數(shù)點(diǎn)后所取位數(shù)。取后所取位數(shù)。取3位為位為.001，取，取4位為位為.0011，取，取5位位為為.00110 54211210110110.11 21 21 21 21 232 16420.554.5 1.3 不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1.3 不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換（續(xù)）不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換（續(xù)）1.3 不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換（續(xù)）不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換（續(xù)）三、三、 二進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制十六進(jìn)制

5、四、十六進(jìn)制四、十六進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制例：例：（）（）2=（1，1100，0110，），）=（）（）16 （）（）16=（0010，1011，），）=（）（）2 即：即：4位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為1位十六進(jìn)制數(shù)位十六進(jìn)制數(shù) 1位位十六十六進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為4位二進(jìn)制數(shù)，位二進(jìn)制數(shù)， 小數(shù)點(diǎn)前最高位和小數(shù)點(diǎn)后最低位位數(shù)不夠四位時(shí)小數(shù)點(diǎn)前最高位和小數(shù)點(diǎn)后最低位位數(shù)不夠四位時(shí) 前或前或后后補(bǔ)補(bǔ)0。1.3 不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換（續(xù)）不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換（續(xù)）五、五、 二進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制；八進(jìn)制八進(jìn)制；八進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制例：例：（）（）2=（）（）=（）（）8 （）（）8=（010，110，），）=

6、（ 010110101.011 ）2 即：即：3位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為1位八進(jìn)制數(shù)位八進(jìn)制數(shù) 1位位八八進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為3位二進(jìn)制數(shù)，位二進(jìn)制數(shù)， 小數(shù)點(diǎn)前最高位和小數(shù)點(diǎn)后最低位位數(shù)不夠三位時(shí)前或小數(shù)點(diǎn)前最高位和小數(shù)點(diǎn)后最低位位數(shù)不夠三位時(shí)前或后后補(bǔ)補(bǔ)0。六、十六六、十六 十轉(zhuǎn)換十轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制：根據(jù)式十進(jìn)制：根據(jù)式(1.2.5)將各位按權(quán)展開后相加求得。將各位按權(quán)展開后相加求得。十進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制：十六進(jìn)制：“十進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制十六進(jìn)制”或或“除以除以16取余數(shù)，乘以取余數(shù)，乘以16取整取整”例：例： （）（）10 = （36.8F）16 一、基

7、本算術(shù)運(yùn)算與十進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算的規(guī)則基本相同，唯一的區(qū)別在于二進(jìn)制數(shù)是逢二進(jìn)一二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算 二、原碼、反碼、補(bǔ)碼和補(bǔ)碼運(yùn)算1.原碼的概念：二進(jìn)制數(shù)的前面增加一位符號(hào)位，即得原碼2.為何要補(bǔ)碼（補(bǔ)碼運(yùn)算的原理）3.反碼、補(bǔ)碼的概念及產(chǎn)生正數(shù)的三碼相同負(fù)數(shù)反碼的產(chǎn)生：符號(hào)位不變，原碼除符號(hào)位外按位取反負(fù)數(shù)補(bǔ)碼的產(chǎn)生：符號(hào)位不變，反碼加1二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算（續(xù)）二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算（續(xù)） 12126 63 39 91 12 24 45 57 78 81010111110+7-12=510+7-12=510-5=510-5=5圖1.4.1 補(bǔ)碼的原理圖1.4.1 補(bǔ)碼的原理例例1.4.1* 寫出帶符

8、號(hào)位二進(jìn)制數(shù)00011001（25）、10011001（25）、00101110（46）和10101110（46）的反碼和補(bǔ)碼。解：原碼 反碼 補(bǔ)碼00011001 00011001 0001100110011001 11100110 1110011100101110 00101110 0010111010101110 11010001 11010010例例1.4.2* 用二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算求出128、128、128和128。解： 表是帶符號(hào)位的三位二進(jìn)制數(shù)原碼、反碼和補(bǔ)碼的對(duì)照表。 101000010000011000028210010001100010110004821111001010000

9、101001482101100111000110100102821它們都可用多位二進(jìn)制碼來表示，這種多位二進(jìn)制數(shù)叫做代碼，給每個(gè)代碼賦以一定的含義叫做編碼，編制代碼要遵循一定的規(guī)則。若需編碼的信息數(shù)量為N,則用作代碼的一組二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)應(yīng)滿足1.5 幾種常用的碼制幾種常用的碼制數(shù)字系統(tǒng)處理的信息數(shù)字系統(tǒng)處理的信息數(shù)值文字和符號(hào)2nN一、十進(jìn)制代碼一、十進(jìn)制代碼 8421碼+3 得 余三碼；格雷碼+3 得 余三循環(huán)碼二、格雷碼二、格雷碼編碼順序二進(jìn)制代碼格雷碼000000000100010001200100011300110010401000110501010111601100101701110100810001100910111213141510011010101111001101111011111101111111101010101110011000格雷碼編碼方法：格雷碼解碼方法：學(xué)完第2章異或運(yùn)算格雷碼規(guī)律：最低位是最低位是0110循環(huán)；第二位是循環(huán)；第二位是00111100循環(huán)；第三位是循環(huán)，循環(huán)；第三位是循環(huán)，格雷碼特點(diǎn)：任何相鄰的兩個(gè)碼組中，僅有一任何相鄰的兩個(gè)碼組中，僅有一位代碼不同，抗干擾能力強(qiáng)，位代碼不同，抗干擾能力強(qiáng)，二、美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（二、美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（ASCII）41,