數(shù)電課件周箭數(shù)電1數(shù)簡

1、集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子電路第一章數(shù)字電路的基本問題集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題3.1.1 數(shù)字信號和數(shù)字電路一、模擬信號和數(shù)字信號模擬信號：細致，敏感（幅度）；數(shù)字信號：，時序性。集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題二、模擬電路和數(shù)字電路和處理模擬信號的電子電路和處理數(shù)字信號的電子電路集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題三、數(shù)字信號的處理和傳輸串行傳輸：各數(shù)據(jù)代碼的各數(shù)據(jù)位串行排列成數(shù)據(jù)流，在一條信道上傳輸。并行傳輸：各數(shù)據(jù)代碼的各數(shù)據(jù)位分別在不同的并行信道上同時傳輸。并行傳輸，速度快，但設(shè)備成本較高，且不宜遠距離傳輸；串行傳輸，簡單，一條傳輸線，適合遠距離傳輸，但速度慢。集成電子技術(shù)基礎(chǔ)

2、數(shù)字電路的基本問題集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題3.1.2 數(shù)字電路中的數(shù)制及轉(zhuǎn)換從數(shù)字信號的形式可知，它只有兩種電平或兩種截然不同的狀態(tài)。數(shù)字電路中實現(xiàn)的是二進制計數(shù)體制。日常習慣十進制數(shù)，但數(shù)字電路中還有八進制和十六進制數(shù)，所以首先總結(jié)計數(shù)體制。然后討論它們之間的相互轉(zhuǎn)換問題。集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題v十進制數(shù)（D）Ø （100）D或 （100）D或 （100）10v二進制數(shù)（B）Ø （01100100）B 或 （01100100）B 或（01100100）2進制數(shù)（O）v八Ø （144）O或 （144）O或 （144）8v 十六進制數(shù)（H）&#

3、216; （64）H或 （64）H或 （64）16 Ø二進制數(shù)提出是數(shù)字電路的需要，八、十六進制的提出是為了書寫方便。集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題¢ 十進制數(shù)v 數(shù)碼: 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，共 10 個v 基數(shù)：10v 進位規(guī)則：逢 10 進1v 權(quán)：表示某個數(shù)碼的倍率，10in-1N = å K× (r)iv 按權(quán)展開表達式（通式）：ii=-m N：結(jié)果； r：基數(shù)；n：整數(shù)位數(shù)；m：小數(shù)位數(shù)；i：位= 1´102 + 2 ´101 + 3´100 + 4 ´10-1v 例：(123.4

4、)= (123.4)10D集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題¢ 二進制數(shù)v 數(shù)碼: 0，1，共 2 個v 基數(shù)：2v 進位規(guī)則：逢 2 進1v 權(quán)：表示某個數(shù)碼的倍率， 2v 按權(quán)展開表達式（通式）：in-1N = å K× (r)iii=-m N：結(jié)果； r：基數(shù)；n：整數(shù)位數(shù)；m：小數(shù)位數(shù)；i：位v 例： (101.1)2 = (101.1)B = 1´ 22 + 0´ 21 +1´ 20 +1´ 2-1集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題¢ 八進制數(shù)v 數(shù)碼: 0，1，2，3，4，5，6，7，共 8 個v 基數(shù)

5、：8v 進位規(guī)則：進1v 權(quán)：表示某個數(shù)碼的倍率， 8v 按權(quán)展開表達式（通式）：in-1N = å K× (r)iii=-m N：結(jié)果； r：基數(shù)；n：整數(shù)位數(shù)；m：小數(shù)位數(shù)；i：位v 例：(123.4) = (123.4)= 1´82 + 2 ´81 + 3´80 + 4 ´8-18O集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題¢ 十六進制數(shù)v 數(shù)碼: 0-9，A，B，C，D，E，F(xiàn)，共 16v 基數(shù)：16v 進位規(guī)則：逢 16 進1個v 權(quán)：表示某個數(shù)碼的倍率，16v 按權(quán)展開表達式（通式）：in-1N = å K&#

6、215; (r)iii=-m N：結(jié)果； r：基數(shù)；n：整數(shù)位數(shù)；m：小數(shù)位數(shù)；i：位v 例：(1A3.F)16 = (1A.F集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題¢ 數(shù)制轉(zhuǎn)換v 轉(zhuǎn)換依據(jù)：展開前后之和相等。v 二、八、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)Ø 按權(quán)展開并求和Ø 例：(101.1)= 1´ 22 + 0 ´ 21 +1´ 20 +1´ 2-1 = 5.5 = (5.5)210(123.4) = 1´82 + 2 ´81 + 3´80 + 4 ´8-1 = 83.5 = (83.5)81

7、0( AC.5)= 10 ´161 +12 ´160 + 5´16-1 = 172.3125 = (172.3125)1610集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題v 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)Ø 十進制整數(shù)部分轉(zhuǎn)換( N )10 = Kn-1 ´ 2n-1 + Kn-2 ´ 2n-2 +×××+ K2 ´ 22 + K1 ´ 21 + K0 ´ 20= 2Kn-1 ´ 2n-2 + Kn-2 ´ 2n-3 +×××+ K2 

8、0; 21 + K1 ´ 20 + K0= 22Kn-1 ´ 2n-3 +×××+ K2 ´ 20 + K1 + K0×××= 22×××2(0) + Kn-1 +×××+ K2 + K1 + K0Ø 例：622K0=0 K1=1K2=1(Kn-1Kn-2 ××× K2 K1K0 )2Ø 最后結(jié)果：3（商）Ø 結(jié)論：除2取余。1Ø 順序：第一次除2后獲得的余數(shù)為最低位（LSB）

9、20LSBLeast Siginificant BitMSBMost Siginificant Bit（MSB）最后一次獲得的為最集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題v 十進制小數(shù)部分轉(zhuǎn)換Ø 待轉(zhuǎn)換的十進制小數(shù)乘2取整，直至積的小數(shù)部分等于零。Ø 若積的小數(shù)達不到零時，根據(jù)轉(zhuǎn)換的精度來取位數(shù)。Ø 結(jié)果：(0. K-1K-2 K-3 ××× K-m)2Ø 順序：第一次乘2后獲得的積為最（MSB）最后一次獲得的積為最低位（LSB）Ø 例：(0.125)10 ´ 2 ®0.25´ 2 

10、4;0.5´ 2 ®1.0 =(0.001)2001集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題v 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八、十六進制Ø 與十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)類似Ø 整數(shù)部分除 8/16 取余，（注意順序）Ø 小數(shù)部分乘 8/16 取整，（注意順序）集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題v 二、八、十六進制之間的相互轉(zhuǎn)換Ø 八進制數(shù)的8個碼元素和三位二進制數(shù)一一對應ü 八進制和二進制之間轉(zhuǎn)換時只需互相替換Ø 十六進制數(shù)的16個碼元素和四位二進制數(shù)一一對應ü 十六進制和二進制之間轉(zhuǎn)換時只需互相替換Ø 八進制和十六進

11、制之間轉(zhuǎn)換可以二進制為橋梁(2A·C)16 = (00101010·1100)2 = (52·6)8集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題¢ 數(shù)字電路中的正、負數(shù)表示Ø 一個數(shù)的最前設(shè)置一位符號位Ø 符號位為“0” 表示正數(shù)Ø 符號位為“1” 表示負數(shù)Ø 帶符號位的數(shù)稱為數(shù)，原正負數(shù)又稱真值 。- (1.101)2 = (.101)TrueØ 符號位和數(shù)值位之間有三種編碼形式：原碼，反碼和補碼。集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題11v 原碼 ( True form)Ø 原 = 符號位 + 原數(shù)值X1

12、 = + 1001010， X1 原 = 01001010X2 = 1001010， X2 原 = 11001010Ø 原碼表示簡單，直觀，比較適合乘法和除法運算。Ø 二進制乘法運算中用于決定積的符號也較容易。Ø 減法運算的符號位較難求出。集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題v 反碼 (One's Complement )Ø 若原數(shù)為正數(shù)：反碼 =符號位 原數(shù)值X1 = + 1001010， X1 反 = 01001010Ø 若原數(shù)為負數(shù)：反碼 = 符號位 + 原數(shù)值的反碼Ø 反碼：原數(shù)值按位求反。X2 = 1001010， X

13、2 反= 10110101集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題v 補碼 ( Two's complement)Ø 若原數(shù)為正數(shù)，補碼 = 符號位 + 原數(shù)值X1 = + 1001010， X1 補 = 01001010Ø 若原數(shù)為負數(shù)，補碼 = 符號位 + 原數(shù)值 的補碼Ø 補碼：原數(shù)值 的反碼 + 1走，在遇到1（包括該1）之前，從原二進制數(shù)的最低位開始往原數(shù)不變，其后數(shù)碼按位求反。X2 = 1001010， X2 補 = 10110110Ø 補碼 + 補碼 = 補碼 ， 補碼 補 = 原碼Ø 例：計算1001 1100 1001 補

14、+ 1100 補=01001+10100= 11101 補，結(jié)果是負數(shù)，再求補后得 10011 原，所以是 3。集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題3.1.3 數(shù)字電路中的代碼生活中用一組十進制數(shù)來代表一個特定對象的情況是很多的。如號碼、等等。而在數(shù)字電路中，用一組二進制數(shù)來代替某一特定的對象，這組二進制數(shù)就是代表該對象的代碼了。代替的方法有非常多的種類。集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題二進制編碼v 二十進制編碼（BCD碼）Ø 09十個數(shù)碼Ø 4位二進制數(shù)C1016集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題常用二十進制代碼集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題十進制數(shù)有權(quán)碼無權(quán)碼842

15、15421242124215211余3碼余3碼循環(huán)碼0000000000000000000000011001010001000100010001000101000110200100010001000100100010101113001100110011001101010110010140100010001000100011101110100501011000010110111000100011006011010010110110010011001110170111101001111101110010101111810001011111011101101101111109100111001111

16、1111111111001010有了二十進制代碼后，任何一個十進制數(shù)都可以用它們來代替了。例如：（953）10=（1001 0101 0011）8421碼=（1100 1000 0011）5421碼=（1111 0101 0011）2421碼=（1100 1000 0110）余三碼=（1110111001）2集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題v 循環(huán)碼（格雷碼）Ø 任何二組相鄰代碼之間只相差一位碼不同，其它碼相同。Ø 具有反射性。Ø 信息的交換和傳遞過程中可以減少差錯。000001011010011101111011001110集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題0

17、001v 奇偶Ø 校驗數(shù)據(jù)傳輸正確性的最簡單方法。Ø端：傳輸數(shù)據(jù)的后面加一位奇偶校驗位，利用這一位將該組傳輸數(shù)據(jù)中的1的個數(shù)補成奇數(shù)（奇校驗）或偶數(shù)（偶校驗） 。如：10101011101010110使1的位數(shù)為奇數(shù)奇校驗10101011101010111 使1的位數(shù)為偶數(shù)偶校驗Ø 接收端：通過檢查接收到1的個數(shù)的奇偶性，來數(shù)據(jù)傳送過程中是否有錯誤。集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題v ISO編碼(International Standardization Organization)Ø 國際標準組織制定的代碼。Ø 八位二進制代碼，用于信息交換。

18、Ø 十進制數(shù)的十個數(shù)碼， 二十六個英文字母， 以及+、-、×、÷、等二十個符號共56種特定對象。v ASC碼(American Standard Code for Information Interchange)Ø 美國信息交換標準代碼的簡稱。Ø 八位二進制代碼，其中一位作奇偶校驗位。集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題3.1.4 數(shù)字電路中的基本功能電路集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題¢ “與”邏輯關(guān)系v 定義邏輯Ø 開關(guān)閉合為邏輯”1”， 開關(guān)斷開為邏輯“0”。Ø 燈亮為邏輯“1”，燈暗為邏輯“0”。v 真值表

19、：輸入輸出關(guān)系的數(shù)學列表集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題“與”邏輯關(guān)系：所有輸入條件都具備時，輸出結(jié)果才成立。ABL000010100111，v “與”運算的數(shù)學表達式：L = A Bv “與”運算的運算規(guī)則：0 0 = 0，0 1 = 0，1 0 = 0，1 1ü 與運算又稱邏輯乘=1v “與”運算的電路實現(xiàn)：“與”門v “與”門電路符號集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題ABL000010100111“與”邏輯關(guān)系：所有輸入條件都具備時輸出結(jié)果才成立。¢ “或”邏輯關(guān)系及運算v “或”邏輯關(guān)系：只要有一個（或以上）輸入條件具備時， 輸出結(jié)果就能成立。v “或”運算的數(shù)學表達式：L = A + Bv “或”運算的運算規(guī)則：0 + 0 = 0，0 + 1 = 1，1 + 0 = 1，1 + 1 = 1 。v 真值表v “或”運算的電路實現(xiàn)：“或”門。電路符號：集成電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電路的基本問題ABL000011101111¢ “