電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分演示文稿

電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分演示文稿目前一頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)優(yōu)選電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分目前二頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)課程介紹1.課程的性質(zhì)及特點(diǎn)3.課程研究內(nèi)容5.參考書4.課程的學(xué)習(xí)方法及要求2.教學(xué)目標(biāo)前言目前三頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)前言1.課程的性質(zhì)及特點(diǎn)特點(diǎn)2.教學(xué)目標(biāo)是電氣信息類專業(yè)具入門性質(zhì)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。（1）（2）非純理論課程，實(shí)踐性較強(qiáng)（3）常以工程實(shí)踐及試驗(yàn)方法處理分析數(shù)字電路的問題獲得適應(yīng)信息時(shí)代的數(shù)字電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識(shí)和基本技能。培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問題的能力，為以后深入學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)及其相關(guān)學(xué)科和專業(yè)打好以下兩方面的基礎(chǔ):1)正確分析、設(shè)計(jì)數(shù)字電路，特別是集成電路的基礎(chǔ)；2)為進(jìn)一步學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)專用集成電路(ASIC)的基礎(chǔ)。發(fā)展快、應(yīng)用廣目前四頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)前言3.課程研究內(nèi)容將以器件為基礎(chǔ)，以信號(hào)為主線，研究數(shù)字信號(hào)傳輸、變換、產(chǎn)生等各種數(shù)字電路的工作原理，特點(diǎn)及其性能指標(biāo)。內(nèi)容涉及相關(guān)器件、功能電路及系統(tǒng)。硬件

處理數(shù)字信號(hào)的電子電路及其邏輯功能數(shù)字電路的分析方法數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法各種典型器件在電子系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件

系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)的軟件工具——ABEL、VHDL、VerlogHDL、EDA工具軟件QuartusII等目前五頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)前言打好基礎(chǔ)、關(guān)注發(fā)展、主動(dòng)更新、注重實(shí)踐4.課程的學(xué)習(xí)方法及基本要求a、掌握基本概念、基本電路和基本分析、設(shè)計(jì)方法b、具有獨(dú)立的應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)去分析和解決數(shù)字電路的實(shí)際問題的能力。（1）邏輯代數(shù)是分析和設(shè)計(jì)數(shù)字電路的重要工具，應(yīng)熟練掌握。（2）重點(diǎn)掌握各種常用數(shù)字邏輯電路的邏輯功能、外部特性及典型應(yīng)用。對其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和工作原理不必過于深究。（3）本課程實(shí)踐性很強(qiáng)。應(yīng)重視習(xí)題、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性環(huán)節(jié)。（4）注意加強(qiáng)查閱數(shù)字集成電路產(chǎn)品手冊等技術(shù)資料的能力。學(xué)好本課程之后，能夠?qū)σ话阈缘模Ｓ玫?，?shù)字電子電路進(jìn)行分析，調(diào)試，同時(shí)對簡單的單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前六頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)5.參考書康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ),數(shù)字部分,第四版.高教出版社前言閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ),第四版.高等教育出版社蔡惟錚.基礎(chǔ)電子技術(shù),集成電子技術(shù).高等教育出版社電子工程手冊編委會(huì)．中外集成電路簡明速查手冊-TTL、CMOS．電子工業(yè)出版社王金明,楊吉斌．?dāng)?shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與VerliogHDL.電子工業(yè)出版社羅杰、譚力編．?dāng)?shù)字ASIC設(shè)計(jì)鄭家龍,王小海.集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程.高等教育出版社有關(guān)書的習(xí)題解答等。目前七頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)1.數(shù)字邏輯基礎(chǔ)1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)1.2數(shù)制1.3二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算1.4二進(jìn)制代碼1.5二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算1.6邏輯函數(shù)及其表示方法1.數(shù)字邏輯基礎(chǔ)作業(yè)：目前八頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)1.1.1數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用1.1.2數(shù)字集成電路的分類及特點(diǎn)1.1.3模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)1.1.4數(shù)字信號(hào)的描述方法1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)1.數(shù)字邏輯基礎(chǔ)目前九頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)1.1.1數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)80年代后-ULSI，10億個(gè)晶體管/片、ASIC制作技術(shù)成熟目前--芯片內(nèi)部的布線細(xì)微到亞微米(0.13~0.09m)量級微處理器的時(shí)鐘頻率高達(dá)3GHz（109Hz）90年代后-97年一片集成電路上有40億個(gè)晶體管。60~70代-IC技術(shù)迅速發(fā)展：SSI、MSI、LSI、VLSI。10萬個(gè)晶體管/片。將來-高分子材料或生物材料制成密度更高、三維結(jié)構(gòu)的電路1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前十頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)發(fā)展特點(diǎn):以電子器件的發(fā)展為基礎(chǔ)電子管時(shí)代1906年，福雷斯特等發(fā)明了電子管；電子管體積大、重量重、耗電大、壽命短。目前在一些大功率發(fā)射裝置中使用。電壓控制器件電真空技術(shù)1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前十一頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)晶體管時(shí)代電流控制器件半導(dǎo)體技術(shù)半導(dǎo)體二極管、三極管器件1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前十二頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)半導(dǎo)體集成電路1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前十三頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)電路設(shè)計(jì)方法伴隨器件變化從傳統(tǒng)走向現(xiàn)代a)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法：b)現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法：采用自下而上的設(shè)計(jì)方法；由人工組裝,經(jīng)反復(fù)調(diào)試、驗(yàn)證、修改完成。所用的元器件較多，電路可靠性差,設(shè)計(jì)周期長?，F(xiàn)代EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)軟件化。采用從上到下設(shè)計(jì)方法，電路設(shè)計(jì)、分析、仿真、修訂全通過計(jì)算機(jī)完成。1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前十四頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)EDA技術(shù)以計(jì)算機(jī)為基本工具、借助于軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)，自動(dòng)完成數(shù)字系統(tǒng)的仿真、邏輯綜合、布局布線等工作。最后下載到芯片，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。使硬件設(shè)計(jì)軟件化。1、設(shè)計(jì)：在計(jì)算機(jī)上利用軟件平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)VerlogHDL語言設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法EDA（ElectronicsDesignAutomation)技術(shù)1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前十五頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)3、下載2、仿真4、驗(yàn)證結(jié)果實(shí)驗(yàn)板下載線1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前十六頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)數(shù)碼相機(jī)智能儀器計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前十七頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其對輸入信號(hào)的響應(yīng)規(guī)則的不同，--數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。從集成度不同--數(shù)字集成電路可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模、超大規(guī)模和甚大規(guī)模五類。從電路的形式不同，--數(shù)字電路可分為集成電路和分立電路從器件不同--數(shù)字電路可分為TTL和CMOS電路1、數(shù)字集成電路的分類、數(shù)字集成電路的分類及特點(diǎn)1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前十八頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)可編程邏輯器件、多功能專用集成電路106以上甚大規(guī)模大型存儲(chǔ)器、微處理器10,000~99,999超大規(guī)模小型存儲(chǔ)器、門陣列100~9999大規(guī)模計(jì)數(shù)器、加法器12~99中規(guī)模邏輯門、觸發(fā)器最多12個(gè)小規(guī)模典型集成電路門的個(gè)數(shù)分類集成度:每一芯片所包含的門個(gè)數(shù)1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前十九頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)2、數(shù)字集成電路的特點(diǎn)1)電路簡單,便于大規(guī)模集成,批量生產(chǎn)2)可靠性、穩(wěn)定性和精度高,抗干擾能力強(qiáng)3)體積小,通用性好,成本低.4)具可編程性,可實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)軟件化5)高速度低功耗6)加密性好1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前二十頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)3、數(shù)字電路的分析、設(shè)計(jì)與測試(1)數(shù)字電路的分析方法數(shù)字電路的分析:根據(jù)電路確定電路輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系。(2)數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法數(shù)字電路的設(shè)計(jì):從給定的邏輯功能要求出發(fā)，選擇適當(dāng)?shù)倪壿嬈骷O(shè)計(jì)出符合要求的邏輯電路。設(shè)計(jì)方式:分為傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式和基于EDA軟件的設(shè)計(jì)方式。分析工具：邏輯代數(shù)。電路的邏輯功能主要用真值表、功能表、邏輯表達(dá)式和波形圖表示。1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前二十一頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)---時(shí)間和數(shù)值均連續(xù)變化的電信號(hào)，如正弦波、三角波等uOt

Otu1.模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)與數(shù)字信號(hào)1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前二十二頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)數(shù)字信號(hào)波形---在時(shí)間上和數(shù)值上均是離散的信號(hào)。數(shù)字電路和模擬電路：工作信號(hào)，研究的對象不同，分析、設(shè)計(jì)方法以及所用的數(shù)學(xué)工具也相應(yīng)不同2、數(shù)字信號(hào)1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前二十三頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)3、模擬信號(hào)的數(shù)字表示由于數(shù)字信號(hào)便于存儲(chǔ)、分析和傳輸，通常都將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào).

0

0

模擬信號(hào)

模數(shù)轉(zhuǎn)換器

3V

數(shù)字輸出

0

0

0

0

1

1

模數(shù)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前二十四頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)電壓(V)二值邏輯電平+51H(高電平)00L(低電平)邏輯電平與電壓值的關(guān)系（正邏輯）1.1.4數(shù)字信號(hào)的描述方法1、二值數(shù)字邏輯和邏輯電平a、在電路中用低、高電平表示0、1兩種邏輯狀態(tài)

0、1數(shù)碼---表示數(shù)量時(shí)稱二進(jìn)制數(shù)表示方式二值數(shù)字邏輯---表示事物狀態(tài)時(shí)稱二值邏輯1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前二十五頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)(a)用邏輯電平描述的數(shù)字波形(b)16位數(shù)據(jù)的圖形表示2、數(shù)字波形數(shù)字波形------是信號(hào)邏輯電平對時(shí)間的圖形表示.1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前二十六頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)高電平低電平有脈沖*非歸零型*歸零型

比特率--------每秒鐘轉(zhuǎn)輸數(shù)據(jù)的位數(shù)無脈沖(1)數(shù)字波形的兩種類型:1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前二十七頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)(2)周期性和非周期性

非周期性數(shù)字波形周期性數(shù)字波形

1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前二十八頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)非理想脈沖波形(3)實(shí)際脈沖波形及主要參數(shù)1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前二十九頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)幾個(gè)主要參數(shù):占空比Q-----表示脈沖寬度占整個(gè)周期的百分比上升時(shí)間tr和下降時(shí)間tf

----從脈沖幅值的10%到90%上升

下降所經(jīng)歷的時(shí)間(典型值ns)脈沖寬度(tw)----脈沖幅值的50%的兩個(gè)時(shí)間所跨越的時(shí)間周期(T)----表示兩個(gè)相鄰脈沖之間的時(shí)間間隔

tr脈沖寬度

tw

0.5V

4.5V

2.5V

幅值=5.0V

0.0V

5.0V

tf0.5V

2.5V

4.5V

1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前三十頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)(4)時(shí)序圖----表明各個(gè)數(shù)字信號(hào)時(shí)序關(guān)系的多重波形圖。由于各信號(hào)的路徑不同，這些信號(hào)之間不可能嚴(yán)格保持同步關(guān)系。為了保證可靠工作，各信號(hào)之間通常允許一定的時(shí)差，但這些時(shí)差必須限定在規(guī)定范圍內(nèi)，各個(gè)信號(hào)的時(shí)序關(guān)系用時(shí)序圖表達(dá)。1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)目前三十一頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)

1.2.1十進(jìn)制1.2數(shù)制

1.2.2二進(jìn)制

1.2.3二-十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換

1.2.4十六進(jìn)制和八進(jìn)制1.2數(shù)制目前三十二頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)一般表達(dá)式:

1.2.1十進(jìn)制十進(jìn)制采用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十個(gè)數(shù)碼，其進(jìn)位的規(guī)則是“逢十進(jìn)一”。4587.29=4103+5102+8101+7100+2101+9102系數(shù)位權(quán)任意進(jìn)制數(shù)的一般表達(dá)式為:各位的權(quán)都是10的冪。1.2數(shù)制數(shù)制:多位數(shù)碼中的每一位數(shù)的構(gòu)成及低位向高位進(jìn)位的規(guī)則1.2數(shù)制目前三十三頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)二進(jìn)制二進(jìn)制數(shù)的一般表達(dá)式為:例如：1+1=10=1×21+0×20位權(quán)系數(shù)二進(jìn)制數(shù)只有0、1兩個(gè)數(shù)碼，進(jìn)位規(guī)律是：“逢二進(jìn)一”.1、二進(jìn)制數(shù)的表示方法各位的權(quán)都是2的冪。1.2數(shù)制目前三十四頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)（1）易于電路表達(dá)---0、1兩個(gè)值，可以用管子的導(dǎo)通或截止，燈泡的亮或滅、繼電器觸點(diǎn)的閉合或斷開來表示。2、二進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn)（2）二進(jìn)制數(shù)字裝置所用元件少,電路簡單、可靠。（3）基本運(yùn)算規(guī)則簡單,運(yùn)算操作方便。

iD/mA

O

vDS

/VVGS1

VGS2

VGS3

VGS4

飽和區(qū)

可變電阻區(qū)

截止區(qū)

vO

Rd

VDD

vI

1.2數(shù)制目前三十五頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)3、二進(jìn)制數(shù)波形表示1.2數(shù)制目前三十六頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)（1）二進(jìn)制數(shù)據(jù)的串行傳輸4、二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸1.2數(shù)制目前三十七頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)（2）二進(jìn)制數(shù)據(jù)的并行傳輸將一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)所有位同時(shí)傳送。傳送速率快,但數(shù)據(jù)線較多，而且發(fā)送和接收設(shè)備較復(fù)雜。1.2數(shù)制目前三十八頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)1)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)

a.整數(shù)的轉(zhuǎn)換

方法：“輾轉(zhuǎn)相除”法:將十進(jìn)制數(shù)連續(xù)不斷地除以2,直至商為零，所得余數(shù)由低位到高位排列（逆序讀取余數(shù)），即為所求二進(jìn)制數(shù).整數(shù)部分小數(shù)部分1.2.3二-十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換1.2數(shù)制目前三十九頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)解：根據(jù)上述原理，可將(37)D按如下的步驟轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)逆序讀取余數(shù)：由上得(37)D=(100101)B將十進(jìn)制數(shù)(37)D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。當(dāng)十進(jìn)制數(shù)較大時(shí)，有什么方法使轉(zhuǎn)換過程簡化?1.2數(shù)制目前四十頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)解：由于27為128，而133－128=5=22＋20，將(133)D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)所以對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)b7=1，b2=1，b0=1，其余各系數(shù)均為0，所以得(133)D=(10000101)B1.2數(shù)制當(dāng)十進(jìn)制數(shù)較大時(shí)，可采用分解轉(zhuǎn)換方法，如目前四十一頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)b.小數(shù)的轉(zhuǎn)換:對于二進(jìn)制的小數(shù)部分可寫成 將上式兩邊分別乘以2，得 由此可見，將十進(jìn)制小數(shù)乘以2，所得乘積的整數(shù)即為

方法：將十進(jìn)制小數(shù)每次除去上次所得積中的整數(shù)再乘以2，直到滿足誤差要求進(jìn)行“四舍五入”為止，順序讀取整數(shù)部分就可完成由十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)。1.2數(shù)制目前四十二頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)解由于精度要求達(dá)到0.1%，需要精確到二進(jìn)制小數(shù)10位，即1/210=1/1024。0.39×2=0.78b-1=00.78×2=1.56b-2=10.56×2=1.12b-3=10.12×2=0.24b-4=00.24×2=0.48b-5=00.48×2=0.96b-6=00.96×2=1.92b-7=10.92×2=1.84b-8=10.84×2=1.68b-9=10.68×2=1.36b-10=1所以順序讀取：

%1.0。到例將十進(jìn)制小數(shù)(0.39)D轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù),要求精度達(dá)1.2數(shù)制目前四十三頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)

十六進(jìn)制數(shù)中只有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A、B、C、D、E、F十六個(gè)數(shù)碼，進(jìn)位規(guī)律是“逢十六進(jìn)一”。各位的權(quán)均為16的冪。1.十六進(jìn)制一般表達(dá)式：例如1.2.4十六進(jìn)制和八進(jìn)制各位的權(quán)都是16的冪。1.2數(shù)制目前四十四頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)2、二----十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換

二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制：因?yàn)?6進(jìn)制的基數(shù)16=24，所以，可將四位二進(jìn)制數(shù)表示一位16進(jìn)制數(shù)，即0000～1111表示0-F。例(B=將每位16進(jìn)制數(shù)展開成四位二進(jìn)制數(shù)，排列順序不變即可。例(BEEF)H=(78AE)H

(1011111011101111)B十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制：例(B=1.2數(shù)制目前四十五頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)3.八進(jìn)制八進(jìn)制數(shù)中只有0,1,2,3,4,5,6,7八個(gè)數(shù)碼，進(jìn)位規(guī)律是“逢八進(jìn)一”。各位的權(quán)都是8的冪。一般表達(dá)式八進(jìn)制就是以8為基數(shù)的計(jì)數(shù)體制。1.2數(shù)制目前四十六頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)4、二-八進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換將每位八進(jìn)制數(shù)展開成三位二進(jìn)制數(shù)，排列順序不變即可。轉(zhuǎn)換時(shí)，由小數(shù)點(diǎn)開始，整數(shù)部分自右向左，小數(shù)部分自左向右，三位一組，不夠三位的添零補(bǔ)齊，則每三位二進(jìn)制數(shù)表示一位八進(jìn)制數(shù)。因?yàn)榘诉M(jìn)制的基數(shù)8=23，所以，可將三位二進(jìn)制數(shù)表示一位八進(jìn)制數(shù)，即000～111表示0～7例(10110.011)B=例(752.1)O=(26.3)O

(111101010.001)B1.2數(shù)制目前四十七頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)5.十六進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn)1）與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換容易；

2）計(jì)數(shù)容量較其它進(jìn)制都大。假如同樣采用四位數(shù)碼，二進(jìn)制最多可計(jì)至(1111)B=(15)D；八進(jìn)制可計(jì)至(7777)O=(2800)D；十進(jìn)制可計(jì)至(9999)D；十六進(jìn)制可計(jì)至(FFFF)H=(65535)D，即64K。其容量最大。3）書寫簡潔。1.2數(shù)制目前四十八頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）

1.3.1無符號(hào)二進(jìn)制的數(shù)算術(shù)運(yùn)算

1.3.2有符號(hào)二進(jìn)制的數(shù)算術(shù)運(yùn)算1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）目前四十九頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)

1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）

1、二進(jìn)制加法無符號(hào)二進(jìn)制的加法規(guī)則：0+0=0，0+1=1，1+1=10。例1.3.1計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010和0101的和。解：

1.3.1無符號(hào)數(shù)算術(shù)運(yùn)算1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）目前五十頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)無符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的減法規(guī)則：0-0=0，1-1=0，1-0=10-1=112．二進(jìn)制減法計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010和0101的差。解：

1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）目前五十一頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)

3、乘法和除法例1.3.3計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010和0101的積。解：

1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）目前五十二頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)計(jì)算兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)1010和111之商。解：

1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）目前五十三頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)1.3.2帶符號(hào)二進(jìn)制的減法運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的最高位表示符號(hào)位，且用0表示正數(shù)，用1表示負(fù)數(shù)。其余部分用原碼的形式表示數(shù)值位。有符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)表示:1.二進(jìn)制數(shù)的補(bǔ)碼表示補(bǔ)碼或反碼的最高位為符號(hào)位，正數(shù)為0，負(fù)數(shù)為1。當(dāng)二進(jìn)制數(shù)為正數(shù)時(shí)，其補(bǔ)碼、反碼與原碼相同。當(dāng)二進(jìn)制數(shù)為負(fù)數(shù)時(shí)，將原碼的數(shù)值位逐位求反，然后在最低位加1得到補(bǔ)碼。(+11)D=(01011)B(11)D=(11011)B1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）即：正數(shù)N補(bǔ)碼＝N原碼，負(fù)數(shù)N補(bǔ)碼＝2n－N原碼。目前五十四頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)減法運(yùn)算的原理:減去一個(gè)正數(shù)相當(dāng)于加上一個(gè)負(fù)數(shù)AB=A+(B)，對(B)求補(bǔ)碼，然后進(jìn)行加法運(yùn)算。2.二進(jìn)制補(bǔ)碼的減法運(yùn)算試用4位二進(jìn)制補(bǔ)碼計(jì)算52。自動(dòng)丟棄解：因?yàn)?52)補(bǔ)=(5)補(bǔ)+(2)補(bǔ)=0101+1110=0011所以52=31.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）采用補(bǔ)碼運(yùn)算，可以將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)換成加法運(yùn)算。例如：A-B=A原碼+（2n－B原碼）－2n

。目前五十五頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)

試用4位二進(jìn)制補(bǔ)碼計(jì)算5+7。3.溢出解決溢出的辦法:進(jìn)行位擴(kuò)展.解：因?yàn)?5+7)補(bǔ)=(5)補(bǔ)+(7)補(bǔ)=0101+0111=1100（-4）結(jié)果錯(cuò)1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）目前五十六頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)4.溢出的判別（自學(xué)）當(dāng)方框中的進(jìn)位位與和數(shù)的符號(hào)位（即b3位）相反時(shí)，則運(yùn)算結(jié)果是錯(cuò)誤的，產(chǎn)生溢出。如何判斷是否產(chǎn)生溢出？1.3二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算（自學(xué)）目前五十七頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)

1.4二進(jìn)制代碼1.4.1二-十進(jìn)制碼1.4.2格雷碼1.4.3ASCII碼1.4二進(jìn)制代碼目前五十八頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)1.4二進(jìn)制代碼二進(jìn)制代碼的位數(shù)(n),與需要編碼的事件（或信息）的個(gè)數(shù)(N)之間應(yīng)滿足以下關(guān)系：2n-1≤N≤2n1.二—十進(jìn)制碼進(jìn)制碼(數(shù)值編碼)(BCD碼-----BinaryCodeDecimal）用4位二進(jìn)制數(shù)來表示一位十進(jìn)制數(shù)中的0~9十個(gè)數(shù)碼。

從4位二進(jìn)制數(shù)16種代碼中,選擇10種來表示0~9個(gè)數(shù)碼的方案有很多種。每種方案產(chǎn)生一種BCD碼。

碼制:編制代碼所要遵循的規(guī)則1.4二進(jìn)制代碼目前五十九頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)BCD碼十進(jìn)制數(shù)碼8421碼2421碼5421碼余3碼余3循環(huán)碼000000000000000110010100010001000101000110200100010001001010111300110011001101100101401000100010001110100501011011100010001100601101100100110011101701111101101010101111810001110101110111110910011111110011001010（1）幾種常用的BCD代碼二-十進(jìn)制碼1.4二進(jìn)制代碼自補(bǔ)性余三性自補(bǔ)性目前六十頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)（2）各種編碼的特點(diǎn)

余３碼的特點(diǎn):當(dāng)兩個(gè)十進(jìn)制的和是10時(shí)，相應(yīng)的二進(jìn)制正好是16，于是可自動(dòng)產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào),而不需修正.0和9,1和8,…..6和4的余３碼互為反碼,這對在求對于10的補(bǔ)碼很方便。

余3碼循環(huán)碼：相鄰的兩個(gè)代碼之間僅一位的狀態(tài)不同。按余3碼循環(huán)碼組成計(jì)數(shù)器時(shí)，每次轉(zhuǎn)換過程只有一個(gè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，譯碼時(shí)不會(huì)發(fā)生競爭－冒險(xiǎn)現(xiàn)象。

有權(quán)碼：編碼與所表示的十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)算容易如(10010000)8421BCD=(90)Ｄ1.4二進(jìn)制代碼目前六十一頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)對于有權(quán)BCD碼，可以根據(jù)位權(quán)展開求得所代表的十進(jìn)制數(shù)。例如：[]BCD8421

0111()D

7=11214180+++=[]()D

BCD2421

7112041211101=+++=(4)求BCD代碼表示的十進(jìn)制數(shù)1.4二進(jìn)制代碼目前六十二頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)

對于一個(gè)多位的十進(jìn)制數(shù)，需要有與十進(jìn)制位數(shù)相同的幾組BCD代碼來表示。例如：不能省略！不能省略！(3)用BCD代碼表示十進(jìn)制數(shù)1.4二進(jìn)制代碼目前六十三頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)1.4.2格雷碼格雷碼是一種無權(quán)碼。二進(jìn)制碼b3b2b1b0格雷碼G3G2G1G000000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110000000100110010011001110101010011001101111111101010101110011000編碼特點(diǎn)是：任何兩個(gè)相鄰代碼之間僅有一位不同。該特點(diǎn)常用于模擬量的轉(zhuǎn)換。當(dāng)模擬量發(fā)生微小變化，格雷碼僅僅改變一位，這與其它碼同時(shí)改變2位或更多的情況相比，更加可靠,且容易檢錯(cuò)。1.4二進(jìn)制代碼目前六十四頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)

1.4.3ASCII碼(字符編碼)ASCII碼即美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼。它共有128個(gè)代碼，可以表示大、小寫英文字母、十進(jìn)制數(shù)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)、控制符號(hào)等，普遍用于計(jì)算機(jī)的鍵盤指令輸入和數(shù)據(jù)等。1.4二進(jìn)制代碼目前六十五頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)1.5二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算*邏輯運(yùn)算:

當(dāng)0和1表示邏輯狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼按照某種特定的因果關(guān)系進(jìn)行的運(yùn)算。邏輯運(yùn)算使用的數(shù)學(xué)工具是邏輯代數(shù)。邏輯運(yùn)算的描述方式:邏輯代數(shù)表達(dá)式、真值表、邏輯圖、卡諾圖、波形圖和硬件描述語言（HDL)等。*邏輯代數(shù)與普通代數(shù):與普通代數(shù)不同,邏輯代數(shù)中的變量只有0和1兩個(gè)可取值，它們分別用來表示完全兩個(gè)對立的邏輯狀態(tài)。在邏輯代數(shù)中，有與、或、非三種基本的邏輯運(yùn)算。1.5二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算目前六十六頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)電路狀態(tài)表開關(guān)S1開關(guān)S2燈斷斷滅斷合滅合合斷滅合亮S1S2燈電源

１．與運(yùn)算(1)與邏輯:只有當(dāng)決定某一事件的條件全部具備時(shí)，這一事件才會(huì)發(fā)生。這種因果關(guān)系稱為與邏輯關(guān)系。與邏輯舉例1.5二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算目前六十七頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)

邏輯真值表ABL001010110001與邏輯舉例狀態(tài)表開關(guān)S1開關(guān)S2燈斷斷滅斷合滅合合斷滅合亮邏輯表達(dá)式與邏輯：L=A·Ｂ=AB

與邏輯符號(hào)ABL&ABL

１．與運(yùn)算1.5二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算運(yùn)算法則：有0即0,全1為1。目前六十八頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)電路狀態(tài)表開關(guān)S1開關(guān)S2燈斷斷滅斷合亮合合斷亮合亮

２、或運(yùn)算只要在決定某一事件的各種條件中，有一個(gè)或幾個(gè)條件具備時(shí)，這一事件就會(huì)發(fā)生。這種因果關(guān)系稱為或邏輯關(guān)系。S1燈電源S2或邏輯舉例1.5二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算目前六十九頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)邏輯真值表ABL001010110111或邏輯舉例狀態(tài)表開關(guān)S1開關(guān)S2燈斷斷滅斷合滅合合斷滅合亮邏輯表達(dá)式或邏輯：L=A+Ｂ

或邏輯符號(hào)ABLBL≥1A

２、或運(yùn)算1.5二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算運(yùn)算法則：有1即1,全0為0。目前七十頁\總數(shù)七十八頁\編于十七點(diǎn)3.非運(yùn)算：

L與A相反小圓圈“?！北硎痉沁\(yùn)算，符號(hào)中的“1”表示緩沖。LALVA非運(yùn)算實(shí)例R0110LA非實(shí)例的真值表不亮閉亮斷燈狀態(tài)A非實(shí)例的狀態(tài)1AL非運(yùn)算符號(hào)邏輯代數(shù)中的三種基本運(yùn)算目