數(shù)字電子技術(shù)概論

數(shù)字電子技術(shù)概論第1頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

概述第1章緒論數(shù)制與碼制本章小結(jié)第2頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月主要要求：

了解數(shù)字電路的特點(diǎn)和分類。了解脈沖波形的主要參數(shù)。1.1概述第3頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月模擬電路電子電路分類數(shù)字電路

傳遞、加工和處理模擬信號(hào)傳遞、加工和處理數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)時(shí)間上和幅度上都斷續(xù)變化的信號(hào)

模擬信號(hào)時(shí)間上和幅度上都連續(xù)變化的信號(hào)數(shù)字電路中典型信號(hào)波形一、數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)

第4頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的對(duì)應(yīng)邏輯關(guān)系邏輯代數(shù)只有高電平和低電平兩個(gè)取值導(dǎo)通(開)、截止(關(guān))便于高度集成化、工作可靠性高、數(shù)字信息便于保存、抗干擾能力強(qiáng)、保密性好等研究對(duì)象分析工具信號(hào)電子器件工作狀態(tài)主要優(yōu)點(diǎn)二、數(shù)字電路特點(diǎn)

第5頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月將晶體管、電阻、電容等元器件用導(dǎo)線在線路板上連接起來的電路。將上述元器件和導(dǎo)線通過半導(dǎo)體制造工藝做在一塊硅片上而成為一個(gè)不可分割的整體電路。根據(jù)電路結(jié)構(gòu)不同分分立元件電路集成電路根據(jù)半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型不同分雙極型數(shù)字集成電路單極型數(shù)字集成電路以雙極型晶體管作為基本器件以單極型晶體管作為基本器件例如

CMOS例如

TTL、ECL三、數(shù)字電路的分類第6頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月集成電路分類集成度電路規(guī)模與范圍小規(guī)模集成電路

SSI1~10門/片或10~100個(gè)元件/片邏輯單元電路包括：邏輯門電路、集成觸發(fā)器中規(guī)模集成電路

MSI10~100門/片或

100~1000個(gè)元件/片邏輯部件包括：計(jì)數(shù)器、譯碼器、編碼器、數(shù)據(jù)選擇器、寄存器、算術(shù)運(yùn)算器、比較器、轉(zhuǎn)換電路等大規(guī)模集成電路

LSI100

~

1000

門/片或

1000

~100000

個(gè)元件/片數(shù)字邏輯系統(tǒng)包括：中央控制器、存儲(chǔ)器、各種接口電路等超大規(guī)模集成電路

VLSI大于

1000門/片或大于

10萬個(gè)元件/片高集成度的數(shù)字邏輯系統(tǒng)

例如：各種型號(hào)的單片機(jī)，即在一片硅片上集成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)根據(jù)集成密度不同分第7頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月UmtrtfTtw

脈沖幅度Um：脈沖上升時(shí)間tr：脈沖下降時(shí)間tf：脈沖寬度tw

：脈沖周期T

：脈沖頻率f

：占空比q

：脈沖電壓變化的最大值

脈沖波形從

0.1Um上升到

0.9Um所需的時(shí)間脈沖上升沿

0.5Um到下降沿

0.5Um所需的時(shí)間脈沖波形從

0.9Um下降到

0.1Um所需的時(shí)間周期脈沖中相鄰兩個(gè)波形重復(fù)出現(xiàn)所需的時(shí)間1秒內(nèi)脈沖出現(xiàn)的次數(shù)f=1/T

脈沖寬度

tw與脈沖周期

T的比值

q=tw/T

四、脈沖波形的主要參數(shù)

第8頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月理解

BCD碼的含義，掌握

8421BCD碼，了解其他常用

BCD碼。主要要求：

掌握二進(jìn)制、十進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)及其相互轉(zhuǎn)換。1.2

數(shù)制和碼制第9頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)數(shù)的方法

(一)

十進(jìn)制(Decimal)

(xxx)10或

(xxx)D

例如(3176.54)10

或(3176.54)D

數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、91×1011×100

5×10-1

1×10-2權(quán)權(quán)權(quán)

權(quán)

數(shù)碼所處位置不同時(shí)，所代表的數(shù)值不同

(11.51)10

進(jìn)位規(guī)律：逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十10i

稱十進(jìn)制的權(quán)

10稱為基數(shù)0~9

十個(gè)數(shù)碼稱系數(shù)數(shù)碼與權(quán)的乘積，稱為加權(quán)系數(shù)十進(jìn)制數(shù)可表示為各位加權(quán)系數(shù)之和，稱為按權(quán)展開式

(3176.54)10=3×103+1×102+7×101+6×100+5×10-1+4×10-2一、數(shù)制

第10頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

例如0+1=11+1=1011+1=10010–1=1

(二)

二進(jìn)制(Binary)

(xxx)2或

(xxx)B

例如(1011.11)2或(1011.11)B

數(shù)碼：0、1

進(jìn)位規(guī)律：逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二

權(quán)：2i

基數(shù)：2

系數(shù)：0、1

按權(quán)展開式表示

(1011.11)2=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2

將按權(quán)展開式按照十進(jìn)制規(guī)律相加，即得對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)。=8+0+2+1+0.5+0.25(1011.11)2=(11.75)10

=11.75(1011.11)2=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2第11頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

(三)

八進(jìn)制和十六進(jìn)制

進(jìn)制數(shù)的表示計(jì)數(shù)規(guī)律

基數(shù)

權(quán)

數(shù)碼八進(jìn)制

(Octal)(xxx)8

或(xxx)O逢八進(jìn)一，借一當(dāng)八

80~78i

十六進(jìn)制(Hexadecimal)

(xxx)16

或(xxx)H

逢十六進(jìn)一，借一當(dāng)十六160

~

9、A、B、C、D、E、F

16i例如(437.25)8=4×82+3×81+7×80+2×8-1+5×8-2=256+24+7+0.25+0.078125=(287.328125)10

例如(3BE.C4)16=3×162+11×161+14×160+12×16-1+4×16-2=768+176+14+0.75+0.015625=(958.765625)10

第12頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月二、不同數(shù)制間的關(guān)系與轉(zhuǎn)換

對(duì)同一個(gè)數(shù)的不同計(jì)數(shù)方法

(一)

不同數(shù)制間的關(guān)系

二、不同數(shù)制間的關(guān)系與轉(zhuǎn)換

不同數(shù)制之間有關(guān)系嗎？十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制對(duì)照表77011176601106550101544010043300113220010211000110000000十六八二

十F17111115E16111014D15110113C14110012B13101111A121010109111001981010008十六八二

十第13頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1.500

1

整數(shù)0.750

0

(二)

不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

1.各種數(shù)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制2.十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為其它進(jìn)制［例］將十進(jìn)制數(shù)

(26.375)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)

26

6

1

3

01

10

12(26)10=(11010)2

×2×21.000

1.37522220.375×2一直除到商為

0為止

余數(shù)13

0按權(quán)展開求和整數(shù)和小數(shù)分別轉(zhuǎn)換整數(shù)部分：除

N取余法

小數(shù)部分：乘

N取整法讀數(shù)順序讀數(shù)順序

.011第14頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

每位八進(jìn)制數(shù)用三位二進(jìn)制數(shù)代替，再按原順序排列。八進(jìn)制→二進(jìn)制3.二進(jìn)制與八進(jìn)制間的相互轉(zhuǎn)換

二進(jìn)制→八進(jìn)制(11100101.11101011)2=(345.726)8

(745.361)8=(111100101.011110001)2

補(bǔ)0(11100101.11101011)2=(?)8

11100101.11101011

00

345726

從小數(shù)點(diǎn)開始，整數(shù)部分向左

(小數(shù)部分向右)

三位一組，最后不足三位的加0補(bǔ)足三位，再按順序?qū)懗龈鹘M對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)。補(bǔ)01110010111101011第15頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

一位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù)，因此二進(jìn)制數(shù)四位為一組。4.

二進(jìn)制和十六進(jìn)制間的相互轉(zhuǎn)換

(10011111011.111011)2=(4FB.EC)16

(3BE5.97D)16=(11101111100101.100101111101)2

補(bǔ)0(10011111011.111011)2=(?)16

10011111011.11101100

4FBEC0

十六進(jìn)制→二進(jìn)制:每位十六進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制數(shù)代替，再按原順序排列。二進(jìn)制→十六進(jìn)制:

從小數(shù)點(diǎn)開始，整數(shù)部分向左(小數(shù)部分向右)

四位一組，最后不足四位的加0補(bǔ)足四位，再按順序?qū)懗龈鹘M對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)。補(bǔ)010011111011111011第16頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月例如：用四位二進(jìn)制數(shù)碼表示十進(jìn)制數(shù)0~90000→00001→10010→20011→30100→40101→50110→60111→71000→81001→9將若干個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼0和1按一定規(guī)則排列起來表示某種特定含義的代碼稱為二進(jìn)制代碼，或稱二進(jìn)制碼。用數(shù)碼的特定組合表示特定信息的過程稱編碼

三、二進(jìn)制代碼

常用二進(jìn)制代碼自然二進(jìn)制碼二-

十進(jìn)制碼格雷碼奇偶檢驗(yàn)碼

ASCII碼

(美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼)

第17頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月例如：用三位自然二進(jìn)制碼表示十進(jìn)制數(shù)0~7：

000→0001→1010→2011→3100→4101→5110→6111→7

(一)

自然二進(jìn)制碼

按自然數(shù)順序排列的二進(jìn)制碼

(二)

二-十進(jìn)制代碼

表示十進(jìn)制數(shù)

0~

9十個(gè)數(shù)碼的二進(jìn)制代碼(又稱BCD碼

即

BinaryCodedDecimal)

1位十進(jìn)制數(shù)需用4位二進(jìn)制數(shù)表示，故BCD碼為4位。4位二進(jìn)制碼有16種組合，表示0~

9十個(gè)數(shù)可有多種方案，所以BCD碼有多種。第18頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月常用二-

十進(jìn)制代碼表9876543210

十進(jìn)制數(shù)余3碼2421(B)2421(A)5421碼8421

碼無權(quán)碼

有權(quán)碼格雷碼100110000111011001010100001100100001000011111111110011101110101111010111101011000110100110110101100001000100010000110011001100100010001000010001000100000000000011001011101010011000011101100101010000111000110001000101011101100010001100010000權(quán)為

8、4、2、1比8421BCD碼多余3取四位自然二進(jìn)制數(shù)的前10種組合，去掉后6種組合1010~1111。第19頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月格雷碼(Gray碼，又稱循環(huán)碼)

0110最低位以

0110為循環(huán)節(jié)次低位以

00111100為循環(huán)節(jié)第三位以

0000111111110000為循環(huán)節(jié)…….0110011001100011110000111100000011111111000000000