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绪 论. 0.1 概述 0.2 数制与码制 本章小结. 主要知识点. 数字电子技术的研究内容; 数字信号与数字电路的特点; 各种数制的表示方式、相互间的转换; 码制的表示方式。. 主要技能. 各种数制的表示方式、相互间的转换; 码制的表示方式。. 基本概念. 数字信号; 数字电路; 数制; 码制。. 0.1 概 述. 数字电子技术: 研究数字信号的传输、加工处理、存储等问题的学科。. 0.1.1 数字信号和数字电路. 一、数字信号.
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绪 论 • 0.1 概述 • 0.2 数制与码制 • 本章小结
主要知识点 • 数字电子技术的研究内容; • 数字信号与数字电路的特点; • 各种数制的表示方式、相互间的转换; • 码制的表示方式。 主要技能 • 各种数制的表示方式、相互间的转换; • 码制的表示方式。
基本概念 • 数字信号; • 数字电路; • 数制; • 码制。
0.1 概 述 数字电子技术: 研究数字信号的传输、加工处理、存储等问题的学科。 0.1.1 数字信号和数字电路 一、数字信号 数字数字信号:幅值只有1或0两种状态值、且随时间断续变化的信号。如:移动通信信号。如图1所示。 图1 图2
二、数字电路(逻辑电路) 数模拟信号: 幅值随时间连续变化的信号。如温度、压力等信号。如图2所示。 用于传输、加工处理和存储数字信号的电路。由于这种电路是通过输入与输出间常的逻辑关系实现处理的,故又称为逻辑电路。 三、数字电路的分类 • 按结构形式分: 分立元件电路、 集成电路。 • 模按半导体类型分: a. 单极型电路,如:TTL、ECL; b. 双极型电路,如:NMOS、PMOS、CMOS。
按集成度分: a. 小规模集成电路SSI,如:门电路74LS00; b. 中规模集成电路MSI,如:逻辑部件74LS160; c. 大规模集成电路LSI,如:逻辑系统CPU、2114; d. 大规模集成电路VLSI,如:高集成度系统8031。 四、数字电路的特点: • 集成度高、产品系列多; • 可靠性高、干扰能力强; • 便于长期保存、保密性高;
五、数字信号的主要参数 1。脉冲宽度tw 2。脉冲幅度Um 4。脉冲上升时间tr 3。脉冲周期T 5。脉冲下降时间tf
加权数 权 0.2 数制与码制 0.2.1 数制 • 数制:一种计数的方法,它是进位计数的简称; • 数制的类型:十进制、二进制、八进制、十六进制。 一、十进制 • 数码:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共十个数码; • 计数原则:逢十进1; • 基数:10; • 权:10的幂;的类型:十进制、二进制、八进制、十六进制。 • 权:10的幂; • 按权展开式: 基数
(10111)2 = 1×24+0×23+1×22+1×21+1×20)10 =(23)10 (127)8 =(1×82+2×81+7×80)10 =(87)10 二、二进制 • 数码:0、1; • 计数原则:逢二进1; • 基数:2; • 权:2的幂; • 加权数:数码与权的积。 • 按权展开式: 三、八进制 • 数码:0、1、2、3、4、5、6、7; • 计数原则:逢八进1; • 基数:8; • 权:8的幂; • 加权数:数码与权的积。 • 按权展开式:
(5DF)16=(5×162+13×161+16X160)10 =(1503)10 (10111.011)2 = 1×24+0×23+1×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2 +1×2-3)10 =(23.375)10 四、十六进制 • 数码:0、1、2、3、4、5、6、7;8、9、A、B、C、D、E、F • 计数原则:逢16 进1; • 基数:16; • 权:16的幂; • 加权数:数码与权的积。 • 按权展开式: 0.2.2 不同进制之间的转换 一、各种进制转换成十进制 方法: 按权展开。
读数顺序 读数顺序 二、十进制转换成二进制 • 整数部分:除2取余数,先出为低位后出为高位; • 小数部分:乘2取整数。 例: 求(200.625)10 =( )2 解:2∣200…………余0 D0 0.625x2=1.250 整数1 ………D-1 2∣100…………余0 D1 0.250x2=0.500 整数0 ………D-2 2∣50…………余0 D2 0.500x2=1.000 整数1………D-3 2∣25…………余1 D3 2∣12…………余0 D4 2∣6…………余0 D5 2∣3…………余1 D6 2∣1…………余1 D7 0 (200.625)10 =(11001000.101)2
三、二进制与八进制之间的转换 方法: 三位二进制数对应一位八进制数。 四、二进制与十六进制之间的转换方法:四位二进制数对应一位十六进制数。 例:(6574)8 =(110,101,111,100)2 例:(101011100101)2 =(101,011,100,101)2=(5345)8 例:(9A7E)16 =(1001,1010,0111,1110)2 例:(10111010110)2 =(0101,1101,0110)2 =(5D6)16
0.2.3 二进制代码 • 二进制代码:将若干个二进制数码1和平建议按一定规律排列起来表示特定意义的代码 • 常用的代码:二-十进制码、可靠性代码。 一、二—十进制编码(BCD码) • BCD代码:四位二进制代码表示一位十进制数字的码。 • BCD码的类型:8421BCD、2421BCD、余3BCD • 8421BCD:每位的权为8、4、2、1固定不变,为恒权码 • 5421BCD:每位的权为5、4、2、1固定不变,为恒权码 • 余3BCD :每位的权是不固定的,为无权码。这种代码互为反码。;
互为反码 几种常用的BCD码
例:(1359)10=(0001,0011,0101,1001)8421BCD 例:(1000011101000000)8421BCD=(8740)10 • 十进制数与8421BCD码的转换 二、可靠性代码 • 格雷码: 两个相邻的数所对应的代码之间只有一位不同,其余位都相同。它在代码的形成与传输时引起的误差比较小。
奇偶校验码: 组成:信息位(位数不限的二进制代码)、一位校验位。 校验位数码的编码方式: “奇校验”时,使校验位和信息位所组成的每组代码中含有奇数个1; “偶校验”时,使校验位和信息位所组成的每组代码中含有偶数个1。
本章小结 • 数字信号在时间上和幅度上都是断续的、离散的. • 对数字信号进行传送、加工和处理的电路称为数字电路。 • 数字电路中的信号有高、低两种状态,分别与二进制数0、1对应。 • 数字电路有工作稳定可靠、抗干扰力强、保密性好、集成度高、产品多、通用性强价格便宜等优点。 • 二进制、八进制、十六进制数的构成是相同的,所不同的是它们基数(为2、8、16),它们转换十进制的方法为将基数按权展开。 • 常用的二十进制码有8421BCD码,它是用二进数表示十制的数。
作 业 题 [题0.1] 将下列十进制转换为等值的二进制. (1)(174)10;(2)(37.438)10(3)(0.416)10;(4)(81.39)10 [题0.2] 将下列二进制转换为等值的十进制. (1)(100110011)2; (2)(101110.1011)2 (3)(1000110.1010)2; (4)(0.0010011)2 [题0.3] 将下列十六进制转换为等值的二进制、八进制、十进制 (1)(36B)16;(2)(4DE.C8)16(3)(7FF.ED)16; (4)(69E.BF)16
[题0.4] 将下列二进制转换为等值的八进制、十六进制 (1)(1001011.010)2;(2)(1110010.1101)2 (3)(1100011.011)2;(4)(11110001.001) 2 [题0.5] 将下列8421BCD码转换为等值的十进制. (1)(111 01000)8421BCD;(2)(0110 1000 0101) 8421BCD (3)(101 0111 1000) 8421BCD;(4)(10 0101 0101) 8421BCD [题0.6] 将下列十进制数转换为8421BCD码. (1) )(48)10;(2)(34.15) 10;(3)(121.08)10; (4)(241.86)10