《数字电子技术基础》.ppt
数字电子技术基础,课程特点：1、数字电路重要的专业基础课2、数字电路不难，新的思维方法3、重视应用，分析设计题为主。4、只讲知识点、难点和重点，多讲习题5、网上答疑 教学要求：1、多做习题。2、应用PSpice仿真,第1章 数制与码制,数字电子技术基础,数字电路中数字信号是由0、1两个数值组成的数字电子设备中的数字信息都是以二值形式出现的。数字电路的基础理论是逻辑代数逻辑代数的变量和逻辑函数都仅取0、1两个数值。研究数字电路就必须掌握二进制的特点、运算规律，熟悉各种二进制编码。,1.2 数制及其转换,在数字系统中，通常采用的是二进制、十进制和十六进制等。1.2.1 数制十进制数09十个数码，基数是10，“逢十进一”，位权值是10i。基数是数制中允许使用的数码个数，记为N。在N进位制的进位计数中，Ni是第i位的位权值。13.5=1101+3100+510-1将N取代上式中的10，可以得到任意进制（N进制）计数的一般形式：ki是第i位的系数，N为计数的基数，N可以为10，2，8，16；Ni为第i位的权值，Ni可以为10i，2i，8i，16i。,1二进制二进制以2为基数，0和1两个数码。进位关系是“逢二进一”，即1+1=10二进制数按位权展开，计算它的十进制数的数值。(1001.11)2=123+022+021+120+12-1+12-2=(9.75)10二进制数的下脚标注为2或B（Binary），十进制数的下脚标注为10或D（Decimal）。2八进制八进制0、1、2、3、4、5、6、7八个数码，以8为基数。八进制的进位规律是“逢八进一”，即7+1=10。(207.04)8=282+081+780+08-1+48-2=(135.0625)1082、81、80、8-1、8-2为八进制数各位的权。八进制数的下脚标注8或O（Octal）。3十六进制十六进制以16为基数，有十六个数码09、A、B、C、D、E、F，进位关系是“逢十六进一”，即F+1=10。(D7.A)16=13161+7160+1016-1=(215.625)10161、160、16-1为十六进制数各位的权。十六进制数的下脚标注16或H（Hexadecimal）。,十进制数与二进制数、八进制数及十六进制数的对照表,1.2.2 数制间的转换,1各种数制转换成十进制N进制数转换成十进制数，采用按位权展开的方法。【例1.1】将二进制数1011.101转换成十进制数。解：(1011.101)2=123+022+121+120+12-1+02-2+22-3=(8+2+1+0.5+0.125)10=(11.625)10【例1.2】将八进制数128转换成十进制数。解：(127)8=182+281+780=(64+16+8)10=(87)10【例1.3】将十六进制数2A.8转换成十进制数。解：(2A.8)16=2161+A160+816-1=(32+10+0.5)10=(42.5)10,2十进制转换为二进制将十进制数转换为二进制数，需将整数部分和小数部分分别进行转换（1）整数的转换整数的转换采用除以基（2）取余法，步骤：将十进制数D除以2，记下商和余数；将所得的商再除以2，记下商和余数；重复做第2步，直至商为0；求得的每一个余数是二进制数的系数ki，第1个余数是最低位（LSB），最后1个余数为最高位（MSB）。【例1.4】将十进制数(39)10转换成等值二进制数。解：采用除以2取余法，步骤如下：39 2=19 余数1（LSB）19 2=9 余数19 2=4 余数14 2=2 余数02 2=1 余数01 2=0 余数1（MSB）从MSB到LSB的顺序排列余数序列，可得(39)10=(100111)2,（2）小数的转换小数的转换采用乘以基（2）取整法，步骤如下：将十进制数M乘以2，记下整数部分；将乘积中的小数部分再乘以2，记下整数部分；重复做第2步，直至小数部分为0或满足预定精度要求为止；将各步求得的整数部分转换成二进制的数码，将第一个整数作为最高位（MSB），将最后一个整数作为最低位（LSB），即得到二进制的小数。【例1.5】将十进制小数(0.125)10转换成等值的二进制数小数。解：采用乘以2取整法，具体的步骤如下：0.1252=0.25 整数0（MSB）0.252=0.5 整数00.52=1.0 整数1（LSB）按照从MSB到LSB的顺序排列整数序列，可得(0.125)10=(0.001)2,3十进制转换为十六进制十进制数转换为十六进制数，将整数和小数分别转换，然后再相加。整数部分采用“除以16取余法”；小数部分采用“乘以16取整法”。【例1.6】将十进制数(427)10转换成十六进制数。解：采用除以16取余法：42716=26 余数B（LSB）2616=1 余数A116=0 余数1（MSB）按照从MSB到LSB的顺序排列余数，(427)10=(1AB)16【例1.7】将十进制数(0.3584)10转换成十六进制数。解：采用“乘以16取整法”。0.358416=5.7344 整数 5（MSB）0.734416=11.7504 整数(B)160.750416=12.0064 整数(C)16（LSB）(0.3584)10=(0.5BC)16,4二进制与八进制、十六进制间相互转换（1）二进制数与八进制数的转换 二进制数转换为八进制数【例1.8】将二进制数(11101011.1011)2转换为八进制数。解：(011 101 011.101 100)2=(353.54)8 八进制数转换为二进制数【例1.9】将八进制数(57.21)8转换为二进制数。解：(57.21)8=(101 111.010 001)2（2）二进制数与十六进制数的相互转换 二进制数转换为十六进制数【例1.10】将二进制数2转换为十六进制数。解：(0110 1111 1011.1110 1000)2=(6FB.E8)16 十六进制数转换为二进制数【例1.11】将十六进制数(9B7E.5)16转换为二进制数。解：(9B7E.5)16=(1001 1011 0111 1110.0101)2,1.4 码 制,1.4.1 常用的编码数字系统用n位二进制数码表示数值的大小、字符和特定的信息，称为二进制代码。1常用BCD码用二进制数表示十进制数值，二-十进制码（BCD码）。4位二进制数来表示一位十进制数。16种不同的状态，用十种组合来表示09十个数，六种不用状态为无关态，有多种编码方案。常用的二-十进制码，分为有权码和无权码。,8421码是最常用的代码，为有权码。2421码有权码。2421码权值是 2、4、2、1，每组代码各位加权系数的和为十进制数。2421码是一种对9的自补代码。十进制数0和9、1和8、2和7、3和6、4和5的对应编码是按位求反的。5421BCD码也是有权码。5421码权值是5、4、2、1，每组代码各位加权系数的和为十进制数。余3码的各位码没有固定的权值，为无权码。由 842lBCD码加3（0011）形成。余三码也是一种对9的自补代码。在余3码中，0和9、1和8、2和7、3和6、4和5都互为反码。余3循环码的各位码没有固定的权值，为无权码。它的特点是相邻的两个代码之间只有一位码元不同，有利于数字传输。余3循环码的编码是由取自格雷码中的十个代码组成的,2格雷码格雷码（Gray Code）称为循环码，无权码。两个特点：格雷码每位的状态都按规定的顺序循环。最右边一位0110顺序循环，右边第二位00111100，右边第三位，每一位的0、1数增一倍。第二个特点是格雷码相邻两组代码之间只有一位代码不同，格雷码的首尾码组也只有一位不同。计数7-8，8421码01111000；格雷码01001100，一位码元变化。格雷码特点，误码率小，工作可靠。,第一章作业,题1、2、4、5、9、10,
