《緒論數(shù)制和碼制》PPT課件.pptVIP

數(shù) 字 電 子 技 術,1.課程特點：數(shù)字電路是一門技術基礎課程，它是學習微機原理、接口技術等計算機專業(yè)課程的基礎。既有豐富的理論體系，又有很強的實踐性。 2.數(shù)字電路內(nèi)容：（1）基礎；（2）組合邏輯電路；（3）時序邏輯電路；（4）其它電路。 3.學習重點：（1）在具體的數(shù)字電路與分析和設計方法之間，以分析和設計方法為主；（2）在具體的設計步驟與所依據(jù)的概念和原理之間，以概念和原理為主；（3）在集成電路的內(nèi)部原理與外部特性之間，以外部特性為主。,前 言,教材信息 教材：閻石數(shù)字電子技術基礎（第四、五版） 參考書：康華光電子技術基礎（數(shù)字部分） J.M.Yarbrough著，李書浩等譯，數(shù)字邏輯應用與設計（第一版） 實驗地點 硬件實驗：H301 EDA實驗：H505 另：習題冊、實驗指導書、實驗報告紙等 H411,數(shù)字系統(tǒng)基本概念 數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換 BCD碼 余3碼（偏權碼） 無權碼格雷碼（循環(huán)碼，反射碼) 數(shù)符及字符編碼,緒 論,何為數(shù)字電路？,緒 論,光電轉(zhuǎn)換,整型放大,門,計數(shù)器,譯碼,顯示,秒脈沖發(fā)生器,數(shù)字電路,0100,模擬電路 處理模擬信號的電路 數(shù)字電路 處理數(shù)字信號的電路 模擬信號 數(shù)值的變化在時間上是連續(xù)的,如語音信號,一、幾個重要概念:,數(shù)字信號 數(shù)值的變化在時間上是不連續(xù)的，離散的,研究模擬信號時，我們注重電路輸入、輸出信號間的大小、相位關系。相應的電子電路就是模擬電路，包括交直流放大器、濾波器、信號發(fā)生器等。,在模擬電路中，晶體管一般工作在放大狀態(tài)；在數(shù)字電路中，三極管工作在開關狀態(tài)下，即工作在飽和狀態(tài)或截止狀態(tài)。,研究數(shù)字電路時注重電路輸出、輸入間的邏輯關系，因此不能采用模擬電路的分析方法。主要的分析工具是邏輯代數(shù)，電路的功能用真值表、邏輯表達式或波形圖表示。,與模擬電路學習的區(qū)別：,數(shù)字電路中，數(shù)字信號常用波形表示叫脈沖波形。,非周期性脈沖波形,周期性脈沖波形,數(shù)字電路中的脈沖波形,二、數(shù)字電路的特點,使用二進制。 數(shù)字電路中，基本工作信號是二進制的數(shù)字信號0和1，反映在電路上就是低電平和高電平兩種狀態(tài),為何使用二進制？,1. 實現(xiàn)容易 2. 計算簡單,由于使用二進制給數(shù)字電路帶來優(yōu)點：,電路簡單 對電器元件要求不高 可靠穩(wěn)定 精確 存儲 計算機處理,2. 數(shù)字電路分析方法 模擬電路等效電路法 數(shù)字電路邏輯分析法,邏輯代數(shù)、數(shù)學工具,數(shù)字電路研究的是信號有無（有1，無0）以及輸入輸出與各單元之間的邏輯關系,3. 數(shù)字電路功能,對數(shù)字信號進行運算： 進行邏輯推理判斷： 舉重比賽評判電路、自動售飲料機電路、時序鎖設計.,因為具有這兩個功能，所以數(shù)字電路應用相當廣泛,三、數(shù)字電路的應用,數(shù)字通訊利用0和1編成各種代碼，分別代表不同的含義，用以實現(xiàn)信息傳送,數(shù)字控制利用數(shù)字電路邏輯功能，設計出各種控制裝置，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程等的自動控制,數(shù)字測量顯示十進制數(shù)、對測量結(jié)果進行分析處理,計算機技術滲透到國民經(jīng)濟、人民生活的一切領域，可以說與“數(shù)字”相關的事物代表著現(xiàn)代和先進,數(shù)字電視 數(shù)字圖書館 數(shù)字化部隊 .,課程目標,課程結(jié)束應具備以下能力： 具有查閱手冊合理選用中、小規(guī)模數(shù)字集成電路組件的能力。 具有用邏輯思維方法分析常用數(shù)字電路邏輯功能的能力。 初步具備設計數(shù)字電路的能力。,1）、十進制數(shù),計數(shù)規(guī)律：逢十進一、借一當十、 高數(shù)位的1相當于低數(shù)位的10,數(shù)碼： 有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9共十個數(shù)碼,數(shù)碼的位置規(guī)定了數(shù)碼的等級“權/數(shù)位”：10i,計數(shù)體制：以10為基數(shù),數(shù) 制,2）、二進制數(shù),計數(shù)規(guī)律：逢二進一、借一當二、 1110,數(shù)碼： 有 0, 1 共2個數(shù)碼,計數(shù)體制：以2為基數(shù),例如 (1001.1)B =123+022+021+120+12-1 = (9. 5)D,4）、八進制數(shù),計數(shù)規(guī)律：逢八進一、借一當八、 7110,數(shù)碼： 有 0, 1，2，3，4，5，6，7共8個數(shù)碼,計數(shù)體制：以8為基數(shù),例如 (123)O =182+281+380 = (83)D,3）、十六進制數(shù),計數(shù)規(guī)律：逢16進一、借一當16、 F110,數(shù)碼： 有 0 , 1，2，3，4，5，6，7，8，9， A,B,C,D,E,F共16個數(shù)碼,計數(shù)體制：以16為基數(shù),例如 (4E6)H =4162+E161+6160 = (1250)D,十進制轉(zhuǎn)換到二進制:,整數(shù)部分和小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換,小數(shù)部分采用 基值重復相乘 取整數(shù)法,整數(shù)部分采用 基值重復相除 取余數(shù)法,2 215,2 107 1 d0,2 53 1 d1,2 26 1 d2,2 13 0 d3,2 6 1 d4,2 3 0 d5,2 1 1 d6,0 1 d7,低位,高位,215D=11010111B,例,(0.6875)D =?B,0.6875,2,1 . 3750,整數(shù),1,0.375,2,0 . 750,0,1,0.75,2,1 . 50,1,轉(zhuǎn)換結(jié)果為：0.675D =0.1011B,最后一組 不足用0補！,將二進制整數(shù) 從右向左 每隔4 位分為一組,將每組按二進 制數(shù)向十進制 數(shù)轉(zhuǎn)換的方法 進行轉(zhuǎn)換,整數(shù),將二進制小數(shù) 從左向右 每隔4 位分為一組,將每組按二進 制數(shù)向十進制 數(shù)轉(zhuǎn)換的方法 進行轉(zhuǎn)換,小數(shù), 二進制到十六進制：,例：(10110101)B= ？H,1011 0101 B 5,例：(0.1011)B=？H,0.1011 0. B, 十六進制到二進制：,將每位十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為4 位二進制數(shù),0.1011 0. B,例：0.B H= ?B,最后一組 不足用0補！,將二進制整數(shù) 從右向左 每隔3 位分為一組,將每組按二進 制數(shù)向十進制 數(shù)轉(zhuǎn)換的方法 進行轉(zhuǎn)換,整數(shù),將二進制小數(shù) 從左向右 每隔3 位分為一組,將每組按二進 制數(shù)向十進制 數(shù)轉(zhuǎn)換的方法 進行轉(zhuǎn)換,小數(shù), 二進制到八進制：,例：(10110101)B= ？O,010 110 101 2 6 5,例：(0.1011)B=？O,0. 101 100 0. 5 4,最后一組 不足用0補！, 八進制到二進制：,將每位八進制數(shù)轉(zhuǎn)換為 3 位二進制數(shù),0. 101 100 0. 5 4,例：(0.54)O= ?B,計數(shù)制轉(zhuǎn)換 ：任意數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 （除 2、8、10、16 進制以外的其它數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換。）,最好采用間接轉(zhuǎn)換法，將原進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)，再將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為目的進制數(shù),例1：將三進制數(shù) (121)3 轉(zhuǎn)換為五進制數(shù)。,第一步將三進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù): (121)3 = 132 + 231 + 130 = (16)10 按十進制數(shù)的權展開，相加。,第二步再將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為五進制數(shù)。 (16)10 = (31)5 除 5 取其余數(shù)。,不同數(shù)制的“數(shù)”可以等效轉(zhuǎn)換，二、八、十六進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換非常容易。 表示同一含義時，數(shù)制愈大，所需位數(shù)愈少，用二進制數(shù)表示時，位數(shù)最長。,(F) 16 = (15) 10 = (17) 8 = (120) 3 = (1111) 2,結(jié)論：,編 碼,編碼賦予二進制代碼特定含義的過程,如：BCD碼用4位二進制數(shù)表示1位十進制數(shù)的編碼,有權BCD碼 余3碼（偏權碼） 無權碼格雷碼（循環(huán)碼，反射碼) 字符和數(shù)符編碼,1.有權BCD碼,2.余3碼（偏權碼）,3.無權碼格雷碼（循環(huán)碼，反射碼),任何兩位相鄰編碼只有1位碼元不同,0 1,0 1,2位格雷碼： 00、01、11、10,00 01 11 10,0 1,3位格雷碼： 000、001、011、010 、110、111、101、100,圖形表示蛇形（順時針）,00 01 11 10,00 01 11 10,4位格雷碼： 0000、0001、0011、0010 、0110、0111、0101、0100、1100、1101、1111、1110、101