数字电子技术基础(第五版)阎石.ppt

第 一 章数制和数制和码码制制1.1.1 概述电电子子电电路路中中的的信信号号模模拟拟信号信号数字信号数字信号幅度随幅度随时间连续变时间连续变化化的信号的信号例：正弦波信号、例：正弦波信号、锯齿锯齿波信号等。波信号等。幅度和幅度和时间时间都是离散的都是离散的.2.tV(t)模模拟拟信号信号数字信号数字信号tV(t)低低电电平平上跳沿上跳沿下跳沿下跳沿高高电电平平3.数字信号的表示方式：数字信号的表示方式：1)1)采用二采用二值值数字来表示，即数字来表示，即0 0、1 1数字。数字。0 0为为 逻辑逻辑0 0，1 1为逻辑为逻辑1 1；2)2)采用采用逻辑电逻辑电平来表示，即平来表示，即H H和和L L；3)3)采用数字波形来表示。采用数字波形来表示。tV(t)4.1.2 几种常用的数制 表示数表示数时时，仅仅用一位数用一位数码码往往不往往不够够用，用，必必须须用用进进位位计计数的方法数的方法组组成多位数成多位数码码。多。多位数位数码码每一位的构成以及从低位到高位的每一位的构成以及从低位到高位的进进位位规则规则称称为进为进位位计计数制，数制，简简称数制。称数制。数制：数制：5.位位 权权（位的（位的权权数）：数）：在某一在某一进进位制的数位制的数中，每一位的大小都中，每一位的大小都对应对应着着该该位上的数位上的数码码乘乘上一个固定的数，上一个固定的数，这这个固定的数就是个固定的数就是这这 一位的一位的权权数。数。权权数是一个数是一个幂幂。基基 数数：进进位制的基数，就是在位制的基数，就是在该进该进位制位制 中可能用到的数中可能用到的数码码个数。个数。6.数数码为码为：0 09 9；基数是基数是1010。用字母。用字母D D表示表示运算运算规规律：逢十律：逢十进进一，即：一，即：9 91 11010。十十进进制数的制数的权权展开式：展开式：Dki10i一、十进制 (143.75)D =1102+4101+3100+710-1+510-2 若在数字若在数字电电路中采用十路中采用十进进制必制必须须要有十个要有十个电电路路状状态态与十个与十个计计数数码码相相对应对应。将在技。将在技术术上上带带来来许许多困多困难难，很不，很不经济经济。7.数数码为码为：0 0、1 1；基数是基数是2 2。用字母。用字母B B表示表示运算运算规规律：逢二律：逢二进进一，即：一，即：1 11 11010。二、二进制二二进进制数的制数的权权展开式：展开式：D D k ki i22i i(101.11)(101.11)B B 12 122 2 02021 112120 012121 112122 2 (5.75)(5.75)D D各数位的各数位的权权是的是的幂幂8.数数码为码为：0 07 7；基数是；基数是8 8。用字母。用字母O O表示表示运算运算规规律：逢八律：逢八进进一，即：一，即：7 71 11010。八八进进制数的制数的权权展开式：展开式：Dki8i三、八进制(207.04)O 282 0817800814 82 (135.0625)D各数位的各数位的权权是是8 8的的幂幂9.数数码为码为：0 09 9、A AF F；基数是；基数是1616。用字母用字母H H来表示来表示运算运算规规律：逢十六律：逢十六进进一，即：一，即：F F1 11010。十六十六进进制数的制数的权权展开式：展开式：Dki16i四、十六进制(2A.7F)(2A.7F)H H 216 2161 1101610160 07167161 11516162 2(42.4960937)(42.4960937)D D各数位的各数位的权权是是1616的的幂幂10.11.一、二十一、二十转换转换方法：方法：将二将二进进制数按制数按权权展开再相加，即可以展开再相加，即可以转换为转换为十十进进制数。制数。1.3 不同数制间的转换（1011.01）2 1 23 022 121120021122 （11.25）1012.二、十二二、十二转换转换方法方法 基数基数连连除、除、连连乘法乘法将整数部分和小数部分分别进行转换。整数部分-基数连除取余;小数部分-基数连乘取整。合并合并13.整数部分整数部分:基数基数连连除，除，取余数自下而上取余数自下而上.小数部分小数部分:基数基数连连乘，乘，取整数自上而下取整数自上而下.所以：所以：(44.375)(44.375)D D(101100.011)(101100.011)B B14.采用基数采用基数连连除、除、连连乘法乘法 可将十可将十进进制数制数转换为转换为任意的任意的N N进进制数。制数。15.三、二十六三、二十六转换转换 将二将二进进制数由小数点开始，整数部分向左制数由小数点开始，整数部分向左,小小数部分向右，数部分向右，每每4 4位分成一位分成一组组，不，不够够4 4位位补补 零，零，则则每每组组二二进进制数便是一位十六制数便是一位十六进进制数。制数。(1 0 1 1 1 1 0.1 0 1 1 0 0 1 )200=(5E.B2)1616.=(1000 1111 1010.1100 0110)2 四、四、十六十六二二转换转换方法：将每位十六方法：将每位十六进进制数用制数用4 4位二位二进进制数表示。制数表示。(8 F A .C 6)1617.五、五、八八进进制数与二制数与二进进制数的制数的转换转换二二进进制数与八制数与八进进制数的相互制数的相互转换转换，按照每，按照每3 3位二位二进进制数制数对应对应于一位八于一位八进进制数制数进进行行转换转换。（1 1 0 1 0 1 0.0 1 )1 1 0 1 0 1 0.0 1 )2 2(152.2)(152.2)8 80 00(3 7 4 .2 6)8=（011 111 100.010 110 011 111 100.010 110）2 218.六、六、十六十六进进制数与十制数与十进进制数的制数的转换转换 将十六将十六进进制数制数转换转换成十成十进进制数制数时时，按，按权权展开展开再相加即可。再相加即可。将十将十进进制数制数转换转换成十六成十六进进制数制数时时，可先，可先转换转换成二成二进进制数，再将得到的二制数，再将得到的二进进制数制数转换转换成等成等值值的十六的十六进进制数。制数。19.1.4 二进制算术运算一、二一、二进进制算制算术术运算的特点运算的特点 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0加法运算加法运算减法运算减法运算 二二进进制算制算术术运算和十运算和十进进制算制算术术运算运算规则规则基本基本相同，区相同，区别别是是“逢二逢二进进一一”。20.1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 10 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 乘法运算乘法运算除法运算除法运算01010 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1.1 121.二、反二、反码码、补码补码和和补码补码运算运算原码最高位作为符号位,正数为0,负数为1.补码最高位作为符号位,正数为0,负数为1.正数的补码和它的原码相同;负数的补码需先将其原码数值逐位求反,然后在最低位加1.22.舍去计算(1001)2-(0101)2 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 补码 补码 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0二进制加、减、乘、除都可以用加法运算来实现。减法变加法例例1.4.123.1.5 几种常用的编码 我们常用的数字1、2、39、0 通常有两大用途：表示大小：10000（一万），8848米。表示编码：000213班，8341部队。我们习惯使用十进制，而计算机硬件是基于二进制的，因此需要用二进制编码表示十进制的09十个码元,即BCD(Binary Coded Decimal)码。至少要用四位二进制数才能表示09，因为四位二进制有16种组合.现在的问题是要在16种组合中挑出10个，分别表示 09，怎么挑呢？不同的挑法构成了不同的BCD码。24.用四位自然二用四位自然二进进制制码码中的前十个中的前十个码码字来表示字来表示十十进进制数制数码码，因各位的，因各位的权值权值依次依次为为8 8、4 4、2 2、1 1，故称故称8421 BCD8421 BCD码码。24212421码码的的权值权值依次依次为为2 2、4 4、2 2、1 1；余余3 3码码由由84218421码码加加00110011得到；得到；格雷格雷码码是一种循是一种循环码环码，其特点是任何相，其特点是任何相邻邻的的两个两个码码字，字，仅仅有一位代有一位代码码不同，其它位相同。不同，其它位相同。25.26.（100010010011）2（）10（100010010011）8421BCD（）102195893例：例：美国美国标标准信息交准信息交换码换码-ASCII-ASCII码码特点：特点：是一种是一种7 7位二位二进进制代制代码码，共有，共有128128种状种状态态，分，分别别代表代表128128种字符。种字符。例：例：100 0001 100 0001 代表代表 A A27.作作业业：P17 题题1.4（1）、）、1.5（1）、）、1.6（2）、）、1.9（1）、）、1.11（1）（）（3）、）、1.13（1）（）（4）28.