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数字电路概述


例: 28=?B
28<32 28>16 28-16=12>8 12-8= 4
取 10000 取 1000 取 100
例:1002=?B
9876543210
1111011100 490 92 12
234 28 4
8
3)整数除2取余 小数乘2取整(适合位数小)
2
13 余1 K0
2 6 余0 K1
2 3 余1 K2
模拟电路中,晶体管一般工作在放大状态。
2
数字信号: 信号在时间上和幅度上都是离散的。
u t
数字信号以1/0的组合方式(编码)表达各种类型的信息。
数字逻辑电路中的1和0表示两种完全对立的状态,当任何事物的结 果,以及决定该事物结果的条件,如果只有完全对立而又相互依存的两种可 能状态,而不会出现任何其它中间状态,就可以用1和0来代表该事物结果和 条件的状态。
号的有无、个数、宽度和频率来进行工作的,干扰往往只能影响脉冲幅度。
3)数据便于存储、携带和交换。
4)保密性好,在数字电路中信号可以方便地进行加密处理。
5)通用性强,系列标准化的数字部件,构成各种各样的数字系统。
6)容易实现算术运算和逻辑判断功能。
易于和计算机配合,实现自动化、智能化。
4
1.1.3 数字电路的发展和分类 1.1.4 数字电路的特点和分析方法
1.25=1.01B=1.4H=1.2Q 5/32=1/32×5=0.00001×101B=0.00101B=0.28H=0.12Q
例:比较26D、17H、26Q、1000100B的大小。
[解] (十进制数、二进制数、十六进制数之间的比较大小,
一般都是首先变换成十进制形式。)
17H=1×16+7×160=23D
26Q= 2×81 + 6 ×80 = 22D
10100B=16+4=20D
26D>26Q>17H>10100B
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1.2.2 编 码
数字系统只能处理二值数据,这就需要把具有各种含义和表达方式的信号 变换成二进制代码。 用若干位二进制数按一定的规则表示具有某种含义信号的过程称为编码。 编码是人为定义的 例如 电话、学号。。。 计算机中的键盘输入控制电路,就是将键盘键入的字母A、B……, 数字0、1、……,运算符+、/、……等等的按键开关信号,变成16位二进 制信息输出的编码。
研究数字电路注重电路输出、输入间的逻辑关系,主要的工具是 逻辑代数,电路的功能用真值表、逻辑表达式、卡诺图、波形图表示。
数字电路中,三极管工作在饱和和截止的开关状态。
5
模拟速度测量例 脉冲速度测量例
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1.2 计数制与编码
1.2Hale Waihona Puke 1二进制数(B)十进制数(D)转换
1)多 项式替代(公式法)(程序) N进制数和十进制数之间进行转换公式为: an-1…a1 a0.a-1a-2a-3… = an-1×N n-1+……+a1×N1+ a0×N0 + a-1×N-1+ a-2×N-2+ a-3×N-3+…
正(负)逻辑系统:高电平用1表示;低电平用0表示。
1.1.2 数字信号的特点(采用二进制)
1)基本单元电路简单,电路成本低,工作可靠性高。电路中各元件精度
要求低,允许元件参数有较大的分散性。
2)抗干扰能力强。数字电路只需要能区分信号两种截然不同的状态,不别
精确地考虑信号的大小,噪声容限大。在数字电路中,通常是根据脉冲信
数字电子技术
江苏大学电气信息学院 主讲:杨建宁
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第1章 数字电路基础 1.1 数字电路概述
1.1.1 数字信号和模拟信号
模拟信号: 信号在时间上和大小上作连续的变化。
u 正弦波信号
i 锯齿波信号
u 指数衰减信号
t
t
t
波形的形状表示物理量随时间变化的规律性;波形的幅值表示 物理量的大小
研究模拟信号注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。相 应的电子电路就是模拟电路,包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。
1 余1 K3
13=1101 0.625=0.101
0.625
D
×
2
1.250
1 K-1
×
2
0.500
0 K-2
×
2
1.000
1 K-3
9
1.2. 2 二进制数(B)、十六进制数(H)、八进制数(Q)转换 当一个较大的数用二进制数表示时,位数将很多,书写不方便。 1、二进制数的四位和十六进制的一位对应; 2、整数最高位补0,小整数最低位补0。
例如: 1001.11B=1×2 3 +0×22 + 0×21+1×20+1×2-1+1×2-2 =1×8 +1×4 + 0×2 + 1×1+0.5+0.25 = 9.75D
110.101B=1×2 2 +1×2 1 +0×2 0 +1×2-1+0×2-2+1×2-3 =1×4 +1×2 +0×1+1×0.5+0×0.25+1×0.125 =6.625D
例如,电灯的亮和暗,门的开和关,电平的高和低,条件的满足和不满 足,结论的是和非等等。
1和0只是人为定义的代表两种完全对立的状态的表达,并非是狭义的数值。
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电平:一定电压范围的信号。 不同的系统定义不同。 (和抗干扰、速度、功耗有关)
高(低)电平: 大(小)于某个阈值的信号电压。 例如:TTL电路中,通常规定脉冲电压数值大于2.4V是高电平,而 电压数值小于0.8V就是低电平。
二进制数的三位和八进制的一位对应。
例:
1101B = 0DH
1011011011010110010110B
=0010 1101 1011 0101 1001 0110B=2DB596H
= 001 011 011 011 010 110 010 110B=13332626O 10100.01101B(小数点
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2) 基本权表格法(推荐)
1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 .5 .25 .125
210
29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 2 - 1 2 - 2 2 - 3
1/2
1/4 1/8
210 =1K 216 =64K
220 =1M
例: 10101101B =128 +32 + 8 +4 +1=173D 100110.101 =32+4+2+0 . 5+0 .125=38 . 625D 0.00101 =5 1/32=5/32
=0001 0100.0110 1000B=14.68H
=010 100.011 010B=24.3Q
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例: 将十进制数234、1.25、5/32转换成二进制数、十六进制数和八进制数(Q)
234=128+64+32+10= ( 10000000+1000000+100000+1010 ) B =11101010B= EAH=352Q
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