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《数字电子技术基础》第一章 数制和码制


电 子 管
晶 体 管
分 立 元 件

(
集 小规模集成电路(SSI)
成 电
中规模集成电路(MSI)
路 大规模集成电路(LSI)
超大规模 集成电路
ULSI
1906年,福1雷94斯8年特,等肖发克明利了等电发子明管了;晶电体子
管体积大、管重,量其重性、能1耗9在6电0体年大积集、、成寿重电命量路短方出。面现世明,界显上 第米一,台重计30算吨机,优元成大促用于件耗千大进了电组电上促数1子成1万进字.58管的0个了电万K,分器电路只W但立件子和电。等芯器电集学微子目效片件路成的型管前门中较体在发计,在电集多积一展算占一路成时大块,机地些,上由、芯尤的1大7目万分焊片其飞0功平前个立点,率方 发射装置中使多速用、发。电展路。的可靠高性的差已。达上百万。
1.1 概述
二、数字量
4、数字电路的应用
(3)近代测 量仪表中, 也广泛采用 了数字电路。 例 :数字万 用表。
(4)当代最杰出的应用数字电 路的成就——计算机。今天,计 算机不仅成了近代自动控制系统 中不可缺少的一个组成部分,而 且几乎渗透到国民经济和人民生 活的一切领域中,并且在许多方 面引起了根本性的变革 。
1.2 几种常用的数制
二、数制
2、二进制 (Binary numbers)
(D)2= ( Kn-1 K1 K0 . K-1 K-m )2
= Kn-1 2n-1++K121+K020+K-1 2-1++K-m 2-m

i
n1
m
K
i
2i
特点:⑴ i可为-m到n-1之间的任意整数 ⑵ 基数2,逢2进一,即1+1=10
课堂要求:
作业必须按时、认真、独立完成。(必须抄题,用 直尺画图,否则返回重写),理论课考试前学生必 须完成全部作业并合格,缺作业3次及以上者取消 期末考试资格;缺一次作业扣0.5分; 每周三下午交作业,作业本必须在周三12:00之前 交给课代表,过期不交由本人最晚周四自己上交, 否则视为未完成作业,作业交到逸夫馆104; 每次作业批改50%,必须独立完成,按照作业的完 成情况给出成绩;
例:
正弦波信号
u
锯齿波信号
u
t
t
1.1 概述
一、模拟量
模拟量在连续变化过程中的任何一个 取值都有具体的物理意义。对模拟信号进 行传输、处理的电子线路称为模拟电路。
阻尼振荡波信号 u
指数衰减波信号 u
t
t
1.1 概述
二、数字量
1、定义 在时间上和数量上都是离散变化的物理 量称数字量。 ⑴ 时间上是不连续的; ⑵ 数值的大小和增减变化都是某一个最 小数量单位的整数倍。 (3) 对数字信号进行传输、处理的电子线 路称为数字电路。
实验报告册由班级统一印刷;
准时参加实验,迟到5分钟后不允许做本次实验; 每次实验后收拾好个人物品,不允许留下垃圾, 班长和课代表最后收拾卫生;
课堂要求:
每次实验当场完成实验报告并验收,设计性实验 必须在课前设计好电路,否则不允许进入实验室, 页面不够的另附纸;
实验报告册在最后一次实验后的下一周的周三前 上交;
⑶ K i表示第i位的数码,数码K i从0~1。 ⑷ 不同数位上的数具有不同的权值2i。
1.2 几种常用的数制
二、数制
2、二进制
(101.01)2= 1×22 +0×21+1×20+0×2-1+1 ×2-2 =(5.25)10





二进制数只有0和1两个数码,它的每一位 都可以用电子元件的不同状态来实现,且运算 规则简单,相应的运算电路也容易实现。
(3)在数字电路中,研究的主要问题是电路的逻 辑功能,即输入信号的状态和输出信号的状态之间 的关系。
二、数字量
1.1 概述
2、数字电路的特点
(4)抗干扰能力强,可靠性高。信号易辨别 不易受噪声干扰。
(5)便于长期存储。
(6)通用性强,成本低,系列多。
(国际标准)TTL系列数字电路、门阵列、可编 程逻辑器件。
0 21 1 22
(11.25 )10
1.3 不同数制间的转换
二、十—二转换(Decimal- to-Binary conversion)
1、整数部分转换,采用除2取余法
例:将(25)10化为二进制数。
每周三下午14:00在逸夫馆104答疑,平时有问题 可以通过QQ群上提问; 考试时间;携带计算器。
第一章 数制和码制
1.1 概述 1.2 几种常用的数制 1.3 不同数制间的转换 1.4 二进制算术运算 1.5 几种常用的编码
一、模拟量
1.1 概述
定义:在时间上和数值上都是连续变化的物 理量称模拟量。表示模拟量的信号成为模拟信号。
1.2 几种常用的数制
一、基本概念
1、数制:表示数量的大小时,仅用一位数码往往不 够用,必须用进位计数制的方法组成多位数码。多 位数码每一位的构成以及从低位到高位的进位规则 称为进位计数制,简称数制(number system)。
2、基 数:数制的基数(base/radix),就是在该数制 中可能用到的数码个数。
运算 规则
加法规则:0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10 乘法规则:0·0=0, 0·1=0 ,1·0=0,1·1=1
1.2 几种常用的数制
二、数制 3、八进制 (Octal numbers)
数码:0、1、…、7, 共8个。基数是8。 计数方法:逢8进一,即7+1=(10)8。 八进制数的按权展开式: 如:(207.04)8= 2×82 +0×81+7×80+0×8-1+4 ×8-2
各数位的权是16的幂
几种进制数之间的对应关系
十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
二进制数
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
八进制数
(7)保密性好。容易进行加密处理。
3、数字电路的分类 (1)按集成度分类:
电子器件的发展
Small Scale Integrated circuit
Medium Scale Integrated circuit Large Scale Integrated circuit Ultra Large Scale Integrated circuit
103、102、101、100称 为十进制的权。各数 位的权是10的幂。
任意一个十进制数都 可以表示为各个数位 上的数码与其对应的 权的乘积之和,称按 权展开式。
即:(5555)10=5×103 +5×102+5×101+5×100 又如:(209.04)10= 2×102 +0×101+9×100+0×10-1+4 ×10-2
按权展开式的一般表示式
(D)N = (Kn-1 Nn-1++K1N1+K0N0+K-1 N-1+K-m N-m)N

i
n1
m
Ki
N
i
(1)n表示整数位数
(2)m表示小数位数
(3)N表示基数,计数时,逢N进一
(4) Ki表示第i位的数码,0≤ Ki ≤N-1 (5) Ni表示第i位的权
要求带教材、笔记;
必须认真听课,记笔记,手机关闭;
不允许带吃的进入教室和实验室,不允许留下垃圾;
课堂要求:
实验为单列实验,共12学时,分5次完成,任缺1 次者实验成绩为不及格,缺一份实验报告实验成绩 为不及格;
实验成绩包括实验报告及实验操作等;
Lab —逸夫馆304,必须穿鞋套,不穿鞋套者不许 进入实验室,缺实验预习报告者不许做实验;
=(135.0625)10
各数位的权是8的幂
1.2 几种常用的数制
二、数制 4、十六进制 (Hexadecimal numbers)
数码:0、1、…、9、A、B、C、D、E、F,共 16个。
基数是 16。 计数方法:逢16进一,即F+1=(10)16。 十六进制数的按权展开式: 如:(D8.A)16= 13×161 +8×160+10 ×16-1=(216.625)10
超大规模集成电 大于1000门/片,

或大于10万个元
(VLSI) 件/片
逻辑部件包括:计数器、 译码器、编码器、数据选 择器、寄存器、算术运算 器、数值比较器、转换电 路等
数字逻辑系统包括:中央 控制器、存储器、各种接 口电路等
高集成度的数字逻辑系统 包括:各种型号的单片机 硅片上集成一个完整的微 型计算机
0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17
十六进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
1.3 不同数制间的转换
将N进制数按权展开,即可以转换为十进制数。 一、二—十转换(Binary- to-Decimal conversion) 按权展开即可。 例:(1011 .01) 2 1 23 0 22 1 21 1 20
⑵ 基数10,逢10进一,即9+1=10
⑶ K i表示第i位的数码,数码K i 从0~9。基数(或模)
⑷ 不同数位上的数具有不同的权值10i。
பைடு நூலகம்.2 几种常用的数制
二、数制
1、十进制
5555
5×103=5000 5×102= 500
5×101= 50
5×100=


=5555
同样的数码在不同的数 位上代表的数值不同。
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