教案.第一讲绪论与数制和码制

1、第一讲绪论与数制和码制本讲重点1. 数字信号与模拟信号的区别以及数字电子技术特点和学习方法；2. 进制之间相互转换方法；3几种常用的二进制编码概念。1.十进制转换为二进制及十六进制方法；本讲难点2.8421BCD 码、余三码、格雷码的特点。教学手段本讲宜教师讲授，用多媒体演示为主、板书为辅。教学步骤教学内容设计意图 表达方式1.提出问利用多媒题，导入1）学习电子技术有何用途；体课件，介第一部分2）什么是数字电子技术， 数字电子电路与模拟电子电路有何区别；绍问题背“绪论”3 ）数字电子技术基础课程的教学目标是什么；景，用问题章节所要4）如何才能学习好数字电子技术基础？激发学生讲述的内们听课的容。

2、兴趣。2.对提出该部分主问题的逐? 数字电子技术和模拟电子技术的概念要是让学一解答电子技术是指根据电子学的原理，利用电子元器件设计和制造生们了解某种特定功能电路，以解决实际问题的科学。数字电子2.1介绍从信号角度分析，电子电路中处理的可分为模拟信号和数字信技术的概电子技术号，如图所示。念，并解决概念为什么学编辑版word2.2模拟信号和数 字信号以 及模拟电 子电路和 数字电子 电路特点 和概念模拟信号幅度随时间连续变化的信号幅度和时间都 是离散的信号j 数字信号模拟信号：在时间和数值上均具有连续性，即在任意时刻有确定的函数值u或i，并且其幅度是连续取值。数字信号：在时间和数值上均具有离散性。

3、模拟电子技术 一一研究处理模拟信号的电子技术； 数字电子技术 一一研究处理数字信号的电子技术。 处理模拟信号的电子电路称为模拟电子电路。_例如，模拟信号的放大、运算、产生与变换等电路。 处理数字信号的电子电路称为数字电子电路。例如，数字信号的存储、变换、测量等电路? 数字电子与模拟电子电路的区别模拟电路t注重输入输出信号之间的形状关系；数字电路t注重输入输出信号之间的逻辑关系。 模拟电路t让晶体管工作在特性曲线的放大区;数字电路t让晶体管工作在饱和区或者截止区。 模拟电路T采用工程上的等效电路法近似分析;数字电路T采用布尔代数逻辑分析法严密分析。 模拟电路T信号幅度连续变化抗干扰能力较弱;数字

4、电路T信号幅度离散变化抗干扰能力较强。习该课程 以及如何 学习该课 程等问题。此处重点 介绍：模拟 信号和数 字信号的 特点，由此 引出数字 电子技术 和模拟电 子技术的 概念。为了节约 课时采用 课件PPT演示方式组织教学。模拟电路t结构较复杂集成度低不易程序控制;2.3介绍数字电子 技术基础 课程的教 学目标2.4介绍数字电子 技术基础 学习方法 以及考核 方法数字电路t结构简单易于超大规模集成和程控。模拟电路t一般适合进行信息的在线实时处理;数字电路T既能实时处理信息又便于存储信息。? 数字电子技术和模拟电子技术课程的内容分工放数逻大模辑电与代路模数中数基的转础反换馈电路电子技术,X模拟

5、电子技术数字电子技术A/A? 数字电子技术基础课程的教学目标? 掌握逻辑代数理论并能熟练应用；? 组合逻辑电路的分析和设计方法；? 时序逻辑电路的分析和设计方法；? 掌握常用器件功能设计逻辑电路；? 初步掌握可编成器件的使用方法；? 具备应用电子系统初级设计能力。?数字电子技术基础学习方法? 强调基本定理、基本概念的掌握，要养成严密的逻辑思维习惯。该部分内 容属于电 子技术总 体介绍，为 了节约课 时采用课 件PPT演 示方式组 织教学。该部分内容属于学 习方法及 考核方式 介绍，为了 节约课时 采用课件PPT演示? 本课程理论性和实践性都很强，必须多做练习且必须 注重实践。要在实践中学会研究

6、性、 探究式学习方式。? 听与读相结合、勤于思考。注重逻辑思维和设计能力 的培养，而不是具体电路和公式的死记硬背。? 掌握基本的分析、设计方法，难度和复杂程度都不是 很大，以例题、作业为准。? 理解数字集成电路内部工作原理即可，但应注重数字集成电路的外部特性和典型应用。?数字电子技术考核方式考查学生分析问题能力t逻辑分析与逻辑运算；考查学生解决问题能力t逻辑抽象、器件选择、电路设计；考查学生解决问题能力t实践能力、动手能力、EDA能力。方式组织教学。3小结“绪 论”主要 内容1）电子技术概念一一解决实际问题的科学；2 ）模拟信号/数字信号和模拟电子技术/数字电子技术；3）数字电子技术课程特点和

7、学习方法一一逻辑思维方法。让学生了 解电子技 术概念和 用途，以及 今后学习 该课程的 方法。4.提出问 题，导入“数制与 码制”课 程内容。1）什么是数制；2 ）不同数制间如何转换；3）码制的概念是什么；4 ）用二进制表示的常用编码有哪几种？用问题激 发学生听 课的兴趣。5.回答什1.数制使用多媒么是数制表示数时，仅用一位数码往往不够用，须用进位计数的方法组体直接给问题。丿成多位数码。多位数码每一位的构成以及从低位到高位的进位规则，出，通过讲称为进位计数制，简称数制。解使学生基数：基数就是在对应进位计数制中可能用到的数码个数。们理解即位权：进位计数制中，每一位大小都对应该位数码乘上一个可。固

8、定的数，这个固定数就是这位的权数。权数是一个幕。2.几种常用的数制对于十十进制进制，不难数码为：09。基数是10,用字母D表示十进制。理解，通过运算规律：逢十进一，即：9 + 1=10。十进制数的权展开式：D- Di x10i。实例说明(143.75) d=1 X 102+4 X 101+3 X 10+7 X 10-1+5 X 10-21 t t 1 t即可。各数位的权是10的幂6.讲解几二进制数码为：0、1。对于二种常用的基数是2，用字母B表示二进制。运算规律：逢二进一，即：1 + 1=10。进制、八进数制及其二进制数的权展开式：B= Ik X2i。(101.11)b=1 X 22+ 0 X

9、 21 + 1 X 20+1 X 2-1 + 1 X 2-2 =(5.75)d制、十八进相互之间t t 1 r 1各数位的权是2的幕制，借用十的转换问若在数字电路中米用二进制， 只需要有两个电路状态与二个计进制规律题。数码0和1相对应。在技术上很容易实现。八进制推广讲解数码为：07。基数是8，用字母0表示即可。运算规律：逢八进一，即：7 + 1=10。八进制数的权展开式：O= IiX8i。rLlz方|、日帛彳田.(207.04)O=2 X 82+0X 耳+7 X 羊+0 X 甲+4 X 辛2 =(135.0625)D此处强调：电路易实各数位的权是8的幕十八进制现二进制。数码为：09以及AF。为

10、了节约 课时采用 课件PPT演示方式 组织教学。基数是16，用字母H来表示。运算规律：逢十六进一，即：F+仁10。十六进制数的权展开式：H=丞i X16i。10-1 -2A,11卜各数位的权是16的幂十进制数D二进制数B八进制数0十六进制数H00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F几种进制数之间的对应关系(2A.7F) h=2 X16+1OX 160+7 X 估+15X 16 2= (

11、42.4960937)D3. 不同数制间的转换 二t十进制转换方法：将二进制数按权展开再相加，即可以转换为十进制数。(1011.01)b = 1 X23 +0X 22 +1 X 21+1 X20+0X 2-1 +1 X 2-2=(11.25)d(1000)b=1 X23+0X 22 +0X 21+0X 20=(8)d (0100)B =0X23 +1 X 22 +0X 21 +0X 20=(4)d (001 0)b=0x 23 +0X 22 +1 X 21+0X 20=(2)d (0001 )b=0x 23 +0X 22 +0X 21+1 X 20=(1)D (8421)b -对应的权值。 十

12、t二进制转换方法：基数连除、连乘法。将整数部分和小数部分单独处理，分别进行转换。整数部分-整数部分:基数连除，小数部分：基数连乘,取余数自下而上。取整数自上而下。244余数低位0.3752220=K01请把十X 2整数2110=K1j进制数0.750 0.750- 0=K-1:44.375251=K2i转换为X 21.500 - 1=K-222 1*3i二进制0.500210=K4：数表示。X 20仁K5高位1.000 - 1=K-3合并得到结果为：(44.375)d =(101100.011)B高位低位基数连除取余；小数部分-基数连乘取整。合并后即得到结果。对于数 制间的转 换，不难理 解，

13、通过实 二t十六进制转换方法：将二进制数由小数点开始， 整数部分向左，小数部分向 右，每4位分成一组，不够4位补零，则每组二进制数便是一位十 六进制数。(01 0 l| 1 1 1 0. 1 0 1 1 0 0 10 ) =(5E.B2 )h 十六t二进制转换方法：将每位十六进制数用4位二进制数表示。(8FA . C6 )HIIi II=(1000 1111 1010. 1100 0110) B 八进制数-二进制数的转换方法：按照每3位二进制数对应于一位八进制数进行转换。(0 01 1 0 1| 0 1 0 .| 0 1 0 )b = (152.2)。(374.26)o1II 11=(011

14、111 100 . 010 110) B 十六进制数十进制数的转换卜六T十进制数转换方法：按权展开再相加即可。十T十六进制数转换方法： 先转换成二进制数，再将得到的二 进制数转换成等值的十六进制数。4. 二进制算术运算例说明即 可。为了节约 课时采用 课件PPT演示方式 组织教学。二进制算术运算的特点二进制算术运算和十进制算术运算规则基本相同，区别是“逢加法运算1 0 0 1+ 0 1 0 11 1 1 0乘法运算1 0 0 1X 0 1 0 11 0 0 10 0 0 01 0 0 10 0 0 00 1 0 1 1 0 1反码、补码和补码运算原码：最高位为符号位，正数为补码：最高位作为符号

15、位，正数为 和它的原码相同； 低位加1。减法运算1 0 0 1-0 1 0 10 1 0 0除法运算1.1 1 0101 10 010 1 0 11 0 0 00 1 0 10 1 1 00 1 0 10 0 1 00,负数为1。0，负数为1。正数的补码然后在最负数的补码需先将原码数值逐位求反,此处强调： 虽然采用 基数连除、 连乘法，可 将十进制 数转换为 任意的N 进制数，但 不建议采 用，因为这例：N=1 0101, 1 0101反=1 10101 1001补=1 1011补码运算例： 计算9-5=(1001)b-(0101)b补码10 0 1H0 10 0 1补码-0 1 0 1 ,+

16、11 0 1 10 1 0 0减法变加法0一-.舍去样转换不 仅计算麻 烦，且易出 错。为了节约 课时采用 课件PPT 演示方式 组织教学。此处强调：二进制加、 减、乘、除 都可以用 加法运算 来实现。7.回答什 么是码制5.几种常用的编码我们常用的数字0、1、2、39通常有两大用途：?表示大小：60分（及格）；珠穆朗玛峰 8848.45米。?表示编码：1402403班；球王贝利编号为10号。问题。码制：借用数字进行编码而代表特定对象时，所采用的编码规则称为码制。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 (BinaryCode

17、d 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0 9，怎么挑呢？不同的挑法构成了不同的 BCD码常用BCD码十进制数8421 码余3码格雷码2421 码5211 码UUUU0011000000000000100010100000100010001200100101001100100100300110110001000110101401000111011001000111501011000011110111000601101001010111001001701111010010011011100810

18、001011110011101101910011100110111111111权842124215211二进制与BCD码区别举例：(100010010011)3= ( 2195)D(100010010011)842ibcd = ( 8 9 3 )dASCII码：计算机中常用的字符代码是ASCII码，基本ASCII码是一种7位二进制代码，共有128种状态，分别代表128种代码。此处介绍编码特点： 权值为8、4、 2、 1 称8421BCD码。2421码的权值依次为 2、4、2、1 , 5211 码同理。余3码由8421码加0011得到。格雷码是 循环码，其 特点是任 何相邻的 两个码字， 仅有一位 代码不同。dq0d 位32 10d6d5