第1章基本概念与定律

1、章节目名称第1章 从模拟到数字第2章 计数系统和编码教学目的1、掌握数字信号和模拟信号的区别。2、 了解数字电路的含义、研究对象、特点与应用等。3、 理解"权"的概念，掌握几种常用进制的转换方法。4、 熟悉书中介绍的几种基本的、常用的编码方式。5、 了解二进制码与余三码、格雷码之间的转换方法。教学内容提要1、 模拟和数字数据及设备；2、 模拟信号和数字信号的相互转换。3、 十进制计数系统；4、 二进制计数系统；5、 十六进制计数系统；6、 二进制码。教学重点二进制代码 教学难点二十，十二进制的转换 教学方式及手段多媒体或传统教学方法课外作业P8-18 、 P29-2.4 P

2、30-1218教学过程第1章 数字电路概述 一、模拟信号：它的变化在时间上和数值上是连续的，不会突变，比如电压、电流的变化。在模拟电路中处理的就是这类信号。二、数字信号：它的变化在时间上和数值上是不连续的、离散的。在数字电路中处理的就是这类信号，它在两种稳定状态间作阶跃式变化，这两种状态用“0”和“1”表示。三、数字电路：数字电路技术是用数字信号来实现运算、控制和测量的技术，实现这些功能所用的电路称数字电路。四、数字电路的分类：包括数字脉冲电路和数字逻辑电路。前者研究脉冲的产生、变换和测量；后者对数字信号进行算术运算和逻辑运算。五、数字电路的划分：1.按功能分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类

3、。前者在任何时刻的输出，仅取决于电路此刻的输入状态，而与电路过去的状态无关，它们不具有记忆功能。常用的组合逻辑器件有加法器、译码器、数据选择器等。后者在任何时候的输出，不仅取决于电路此刻的输入状态，而且与电路过去的状态有关，它们具有记忆功能。2.按结构分为分立元件电路和集成电路。前者是将独立的晶体管、电阻等元器件用导线连接起来的电路。后者将元器件及导线制作在半导体硅片上，封装在一个壳体内，并焊出引线的电路。集成电路的集成度是不同的。第2章 数制和编码这个问题先介绍常见的十进制数，然后介绍二进制、十六进制，再介绍各进制数的相互转换，最后讲述十进制的二进制编码形式。一、十进制数：按照进位方式进行计

4、数的制度称进位计数制。进位计数制中有两个基本要素：基数和权值。十进制数的基数是10（09），权值是10（是数字所处位置的 序号）。特点是逢10进1。例：（567.8）105×102+6×101+7×100+8×10-1二、二进制数:计算机内部使用的数值符号只有两个:0和1。外界的各种信息（数字、符号、图像）到了计算机内部都由0、1两个数字组成。二进制数的基数是2，权值是2，特点是逢2进1。例：（101101.1）21×25+0×24+1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1

5、32+8+4+1+0.5=45.5三、十六进制数: 二进制数的缺点是位数多,不易书写和记忆,为此我们常采取十六进制数.十六进制数的基数是16(09,AF)，位权是16。特点是逢十六进一。例:(2B.A)16×16+11×1+10/16(43.625)104B7+84C(D03)16四、数制转换：1.任意进制数转换成十进制数：只需将其按权展开的多项式求和。例：(11011.01)21×24+1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2(27.25)10(FC)1615×161+1

6、2×160(252)102.十进制数转换成二进制数：分为整数部分和小数部分。整数部分采取“除基取余法”：将要转换的十进制整数除以2，取余数作为二进制整数的最低位0，将商继续除以2，再取商的余数作为次低位1，这样不断除，直到商为0，最后的余数作为二进制整数的最高位n。小数部分采用“乘基取整”法：将要转换的十进制小数乘以2，取积的整数部分作为二进制小数的最高位-1，继续将积的小数部分乘以2，再取积的的整数部分作为二进制小数次高位-2,这样继续相乘，直到积的小数部分为0或达到所需精度为止，最后一位积的整数部分作为二进制小数最低位的系数-m，这些系数的排列：0、-1、-2-m ，便构成了对应

7、的二进制数。 对于既有整数部分，又有小数部分的十进制数，可按上述方法分别转换然后组合在一起。例：将十进制数(43.6875)10转换成对应的二进制数。解:由以上两例得(43)10(101011)2(0.6875)10(0.1011)2 所以 (43.6875)10(101011.1011)23.二进制数与十六进制数的相互转换：十六进制数与二进制数之间存在简单的转换关系，每一位十六进数对应位二进制数。显示二进制数向十六进制数转换，只要以小数点为界，分别向左、向右4位一组，每组对应一位十六进制数，可得到对应的十六进制数，两头不足4位时，用0补足。举例要将十六进制数转换成二进制数，只需将一位十六进制

8、数转换成对应4位二进制数。举例 五、码（）：在计算机中，经常要将十进制数用二进制编码来表示，这就是码。它表面上具有二进制数的形式，又具有十进制数的特点。一般码都以4位二进制数来表示位十进制数。常用的码有8421码、2421码、余3码，编码如下表所示。 显示表1.8421码是一种有权码，即每位二进制数都有固定的权，每个码从高到低分别是8、4、2、1，它是一种最自然、最简单的码。 举例 2.2421码是一种有权码，每个码中从高到低分别是2、4、2、1，2421码的编码方案不是唯一的。例:(110001000010)2421BCD(642)D3.余3码：是无权码。每一个余3码都比8421码的编码多3

9、。例：(010001011000)余3码（125）D六、 可靠性编码：代码在形成和传输过程中，因为外界干扰而发生错误。为了尽可能减少错误的发生，或者在发生错误后能及时发现并矫正，在实际中采取可靠性编码技术，常用的有格雷码和奇偶校验码。1.格雷码：（又称循环码）特点：任意两个相邻的代码中仅有一位二进制数不同，这样在数码递增或递减过程中，只有一位发生变化，不会出现中间代码，减少了出错的可能性。2.奇偶校验码：特点：利用奇偶校验码可以发现代码在传输过程中发生的一位出错（01或10）。奇偶校验码由信息位和校验位两部分组成，信息位是要传输的信息本身，校验位是为了检查错误而添加在信息位后的冗余位。奇偶校验码分奇校验和偶校验两种，它们产生校验位的规则是不同的。对于奇校验，增加一位校验位后使得信