数字电子技术－第章2

概述第1章绪论数制与码制本章小结主要要求：

了解数字电路的特点和分类。了解脉冲波形的主要参数。1.1概述模拟电路电子电路分类数字电路

传递、处理模拟信号的电子电路

传递、处理数字信号的电子电路数字信号时间上和幅度上都断续变化的信号

模拟信号时间上和幅度上都连续变化的信号数字电路中典型信号波形一、数字电路与数字信号

输出信号与输入信号之间的对应逻辑关系逻辑代数只有高电平和低电平两个取值导通(开)、截止(关)便于高度集成化、工作可靠性高、抗干扰能力强和保密性好等研究对象分析工具信号电子器件工作状态主要优点二、数字电路特点

将晶体管、电阻、电容等元器件用导线在线路板上连接起来的电路。将上述元器件和导线通过半导体制造工艺做在一块硅片上而成为一个不可分割的整体电路。根据电路结构不同分分立元件电路集成电路根据半导体的导电类型不同分双极型数字集成电路单极型数字集成电路以双极型晶体管作为基本器件以单极型晶体管作为基本器件例如

CMOS例如

TTL、ECL三、数字电路的分类集成电路分类集成度电路规模与范围小规模集成电路SSI1~10门/片或10~100个元件/片逻辑单元电路包括：逻辑门电路、集成触发器中规模集成电路MSI10~100门/片或100~1000个元件/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、比较器、转换电路等大规模集成电路

LSI100

~

1000

门/片或

1000

~100000

个元件/片数字逻辑系统包括：中央控制器、存储器、各种接口电路等超大规模集成电路VLSI大于1000门/片或大于10万个元件/片高集成度的数字逻辑系统

例如：各种型号的单片机，即在一片硅片上集成一个完整的微型计算机根据集成密度不同分UmtrtfTtw

脉冲幅度Um：脉冲上升时间tr：脉冲下降时间tf：脉冲宽度tw

：脉冲周期T

：脉冲频率f

：占空比q：脉冲电压变化的最大值

脉冲波形从0.1Um上升到0.9Um所需的时间脉冲上升沿0.5Um到下降沿0.5Um所需的时间脉冲波形从0.9Um下降到0.1Um所需的时间周期脉冲中相邻两个波形重复出现所需的时间1秒内脉冲出现的次数f=1/T

脉冲宽度

tw与脉冲周期

T的比值

q=tw/T

四、脉冲波形的主要参数

理解BCD码的含义，掌握

8421BCD码，了解其他常用BCD码。主要要求：

掌握十进制数和二进制数的表示及其相互转换。了解八进制和十六进制。1.2

数制和码制计数的方法

(一)十进制(Decimal)

(xxx)10或(xxx)D

例如(3176.54)10

或(3176.54)D

数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、91×1011×100

5×10-1

1×10-2权权权

权

数码所处位置不同时，所代表的数值不同

(11.51)10

进位规律：逢十进一，借一当十10i

称十进制的权

10称为基数0~9十个数码称系数数码与权的乘积，称为加权系数十进制数可表示为各位加权系数之和，称为按权展开式

(3176.54)10=3×103+1×102+7×101+6×100+5×10-1+4×10-2一、数制

例如0+1=11+1=1011+1=10010–1=1

(二)

二进制(Binary)

(xxx)2或(xxx)B

例如(1011.11)2或(1011.11)B

数码：0、1

进位规律：逢二进一，借一当二

权：2i

基数：2系数：0、1

按权展开式表示

(1011.11)2=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2

将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数。=8+0+2+1+0.5+0.25(1011.11)2=(11.75)10

=11.75(1011.11)2=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2(三)八进制和和十六进进制进制数的表示计数规律基数

权数码八进制

(Octal)(xxx)8

或(xxx)O逢八进一，借一当八

80~78i

十六进制(Hexadecimal)

(xxx)16

或(xxx)H

逢十六进一，借一当十六160

~

9、A、B、C、D、E、F

16i例如(437.25)8=4××82+3××81+7××80+2××8-1+5××8-2=256+24+7+0.25+0.078125=(287.328125)10例如(3BE.C4)16=3××162+11×161+14×160+12×16-1+4××16-2=768+176+14+0.75+0.015625=(958.765625)10二、不同同数制间间的关系系与转换换对同一个个数的不不同计数数方法

(一)不同数制间的关系

二、不同数制间的关系与转换

不同数制制之间有有关系吗吗？十进制、二进制、八进制、十六进制对照表77011176601106550101544010043300113220010211000110000000十六八二十F17111115E16111014D15110113C14110012B13101111A121010109111001981010008十六八二十1.5001整数0.7500(二)不同数制间的的转换1.各各种数制转换换成十进制2.十十进制转换为为二进制［例］将十十进制数(26.375)10转换成二进制制数26613011012(26)10=(11010)2×2×21.0001.37522220.375×2一直除到商为为0为止余数130按权展开求和和整数和小数分分别转换整数部分：除除2取余法小数部分：乘乘2取整法读数顺序读数顺序.011每位八进制数数用三位二进进制数代替，，再按原顺序序排列。八进制→二进进制3.二二进制与八进进制间的相互互转换二进制→八进进制(11100101.11101011)2=(345.726)8(745.361)8=(111100101.011110001)2补0(11100101.11101011)2=(?)811100101.1110101100345726从小数点开始始，整数部分分向左(小数部分向向右)三位一组，最后不足三位的加加0补足足三位，再按顺顺序写出各组组对应的八进进制数。补01110010111101011一位十六进制制数对应四位位二进制数，，因此二进制制数四位为一一组。4.二进制和十六六进制间的相相互转换(10011111011.111011)2=(4FB.EC)16(3BE5.97D)16=(11101111100101.100101111101)2补0(10011111011.111011)2=(?)1610011111011.111011004FBEC0十六进制→二进制:每位十六进制数用四位二进制数代替，再按原顺序排列。二进制→十六进制:从小数点开始，整数部分向左(小数部分向右)

四位一组，最后不足四位的加0补足四位，再按顺序写出各组对应的十六进制数。补010011111011111011例如：用四四位二进制数数码表示十进进制数0~90000→→00001→10010→20011→→30100→40101→→50110→60111→71000→→81001→9将若干个二进进制数码0和1按按一定规则则排列起来表表示某种特定定含义的代码码称为二进制制代码，简称称二进制码。用数码的特定定组合表示特特定信息的过过程称编码三、二进制代代码常用二进制代码自然二进制码二-十进制码格雷码奇偶检验码

ASCII码

(美国信息交换标准代码)

例如：用三位位自然二进制制码表示十进进制数0~7：000→0001→1010→2011→3100→4101→5110→6111→7(一)自然二进制码码按自然数顺序序排列的二进进制码(二)二-十进制代码表示十进制数数0~9十个数码的二二进制代码(又称BCD码即BinaryCodedDecimal)1位十进制制数需用4位二进制制数表示，故故BCD码码为4位位。4位二进制制码有16种组合，，表示0~9十个数可有多种方案案，所以BCD码有有多种。常用二-十进制代码表表1111111111001110111010111101011110101100011010011011010110000100010001000011001100110010001000100001000100010000000000009876543210

十进制数1100101110101001100001110110010101000011余3码2421(B)2421(A)5421码8421

码无权码

有权码1001100001110110010101000011001000010000权为8、4、2、、1比8421BCD码码多余3取四位自然二二进制数的前前10种种组合，去掉掉后6种种组合1010~1111。。用BCD码码表示十进进制数举例：(36)10=()8421BCD(4.79)10=()8421BCD(01010000)8421BCD=()10注意区别BCD码与与数制：(150)10=(000101010000)8421BCD=(10010110)2=(226)8=(96)1660110300114.0100.70111910010101500000(三)可靠性代码奇偶校验码组成

信

息

码：需要传送的信息本身。

1位校验位：取值为0或1，以使整个代码

中“1”的个数为奇数或偶数。

使“1”的个个数为奇数的的称奇校验，，为为偶数的称偶偶校验。8421奇偶校验码01001110019110000100081011100111700110101106001011010151010000100400011100113100100001021000100001100000100000校验码信息码校验码信息码8421偶校验码8421奇校验码十进制数格雷码(Gray码，又称循环码)0110最低位以0110为循环节次低位以00111100为循环节第三位以0000111111110000为循环节…….011001100110001111000011110000001111111100000000000011111111特点:相邻项或对称称项只有一位不同典型格雷码构构成规则：：本章小结数字电路是传递和处理理数字信号的的电子电路。。它有分立元件件电路和集成成电路两大类类，数字集成电路发展展很快，目前前多采用中大大规模以上的集成电路路。数字电路的主主要优点是便于高度集集成化、工作可靠性高、、抗干扰能力力强和保密性性好等。数字电路中的的信号只有高电电平和低电平平两个取值，，通常用1表示高电平，，用0表示低电平，，正好与二进制制数中0和1对应，因此，，数字电路中中主要采用二二进制。常用的计数进进制有十进制制、二