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1、数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版 主讲：张晓红主讲：张晓红主讲：张晓红主讲：张晓红 教材教材教材教材:数字电子技术基础数字电子技术基础数字电子技术基础数字电子技术基础 第五版第五版第五版第五版阎石主编阎石主编阎石主编阎石主编 高教出版社高教出版社高教出版社高教出版社精品课程网址：精品课程网址：http:/ 5个实验。个实验。个实验。个实验。答疑安排：周四晚上：答疑安排：周四晚上：7:30-9:30地点：地点：10-408数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版本书分本书分11章章数制和码制数
2、制和码制数制和码制数制和码制逻辑代数基础逻辑代数基础逻辑代数基础逻辑代数基础门电路门电路门电路门电路组合逻辑电路组合逻辑电路组合逻辑电路组合逻辑电路 触发器触发器触发器触发器时序逻辑电路时序逻辑电路时序逻辑电路时序逻辑电路半导体存储器半导体存储器半导体存储器半导体存储器可编程逻辑器件可编程逻辑器件可编程逻辑器件可编程逻辑器件 硬件描述语言硬件描述语言硬件描述语言硬件描述语言脉冲波形的产生和整形脉冲波形的产生和整形脉冲波形的产生和整形脉冲波形的产生和整形模数、数模转换模数、数模转换模数、数模转换模数、数模转换 数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五
3、版模拟量模拟量模拟量模拟量：变化在时间上和数量上都是连续的。：变化在时间上和数量上都是连续的。：变化在时间上和数量上都是连续的。：变化在时间上和数量上都是连续的。tT第一章第一章 数制和码制数制和码制1.1 概述自然界的物理量分两大类：自然界的物理量分两大类：自然界的物理量分两大类：自然界的物理量分两大类：模拟量模拟量模拟量模拟量数字量数字量数字量数字量 2 tO数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版基本元件：基本放大器（三极管，运放）基本元件：基本放大器（三极管，运放）表示模拟量的信号称为模拟信号表示模拟量的信号称为模拟信号工作在模拟信号下的
4、电子电路称为模拟电工作在模拟信号下的电子电路称为模拟电路路研究输入输出间的大小和相位关系研究输入输出间的大小和相位关系三极管工作在放大状态三极管工作在放大状态数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字量数字量数字量数字量：变化在：变化在：变化在：变化在时间时间时间时间上和上和上和上和数量数量数量数量上都是离散的。（存上都是离散的。（存上都是离散的。（存上都是离散的。（存在一个最小数量单位在一个最小数量单位在一个最小数量单位在一个最小数量单位）。）。）。）。tu表示数字量的信号称为表示数字量的信号称为表示数字量的信号称为表示数字量的信号称为数字信
5、号数字信号数字信号数字信号工作在工作在工作在工作在数字信号数字信号数字信号数字信号下的电子电路称为下的电子电路称为下的电子电路称为下的电子电路称为数字数字数字数字电路电路电路电路研究输入输出间的逻辑关系研究输入输出间的逻辑关系研究输入输出间的逻辑关系研究输入输出间的逻辑关系三极管三极管三极管三极管工作在开关工作在开关工作在开关工作在开关（导通或截止）（导通或截止）（导通或截止）（导通或截止）状态状态状态状态。基本元件：门电路，触发器基本元件：门电路，触发器基本元件：门电路，触发器基本元件：门电路，触发器数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字
6、化数字化数字化数字化：模拟量转数字量，再转模拟量。：模拟量转数字量，再转模拟量。：模拟量转数字量，再转模拟量。：模拟量转数字量，再转模拟量。受受控控对对象象检测通道检测通道控制设备控制设备接接口口计计算算机机数字量数字量数字量数字量数字量数字量数字量数字量模拟量模拟量模拟量模拟量模拟量模拟量模拟量模拟量数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版 数字电子技术的发展代表了现代电子技术的水平，数字电子技术的发展代表了现代电子技术的水平，它已广泛的应用于电子计算机、数字式仪表、数字化它已广泛的应用于电子计算机、数字式仪表、数字化通讯以及泛多的数字控制装置
7、等方面。通讯以及泛多的数字控制装置等方面。1、计程车计价器、计程车计价器整形电路整形电路计数器计数器计算器计算器译码器译码器显示器显示器存储器存储器数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版光电光电转换转换放放大大电电路路整整形形电电路路门电路门电路计数器计数器标准时钟标准时钟1minute译码显示译码显示2、电机转速测速系统、电机转速测速系统1minute数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数码数码数码数码：常用来表示数字信号。：常用来表示数字信号。：常用来表示数字信号。：常用来表示数字信号。数
8、制数制数制数制：多位数码中每一位的构成方法以及从低位到：多位数码中每一位的构成方法以及从低位到：多位数码中每一位的构成方法以及从低位到：多位数码中每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则称为数制。高位的进位规则称为数制。高位的进位规则称为数制。高位的进位规则称为数制。在编制在编制在编制在编制代码代码代码代码时要遵循的规则，称为时要遵循的规则，称为时要遵循的规则，称为时要遵循的规则，称为码制码制码制码制。1.2 几种常用的数制几种常用的数制表示数量大小时，表示数量大小时，可以进行算术运算。可以进行算术运算。表示不同的事物时，称为代码，此时没有数量表示不同的事物时，称为代码，此时没有数量大小的含
9、义大小的含义。数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1.2 几种常用的数制几种常用的数制数制：数制：数制：数制：每一位的构成；每一位的构成；每一位的构成；每一位的构成；从低位向高位的进位规则。从低位向高位的进位规则。从低位向高位的进位规则。从低位向高位的进位规则。系数系数权权基数基数十进制，二进制，八进制，十六进制十进制，二进制，八进制，十六进制十进制，二进制，八进制，十六进制十进制，二进制，八进制，十六进制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版如如如如B B或或或或2 2表示二进制数制；表示二
10、进制数制；表示二进制数制；表示二进制数制；O(Octal)O(Octal)或或或或8 8表示八进制数；表示八进制数；表示八进制数；表示八进制数；D(decimal)D(decimal)或或或或1010表示十进制数制表示十进制数制表示十进制数制表示十进制数制H(heXadecimal)H(heXadecimal)或或或或1616表示十六进制数。表示十六进制数。表示十六进制数。表示十六进制数。逢二进一逢二进一逢八进一逢八进一逢十进一逢十进一逢十六进一逢十六进一数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版十进制数十进制数十进制数十进制数二进制二进制二进制二
11、进制八进制八进制八进制八进制十六进制十六进制十六进制十六进制00000000000000000 001010001000101011 102020010001002022 203030011001103033 304040100010004044 405050101010105055 506060110011006066 607070111011107077 708081000100010108 809091001100111119 91010101010101212A A1111101110111313B B1212110011001414C C1313110111011515D D1414
12、111011101616E E1515111111111717F F不同进制数的对照表不同进制数的对照表数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1.3不同数制间的转换不同数制间的转换一、其他进制转十进制一、其他进制转十进制一、其他进制转十进制一、其他进制转十进制 按按按按“位权展开位权展开位权展开位权展开”即可。即可。即可。即可。1 1、二转十、二转十例：例：（1011）2+022+121+120=123=8 +0 +2 +1=（11）10将代码为将代码为1 的数权值相加，即得对应的十进制数。的数权值相加，即得对应的十进制数。数字电子技术基础第五
13、版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版2 2、十六转十、十六转十二、十进制转其他进制二、十进制转其他进制二、十进制转其他进制二、十进制转其他进制 整数部分：整数部分：整数部分：整数部分：除除除除N N，反向取余，反向取余，反向取余，反向取余；小数部分：小数部分：小数部分：小数部分：乘乘乘乘N N，正向取整，正向取整，正向取整，正向取整。数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1 1、十转二、十转二、十转二、十转二:整数部分整数部分整数部分整数部分故故:例：例：将（将（11）10 化为二进制数，用化为二进制数，用 除除
14、 2 取取 余余 法。法。1125 余余1 K0 022 余余1 K1 121 余余0 K2 2 K3数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1 1、十转二：小数部分、十转二：小数部分、十转二：小数部分、十转二：小数部分数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版2 2、十转十六、十转十六、十转十六、十转十六35352 20 016161616 3 3 2 2数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版三、二与十六转换三、二与十六转换二转十六：二转十六：二转十
15、六：二转十六：以小数点为中心，以小数点为中心，以小数点为中心，以小数点为中心，四位合一四位合一四位合一四位合一位，不足补位，不足补位，不足补位，不足补0 0。十六转二：十六转二：十六转二：十六转二：以小数点为中心，以小数点为中心，以小数点为中心，以小数点为中心，一位分四一位分四一位分四一位分四位，两头位，两头位，两头位，两头0 0忽略。忽略。忽略。忽略。数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1 1、二转十六、二转十六、二转十六、二转十六例：将例：将例：将例：将(1011110.1011001)(1011110.1011001)2 2化为十六进制
16、化为十六进制化为十六进制化为十六进制2 2、十六转二、十六转二、十六转二、十六转二例：将例：将例：将例：将(8FAC6)(8FAC6)1616化为二进制化为二进制化为二进制化为二进制数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1.4二进制运算二进制运算1.4.1 1.4.1 二进制算术运算的特点二进制算术运算的特点二进制算术运算的特点二进制算术运算的特点算术运算：算术运算：算术运算：算术运算：1 1：和十进制算数运算的规则相同：和十进制算数运算的规则相同：和十进制算数运算的规则相同：和十进制算数运算的规则相同 2 2：逢二进一：逢二进一：逢二进一：逢
17、二进一 特特特特 点：加、减、乘、除点：加、减、乘、除点：加、减、乘、除点：加、减、乘、除 全部可以用全部可以用全部可以用全部可以用移位移位移位移位和和和和相加相加相加相加这这这这 两种操作实现。简化了电路结构两种操作实现。简化了电路结构两种操作实现。简化了电路结构两种操作实现。简化了电路结构 所以数字电路中普遍采用二进制算数运算所以数字电路中普遍采用二进制算数运算数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1.4二进制数运算二进制数运算二进制数的正、负号也是用二进制数的正、负号也是用二进制数的正、负号也是用二进制数的正、负号也是用0/10/1表示的
18、。表示的。表示的。表示的。在定点运算中，最高位为符号位（在定点运算中，最高位为符号位（在定点运算中，最高位为符号位（在定点运算中，最高位为符号位（0 0为正，为正，为正，为正，1 1为负）为负）为负）为负）如如如如 +89=+89=（0 0 1011001 1011001 1011001 1011001）-89=89=（1 1 1011001101100110110011011001）1.4.2 1.4.2 反码、补码和补码运算反码、补码和补码运算反码、补码和补码运算反码、补码和补码运算二进制数连同它的符号位一起称为二进制数连同它的符号位一起称为机器数机器数（或有符号数）（或有符号数）原码：原
19、码：原码：原码：最高位为符号位，该位为表示正数，最高位为符号位，该位为表示正数，最高位为符号位，该位为表示正数，最高位为符号位，该位为表示正数，1 1表表表表示负数，数值部分保持不变。示负数，数值部分保持不变。示负数，数值部分保持不变。示负数，数值部分保持不变。数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版二进制数的补码：二进制数的补码：二进制数的补码：二进制数的补码：如如 （+5）原原原原=（+5）反反反反=（+5）补补补补=（0101 0101）（-5）原原原原=（1101 1101）（-5）反反反反=（-101）反反反反=（10101010）（-
20、5）补补补补=（-101）补补补补=（-5）反反反反+1=+1=（10111011）通过补码，将减一个数用加上该数的补码来实现通过补码，将减一个数用加上该数的补码来实现通过补码，将减一个数用加上该数的补码来实现通过补码，将减一个数用加上该数的补码来实现最高位为符号位（最高位为符号位（最高位为符号位（最高位为符号位（0 0为正，为正，为正，为正，1 1为负）为负）为负）为负）正数：补码、反码和它的原码相同。正数：补码、反码和它的原码相同。正数：补码、反码和它的原码相同。正数：补码、反码和它的原码相同。负数的补码负数的补码负数的补码负数的补码 =数值位逐位求反数值位逐位求反数值位逐位求反数值位逐位
21、求反(反码反码反码反码)+1)+1数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版 10 5=5 10 5=5 10+7 10+7 12=5 12=5（舍弃进位）（舍弃进位）（舍弃进位）（舍弃进位）7+5=12 7+5=12 产生进位的模产生进位的模产生进位的模产生进位的模 7 7是是是是-5-5对模数对模数对模数对模数1212的补码的补码的补码的补码 数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1011 0111=01001011 0111=0100 （11-7=411-7=4）1011+1001=1011+
22、1001=1 10100 0100=0100=0100（舍弃进位）（舍弃进位）（舍弃进位）（舍弃进位）（11+911+916=416=4）0111+1001=20111+1001=24 4 10011001是是是是-0111-0111对对对对模模模模2 24 4 （1616）的补码的补码的补码的补码数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版n n位二进制数位二进制数X X反码的定义为：反码的定义为：n n位二进制数位二进制数X X补码的定义为：补码的定义为：例：例：-1的补码的补码（-001）补）补=1000-001=1111-7的补码的补码（-1
23、11）补）补=1000-111=1001符号位符号位数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版例：用二进制补码运算求出例：用二进制补码运算求出131310 10、1313131310 10 10 10、1313131310 10 10 10、1313131310101010结论：将两个加数的符号位和来自最高位数结论：将两个加数的符号位和来自最高位数字位的进位相加，结果就是和的符号字位的进位相加，结果就是和的符号 解：解：舍去舍去舍去舍去数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版补码运算规则：使用补码可使
24、符号位参加运算，使用补码可使符号位参加运算，使减法运算变使减法运算变成加法运算。成加法运算。数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版1.5几种常用的编码几种常用的编码一、十进制代码一、十进制代码一、十进制代码一、十进制代码 几种常用的十进制代码几种常用的十进制代码几种常用的十进制代码几种常用的十进制代码十进十进十进十进制数制数制数制数84218421码码码码余余余余3 3码码码码24212421码码码码52115211码码码码余余余余3 3循环循环循环循环码码码码0 0000000000011001100000000000000000010001
25、01 100010001010001000001000100010001011001102 200100010010101010010001001000100011101113 300110011011001100011001101010101010101014 401000100011101110100010001110111010001005 501010101100010001011101110001000110011006 601100110100110011100110010011001110111017 701110111101010101101110111001100111111
26、118 810001000101110111110111011011101111011109 91001100111001100111111111111111110101010数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版二、格雷码二、格雷码编码顺序编码顺序编码顺序编码顺序二进制二进制二进制二进制格雷码格雷码格雷码格雷码编码顺序编码顺序编码顺序编码顺序二进制码二进制码二进制码二进制码格雷码格雷码格雷码格雷码0 000000000000000008 810001000110011001 100010001000100019 910011001110111
27、012 20010001000110011101010101010111111113 30011001100100010111110111011111011104 40100010001100110121211001100101010105 50101010101110111131311011101101110116 60110011001010101141411101110100110017 7011101110100010015151111111110001000数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版二、格雷码二、格雷码特点：特点：1.每一
28、位的状态变化都按一定的顺序循环。每一位的状态变化都按一定的顺序循环。2.编码顺序依次变化，按表中顺序变化时，编码顺序依次变化，按表中顺序变化时，相邻代码只有一位改变状态相邻代码只有一位改变状态。应用：减少过渡噪声应用：减少过渡噪声 数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版三、美国信息交换标准代码（三、美国信息交换标准代码（ASC）ASC码是码是一组七位二进制代码一组七位二进制代码，共共128个，包括个，包括0-9的十个代码，英文字的十个代码，英文字母大小写的母大小写的52个代码，个代码，32个表示各种符个表示各种符号的代码，以及号的代码，以及34个控制码。个控制码。应用：计算机和通讯领域。应用：计算机和通讯领域。美国国家标准化协会指定的一种信息代码。美国国家标准化协会指定的一种信息代码。数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版数字电子技术基础第五版表表13 美国信息交换标准码（美国信息交换标准码（ASCII码）码表码）码表