清华大学数字电路

《数字电子技术基础》第五版《数字电子技术基础》（第五版）教学课件清华大学阎石王红联系地址：清华大学自动化系邮政编码：100084电子信箱：[e-mail]联系电话：[phone]《数字电子技术基础》第五版第一章数制和码制《数字电子技术基础》第五版1.1概述数字量和模拟量•数字量：变化在时间上和数量上都是不连续的。（存在一个最小数量单位△）•模拟量：数字量以外的物理量。•数字电路和模拟电路：工作信号，研究的对象，分析/设计方法以及所用的数学工具都有显著的不同《数字电子技术基础》第五版数字量和模拟量•电子电路的作用：处理信息•模拟电路：用连续的模拟电压/电流值来表示信息《数字电子技术基础》第五版数字量和模拟量•电子电路的作用：处理信息•数字电路：用一个离散的电压序列来表示信息《数字电子技术基础》第五版1.2几种常用的数制•数制：①每一位的构成②从低位向高位的进位规则常用到的：十进制，二进制，八进制，十六进制《数字电子技术基础》第五版十进制，二进制，八进制，十六进制逢二进一逢八进一逢十进一逢十六进一《数字电子技术基础》第五版十进制数二进制八进制十六进制00000000001000101102001002203001103304010004405010105506011006607011107708100010809100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F不同进制数的对照表《数字电子技术基础》第五版1.3不同数制间的转换一、二－十转换例：1021012322511212021212021(1011.01)).＝（＋＋＋＋＋－－),(102KKDii《数字电子技术基础》第五版二、十－二转换整数部分:例：1231212110121100112211102222222222222kkkkkkkkkkkkkkkkSnnnnnnnnnnnnnnnnnn)()()(同理01102215201021212143208621173276543210kkkkkkkk＝余数＝＝余数＝＝余数＝＝余数＝＝余数＝＝余数＝＝余数＝＝余数＝∟∟∟∟∟∟∟∟21010101101173)()(故《数字电子技术基础》第五版二、十－二转换小数部分:例：)()()()()(2132123121231211022111022222222222222mmmmmmmmkkkkkkkkkkSkkkS＋同理＋左右同乘以2101101081250).().(故432110001250000050000225000125001262500162501281250kkkk＝整数部分＝＝整数部分＝＝整数部分＝＝整数部分＝........《数字电子技术基础》第五版三、二－十六转换例：将(01011110.10110010)2化为十六进制20010101111100101),.,(1625)(BE四、十六－二转换1668)(CAF201101100101011111000)(例：将(8FAC6)16化为二进制《数字电子技术基础》第五版五、八进制数与二进制数的转换例：将(011110.010111)2化为八进制2111010110011).(87263).(83425).(2011100010101).(例：将(52.43)8化为二进制《数字电子技术基础》第五版六、十六进制数与十进制数的转换),(151016KKDii十六进制转换为十进制十进制转换为十六进制：通过二进制转化《数字电子技术基础》第五版1.4二进制运算1.4.1二进制算术运算的特点算术运算：1：和十进制算数运算的规则相同2：逢二进一特点：加、减、乘、除全部可以用移位和相加这两种操作实现。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《数字电子技术基础》第五版1.4二进制数运算1.4.2反码、补码和补码运算二进制数的正、负号也是用0/1表示的。在定点运算中，最高位为符号位（0为正，1为负）如+89=（01011001）-89=（11011001）《数字电子技术基础》第五版二进制数的补码：•最高位为符号位（0为正，1为负）•正数的补码和它的原码相同•负数的补码=数值位逐位求反(反码)+1如+5=（00101）-5=（11011）•通过补码，将减一个数用加上该数的补码来实现《数字电子技术基础》第五版10–5=510+7－12=5（舍弃进位）7+5=12产生进位的模7是-5对模数12的补码《数字电子技术基础》第五版•1011–0111=0100（11-7=4）•1011+1001=10100=0100（舍弃进位）（11+9－16=4）•0111+1001=24•0111是-1001对模24（16）的补码《数字电子技术基础》第五版两个补码表示的二进制数相加时的符号位讨论例：用二进制补码运算求出13＋10、13－10、－13＋10、－13－100100111011011001112310131110110101001001113101300011010110101101031013101110010100011010231013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，结果就是和的符号解：《数字电子技术基础》第五版1.5几种常用的编码一、十进制代码几种常用的十进制代码十进制数8421码余3码2421码5211码余3循环码000000011000000000010100010100000100010110200100101001001000111300110110001101010101401000111010001110100501011000101110001100601101001110010011101701111010110111001111810001011111011011110910011100111111111010《数字电子技术基础》第五版二、格雷码特点：1.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，相邻代码只有一位改变状态。应用：减少过渡噪声编码顺序二进制格雷码编码顺序二进制码格雷码000000000810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000《数字电子技术基础》第五版三、美国信息交换标准代码（ASCⅡ）ASCⅡ是一组七位二进制代码，共128个应用：计算机和通讯领域