数字电子电路技术

数字电子电路技术丽水学院-计信学院-陆韬656360第1次课•一、课程与教师介绍•二、课程内容系统介绍•三、本次课程内容•1-1数字信号概述•1-2几种常用的数制•1-3不同数制间的转换•四、课程小结•五、课堂、课后作业一、课程与教师介绍•1.课程：数字电子电路技术•教师：计信学院—电子信息工程系--陆韬•移动手机：[phone]移动短号：656360•教材：（1）数字电子技术基础（阎石-高等教育出版社2006第5版）（2）模电数电基础实验（蒋黎红-浙江大学出版社2007第1版）•参考书：（3）数字电子技术-习题解答（阎石-高教出版社2006第5版）（4）电子技术基础-数字部分（康华光-高教出版社2005第5版）（5）精品课程网站：(栏目)/2010本科数电技术•2.本课程特征：（1）考试课程、全程点名考勤，共36次、72节课（含7次实验课程）。（2）多媒体辅助授课，利用“现代通信技术”精品课网站，全天候辅助教学：课件、考勤和成绩及时上网。（3）课程重视理论与实验的技能学习与掌握。（4）课程的考核内容全面丰富，重视平时的过程学习与数字电子技能学习内容的考核。二、课程内容系统介绍•（一）课程介绍：本课程是在“模拟电子电路技术”的基础上，全面介绍“数字电子信号”，特别是“数字电子电路”系统知识的专业基础型课程；本课程分为理论授课和实验操作2大部分：•（1）理论学习：共由9章组成；分成3大类，系统介绍如下：章类别标题各章内容授课时间1数字信号的产生与表示数制和码制数字信号的定义、表示法与作用4课时10数字信号的产生数字信号的产生电路8课时11数/模转换电路数字/模拟信号转换电路6课时2数字电路之一：组合逻辑电路逻辑代数基础数学表示模型、定律与数字电路化简方法6课时3门电路基本组成元器件原理6课时4组合逻辑电路基本的数字集成电路8课时5数字电路之二：时序逻辑电路触发器数字时序电路的基本组成元器件工作原理4课时6时序逻辑电路数字时序逻辑集成电路8课时7存储器电路各类数字存储器电路2课时合计3大类共9章52课时•（2）实验项目：•是针对各章内容而专门设置的“知识学习型”、“验证型”和“综合型”实验，共有2大类、9个实验项目，分别在电脑机房和专门的“数电实验室”完成，其目的，是对所学的电子集成电路系统知识产生感性认识；为掌握本课程基本理论和基本实践技能奠定良好的基础。系统介绍如下：序号类别实验内容实验环境、课时1电脑完成的仿真实验电子仿真软件使用（实验2.1、3.1）计算机机房完成学习与仿真，2课时2基本门电路逻辑功能测试（实验3.2）业余时间完成仿真实验，无课时安排9A/D转换器（实验3.12~13）3实验室完成逻辑与非门功能的测试（实验3.3）1.业余时间提前完成仿真实验；2.实验室完成电路操作，2课时/次4加法器的应用（实验3.5）5JK触发器（实验3.8）6移位寄存器（实验3.10）7计数、译码显示电路（实验3.11）8555电路的应用（实验3.9）合计2大类9次实验2种实验环境，共14课时•（3）专门安排“课堂作业”项目：•作业形式的“课堂笔记（交6次，30次课）”、•“课堂定时开卷测验（2次，3、5月底）”、•“课堂问答（1-2次）”•三种方式，增强学生的课堂学习效果。•课堂作业计入课程成绩（占10%）。•该活动由学生自愿报名参加。•未参加学生，该部分比例，计入“期末考试”（4）课程成绩组成：序号科目作业次数成绩比例计算办法1课堂考勤32次10%旷课：1分/次；迟到、请私假：0.3分/次2课后作业7~8次10%按照8次平均成绩核算。3实验报告9次10%按照9次平均成绩核算。4课堂作业9次10%学生自愿报名；按照9次平均成绩核算。5期中闭卷考试1次20%按照实际成绩核算。6期末闭卷考试1次50～60%按照实际成绩核算。合计28次100%•说明：•1.08、09级学生专业课考试安排在6月21日-6月23日进行，6月24日-6月28日安排短学期，6月29日-7月1日公共课考试，7月2日-7月6日安排短学期。•2.短学期为2周学时。•3.电信091/092本班专业课考试安排在6月21日-6月22日，6月23日-6月27日安排短学期，6月29日-7月1日公共课考试，7月2日-7月6日安排短学期。•三、本次课程内容•第1章数制和码制•内容提要：本次课首先介绍数之和码制的一些基本概念、基本术语；然后介绍数字信号的进制与转换。•下次课主要介绍常用的数制与码制情况。•1-1数字信号概述•模拟信号：时间和数量上都连续变化的信号——通常是正弦波信号等。•数字信号：时间和数量值上均是离散的信号——通常是脉冲周期信号。如电子表的秒信号，生产线上记录零件个数的记数信号等。在电路中常表现为突变的电压或电流值。如下图：5V(V)0t(ms)1020304050•数字信号的应用是非常广泛的：•各类自动控制信息信号、•计算机网络传输信号与软件信号、•通信传输的信号、办公文件信号等，•以上都是数字信号、或由模拟信号转换而成的数字信号。•数字信号不仅可表示信号的具体数量大小，更主要的，是表示事物的不同状态、不同的命令软件、不同的信息内容等，可以毫不夸张地说：我们信息社会的各种信息，主要都是由数字信号来表示的。•此时被称为“代码”：表示事物不同状态的代号组合，并遵守一定的编码规则。•数字信号的优点：•1.可以只由0、1二进制代码组成——二进制，抗干扰能力强；•2.便于信号的产生、储存（硬盘等）、传输（光纤通信传输）；•3.便于信号的转换、计算机软件的处理、保密性好；•4.电路系统简单、容易做到电路的高度集成化、微型化；1-2几种常用的数制•数字信号的表示：•是用“数码（或称为“代码”）”的形式表示的，•我们最常用的是“十进制”数码；•在各类系统中，数字信号最常用的是二进制和十六进制，以及八进制等。•“数制”，就是各种数字代码的“逢某进一”的表示方式，常用的有十进制、二进制、十六进制和八进制等，下面逐步介绍。逢二进一逢八进一逢十进一逢十六进一十进制，二进制，八进制，十六进制展开示意图：十进制数二进制八进制十六进制00000000001000101102001002203001103304010004405010105506011006607011107708100010809100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F不同进制数的对照表（一）十进制普通的十进制数字，是由“权值”和“加权系数”组合而成的：如：284=2×100+8×10+4×1；其中100、10、1等为权值，表示“逢10进一”，而2、8和4为各权值的系数。同理，“逢N进一”的N进制数，表示方式为：D=∑ki×Ni（二）二进制、八进制和十六进制表示法1-3不同数制间的转换•主要分为3大类情况：•一是“二、八、十六进制转化为十进制数”，此时直接将各进制数乘以各自的“权值”，然后相加即可。•二是“二进制、八进制、十六进制之间的转换”，则利用其内在规律，进行转化：•“3位二进制数=1位八进制数”、•“4位二进制数=1位十六进制数”。•三是“十进制转换为其它进制数”，则根据“进制公式展开式”的原则，整数部分除以各权值，小数部分“乘以”各权值即可。•二、八、十六进制转化为十进制数：•（1）二进制——十进制：•（2）八、十六进制——十进制：•（黑板板书）1021012322511212021212021(1011.01)).＝（＋＋＋＋＋－－二－十六转换:例：将(01011110.10110010)2化为十六进制十六－二转换:1668)(CAF201101100101011111000)(例：将(8FAC6)16化为二进制20010101111100101),.,(1625)(BE八进制数与二进制数的转换例：将(011110.010111)2化为八进制83425).(2011100010101).(例：将(52.43)8化为二进制2111010110011).(87263).(十进制转换为二进制（上）：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)()(故十进制转换为二进制（下）：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＝........•课堂思考题：•1.本课程的主要内容是什么？课程分为几章学习？•2.如何上网查找教师布置的学习资料？本课程的成绩由哪几个部分组成？•3.“课堂作业”内容怎样？比例多少？是否要申请？•4.数字信号的定义是什么？作用是什么？有何特点？•5.各进制之间的转换方式有哪几类？带小数位的十进制数如何转换为二进制数？•课程小结•1.课程概论。•2.数字信号与数码概论。•3.数字信号的各种进制与转换（重点）。•课后作业：•1.登录教师教学网站，浏览授课内容、课堂笔记要求及实验报告格式。如何上网查找教师布置的学习资料？本课程的成绩由哪几个部分组成？计算办法和比例如何？列表说明。•2.第1章P17:第1题，第2～9题第（1）～（2）小题。第2次课•1.4二进制算术运算•1.4.1二进制算术运算的特点•1.4.2反码、补码和补码运算•1-5几种常用的编码•1.5.1十进制代码•1.5.2格雷码•1.5.3美国信息交换标准代码（ASCⅡ）•第二章逻辑代数基础•2-1概述•2-2逻辑代数（三+五）种基本运算1-4二进制算术运算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1-4-2反码、补码和补码运算(1)二进制数的正、负号二进制数的正、负号也是用0/1表示的。最高位为符号位（0为正，1为负）如+89=（01011001）-89=（11011001）(2)二进制数的减法法则：是将被减数的补码进行相加而成的。即：A－B＝A＋(B)补码（3）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）补码-5=（11011）补码•通过补码，将“减一个数”用“加上该数的补码”来实现。其原理，就在于加上了一个数后，产生了最高位的进位，在实际的二进制数表示中，舍弃了这个进位值。•例：二进制减法：1011–0111=0100换为十进制：（11-7=4）•用“加补码法”求解：•先求（-7）=0111的补码：1000+1=1001•再进行“加补码”的计算：——最高位为4位数•1011+1001=10100=0100（舍弃进位）（11+9－16=4）（4）带补码的二进制数相加法则例：用二进制补码运算求出下列各题：13＋10、13－10、－13＋10、－13－10法则：1.首先求出被加数的补码；2.然后将两个加数的符号位和来自最高位的进位相加，得到和的补码；3.再还原成结果的原码（符号位不变，数值