第0章数字电路基础.ppt

数字电路与逻辑设计 主要教材及主要参考书 1. 主要教材 《数字电子技术基础(第五版)》?阎石 主编，高等教育出版社 2. 主要参考书 ① 《数字逻辑与数字系统（第3版）》王永军 等 主编 电子工业出版社 ②《数字逻辑与数字系统习题解答与实验指导》赵丽红 编 电子工业出版社 课件下载 sist.sysu.edu.cn ——师资力量 ——教师名录 ——林瑛 ——网络硬盘 ——数字电路 第一章 数字电路基础 1.1 数字系统基本概念 一、几个重要概念: 二、数字电路的特点 逻辑体系：正逻辑与负逻辑 四、数字信号的主要参数 1.2 计数体制 1、十进制数 2、二进制数 3、十六进制数 ② R进制 转换到 十进制 8. 原码、反码和补码 数值在计算机中的二进制表示形式有多种，最常用的是原码、反码和补码。 1) 原码 编码规则：符号位0表示正，1表示负，数值部分用该数绝对值的二进制数表示。例如： 原码易于乘除运算，但不易于加减运算 ，且零也有两种表示形式 2) 反码 编码规则：符号位0表示正，1表示负，正数的反码等于原码，负数的反码等于原码除符号位外按位取反，即0变1、1变0。例如： 反码不方便运算，且零也有两种表示形式，一般在求补码的过程中用到反码。 3) 补码 编码规则：符号位0表示正，1表示负，正数的补码等于原码，负数的补码等于其反码末位加1。例如： 例，求X=+1011，Y=–1101的原码、反码和补码： 补码易于加减运算，且零有唯一的表示形式 补码运算 采用补码进行加减运算十分方便。通过对负数的编码处理，允许符号位和数值一起参与运算，可以把减法运算转化为加法运算。不论求和、求差，也不论操作数为正、为负，运算时一律只做加法，从而大大简化运算器的设计。 例: 通过补码计算9+5、9–5、 –9+5和–9–5 1.3 常用编码 5. ASCII码 计数制转换 ：任意数制之间的转换 （除 2、8、10、16 进制以外的其它数制之间的转换。） 最好采用间接转换法，将原进制数转换为十进制数，再将十进制数转换为目的进制数 例1：将三进制数 (121)3 转换为五进制数。 第一步将三进制数转换为十进制数: (121)3 = 1×32 + 2×31 + 1×30 = (16)10 　按十进制数的权展开，相加。 第二步再将十进制数转换为五进制数。 (16)10 = (31)5 　除 5 取其余数。 不同数制的“数”可以等效转换，二、八、十六进制数之间的转换非常容易。 表示同一含义时，数制愈大，所需位数愈少，用二进制数表示时，位数最长。 (F) 16 = (15) 10 = (17) 8 = (120) 3 = (1111) 2 结论： 编码——赋予二进制代码特定含义的过程 如：BCD码 —— 用4位二进制数表示1位十进制数的编码 有权BCD码 余3码（偏权码） 无权码——格雷码（循环码，反射码) 字符和数符编码 BCD码 * * 林瑛 ISSLY@mail.sysu.edu.cn 1.1 数字系统基本概念 1.2 计数体制 1.3 常用编码 何为数字电路？ 光电转换 整型放大 门 计数器 ⑥ ① ② ③ 译码 ④ 显示 秒脉冲发生器 ⑤ 数字电路 ① ② ③ ④ ⑤ 0100 ⑥ 1秒 模拟电路—— 处理模拟信号的电路 数字电路—— 处理数字信号的电路 模拟信号—— 数值的变化在时间上是连续的,如语音信号 1 0 1 1 0 0 0 1 数字信号—— 数值的变化在时间上是不连续的，离散的 数字电路中，数字信号常用波形表示叫脉冲波形。 使用二进制。 数字电路中，基本工作信号是二进制的数字信号0和1，反映在电路上就是低电平和高电平两种状态 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 二 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 为何使用二进制？ 1）. 实现容易 2）. 计算简单 0＋0＝0 ， 0 ? 0=0 0+1=1+0=1 , 0 ? 1= 1? 0=0 1+1=1 , 1 ? 1=1 有两种逻辑体制： 正逻辑体制规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。 负逻辑体制规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。 如果采用正逻辑，数字电压信号就成为下图所示逻辑信号。 数字电路只有两个电平（高电平“H”和低电平“L”），通常用二值逻辑来表示（逻辑“1”和逻辑“0”）。 数字信号