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1、数 字 电 子 技 术,1.课程特点：数字电路是一门技术基础课程，它是学习微机原理、接口技术等计算机专业课程的基础。既有丰富的理论体系，又有很强的实践性。 2.数字电路内容：（1）基础；（2）组合逻辑电路；（3）时序逻辑电路；（4）其它电路。 3.学习重点：（1）在具体的数字电路与分析和设计方法之间，以分析和设计方法为主；（2）在具体的设计步骤与所依据的概念和原理之间，以概念和原理为主；（3）在集成电路的内部原理与外部特性之间，以外部特性为主。,前 言,教材信息 教材：阎石数字电子技术基础（第四、五版） 参考书：康华光电子技术基础（数字部分） J.M.Yarbrough著，李书浩等译，数字逻辑
2、应用与设计（第一版） 实验地点 硬件实验：H301 EDA实验：H505 另：习题册、实验指导书、实验报告纸等 H411,数字系统基本概念 数制及数制转换 BCD码 余3码（偏权码） 无权码格雷码（循环码，反射码) 数符及字符编码,绪 论,何为数字电路？,绪 论,光电转换,整型放大,门,计数器,译码,显示,秒脉冲发生器,数字电路,0100,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,一、几个重要概念:,数字信号 数值的变化在时间上是不连续的，离散的,研究模拟信号时，我们注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。相应的电子电路就是
3、模拟电路，包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。,在模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态；在数字电路中，三极管工作在开关状态下，即工作在饱和状态或截止状态。,研究数字电路时注重电路输出、输入间的逻辑关系，因此不能采用模拟电路的分析方法。主要的分析工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式或波形图表示。,与模拟电路学习的区别：,数字电路中，数字信号常用波形表示叫脉冲波形。,非周期性脉冲波形,周期性脉冲波形,数字电路中的脉冲波形,二、数字电路的特点,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,为何使用二进制？,1. 实现容易 2.
4、计算简单,由于使用二进制给数字电路带来优点：,电路简单 对电器元件要求不高 可靠稳定 精确 存储 计算机处理,2. 数字电路分析方法 模拟电路等效电路法 数字电路逻辑分析法,逻辑代数、数学工具,数字电路研究的是信号有无（有1，无0）以及输入输出与各单元之间的逻辑关系,3. 数字电路功能,对数字信号进行运算： 进行逻辑推理判断： 举重比赛评判电路、自动售饮料机电路、时序锁设计.,因为具有这两个功能，所以数字电路应用相当广泛,三、数字电路的应用,数字通讯利用0和1编成各种代码，分别代表不同的含义，用以实现信息传送,数字控制利用数字电路逻辑功能，设计出各种控制装置，实现对生产过程等的自动控制,数字测
5、量显示十进制数、对测量结果进行分析处理,计算机技术渗透到国民经济、人民生活的一切领域，可以说与“数字”相关的事物代表着现代和先进,数字电视 数字图书馆 数字化部队 .,课程目标,课程结束应具备以下能力： 具有查阅手册合理选用中、小规模数字集成电路组件的能力。 具有用逻辑思维方法分析常用数字电路逻辑功能的能力。 初步具备设计数字电路的能力。,1）、十进制数,计数规律：逢十进一、借一当十、 高数位的1相当于低数位的10,数码： 有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9共十个数码,数码的位置规定了数码的等级“权/数位”：10i,计数体制：以10为基数,数 制,2）、二进制数,计数规律：逢二进一、借一
6、当二、 1110,数码： 有 0, 1 共2个数码,计数体制：以2为基数,例如 (1001.1)B =123+022+021+120+12-1 = (9. 5)D,4）、八进制数,计数规律：逢八进一、借一当八、 7110,数码： 有 0, 1，2，3，4，5，6，7共8个数码,计数体制：以8为基数,例如 (123)O =182+281+380 = (83)D,3）、十六进制数,计数规律：逢16进一、借一当16、 F110,数码： 有 0 , 1，2，3，4，5，6，7，8，9， A,B,C,D,E,F共16个数码,计数体制：以16为基数,例如 (4E6)H =4162+E161+6160 =
7、(1250)D,十进制转换到二进制:,整数部分和小数部分分别转换,小数部分采用 基值重复相乘 取整数法,整数部分采用 基值重复相除 取余数法,2 215,2 107 1 d0,2 53 1 d1,2 26 1 d2,2 13 0 d3,2 6 1 d4,2 3 0 d5,2 1 1 d6,0 1 d7,低位,高位,215D=11010111B,例,(0.6875)D =?B,0.6875,2,1 . 3750,整数,1,0.375,2,0 . 750,0,1,0.75,2,1 . 50,1,转换结果为：0.675D =0.1011B,最后一组 不足用0补！,将二进制整数 从右向左 每隔4 位分
8、为一组,将每组按二进 制数向十进制 数转换的方法 进行转换,整数,将二进制小数 从左向右 每隔4 位分为一组,将每组按二进 制数向十进制 数转换的方法 进行转换,小数, 二进制到十六进制：,例：(10110101)B= ？H,1011 0101 B 5,例：(0.1011)B=？H,0.1011 0. B, 十六进制到二进制：,将每位十六进制数转换为4 位二进制数,0.1011 0. B,例：0.B H= ?B,最后一组 不足用0补！,将二进制整数 从右向左 每隔3 位分为一组,将每组按二进 制数向十进制 数转换的方法 进行转换,整数,将二进制小数 从左向右 每隔3 位分为一组,将每组按二进
9、制数向十进制 数转换的方法 进行转换,小数, 二进制到八进制：,例：(10110101)B= ？O,010 110 101 2 6 5,例：(0.1011)B=？O,0. 101 100 0. 5 4,最后一组 不足用0补！, 八进制到二进制：,将每位八进制数转换为 3 位二进制数,0. 101 100 0. 5 4,例：(0.54)O= ?B,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:
10、 (121)3 = 132 + 231 + 130 = (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,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,1
11、.有权BCD码,2.余3码（偏权码）,3.无权码格雷码（循环码，反射码),任何两位相邻编码只有1位码元不同,0 1,0 1,2位格雷码： 00、01、11、10,00 01 11 10,0 1,3位格雷码： 000、001、011、010 、110、111、101、100,图形表示蛇形（顺时针）,00 01 11 10,00 01 11 10,4位格雷码： 0000、0001、0011、0010 、0110、0111、0101、0100、1100、1101、1111、1110、1010、1011、1001、1000,无权码优点可靠性编码,例：,8421码,格雷码,使十进制数3变为4,3,4,0011,0100,0010,0110,码元变化3,码元变化1,广泛用于输入、输出场合,4.数符和字符编码,本章重点, 数字系统基本概念 数制及数制转换 BCD码 余3码（偏权码） 无权码格雷码（循环码，反射码) 数符及字符编码,
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