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1、數(shù) 字 電 子 技 術(shù),1.課程特點(diǎn)：數(shù)字電路是一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，它是學(xué)習(xí)微機(jī)原理、接口技術(shù)等計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的基礎(chǔ)。既有豐富的理論體系，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性。 2.數(shù)字電路內(nèi)容：（1）基礎(chǔ)；（2）組合邏輯電路；（3）時(shí)序邏輯電路；（4）其它電路。 3.學(xué)習(xí)重點(diǎn)：（1）在具體的數(shù)字電路與分析和設(shè)計(jì)方法之間，以分析和設(shè)計(jì)方法為主；（2）在具體的設(shè)計(jì)步驟與所依據(jù)的概念和原理之間，以概念和原理為主；（3）在集成電路的內(nèi)部原理與外部特性之間，以外部特性為主。,前 言,教材信息 教材：閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四、五版） 參考書：康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分） J.M.Yarbrough著，李書浩等譯，數(shù)字邏輯

2、應(yīng)用與設(shè)計(jì)（第一版） 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 硬件實(shí)驗(yàn)：H301 EDA實(shí)驗(yàn)：H505 另：習(xí)題冊、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙等 H505,數(shù)字系統(tǒng)基本概念 數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換 BCD碼 余3碼（偏權(quán)碼） 無權(quán)碼格雷碼（循環(huán)碼，反射碼) 數(shù)符及字符編碼,緒 論,何為數(shù)字電路？,緒 論,光電轉(zhuǎn)換,,整型放大,,門,,計(jì)數(shù)器,,,,,,譯碼,,,顯示,,秒脈沖發(fā)生器,,,數(shù)字電路,,,,,,,0100,,模擬電路 處理模擬信號的電路 數(shù)字電路 處理數(shù)字信號的電路 模擬信號 數(shù)值的變化在時(shí)間上是連續(xù)的,如語音信號,一、幾個(gè)重要概念:,數(shù)字信號 數(shù)值的變化在時(shí)間上是不連續(xù)的，離散的,研究模擬信號時(shí)，我們注重電路輸入、輸出

3、信號間的大小、相位關(guān)系。相應(yīng)的電子電路就是模擬電路，包括交直流放大器、濾波器、信號發(fā)生器等。,在模擬電路中，晶體管一般工作在放大狀態(tài)；在數(shù)字電路中，三極管工作在開關(guān)狀態(tài)下，即工作在飽和狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)。,研究數(shù)字電路時(shí)注重電路輸出、輸入間的邏輯關(guān)系，因此不能采用模擬電路的分析方法。主要的分析工具是邏輯代數(shù)，電路的功能用真值表、邏輯表達(dá)式或波形圖表示。,與模擬電路學(xué)習(xí)的區(qū)別：,數(shù)字電路中，數(shù)字信號常用波形表示叫脈沖波形。,二、數(shù)字電路的特點(diǎn),使用二進(jìn)制。 數(shù)字電路中，基本工作信號是二進(jìn)制的數(shù)字信號0和1，反映在電路上就是低電平和高電平兩種狀態(tài),為何使用二進(jìn)制？,1. 實(shí)現(xiàn)容易 2. 計(jì)算簡單,由于

4、使用二進(jìn)制給數(shù)字電路帶來優(yōu)點(diǎn)：,電路簡單 對電器元件要求不高 可靠穩(wěn)定 精確 存儲 計(jì)算機(jī)處理,2. 數(shù)字電路分析方法 模擬電路等效電路法 數(shù)字電路邏輯分析法,,,邏輯代數(shù)、數(shù)學(xué)工具,數(shù)字電路研究的是信號有無（有1，無0）以及輸入輸出與各單元之間的邏輯關(guān)系,3. 數(shù)字電路功能,對數(shù)字信號進(jìn)行運(yùn)算： 進(jìn)行邏輯推理判斷： 舉重比賽評判電路、自動售飲料機(jī)電路、時(shí)序鎖設(shè)計(jì).,因?yàn)榫哂羞@兩個(gè)功能，所以數(shù)字電路應(yīng)用相當(dāng)廣泛,三、數(shù)字電路的應(yīng)用,數(shù)字通訊利用0和1編成各種代碼，分別代表不同的含義，用以實(shí)現(xiàn)信息傳送,數(shù)字控制利用數(shù)字電路邏輯功能，設(shè)計(jì)出各種控制裝置，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程等的自動控制,數(shù)字測量顯示十

5、進(jìn)制數(shù)、對測量結(jié)果進(jìn)行分析處理,計(jì)算機(jī)技術(shù)滲透到國民經(jīng)濟(jì)、人民生活的一切領(lǐng)域，可以說與“數(shù)字”相關(guān)的事物代表著現(xiàn)代和先進(jìn),數(shù)字電視 數(shù)字圖書館 數(shù)字化部隊(duì) .,課程目標(biāo),課程結(jié)束應(yīng)具備以下能力 具有查閱手冊合理選用中、小規(guī)模數(shù)字集成電路組件的能力。 具有用邏輯思維方法分析常用數(shù)字電路邏輯功能的能力。 初步具備設(shè)計(jì)數(shù)字電路的能力。,1）、十進(jìn)制數(shù),計(jì)數(shù)規(guī)律：逢十進(jìn)一、借一當(dāng)十、 高數(shù)位的1相當(dāng)于低數(shù)位的10,數(shù)碼： 有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9共十個(gè)數(shù)碼,數(shù)碼的位置規(guī)定了數(shù)碼的等級“權(quán)/數(shù)位”：10i,計(jì)數(shù)體制：以10為基數(shù),數(shù) 制(自學(xué)內(nèi)容),,2）、二進(jìn)制數(shù),計(jì)數(shù)規(guī)律：

6、逢二進(jìn)一、借一當(dāng)二、 1110,數(shù)碼： 有 0, 1 共2個(gè)數(shù)碼,計(jì)數(shù)體制：以2為基數(shù),例如 (1001.1)B =123+022+021+120+12-1 = (9. 5)D,4）、八進(jìn)制數(shù),計(jì)數(shù)規(guī)律：逢八進(jìn)一、借一當(dāng)八、 7110,數(shù)碼： 有 0, 1，2，3，4，5，6，7共8個(gè)數(shù)碼,計(jì)數(shù)體制：以8為基數(shù),例如 (123)O =182+281+380 = (83)D,3）、十六進(jìn)制數(shù),計(jì)數(shù)規(guī)律：逢16進(jìn)一、借一當(dāng)16、 F110,數(shù)碼： 有 0 , 1，2，3，4，5，6，7，8，9， A,B,C,D,E,F共16個(gè)數(shù)碼,計(jì)數(shù)體制：

7、以16為基數(shù),例如 (4E6)H =4162+E161+6160 = (1250)D,十進(jìn)制轉(zhuǎn)換到二進(jìn)制:,整數(shù)部分和小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換,小數(shù)部分采用 基值重復(fù)相乘 取整數(shù)法,整數(shù)部分采用 基值重復(fù)相除 取余數(shù)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,整數(shù),1,0.375,2,,,0 .

8、750,0,1,,0.75,2,,,1 . 50,1,轉(zhuǎn)換結(jié)果為：0.675D =0.1011B,最后一組 不足用0補(bǔ)！,將二進(jìn)制整數(shù) 從右向左 每隔4 位分為一組,將每組按二進(jìn) 制數(shù)向十進(jìn)制 數(shù)轉(zhuǎn)換的方法 進(jìn)行轉(zhuǎn)換,,整數(shù),,將二進(jìn)制小數(shù) 從左向右 每隔4 位分為一組,將每組按二進(jìn) 制數(shù)向十進(jìn)制 數(shù)轉(zhuǎn)換的方法 進(jìn)行轉(zhuǎn)換,,小數(shù),, 二進(jìn)制到十六進(jìn)制：,例：(10110101)B= ？H,1011 0101 B 5,,,例：(0.1011)B=？H,0.1011 0. B,, 十六進(jìn)制到二進(jìn)制：,將每位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為4 位二進(jìn)制數(shù),0.1011 0. B,,例：0.B H= ?B,最

9、后一組 不足用0補(bǔ)！,將二進(jìn)制整數(shù) 從右向左 每隔3 位分為一組,將每組按二進(jìn) 制數(shù)向十進(jìn)制 數(shù)轉(zhuǎn)換的方法 進(jìn)行轉(zhuǎn)換,,整數(shù),,將二進(jìn)制小數(shù) 從左向右 每隔3 位分為一組,將每組按二進(jìn) 制數(shù)向十進(jìn)制 數(shù)轉(zhuǎn)換的方法 進(jìn)行轉(zhuǎn)換,,小數(shù),, 二進(jìn)制到八進(jìn)制：,例：(10110101)B= ？O,010 110 101 2 6 5,,,例：(0.1011)B=？O,0. 101 100 0. 5 4,,,,最后一組 不足用0補(bǔ)！, 八進(jìn)制到二進(jìn)制：,將每位八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為 3 位二進(jìn)制數(shù),0. 101 100 0. 5 4,,,例：(0.54)O= ?B,計(jì)數(shù)制轉(zhuǎn)換 ：任意數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 （除 2、8、

10、10、16 進(jìn)制以外的其它數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換。）,最好采用間接轉(zhuǎn)換法，將原進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，再將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為目的進(jìn)制數(shù),例1：將三進(jìn)制數(shù) (121)3 轉(zhuǎn)換為五進(jìn)制數(shù)。,第一步將三進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù): (121)3 = 132 + 231 + 130 = (16)10 按十進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開，相加。,第二步再將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為五進(jìn)制數(shù)。 (16)10 = (31)5 除 5 取其余數(shù)。,不同數(shù)制的“數(shù)”可以等效轉(zhuǎn)換，二、八、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換非常容易。 表示同一含義時(shí)，數(shù)制愈大，所需位數(shù)愈少，用二進(jìn)制數(shù)表示時(shí)，位數(shù)最長。,(F) 16 = (15) 10 = (17) 8 = (120) 3

11、= (1111) 2,結(jié)論：,編 碼,編碼賦予二進(jìn)制代碼特定含義的過程,如：BCD碼用4位二進(jìn)制數(shù)表示1位十進(jìn)制數(shù)的編碼,,有權(quán)BCD碼 余3碼（偏權(quán)碼） 無權(quán)碼格雷碼（循環(huán)碼，反射碼) 字符和數(shù)符編碼,1.有權(quán)BCD碼,2.余3碼（偏權(quán)碼）,3.無權(quán)碼格雷碼（循環(huán)碼，反射碼),任何兩位相鄰編碼只有1位碼元不同,,,,,,,,,,,,,,0 1,0 1,,,,2位格雷碼： 00、01、11、10,,,,,,,,,,,,,,,,,,,00 01 11 10,0 1,,,,3位格雷碼： 000、001、011、010 、110、111、101、100,圖形表示蛇形（順時(shí)針）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,00 01 11 10,00 01 11 10,,4位格雷碼： 0000、0001、0011、0010 、0110、0111、0101、0100、1100、1101、1111、1110、1010、1011、1001、1000,無權(quán)碼優(yōu)點(diǎn)可靠性編碼,例：,8421碼,格雷碼,使十進(jìn)制數(shù)3變?yōu)?,3,4,0011,0100,,,0010,0110,,碼元變化3,碼元變化1,廣泛用于輸入、輸出場合,4.數(shù)符和字符編碼,本章重點(diǎn), 數(shù)字系統(tǒng)基本概念 數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換 BCD碼 余3碼（偏權(quán)碼） 無權(quán)碼格雷碼（循環(huán)碼，反射碼) 數(shù)符及字符編碼,