《数制与码制》PPT课件.ppt
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1、数字电子技术基础 数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学2数字电子技术在日常生活中的应用数字电子技术在日常生活中的应用交通灯(计时和数码显示)交通灯(计时和数码显示)n交通绿灯亮30秒后,转黄灯亮3秒再转红灯亮30秒,再进行下一个周期循环,每一个时刻保证只有一盏灯亮。n人行道状况n当交通灯红灯亮时,人行道绿灯亮,并且显示人可以通过余下来的时间。n人行道绿灯亮25秒后发出蜂鸣声3秒后停止。n人行道绿灯亮28秒后转人行道红灯亮。数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学3数字电子技术在日常生活中的应用数字电子技术在日常生活中的应用防盗报警器(报警和密码锁
2、)防盗报警器(报警和密码锁)n开锁密码由设计者确定。要求设置三位密码且锁内给定的密码是可调的。n使用10个按键表示09十个数字。连续输入三个数字,当输入代码同锁内给定的密码一致,开锁指示灯LT亮表示开锁。n密码连续输入三次错误进行报警数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学4数字电子技术基础的核心内容数字电子技术基础的核心内容一维时间一维时间现实世界现实世界三维空间三维空间一维时间一维时间现实世界现实世界三维空间三维空间数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学5数字电子技术基础的核心内容数字电子技术基础的核心内容一维时间一维时间现实世界现实世界三维空
3、间三维空间逻辑代数逻辑代数数制与码制数制与码制振荡器振荡器计数器计数器门电路门电路组合逻辑组合逻辑组合逻辑组合逻辑触发器触发器数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学6数字电子技术基础的核心内容数字电子技术基础的核心内容三维空间三维空间现实世界现实世界一维时间一维时间振荡器振荡器计数器计数器触发器触发器门电路门电路逻辑代数逻辑代数数制与码制数制与码制组合逻辑组合逻辑组合逻辑组合逻辑存储器存储器门电路门电路组合逻辑组合逻辑数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学7数字电子技术基础的核心内容数字电子技术基础的核心内容现实世界现实世界一维时间一维时间振荡器
4、振荡器计数器计数器触发器触发器门电路门电路逻辑代数逻辑代数数制与码制数制与码制组合逻辑组合逻辑组合逻辑组合逻辑三维空间三维空间存储器存储器门电路门电路组合逻辑组合逻辑数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学8本课程任务本课程任务掌握掌握数字电路和逻辑设计数字电路和逻辑设计方面的基本理论、方面的基本理论、基本知识和基本技能。基本知识和基本技能。熟悉常用的熟悉常用的集成数字器件集成数字器件的主要特性和典型的主要特性和典型使用。使用。熟练掌握熟练掌握组合逻辑电路组合逻辑电路和和时序逻辑电路时序逻辑电路的的分分析析和和设计设计方法。方法。数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五
5、版版五邑大学五邑大学9本门课讲授的特点本门课讲授的特点密切结合实际生活中的例子,以完成几个密切结合实际生活中的例子,以完成几个设计实例设计实例为目的来讲授所要学习内容。为目的来讲授所要学习内容。以核心内容为主线,讲透以核心内容为主线,讲透基础基础点。点。注重分析和设计电路的注重分析和设计电路的思考过程和步骤思考过程和步骤。数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学10本门课学习的方法本门课学习的方法反复练习,熟练掌握反复练习,熟练掌握逻辑代数公式逻辑代数公式。按照按照分析电路分析电路的思路和步骤,一步一步剖析电路,的思路和步骤,一步一步剖析电路,分析其功能。分析其功能。扩展
6、思维扩展思维设计电路设计电路,找到最佳设计方案。,找到最佳设计方案。利用仿真软件(如利用仿真软件(如Proteus)进行学习。)进行学习。数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学11本课程要求本课程要求授课为授课为36学时,实验课学时,实验课18学时,一共学时,一共54学时。学时。期末总评成绩为:期末总评成绩为:期末考试成绩(笔试,期末考试成绩(笔试,70%)平时成绩(实验、作业及考勤,)平时成绩(实验、作业及考勤,30%)加油啦!加油啦!数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学12第一章第一章 数制与码制数制与码制概述概述1几种常用的数制几种常用的
7、数制2常用数制间的转换常用数制间的转换3 二进制数运算二进制数运算4几种常用编码几种常用编码5数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学13思思 考考 题题1使用数字使用数字电路有什电路有什么好处么好处2为什么要为什么要采用二进采用二进制进行运制进行运算算3为什么要为什么要引入引入“补补码码”这一这一概念概念数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学14数字技术的发展过程数字技术的发展过程数字技术产生:数字技术产生:20世纪30年代在通讯技术(电报、电话)首先引入二进制的信息存储技术二进制的信息存储技术。在1847年由英国科学家乔治.布尔(George
8、Boole)创立布尔代数布尔代数,并在电子电路中得到应用,形成开关代数,并有一套完整的数字逻辑电路的分析和设计方法。数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学15数字技术的发展过程数字技术的发展过程第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第四阶段第四阶段第五阶段第五阶段数字技术的发展过程数字技术的发展过程数字技术是一门应用学科,数字技术是一门应用学科,它的发展可分为它的发展可分为5个阶段个阶段数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学16第一阶段:第一阶段:20世纪世纪40年代电子计算机中的应用,此时年代电子计算机中的应用,此时以以电子管电子管(
9、真空管)作为基本器件。另外在电话交换(真空管)作为基本器件。另外在电话交换和数字通讯方面也有应用和数字通讯方面也有应用电子管(真空管)数字技术的发展过程数字技术的发展过程数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学17第二阶段:第二阶段:20世纪世纪60年代年代晶体管晶体管的出现,使得数字技的出现,使得数字技术有一个飞跃发展,除了计算机、通讯领域应用外,术有一个飞跃发展,除了计算机、通讯领域应用外,在其它如测量领域得到应用在其它如测量领域得到应用晶体管图片数字技术的发展过程数字技术的发展过程数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学18第三阶段:第三阶段:
10、20世纪世纪70年代中期年代中期集成电路集成电路的出现,使得的出现,使得数字技术有了更广泛的应用,在各行各业医疗、雷达、数字技术有了更广泛的应用,在各行各业医疗、雷达、卫星等领域都得到应用卫星等领域都得到应用数字技术的发展过程数字技术的发展过程数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学19第四阶段:第四阶段:20世纪世纪70年代中期到年代中期到80年代中期,微电年代中期,微电子技术的发展,使得数字技术得到迅猛的发展,产子技术的发展,使得数字技术得到迅猛的发展,产生了生了大规模和超大规模的集成数字芯片大规模和超大规模的集成数字芯片,应用在各,应用在各行各业和我们的日常生活行各
11、业和我们的日常生活数字技术的发展过程数字技术的发展过程第五阶段:第五阶段:20世纪世纪80年代中期以后,产生一些年代中期以后,产生一些专专用和通用的集成芯片用和通用的集成芯片,以及一些,以及一些可编程的数字芯可编程的数字芯片片,并且制作技术日益成熟,使得数字电路的设,并且制作技术日益成熟,使得数字电路的设计模块化和可编程的特点,提高了设备的性能、计模块化和可编程的特点,提高了设备的性能、适用性,并降低成本,这是数字电路今后发展的适用性,并降低成本,这是数字电路今后发展的趋势。趋势。数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学20模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号模拟信号是表
12、示模拟量的信号,模拟量是在模拟信号是表示模拟量的信号,模拟量是在时间时间和和数值数值上都是上都是连续连续的的物理量。的的物理量。数字信号是表示数字量的信号,数字量是在数字信号是表示数字量的信号,数字量是在时间时间和和数值数值上都是上都是离散离散的。实现数字信号的产生、传输和的。实现数字信号的产生、传输和处理的电路称为数字电路。处理的电路称为数字电路。数字信号与模拟信号可以相互转换。(数字信号与模拟信号可以相互转换。(A/D与与D/A)数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学21数字电路的优势数字电路的优势抗干扰能力强抗干扰能力强易于实现集成化易于实现集成化便于进行各种数字
13、信号处理便于进行各种数字信号处理便于把文字、图像、语音等各种形式的信息统一处便于把文字、图像、语音等各种形式的信息统一处理。理。数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学22几种常用的数制几种常用的数制 数制数制也叫记数法,是人们用一组规定的符也叫记数法,是人们用一组规定的符号和规则来表示数的方法。号和规则来表示数的方法。常用的数制有:常用的数制有:二进制,十进制,八进制,十六进制二进制,十进制,八进制,十六进制数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学23二进数二进数101.11的含义是的含义是:1 22+0 21+1 20+1 2-1+1 2-2=5
14、.75 数字处于不同位置时数字处于不同位置时,它所代表的数值是不同的它所代表的数值是不同的,它的数值它的数值等于该数字乘以一个与数码所在位有关的常数等于该数字乘以一个与数码所在位有关的常数(如如22、2-1等等),这个常数称为该位上的这个常数称为该位上的权权。二进制数的二进制数的基数基数为为2。二进制数的特点二进制数的特点:有二个数码:,有二个数码:,逢二进一逢二进一基数和位权基数和位权求和法则求和法则 10求积法则求积法则几种常用的数制几种常用的数制数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学24十进数十进数101.11的含义是的含义是:1 102+0 101+1 100+
15、1 10-1+1 10-2=101.11十进制数的基数为十进制数的基数为10。十进制数的特点十进制数的特点:有十个数码:,有十个数码:,9逢十进一逢十进一基数为基数为10几种常用的数制几种常用的数制数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学25八进制数八进制数4276.53的含义是:的含义是:4 83+2 82+7 81+6 80+5 8-1+3 8-2=2182.67八进制数的特点八进制数的特点:有八个数码:,有八个数码:,7逢八进一逢八进一基数为基数为8几种常用的数制几种常用的数制数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学26十六进制数十六进制数32
16、CF.4B的含义是的含义是:3163+2162+C161+F160+416-1+B16-2=3163+2162+12161+15160+416-1+1116-2十六进制数的特点十六进制数的特点:有十六个数码:有十六个数码:0、1,9,A,B,C,D,E,F 10 11 12 13 14 15逢十六进一逢十六进一基数为基数为16几种常用的数制几种常用的数制数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学27N进制数进制数D可展开成一个多项式可展开成一个多项式:几种常用的数制几种常用的数制数数字字电电子子技技术术基基础础 第第五五版版五邑大学五邑大学28几种常用的数制几种常用的数制常
17、用数制的书写规则常用数制的书写规则(1)字母后缀)字母后缀二进制数用二进制数用B(Binary)表示。)表示。八进制数用八进制数用O(Octonary)表示,字母)表示,字母O常用常用Q代替。代替。十进制数用十进制数用D(Decimal)表示。)表示。D一般可以省略。一般可以省略。十六进制数用十六进制数用H(Hexadecimal)表示。)表示。例如,例如,10011B、237Q、8079和和45ABFH分别表示二进制、八分别表示二进制、八进制、十进制和十六进制。进制、十进制和十六进制。(2)括号外面加下标)括号外面加下标例如,(例如,(10011)2、(、(237)8、(、(8079)10和
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