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1、模拟信号与数字信号 模拟信号 时间连续、数值也连续的信号。如速度、压力、温度等。,数字信号在时间上和数值上均是离散的。如电子表的秒信号，生产线上记录零件个数的计数信号等。常用数字0和1来表示。,绪论,数字电路的优点：,1. 数字电路的基本工作信号是用1和0表示的二进制的数字信号，反映在电路上就是高电平和低电平，运算简单。,2. 结构简单、设计技术成熟、容易制造，便于集成及系列化生产，通用性强，价格便宜。,3. 数字电路能对输入的数字信号进行各种算术运算和逻辑运算、逻辑判断，具有“逻辑思维”能力，故又称为数字逻辑电路。,4. 可编程数字系统，使用更灵活。,5. 速度快，抗干扰性强，可靠性高。,6
2、. 易于存储、加密、压缩、传输和再现，便于和计算机连接。,模拟信号的数字表示,数字电路中0和1的表示方法,数字电路中采用二进制表示数量的大小，每一位只有1和0两种状态。 正逻辑：高电平为1、低电平为0 负逻辑：低电平为1、高电平为0,产生高、低电平的方法：通过控制半导体开关电路的开关状态实现。,只需一个开关 功率损耗较大,功耗为0 比较理想,数字电路的发展与分类,1.电子管（1904年Fleming发明真空二极管，1906年Forest 发明真空三极管） 2.晶体管（1947年发明） 3.集成电路（ICIntegrated Circuit，1958年发明）,数字电路的分析方法,数字电路的主要研
3、究对象是电路的输出和输入之间的逻辑关系。主要的工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式及波形图表示。,第1章 数制和码制,逢二进一,逢八进一,逢十进一,逢十六进一,1.1.1 几种常用的数制 十进制，二进制，八进制，十六进制,1.1 数制,一个任意十进制数 N 可以表示成：,若在数字电路中采用十进制，必须要有十个电路状态与十个记数码相对应。这样将在技术上带来许多困难，而且很不经济。,1. 十进制：,十进制数有0、1、29十个数码组成,进位规则：逢十进一，进位基数是10.,（101.01）B =,二进制的优点：用电路的两个状态-开关来表示二进制数，数码的存储和传输简单、可靠。,二进制的缺点
4、：位数较多，使用不便；不符合人们的习惯，输入时将十进制转换成二进制，运算结果输出时再转换成十进制数。,2. 二进制：,二进制数有0、1两个数码组成,进位规则：逢二进一，进位基数是2.,3. 八进制：,八进制数有0、1、27八个数码组成,进位规则：逢八进一，进位基数是8.,（17.05）8 =,4. 十六进制：,十六进制数有0、1、29、A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F十六个数码组成,进位规则：逢十六进一，进位基数是16.,（9D.2E）8 =,1.1.2 不同数制间的转换,整数部分：除二取余, 自下而上排列。,小数部分：乘二取整，自上而下排列。,例1 将二进制数10011.101转换
5、成十进制数。 解：将每一位二进制数乘以位权，然后相加（加权求和），可得,1二、八、十六进制转换成十进制,2十进制转换成二进制,(10011.101)B,124,023022,121,120,121,022123,（19.625)D,例2 将八进制数436.5转换成十进制数。,例2：十进制数25转换成二进制数的转换过程：,(25)D=(11001)B,例3：将（0.706） D转换为二进制数。,（0.706） D （0.101101001） B,(10011100101101001000)B=,从末位开始四位一组,(1001 1100 1011 0100 1000)2,= (9CB48)16,3
6、. 二进制与八、十六进制之间的转换。,注：十六进制的一位对应二进制的四位。,(10011100101101001000)O=,从末位开始三位一组,(10 011 100 101 101 001 000)2,=(2345510)8,注：八进制的一位对应二进制的三位。,1.2 编码,1.2.1 十进制代码 几种常用的十进制代码,1.2.2 格雷码（循环码）,特点：1.每一位的状态变化都按 一定的顺序循环。 2.任何两个相邻的代码只 有一位改变状态。,1.2.3 美国信息交换标准代码,美国信息交换标准代码（ASCII）是一组七位二进制代码，共128个 应用：计算机和通讯领域,1.3 二进制算术运算,
7、当两个数码表示数量大小时，可进行加、减、乘、除等算术运算。 当两个数表示不同事物或事物的不同状态时，可以进行逻辑运算。,1.3.1 两数绝对值之间的运算,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,1001,+0101,1110,1001,- 0101,0100,1001,0101,1001,0000,1001,0000,0101101,本章小结,本章介绍的内容： 常用数制是十进制、二进制、十六进制。不同进制表示的数之间可以相互转换。 为了便于信息交换，制定了一些通用的标准代码。 数字电路中两种不同的运算
8、：算术运算指表示数量大小的两个数码之间的数值运算。逻辑运算指事物因果关系之间的推理运算。 二进制数的正、负是用有效数字前的符号位（0为正、1为负）表示的。这种数码称为原码。,1. 正负数的表示方法 二进制数的正、负号也是用0/1表示的。 在定点运算中，最高位为符号位（0为正，1为负） 这种表示方法称为二进制数的原码表示法。 例如 +53 = （0 110101） -53 = （1 110101）,1.3.2 数字电路中正负数的表示法及补码运算,2. 二进制补码运算,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 = （0 0
9、101） -5 = （1 1011） 采用补码相加的方法实现带符号数的加法运算,115 = 6 117126 （舍弃进位） 7512 产生进位的模 7是5对模数12的补码,111001101000 （1468） 1110101011000 1000（舍弃进位） （141016 8） 0110 1010 24 1010是0110对模24 （16） 的补码,两个补码表示的二进制数相加时的符号位讨论,例：试用二进制补码计算149、149、149、149,结论：将两个加数的符号位和数值部分产生的进位相加，得到的就是两个加数代数和的符号位。,解：,第一章 习题,1.1（1，3，5，7） 1.2（2，4，6，8） 1.8（2，7） 1.10（2，4，5） 1.13（2，8） 1.15（2）,
