数字电子技术基础 教学课件 毛炼成 谈进 ch1.ppt

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1、第一章数制和码制学习目标了解模拟信号和数字信号的处理特点了解常用的数制及其之间的转换了解常用的码制了解文字符号在计算机中的表示1第一章数制和码制1.1模拟信号和数字信号的处理特点1.2.1十进制1.2.2二进制1.2.3数字技术中二进制的优点1.3数制间的转换1.3.1二进制转换为十进制1.3.2十进制转换为二进制1.3.3其他数制的转换1.2数制1.4数字电路中数的表示方法与格式1.4.1码的概念1.4.2十进制数的表示1.5文字符号表示方法21.1模拟信号和数字信号的处理特点模拟量是指可在一定的范围内连续变化，或者在一定范围内有无穷多个取

2、值可能的量。物理量可分为模拟和数字两大类。自然界绝大多数物理量都是连续变化的模拟量，如温度、湿度、语音等。另一种物理量是数字量，例如人数、物品的个数等，其特点是取值是离散的，只能是一个范围内的某些特定值。数字量是离散的信号，且分别与相应的数字编码对应。3数字量是在一系列离散的时刻取值，数值的大小和每次的增减都是量化单位的整数倍，即它们是一系列时间离散、数值也离散的信号。用电子技术处理数字信号时，最好的方法就是用电压幅值的高（代表数字1）和低（低表数字0）的一连串不同组合，构成不同的数字量来表示信息内容。在处理过程中只要不使幅值的高、低混淆（可

3、以拉开高、低电平差）所携带的信息便不会丢失，因此相对而言数字设备具有可靠性和稳定性的特点。只要所使用的数字位数足够多，就能极大地提高处理精度；而用模拟方法实现时，由于误差的累积影响，要达到同样的精度和质量，设备往往复杂且昂贵。由此可见，二进制在数字技术中具有的重要意义。4虽然自然界绝大多数都是模拟量，但都可利用模数转换电路将模拟量转换为数字量，然后再用数字电路来处理。由于数字技术具有的明显优势，所以现代电子产品的主体部分绝大多数都采用数字电路。但是，无论数字技术如何发展，终将不能代替模拟技术。数字技术不能直接接受模拟信号并进行处理，也无法将处

4、理后的数字信号直接送到外部物理世界。因此，模拟技术在电子系统中是不可缺少的。由于模拟技术难度远高于数字技术，其发展自然较慢。实际电子系统一般是模拟电路和数字电路的结合。51.2数制1.2.1十进制十进制就是“逢十进一”的进位制。十称为该进位制的基数或底，它有0、l、2、3、4、5、6、7、8、9共10个数码。式（1-1）称为十进制数的按权展开式。（1-1）61.2.2二进制二进制就是权为2的进位制，其基数为2，它只有两个数码，即0和1，做加、减运算时“逢二进一，借一当二”。这样，两个二进制数的加法和减法运算如下：（进位）1011（借位）101

5、被加数1011(11)D被减数1010(10)D加数+1001(9)D减数−0101(5)D和10100(20)D差0101(5)D7在一个有n位整数和m位小数的二制数bn−1、bn−2、…b1、b0、b−1、b−2、…b−m中，各位的权值wi分别为2n−1、2n−2、…、21、20、2−1、2−2、…、2−m，其按权展开式为：81.2.3数字技术中二进制的优点1．电路实现方便十进制，要用10个不同的电压值来表示。而二进制只有1和0两个数码，只要用两个不同电压值即可代表，这两个电压值并非要求很精确。区别电平高低的电路也很简单，用电压比较器，就

6、可以比较两个电压值的大小。2．设备用量少用电子元器件表示一个数字：该数字的位数与该数值的基数的乘积。如3位十进制数(最大值999)所需要的元器件数为3×10=30。同样数值二进制数仅需10位(最大值(999)D=(1111100111)B，下标B和D分别表示二进制和十进制)，所需的元器件数为10×2=20，相比十进制，器件用量少得多。93．运算规则简单以加法为例，二进制的加法规则只有3条：0+0=0，0+1=1和1+1=10；而十进制的加法规则却有55条。运算规则的繁简也会影响到电路的繁简。结合上述设备用量比较可知，二进制较十进制具有

7、极大的优势。相对于十进制而言，在数字电路中使用二进制的优势十分突出，所以现在的数字电路基本都采用二进制。101.3数制间的转换1.3.1二进制转换成十进制二进制数转换成十进制数就是求二进制的权值和，例如依据式（1-2）求得二进制数1011010.11的权值和为:可以看出，二进制数转换为十进制数的过程实际就是将二进制数中所有数码1对应的权值相加的过程，这种转换方法也被称为按权相加法。11【例】将二进制数10011.101转换成十进制数。二进制数中各个数码为l对应的权值自左至右分别为：16（2）、2（2）、1（2）、0.5（2）和0.125（

8、2），将它们相加得到：410-1-316+2+1+0.5+0.125=17.625，所以转换结果为：(10011.101)B=(17.625)D121.3.2十进制