自我介绍:王德生信号检测与处理研究所 电话:62781450 地点:东主搂10区409 助教博士生:唐诚虎10-409Tel:62781450 刘宇靖10-409Tel62781450 关于本课程 What 课程名称:逻辑设计与数字系统 课程內容:数字电子技术基础 h 学习目的:振兴中华 课程作用: 本课程是正在飞速发展的信息与电子科学技术领域的 入门和基础 所有其它科学技术领域都强烈地倚赖电子科学技术 Ho?特点:有用,有趣,不难,仔细。 记好课堂笔记 做好课后作业 抓住基本概念 掌握工程方法
自我介绍：王德生 信号检测与处理研究所 电话：62781450 地点：东主搂 10 区 409 助教博士生：唐诚虎 10－409 Tel：62781450 刘宇靖 10－409 Tel 62781450 关于本课程 What ？ 课程名称：逻辑设计与数字系统 课程内容：数字电子技术基础 Why ？ 学习目的： 振兴中华 课程作用： 本课程是正在飞速发展的信息与电子科学技术领域的 入门和基础 所有其它科学技术领域都强烈地倚赖电子科学技术 How ？ 特点：有用，有趣，不难，仔细。 记好课堂笔记 做好课后作业 抓住基本概念 掌握工程方法
紧密联系实践 数字电子技术基础课程内容 ◆数制与编码 2学时 ◆逻辑代数基础 3学时 ◆组合逻辑电路分析与设计7学时 ◆时序逻辑电路分析与设计16学时 ◆存储器与课编程逻辑器件4学时 ◆数字系统基础 7学时 ◆数一模与模一数转换 3学时 ◆电子设计介绍 2学时 ◆机动 4学时 考核与成绩 ◆没有期中考试 ◆课程作业占20%期末考试占80 教材与参考书 数字电路与系统 刘宝琴清华 数字电子技术基础 阎石清华
紧密联系实践 数字电子技术基础课程内容 ◆数制与编码 2 学时 ◆逻辑代数基础 3 学时 ◆组合逻辑电路分析与设计 7 学时 ◆时序逻辑电路分析与设计 16 学时 ◆存储器与课编程逻辑器件 4 学时 ◆数字系统基础 7 学时 ◆数－模与模－数转换 3 学时 ◆电子设计介绍 2 学时 ◆机动 4 学时 考核与成绩 ◆没有期中考试 ◆课程作业占 20％,期末考试占 80％。 教材与参考书： 数字电路与系统 刘宝琴 清华 数字电子技术基础 阎石 清华
数字电路逻辑设计 王毓银高教 数字设计引论 沈嗣昌高教 影印原文教材 数字逻辑电路分析与设计 清华 数字逻辑应用与设计 机憾 逻辑与计算机设计基础 电子
数字电路逻辑设计 王毓银 高教 数字设计引论 沈嗣昌 高教 影印原文教材： 数字逻辑电路分析与设计 清华 数字逻辑应用与设计 机悈 逻辑与计算机设计基础 电子
第 绪论(参考书页1-14) 1.1数字信号 数字量和模拟量 模拟量:可以在一定范围内取任意实数值的物理 量。如:温度、压力、距离和时间等。 数字量:在时间上和数量上都是离散的物理量。 如:生产线上的零件数量,台阶的阶数。 数字信号和模拟信号 模拟信号:表示模拟量的电信号。如:热电偶的 电压信号,温度变化时,电压随之改变。 数字信号:表示数字量的电信号。 数字电路和模拟电路 模拟电路:处理模拟信号的电路。如:运算放大 器。 数字电路:处理数字信号的电路。如:计数器等。 1.2数制 今十进制数 157.13=1×102+5×101+7×100+1×10-1+3×10-2 十进制一般形式:(N)1o=∑K10 K为十进制数0—9中的任一数码
第一章 绪论（参考书页 1－14） 1．1 数字信号 －数字量和模拟量 模拟量：可以在一定范围内取任意实数值的物理 量。如：温度、压力、距离和时间等。 数字量：在时间上和数量上都是离散的物理量。 如：生产线上的零件数量，台阶的阶数。 －数字信号和模拟信号 模拟信号：表示模拟量的电信号。如：热电偶的 电压信号，温度变化时，电压随之改变。 数字信号：表示数字量的电信号。 －数字电路和模拟电路 模拟电路：处理模拟信号的电路。如：运算放大 器。 数字电路：处理数字信号的电路。如：计数器等。 1．2 数制 十进制数 157.13=1×102＋5×101＋7×100＋1×10－1＋3×10－2 十进制一般形式： ( ) ∑ 1 = 10 = 10 － － n i m i N Ki Kii为十进制数 0－9 中的任一数码
N、M为正整数,N为整数数位,M为小数数位。逢 10进1,借1当10。 今任意进制数 一般形式:(N)k=∑K1R R:数制基数 R:位权 K:位系数 (3124)5=3×52+1×5+2×50+4×5-1 =75+5+2+0.8 =(82.8)10 日常碰到十、十二、六十进制等。 数字电路常用二、八、十六进制等。为什么? ◇二进制数 一般形式:(N)2=∑K12 基为2,两个数码0和1。 逢2进1,借1当2。 每个数位权为2地幂 (101.01)2=1×2+0×2+1×2+0×2-+1X2-2
N、M 为正整数，N 为整数数位，M 为小数数位。逢 10 进 1，借 1 当 10。 任意进制数 一般形式： ( ) ∑ 1 = = － － n i m i N R KiR R：数制基数 R ii ：I 位权 Kii：I 位系数 （312.4）5＝3×5 2＋1×5 1＋2×5 0＋4×5 －1 ＝75＋5＋2＋0.8 ＝（82.8）10 日常碰到十、十二、六十进制等。 数字电路常用二、八、十六进制等。为什么？ 二进制数 一般形式： ( ) ∑ 1 = 2 = 2 － － n i m i N Ki 基为 2，两个数码 0 和 1。 逢 2 进 1，借 1 当 2。 每个数位权为 2 地幂。 （101．01）2＝1×2 2＋0×2 1＋1×2 0＋0×2 －1＋1×2 －2
表1.1二进制各位的权 进制 1110987654321 位数 权 十进 制 4096204810245122561286432168421 二进制 位 权 十进 0.25 0.1250.06250.031250.015625 制 ◇八、十六进制数 一般形式:(N=∑K,8和(N)=∑K,16。 基为8和16。 8进制8个数码0-7016进制16个数码为0-9 A、B、G、D、E、F。A一F表示10-15。 (127.4)。=(87.5)1 (B65F)16=(46687)1
八、十六进制数 一般形式： ( ) ∑ 1 = 8 = 8 － － n i m i N Ki 和 ( ) ∑ 1 = 16 = 16 － － n i m i N Ki 。 基为 8 和 16。 8 进制 8 个数码 0－7。16 进制 16 个数码为 0－9、 A、B、C、D、E、F。A－F 表示 10－15。 （127．4）8＝（87．5）10 (B65F)16＝（46687）10 表 1 . 1 二进制各位的权 二进制 位 数 1 3 1 2 1 1 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 2 1 2 2 1 1 2 1 0 2 9 2 8 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 权 （十进 制 ） 4096 2048 1024 512 256 128 6 4 3 2 1 6 8 4 2 1 二进制 位 数 - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 2 - 1 2 - 2 2 - 3 2 - 4 2 - 5 2 - 6 权 （十进 制 ） 0 . 5 0 . 2 5 0 . 1 2 5 0 . 0 6 2 5 0 . 0 3 1 2 5 0 . 0 1 5 6 2 5
1.3数制转换 (1)R进制一十进制 按权展开十进相加(略) (2)十进制一R进制 整数部分与小数部分分开转换,整数部分除基取 余,小数部分乘基取整。 例:将(153)转换为八进数。 153/8=19+1/8余数=11最低位 19/8=2+3/8 2/8=0+2/8 21最高位 (153) 231) 例:将(41)1转换为二进制数。 41/2=20+1/2余数=1t最低位 20/2=10 0 10/2=5+1/2 0 5/2=2+1/2 2/2=1 0 1/2=0+1/2 =1最高位 (41)1=(101001)
1.3 数制转换 （1）R 进制 十进制 按权展开 十进相加 （略） （2）十进制 R 进制 整数部分与小数部分分开转换， 整数部分除基取 余，小数部分乘基取整。 例：将（153）10转换为八进数。 153/8=19+1/8 余数=1 最低位 19/8=2 +3/8 =3 2/8=0 +2/8 =2 最高位 （153）10＝（231）8 例：将（41）10转换为二进制数。 41/2=20+1/2 余数=1 最低位 20/2=10 =0 10/2=5 +1/2 =0 5/2=2 +1/2 =1 2/2=1 =0 1/2=0 +1/2 =1 最高位 （41）10＝（101001）2
例:将(0.6875)转换为二进数。 0.6875*2=13750取整=1最高位 0.3750*2=0.7500 0 0.7500*2=1.5000 0.5000*2=1.0000 最低位 (0.6875)10=(0.1011)2 例:将(0.513);转换为八进小数, 取小数三位 0.513*8=4104取整=4t最高位 0.104*8=0.832 0.832*8=6.656 0.656米8=5.248 065 最低位 (0.513)=(0.407)8 最后位四舍五入 与前例结合得(153.513)0=(231.407)。 (3)基数位2进制互相转换 利用二进作媒介,分段转换。 例:将(BE.29)t转换为八进制数。 2 (BE.29D)t=(10111110.001010011101)2 =(276.1235)
例：将（0.6875）转换为二进数。 0.6875*2=1.3750 取整 =1 最高位 0.3750*2=0.7500 =0 0.7500*2=1.5000 =1 0.5000*2=1.0000 =1 最低位 （0．6875）10＝（0.1011）2 例：将（0.513）10转换为八进小数， 取小数三位。 0.513*8=4.104 取整 =4 最高位 0.104*8=0.832 =0 0.832*8=6.656 =6 0.656*8=5.248 =5 最低位 （0．513）10＝（0.407）8 最后位四舍五入 与前例结合得（153.513）10=(231.407)8 （3）基数位 2 k进制互相转换 利用二进作媒介，分段转换。 例：将（BE.29D）16转换为八进制数。 B E 2 9 E （BE.29D）16=(10 111 110.001 010 011 101)2 =(2 7 6 .1 2 3 5 )8
例:将(276.1235)。转换为16进制数。 6 23 (276.1235)8=(010111110.001010011101)2 (BE.29D) (4)任意进制相互转换 可以以10进为媒介,先转换为10进制,再转换 为所需进制。(略) 1.4二值编码 为信息交换,用二进两个码元0、1按约定表示 数和文字,称为二值编码。代码所含位数为码长 (1)十进制代码(BCD码) 用四位二进制表示十进数符,可有2.9*100 种编码方案。 8421、2421BCD码为有权码 注意:(001110010101)8 (001110010101)2 (2)格雷码 格雷码相邻码只有一位不同。且有循环性与反射 性。 (3)ASC|码 用五或七位二进制数表示数字、字母和符号
例：将（276.1235）8转换为 16 进制数。 2 7 6 1 2 3 5 （276.1235）8=(0 1011 1110.0010 1001 1101)2 =( B E . 2 9 D )16 （4）任意进制相互转换 可以以 10 进为媒介，先转换为 10 进制，再转换 为所需进制。（略） 1. 4 二值编码 为信息交换，用二进两个码元 0、1 按约定表示 数和文字，称为二值编码。代码所含位数为码长。 （1）十进制代码（BCD 码） 用四位二进制表示十进数符，可有 2.9*10 10 种编码方案。 8421、2421BCD 码为有权码。 注意：（0011 1001 0101）8421 ＝＝ （001110010101）2 （2）格雷码 格雷码相邻码只有一位不同。且有循环性与反射 性。 （3）ASCII 码 用五或七位二进制数表示数字、字母和符号
表1.3常见的十进制代码 十进制84.2.BCD码2.42.1码 余3码 余3格雷码 0000 0000 0011 0001 0001 0100 0110 0123456789 10 10 0011 0011 0110 0101 0100 0100 0l11 0100 0101 1011 1000 1100 0110 1100 1001 1101 1101 1010 1111 1000 1011 1110 1001 1010 (4)可靠性编码 检错码。5中取2码。增加码位。 奇偶校验码。增加码位。可分离码。 Ber ger码。检单向多错,用位少。 纠错码。增加码位,定位检错。 1.5算术运算(参考书页P142-144 二进制加、减、乘与10进制规则同,但进借位权 不同。逢2进1,借1当2。 为运算方便,数字系统常采用反码和补码 二进制原码、补码、反码。 原码:自然二进制数。 补码:(全称为2的补码 如n位二进原码为N,则有:
（4）可靠性编码 检错码。5 中取 2 码。增加码位。 奇偶校验码。增加码位。可分离码。 Berger 码。检单向多错，用位少。 纠错码。增加码位，定位检错。 1.5 算术运算 (参考书页 P142－144) 二进制加、减、乘与 10 进制规则同，但进借位权 不同。逢 2 进 1，借 1 当 2。 为运算方便，数字系统常采用反码和补码。 二进制原码、补码、反码。 原码：自然二进制数。 补码：（全称为 2 的补码） 如 n 位二进原码为 N，则有： 表 1 . 3 常见的十进制代码 十进制 8 . 4 . 2 . 1 B C D 码 2 . 4 . 2 . 1 码 余 3 码 余 3 格雷码 0 0000 0000 0 0 1 1 0010 1 0001 0001 0100 0 1 1 0 2 0010 0010 0101 0 1 1 1 3 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0101 4 0100 0100 0 1 1 1 0100 5 0101 1 0 1 1 1000 1 1 0 0 6 0 1 1 0 1 1 0 0 1001 1 1 0 1 7 0 1 1 1 1 1 0 1 1010 1111 8 1000 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 9 1001 1111 1 1 0 0 1010