主讲教师：欧触灵联系方式：电话： 13531086773 、 3295081 E-mail ： oclzxt2004@yahoo.com.cn

开课单位：广东海洋大学信息学院

考核 方 法

《数字电子技术》课程的总评成绩由以下部分组成：

平时（出勤率、作业与纪律） — 20%

期末考试— 60%

实验（实习过程、结果与报告）— 20%

绪 论

2. 数字量和模拟量模拟量：在时间上、数值变化上都是连续的物理量；

模拟信号；模拟电路

数字量：时间上、数值变化上都是离散的物理量；数字信号；数字电路

1. 数字电子技术的发展与展望电子器件的发展历程：电子管时代（ 20 世纪初） 晶体管时代（ 1950 年） 集成电路时代（ 1960 年） IC 按集成度分为 SSI 、 MSI 、 LSI 、 VLSI

硅片时代（ 1970 年）片上系统（ SOC ）：把一个复杂的电子系统制作在一个硅片上

3. 数字电路中 0 和 1 的表示方法

　　数字电路中采用二进制数表示数量的大小，每一位只有 1 和 0 两种状态。 在电路中是用高、低电平分别表示 1 和 0 的。

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

注意：高、低电平允许有一定的变化范围。

• 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。

只需一个开关只需一个开关功率损耗较大功率损耗较大

功耗为功耗为 00比较理想比较理想

4. 数字集成电路 按用途分为专用型和通用型。 专用型数字集成电路是为某种特定用途而专门设计、制造的。

通用型数字集成电路产品中又有两种类型：一种是逻辑功能固定的标准化、系列化产品；另一种是可编程逻辑器件（ PLD ）。

PLD 的内部包含了大量的基本逻辑单元电路，通过写入编程数据，可以将这些单元连接成所需要的逻辑电路。因此，它的产品是通用型的，而它所实现的逻辑功能则由用户根据自己的需要通过编程来设定。

5.EDA 技术的发展与应用

常用仿真软件有： Multisim 、 Proteus 等硬件描述语言： VHDL 、 Verilog HDL

电子设计自动化（ EDA ）是将计算机技术应用于电子电路设计过程而产生的一门新技术。它广泛地应用于电路结构设计和运行状态的仿真、集成电路版图的设计、印刷电路板的设计以及可编程逻辑器件的编程设计等所有设计环节当中。

第 1 章 数制和码制

多位数码中，每位的构成方法以及从低位到高位的进位规则称为数制。数字电路中普遍采用二进制数。

(n 是整数部分的位数， m 是小数部分的位数 )

2逢二进一0,1 二（ B ）10逢十进一0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 十（ D ）基数计数规则 数 码进制 N

1n

mi

iN NKiS

1.1 1.1 数制数制

任意进制数的按权展开式：

式中 : S 为任意数， N 为进制

Ki 为第 i 位数码的系数， Ni 为第 i 位的权。

十六（ H ） 0~9,A,B,C,D,E,F 逢十六进一 16

1. 几种常用的数制

2 、 不同数制间的转换1 ） 二→ 十

2 ） 十 → 二

其它进制数转换为十进制数， 用“按权展开，相加即可”。

整数部分用“除 N取余，逆序排列法”。

例：（ 1011 ） 2 + 0×22 + 1×21 + 1×20=1×23

十进制转换成其它进制：

= 8 + 0 + 2 + 1 = （ 11 ） 10

将代码为 1 的数权值相加，即得对应的十进制数。

小数部分用 “乘 N取整，顺序排列法”。

例：将（ 123.6875 ） 10转换成二进制数。

（ 123.6875)10=（ 1111011.1011 ） 2

小数点为界

二进制与十六进制间的转换 二进制数转换为十六进制数的方法：从小数点开始，将二进制数的整数和小数部分每四位分为一组，不足四位的分别在整数的最高位前和小数的最低位后加“ 0”补足，然后每组用等值的一位十六进制数替代即可。

例： 111011.10101 B = ? H 111011.10101 B = 3B.A8 H

111011.1010100 000

B3 A 8

十六进制数转换为二进制数的方法：每一位十六进制数用等值的四位二进制数替代即可。

思考：十进制与十六进制间如何转换？

（ 3D.8 ） 16=（ ） 10

（ 138.25 ） 10=（ ） 16

61.5

8A.4

1.2 编码

内容见下表

用四位二进制数码表示一位十进制数码的计数方法。

不同的数码不仅可以表示数量的大小，还可以表示不同的事物。用来表示不同事物的数码称为代码。

编制代码遵循的规则叫做“码制”。

BCD 代码有多种不同的码制：

8421BCD 码、 2421BCD码、 余 3码等

1 、二 -十进制码（ BCD码）：

8421 码0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

8 4 2 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9权

余 3 码0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

2421 码0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

2 4 2 1

注意：任何一种 BCD码都具有 6 个伪码。

对于恒权码，将代码为 1 的位按权值相加即可得代码所代表的十进制数。

余 3码是无权码；余 3码的编码规律：在依次罗列的四位二进制的十六种态中去掉前三种和后三 种。所以叫“余 3码”。

在 2421码中： 0 和 9 的代码、 1 和 8 的代码、 2 和 7的代码、 3 和 6 的代码、 4 和 5 的代码均互为反码。

8421 、 2421BCD码是恒权码

例如

（ 1001 ） 8421BCD=

（ 1111 ） 2421BCD=

（ 01111001 ） 8421BCD=

（ 10111111 ） 2421BCD=

8+1= （ 9 ） 10

2+4+2+1= （ 9 ）10

（ 79 ） 10

（ 59 ） 10

十进制0

1

2

3

4

5

6

7

格雷码0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 1

0 0 1 0

0 1 1 0

0 1 1 1

0 1 0 1

0 1 0 0

十进制8

9

10

11

12

13

14

15

格雷码1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 1

1 1 1 0

1 0 1 0

1 0 1 1

1 0 0 1

1 0 0 0

它是七位二进制代码，共有 128 个，分别用于表示 0~9 ，大、小写英文字母，若干常用的符号和控制命令代码。

格雷码的主要特点：相邻两个代码之间仅有一位的状态不同。因此将格雷码计数器的输出状态译码时，不会产生竞争 -冒险现象。

2 、格雷码

3 、美国信息交换标准代码（ ASCII ）

1.3 二进制算术运算1.3 二进制算术运算一、两数绝对值之间的运算：逢二进一

加法运算 1001+0101——— 1110

减法运算 1001- 0101——— 0100

乘法运算 1001 0101 ——— 1001 0000 10010000————0101101

除法运算 1.11…0101)———— 1001 0101 ——— 1000 0101 ————

0110 0101 ————

0010

11－ 5 = 6 11＋ 7－ 12＝ 6 （舍弃进位） 7＋ 5＝ 12 产生进位的模 7 是－ 5对模数 12 的补码

• 1110－ 0110＝ 1000• （ 14－ 6＝ 8 ）

• 1110＋ 1010＝ 11000 • ＝ 1000 （舍弃进

位）• （ 14＋ 10－ 16 ＝ 8 ）

• 0110 ＋ 1010 ＝ 16• 1010 是－ 0110对模数 16 的补码

二、数字电路中正负数的表示及补码运算 有符号数的表示：符号位 +数值位

符号位为‘ 0’ 表示正，‘ 1’ 表示负

补码的引入：

原码、反码和补码：原码的表示：最高位为符号位，其余位为数值位。（ +89 ） 10=[01011001] 原

（ -89 ） 10= [11011001] 原

反码的表示：正数的反码是它本身，负数的反码可将原码中的符号位保持不变，数值位的每一位 1改为 0 、 0改为 1即可。

补码的表示：正数的补码是它本身，负数的补码等于它的反码加 1 。 （ +89 ） 10 =[01011001] 反 =[01011001] 补

（ -89 ） 10 = [10100110] 反 =[10100111] 补

利用补码将减法运算转变为加法运算：例：试用二进制补码计算 14+9 ， 14-9 ， -14+9 ， -14-9 。（在黑板上演示计算过程）提问： n 位二进制补码的最大表示范围是多少？

注意观察计算结果的正确性。

-2n-1~+2n-1-1

课堂练习：• 当 10001110 为原码时所表示的十进制数为：

• 当 10001110 为反码时所表示的十进制数为：

• 当 10001110 为补码时所表示的十进制数为：

• 用二进制补码运算方法计算： -4 -18

-14

-113-114

- 4 111100

-18 101110

-22 （ 1 ） 101010舍去

注：补码运算的结果仍然为补码。

如果想求负数的绝对值，应对它再求一次补码。

小 结

几种常用的数制：二进制、十六进制和十进制以及相互间的转换

码制： BCD码二进制的补码运算

作 业

P21 1.8 （ 7 ）、 1.10 （ 7 ）、

1.22 （ 7 ）、 1.25 （ 6 、 7 ）