注電考試最新版教材-第58講信息與計算機(jī)基礎(chǔ)

1、2.數(shù)字信號的數(shù)值運(yùn)算除了進(jìn)位規(guī)則不同外，二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算法則與十進(jìn)制數(shù)相同。(I )加法，它是以最低位開始逐位完成兩數(shù)相加和進(jìn)位操作。(2 )減法，先引人反碼、補(bǔ)碼的概念，反碼是一個二進(jìn)制數(shù)按位取反，即0變1,1變0后組成的代碼。如數(shù)1010的反碼是0101;補(bǔ)碼是一個數(shù)的反碼加1后所得的代碼。如數(shù)1010 的反碼是0101，其補(bǔ)碼為：0101+1 = 0110。補(bǔ)碼原理是：一個數(shù)和另一個數(shù)相加等于零，則 這個數(shù)和另一個數(shù)的大小相等符號相反，則其中一個數(shù)的代碼就是另一個數(shù)的補(bǔ)碼。 如數(shù)1010 與它的補(bǔ)碼0110之和：1010+ 0110=( 1)0000，舍去進(jìn)位后正好是0。因此，在二進(jìn)

2、制數(shù)減法運(yùn)算中，將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)化為被減數(shù)代碼和減數(shù)補(bǔ)碼之間的加法運(yùn)此外，為了區(qū)分正數(shù)和負(fù)數(shù)，在計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，把二進(jìn)制代碼的最高位作為符號位，0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)。由此，一組4bit代碼所能表示的正數(shù)、負(fù)數(shù)如表 7 3 2所示十進(jìn)M靈二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)-810007-710016-6101051014-411003一 31麗1 4-21110111110帶符號位的二進(jìn)制數(shù)聯(lián)示S 7-32 二進(jìn)制數(shù) 0111011001010)00wnWlo0001QW0JXJ巴(MX) 110 世(3)乘法，二進(jìn)制的乘法也是從右向左逐位操作的，如圖7 3 1(a)所示。從圖7 31 (a)可發(fā)現(xiàn)：它實際上是由一系

3、列“移動”和“相加”操作組成，即被乘數(shù)逐步左移并 逐步相加即可完成乘法計算。7 一 3 一 1(b)所示(4)除法，二進(jìn)制數(shù)除法運(yùn)算也是從左向右操作的，如圖10011I 10/ HKMXXX)f MOno用7-a-i二講制數(shù)算術(shù)運(yùn)算示例從圖7 一 3 一 1(b )可發(fā)現(xiàn)：它實際上是由一系列“移動”和“相減”操作組成，即以被除數(shù)逐步右移并逐步與被減 數(shù)相減的方式完成除法運(yùn)算。可見，二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算都可以用它的代碼“移位”和“相加”(相減轉(zhuǎn)換為補(bǔ)碼后相加)兩種操作來實現(xiàn)。由此，它們可以用數(shù)字信號的“移位”和數(shù)字信號的“移位”操作由移位寄存器電路來 實現(xiàn)，實現(xiàn)。3.數(shù)字信號的邏輯編碼和邏輯運(yùn)算在邏輯

4、體系中，對邏輯命題只做“真”或“假”、“是”或“非”、“有”和“無”等的簡 單判斷，即邏輯命題只取兩個值，用代碼形式可表示為“0”或“1”兩種狀態(tài)。對邏輯函數(shù)則只做“與”、“或”、“非”三種基本的運(yùn)算。數(shù)字邏輯體系是指用數(shù)字信號表示并采用數(shù)字 信號處理方法實現(xiàn)演算的一種邏輯體系。數(shù)字邏輯是二值的，即“0” “I”表示邏輯變量的取值，0 ”表示“假”(F);1表示“真” (T)。邏輯運(yùn)算法則，它表述的是一些邏輯等價關(guān)系。 在邏輯問題中，兩個真值完全相同的邏輯命題或表達(dá)或相互等價。常用的等價關(guān)系見表7-33。表中，反演率也稱為摩根定理。邏輯函數(shù)的化簡，其目的是簡化其表達(dá)式，凸顯其內(nèi)在 邏輯關(guān)系，并

5、簡化邏輯運(yùn)算電路的組成。但是，在邏輯運(yùn)算電路中要考慮邏輯系統(tǒng)組建的技 術(shù)因素，故邏輯表達(dá)式的簡化形式并非“越簡越好”。常用的韓價關(guān)系表443交換率AB=1SA(A+B+C-A+tBdOA(BO= AA+AB= A-httA當(dāng)用數(shù)字信號表示邏輯變化的取值情況，邏輯函數(shù)的演算即可以通過數(shù)字信號處理的方 法來實現(xiàn)。在數(shù)字系統(tǒng)中，使用專門制作的各種邏輯門電路來自動地完成數(shù)字信號之間按位 的邏輯運(yùn)算，并將這些基本的邏輯門電路組合起來組建成組合邏輯系統(tǒng)，就可以完成任意復(fù) 雜的邏輯函數(shù)的運(yùn)算。4 模一數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換和數(shù)一模（D/A）轉(zhuǎn)換（1 ）模一數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換是對采樣信號進(jìn)行幅值量化處理，即

6、用二進(jìn)制代碼來表示采樣瞬間信號的值， 也即用“ 0” “ 1”代碼對采樣信號的值進(jìn)行編碼，從而將采樣信號進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。 可見，A/D轉(zhuǎn)換是對模擬信號進(jìn)行編碼，變?yōu)閿?shù)字信號。由于系統(tǒng)誤差和外界干擾的影響， A/D轉(zhuǎn)換中會產(chǎn)生測量誤差。如一個 8位的逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器組成一個5V量程的直流數(shù) 字電壓表，該直流數(shù)字電壓表存在一個字的誤差，即一個量化單位的誤差。一個8位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器可以完成255（28 I）個階梯形逐次增長的電壓，并與被測電壓進(jìn)行比較。而 5V量程，則需經(jīng)過255次的比較才完成對5V電壓的測量，所以，每一個階梯的電壓值即一 個量化單位為：暉=諜=。OI960784V=19, 607S4mVss9, 61 mV所以它的一個字的誤差為19.61mv,相應(yīng)的滿量程測量精度為：19.6078mv/5v=0.392 %。（2）數(shù)一模（D/A）轉(zhuǎn)換D/A轉(zhuǎn)換則是對數(shù)字信號進(jìn)行解碼，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。從工程技術(shù)的角度，D/A轉(zhuǎn)換只需用簡單的電阻網(wǎng)絡(luò)即可實現(xiàn)。例：計算機(jī)使用二進(jìn)制代碼運(yùn)算，6-3二？的運(yùn)算式是（）。0110+1100=?;0110+001 仁？0110+100 仁？；0110+