《數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)》課件-數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)第一章VIP

數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)第一章數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)板塊數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)

內(nèi)容簡介第一章數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)

基本概念模擬量和數(shù)字量表示方法數(shù)制互換數(shù)制運算各種碼IC的技術(shù)參數(shù)IC種類數(shù)制其他數(shù)字碼二進制變量和真值表數(shù)字集成電路章節(jié)第一節(jié)模擬量和數(shù)字量第一章數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)數(shù)制第五節(jié)數(shù)字集成電路第三節(jié)其他數(shù)字碼第四節(jié)二進制變量和真值表第一章數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)

第一節(jié)模擬量和數(shù)字量是隨時間連續(xù)變化的物理量模擬量：第一節(jié)模擬量和數(shù)字量

舉例水銀溫度計：水銀柱的高度與溫度成正比，對于任意的溫度變化實現(xiàn)水銀柱高度的相應(yīng)變化。

舉例指針式測量儀表：用于溫度、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、速度等等測量的測量儀表。指針的偏轉(zhuǎn)是連續(xù)變化的。第一節(jié)模擬量和數(shù)字量是不隨時間連續(xù)變化的物理量數(shù)字量：第一節(jié)模擬量和數(shù)字量

舉例莫爾斯電碼是以信息流的數(shù)字處理為基礎(chǔ)的，它通過點和劃的組合按以下原則組成字母、數(shù)字和特殊符號：2、在一個字母或數(shù)字內(nèi)，各點、各劃之間的間隔應(yīng)為兩點的長度（0.2秒）。1、一點為一基本信號單位，約為0.1秒，每一劃的時間長度相當(dāng)于3點的時間長度（0.3秒）。3、字母（數(shù)字）與字母（數(shù)、字）之間的間隔為7

點的長度（0.7秒）。第一節(jié)模擬量和數(shù)字量莫爾斯電碼表第一節(jié)模擬量和數(shù)字量

在坐標(biāo)平面上，模擬量表現(xiàn)為一條連續(xù)的曲線，數(shù)字量表現(xiàn)為分段曲線。連續(xù)量可以等同模擬量，但數(shù)字量不可以等同離散量，因為數(shù)字量只有0，1兩個狀態(tài)量，而離散量可以有無數(shù)個量，如：1，5，67等。離散量包括數(shù)字量。第一節(jié)模擬量和數(shù)字量第二節(jié)數(shù)制

第二節(jié)數(shù)制日常生活中最常用的是十進制。然而，十進制并非是表示數(shù)量的唯一方法。在日常生活中還有其他一些數(shù)制被使用著，如二十四小時為一天（二十四進制），十二個月為一年（十二進制）。而在計算機內(nèi)部處理信息的時候，則用電子元件的兩種狀態(tài)（導(dǎo)通和截止）來表示數(shù)量，故使用的是二進制，因為二進制只有兩種狀態(tài)，即“0”和“1”。進位計數(shù)制十進制數(shù)的表示法數(shù)制的表示法第二節(jié)數(shù)制對數(shù)量進行表述稱為計數(shù)。按進位原則進行計數(shù)的法則稱為進位計數(shù)制。對于任意一種進位計數(shù)制，都可以用按位權(quán)展開的表示式來表示一個數(shù)，即N＝an－1rn－1＋…＋a1r1＋a0r0＋a－1r－1＋…＋a－mr－m上式中：

r稱為基數(shù)，表示該進位計數(shù)制有r個數(shù)符，每當(dāng)計數(shù)到r時，需向高位進位，即“逢r進1”，因此，亦稱為“r進制”；

n、m均為正整數(shù)，分別代表數(shù)N的整數(shù)和小數(shù)位的位數(shù)；

ai（i＝n－1，n－2，…，1，0，－1，…，－m）為系數(shù)，它可在從0到r－1這r個數(shù)當(dāng)中任意取值；ri（i＝n－1，n－2，…，1，0，－1，…，－m）稱為權(quán)。第二節(jié)數(shù)制例題解：例1-1將十進制數(shù)437.56寫成按位權(quán)展開的表示式。437.56＝4×102＋3×101＋7×100＋5×10－1＋6×10－2第二節(jié)數(shù)制十進制的基數(shù)與系數(shù)十進制的基數(shù)：r＝10十進制的系數(shù)：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9第二節(jié)數(shù)制十進制數(shù)的表示法例如十進制數(shù)235，可用 235

或 235(10)或 (235)10或235D表示，其中D表示“Decimal”，即十進制。若數(shù)字后沒有標(biāo)注，均可視為十進制。第二節(jié)數(shù)制二進制數(shù)的表示法十進制雖是生活中最常用的計數(shù)方式，但如果將其應(yīng)用在電子電路中，則必須用十種不同的電位來分別表示0，1，…，9十個數(shù)字，這將使電路變得十分復(fù)雜。而使用二進制，便可用高、低兩種不同的電位來表示0和1兩個數(shù)字。所以在電子電路中通常使用二進制。第二節(jié)數(shù)制二進制的基數(shù)與系數(shù)二進制的基數(shù)：r＝2二進制的系數(shù)：0，1第二節(jié)數(shù)制二進制的位和字節(jié)每一個二進制數(shù)字為一個位（Bit）八個位稱為一個字節(jié)（Byte）即1

Byte＝8Bits。第二節(jié)數(shù)制二進制數(shù)的表示法例如二進制數(shù)1100可用 1100(2)或 (1100)2或1100B表示，其中B表示“Binary”，即二進制。第二節(jié)數(shù)制例題解：例1-2將二進制數(shù)1010.01寫成按位權(quán)展開的表示式。1010.01B＝1×23＋0×22＋1×21＋0×20＋0×2－1＋1×2－2第二節(jié)數(shù)制八進制數(shù)的表示法采用二進制計數(shù)雖然能使電子電路變得簡單，但卻給人們帶來了如書寫、讀數(shù)等諸多的不便。而八進制和十進制比較相似，且和二進制也有很直接的轉(zhuǎn)換關(guān)系，因此它在人、機（計算機）交流中被廣泛使用。第二節(jié)數(shù)制八進制的基數(shù)與系數(shù)八進制的基數(shù)：r＝8八進制的系數(shù)：0，1，2，3，4，5，6，7第二節(jié)數(shù)制八進制數(shù)的表示法例如八進制數(shù)261可用 261(8)或 (261)8或261O表示，其中O表示“Octal”，即八進制。第二節(jié)數(shù)制例題解：例1-3將八進制數(shù)427.607寫成按位權(quán)展開的表示式。427.607O＝4×82＋2×81＋7×80＋6×8－1＋0×8－2＋7×8－3

第二節(jié)數(shù)制十六進制數(shù)的表示法除了八進制外，十六進制也具備和十進制相似、與二進制轉(zhuǎn)換方便等特性，因此在人、機交流中也經(jīng)常被使用到。第二節(jié)數(shù)制十六進制的基數(shù)與系數(shù)十六進制的基數(shù)：r＝16十六進制的系數(shù)：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)其中：A、B、C、D、E、F分別代表十進制數(shù)中的10、11、12、13、14、15。第二節(jié)數(shù)制十六進制數(shù)的表示法例如十六進制數(shù)3C0可用 3C0(16)或 (3C0)16或3C0H表示，其中H表示“Hexadecimal”，即十六進制。第二節(jié)數(shù)制例題解：例1-4將十六進制數(shù)4F9.0D寫成按位權(quán)展開的表示式。4F9.0DH＝4×162＋15×161＋9×160＋0×16－1＋13×16－2第二節(jié)數(shù)制數(shù)制的表示法二進制轉(zhuǎn)換為十進制二進制和十進制互換

二進制轉(zhuǎn)換成十進制時比較簡單，只需將二進制數(shù)按位權(quán)展開，并求和即可。第二節(jié)數(shù)制例題解：例1-5求11001.01B的十進制表示。11001.01B＝

1×24＋

1×23＋0×22＋0×21

＋1×20＋0×2－1＋1×2－2

＝25.25D第二節(jié)數(shù)制十進制轉(zhuǎn)換為二進制十進制轉(zhuǎn)換成二進制時，整數(shù)和小數(shù)部分有所不同，下面分別加以敘述。整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換可通過“除2取余”法進行。將待轉(zhuǎn)換的十進制數(shù)除以2，余數(shù)即為對應(yīng)的二進制數(shù)的a0，然后對商重復(fù)上述過程直至商為零，便可得到二進制數(shù)的a1，a2，…，an－1。第二節(jié)數(shù)制1

1

101

0例題解：例1-6求43D的二進制表示。第二節(jié)數(shù)制除以2商Qi

余數(shù)ai

4321a0=12110a1=1105a2=052a3=121a4=010a5=1即43D=101011小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換可通過“乘2取整”法進行。將待轉(zhuǎn)換的十進制小數(shù)部分乘以2，積的整數(shù)部分即為對應(yīng)的二進制數(shù)的a-1，然后對積的小數(shù)部分重復(fù)上述過程，直至積的小數(shù)部分為零，便可依次求得二進制數(shù)的a-2，a-3，…，a-m。在轉(zhuǎn)換過程中，若十進制的小數(shù)部分恒不為零，則可按轉(zhuǎn)換精度決定二進制小數(shù)的位數(shù)。第二節(jié)數(shù)制對于既有整數(shù)部分、又有小數(shù)部分的十進制數(shù)，只需將其分別進行轉(zhuǎn)換，然后合到一起即可。例題解：例1-7求0.423D的二進制表示。第二節(jié)數(shù)制乘以2積的小數(shù)部分Fi

積的整數(shù)部分ai0.4130.846a-1=00.8460.692a-2=10.6920.384a-3=10.3840.768a-4=0即0.423D=0.011

B當(dāng)要求轉(zhuǎn)換精度為2－2時，可?。?.423D＝0.01B

二進制轉(zhuǎn)換為十六進制二進制和十六進制互換整數(shù)部分：從整數(shù)的最低位開始，每四位二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成一位十六進制數(shù)，若最高位不滿四位時，可在左面添“0”構(gòu)成四位。第二節(jié)數(shù)制小數(shù)部分：從小數(shù)的最高位開始，每四位二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成一位十六進制數(shù)，若最末位不滿四位時，也可在右面補“0”構(gòu)成四位。

9

C

3

B

1例題解：例1-8求110111001.001111B的十六進制表示。第二節(jié)數(shù)制0001

1011

1001.0011

1100↓↓↓↓↓即110111001.001111B=1B9.3CH十六進制轉(zhuǎn)換為二進制欲將一個十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)時，只要每位十六進制數(shù)用四位二進制數(shù)表示即可。第二節(jié)數(shù)制

1111

0100

0111

1010

0101例題解：例1-9求5F7.4AH的二進制表示。第二節(jié)數(shù)制5F7.

4A↓↓↓↓↓即5F7.4AH

=10111110111.01001010B十六進制轉(zhuǎn)換為十進制十進制和十六進制互換十六進制轉(zhuǎn)換成十進制時比較簡單，只需將十六進制數(shù)按位權(quán)展開，并求和即可。第二節(jié)數(shù)制例題解：例1-10求A2F.3DH的十進制表示。A2F.3DH＝

10×162＋2×161＋15×160

＋3×16-1＋13×16-2＋13×16-2＝2607.23046875D第二節(jié)數(shù)制十進制轉(zhuǎn)換為十六進制十進制轉(zhuǎn)換成十六進制時，要將整數(shù)和小數(shù)分別來處理。整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換可通過“除16取余”法進行。將待轉(zhuǎn)換的十進制數(shù)除以16，余數(shù)即為對應(yīng)的十六進制數(shù)a0，然后對商重復(fù)上述過程直至商為零，便可得到十六進制數(shù)的a1，a2，…，an－1。第二節(jié)數(shù)制E

A9例題解：例1-11求2538D的十六進制表示。第二節(jié)數(shù)制除以16商Qi

余數(shù)ai

2538158a0=101589a1=1490a2=9即2538D=9EAH第二節(jié)數(shù)制小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換可通過“乘16取整”法進行。將待轉(zhuǎn)換的十進制數(shù)的小數(shù)部分乘以16，積的整數(shù)部分即為對應(yīng)的十六進制數(shù)的a－1，然后對積的小數(shù)部分重復(fù)上述過程，直至積的小數(shù)部分為零，便可依次求得十六進制數(shù)的a－2，a－3，…，a－m。在轉(zhuǎn)換過程中，若十進制的小數(shù)部分恒不為零，則可按轉(zhuǎn)換精度決定十六進制小數(shù)的位數(shù)。例題解：例1-12求0.48254D的十六進制表示。第二節(jié)數(shù)制乘以16積的小數(shù)部分Fi

積的整數(shù)部分ai0.482540.72064a-1=70.720640.53024a-2=110.530240.48384a-3=80.483840.74144a-4=7即0.48254D=0.7B87H

其他數(shù)制間的轉(zhuǎn)換，可參照上述轉(zhuǎn)換方法，在此不再贅述。十進制、二進制、八進制、十六進制數(shù)的對照表如表1-1所示。第二節(jié)數(shù)制表1-1數(shù)制對照表十進制二進制八進制十六進制00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F第二節(jié)數(shù)制二進制數(shù)的運算一位二進制數(shù)的加法規(guī)則為二進制數(shù)的加法0＋0＝00＋1＝1＋0＝11＋1＝0（進位1）第二節(jié)數(shù)制

例題解：例1-13試求10011B+11011B的值。第二節(jié)數(shù)制被加數(shù)10011

加數(shù)11011

進位+111101110即10011B+11011B=101110B一位二進制數(shù)的減法規(guī)則為二進制數(shù)的減法 0－0＝0 1－0＝1 1－1＝0 0－1＝1（有借位）第二節(jié)數(shù)制例題解：例1-14試求11001010B－110011B的值。第二節(jié)數(shù)制被減數(shù)11001010

減數(shù)110011

借位－1111110010111即11001010B－110011B＝10010111B一位二進制數(shù)的乘法規(guī)則為二進制數(shù)的乘法 0×0＝0 1×0＝0×1＝0 1×1＝1兩個二進制數(shù)相乘，可參照十進制相乘的方法進行。第二節(jié)數(shù)制例題解：例1-15試求1011B×1010B的值。第二節(jié)數(shù)制被乘數(shù)1011

乘數(shù)×

1010

000010110000

＋10111101110即1011B×1010B＝1101110B從例1-15中不難看出，當(dāng)乘數(shù)某一位為0時，則對應(yīng)的中間結(jié)果也為0；當(dāng)乘數(shù)某一位為1時，則對應(yīng)的中間結(jié)果為被乘數(shù)。故二進制數(shù)的乘法運算可看成對被乘數(shù)進行移位（左移）后的加法運算，而被乘數(shù)左移的位數(shù)則取決于乘數(shù)中1的位置。第二節(jié)數(shù)制

二進制數(shù)的除法可參照十進制數(shù)除法運算的基本規(guī)則，具體方法見例1-16。二進制的除法第二節(jié)數(shù)制商除數(shù)101)1101101被除數(shù)

101

1111011001101100余數(shù)例題解：例1-16試求1101101B÷101B的值。第二節(jié)數(shù)制即1101101B÷101B＝10101B余數(shù)為100B

1

1

0

1

0在計算機中處理的信息都以二進制數(shù)的形式呈現(xiàn)，對數(shù)的正、負(fù)也必須通過高、低電平來識別。直接用“＋”號和“－”號來表示其正、負(fù)的二進制數(shù)，稱為該數(shù)的真值。另外，為了簡化計算機的硬件結(jié)構(gòu)，減法也在加法器中完成，而原碼、反碼和補碼正是用來解決計算機內(nèi)部的相關(guān)運算問題的。第三節(jié)其他數(shù)字碼

第三節(jié)其他數(shù)字碼原碼、反碼和補碼二進制數(shù)的最高位稱符號位，用來表示該數(shù)的正、負(fù)，“0”表示正數(shù)，“1”表示負(fù)數(shù)。用這種方法表示的數(shù)碼稱為原碼。原碼第三節(jié)其他數(shù)字碼例題解：例1-178位二進制數(shù)的真值分別為X1＝1001和

X2＝－1001，寫出它們的原碼。[X1]原＝00001001[X2]原＝10001001要注意的是，原碼中“0”有兩種形式：[＋00000000]原＝00000000[－00000000]原＝10000000第三節(jié)其他數(shù)字碼當(dāng)真值為正數(shù)時，反碼和原碼的數(shù)值相同；真值為負(fù)數(shù)時，符號位不變，仍為“1”，把原碼中的“0”寫成“1”、“1”寫成“0”即構(gòu)成反碼。如果對一個反碼再取反，則可得到原碼本身。和原碼一樣，反碼中“0”也有兩種形式：[＋00000000]反＝00000000[－00000000]反＝11111111反碼運算一般不常使用，但其取反過程常用作取補的中間過程。反碼第三節(jié)其他數(shù)字碼例題解：例1-188位二進制數(shù)的真值分別為X1＝11000和

X2＝－11000，寫出它們的反碼。[X1]反＝[X1]原＝00011000[X2]反＝11100111第三節(jié)其他數(shù)字碼當(dāng)真值為正數(shù)時，補碼和原碼及反碼的數(shù)值相同；當(dāng)真值為負(fù)數(shù)時，在反碼的基礎(chǔ)之上再加1后，即構(gòu)成補碼。和反碼一樣，對一個補碼再取補，則回到原碼本身。在補碼中，“0”只有一種形式：[＋00000000]原＝[－00000000]原＝00000000補碼第三節(jié)其他數(shù)字碼例題解：例1-198位二進制數(shù)的真值分別為X1＝11100和

X2＝－11100，寫出它們的補碼形式。[X1]補＝[X1]反＝[X1]原＝00011100[X2]補＝[X2]反+1＝11100011+1＝11100100第三節(jié)其他數(shù)字碼在計算機中，當(dāng)有兩個數(shù)要進行加、減運算時，首先判斷兩個數(shù)的符號位。若符號位相同，則將兩個數(shù)相加，再冠以對應(yīng)的正、負(fù)符號即可；若符號位不同，則將兩個數(shù)取補后再做加法，具體步驟如下：①對兩個數(shù)取補。將兩個數(shù)的補碼相加：在相加時，可把符號位上表示正負(fù)的“0”和“1”也看成數(shù)，一同進行加法運算（符號位運算時產(chǎn)生的進位扔掉）。③判斷補碼加法結(jié)果的符號位：由于補碼相加后的結(jié)果仍為補碼，故要對其結(jié)果的正負(fù)進行判斷。若符號位為“0”，則表示結(jié)果為正值；若符號位為“1”，則表示結(jié)果為負(fù)值。補碼的運算第三節(jié)其他數(shù)字碼例題解：例1-20已知X1＝00001001，X2＝－00000110，試用補碼來計算Y＝X1＋X2的值。。對兩個數(shù)取補：[X1]補＝[X1]原＝00001001[X2]補＝[X2]反＋1＝11111001＋1＝11111010將兩個數(shù)的補碼相加：[X1]補＋[X2]補＝00001001＋11111010＝[Y]補＝00000011判斷補碼加法結(jié)果的符號位：符號位等于“0”，表示結(jié)果Y為正數(shù)。即[Y]原＝[Y]補＝00000011Y＝00000011第三節(jié)其他數(shù)字碼例題解：例1-21已知X1＝00001001，X2＝－00001100，試用補碼來計算Y＝X1＋X2的值。。對兩個數(shù)取補：[X1]補＝[X1]原＝00001001[X2]補＝[X2]反＋1＝11110011＋1＝11110100將兩個數(shù)的補碼相加：[X1]補＋[X2]補＝00001001＋11110100＝[Y]補＝11111101判斷補碼加法結(jié)果的符號位：符號位等于“1”，表示結(jié)果Y為負(fù)數(shù)，必須對[Y]補再求補后得到原碼[Y]原即[Y]原＝[[Y]補]補＝10000011Y＝－00000011第三節(jié)其他數(shù)字碼BCD碼是用若干位二進制代碼表示一位十進制數(shù)，它既方便電腦的運算，又適合人類的閱讀。BCD碼有多種，下面介紹一種最常用的BCD碼——NBCD碼。NBCD碼的編碼方法是：取二進制數(shù)的前十個（0000～1001）數(shù)來分別表示十進制數(shù)的0～9。由于四位二進制碼的權(quán)分別為8、4、2、1，所以NBCD碼又稱為8421BCD碼。表1-2中給出了部分十進制數(shù)的NBCD碼。

第三節(jié)其他數(shù)字碼

BCD碼表1-2NBCD碼與十進制數(shù)對照表十進制NBCD碼十進制NBCD碼00000810001000191001200101000010000300111100010001401001200010010501011300010011601101400010100701111500010101第三節(jié)其他數(shù)字碼例題解：例1-22試以NBCD碼來表示396D。因為十進制數(shù)3、9、6所對應(yīng)的二進制數(shù)分別為0011、1001和0110，所以有(396D)BCD＝001110010110第三節(jié)其他數(shù)字碼要注意的是，計算機在用BCD碼進行運算時，仍要用二進制邏輯來實現(xiàn)，這樣就難免在某些時候會出現(xiàn)錯誤，故必須進行十進制調(diào)整。例如在加法后，若其四位二進制結(jié)果大于1001B，或其四位二進制結(jié)果雖小于1001B但卻產(chǎn)生了進位（相當(dāng)于十進制運算大于9）時，要進行“加6調(diào)整”。同理，在進行減法后，要做“減6調(diào)整”。第三節(jié)其他數(shù)字碼

14＞9

加6調(diào)整

NBCD加法結(jié)果例題解：例1-23試以NBCD碼計算十進制數(shù)8+6的值。1000

＋0110

1110

＋011010100第三節(jié)其他數(shù)字碼

結(jié)果小于9，但卻產(chǎn)生了進位

加6調(diào)整

NBCD加法結(jié)果例題解：例1-24試以NBCD碼計算十進制數(shù)8+9的值。1000

＋1001

10001

＋011010111第三節(jié)其他數(shù)字碼余3碼是一種非加權(quán)碼，即每個位元沒有其固定的權(quán)值，故不適合算術(shù)運算。表1-3給出了部分十進制數(shù)的余3碼。第三節(jié)其他數(shù)字碼余3碼表1-3余3碼與十進制數(shù)對照表十進制數(shù)余3碼00011101002010130110401115100061001710108101191100互補第三節(jié)其他數(shù)字碼從表1-3中可以看出，余3碼的特點為：①每組余3碼相當(dāng)于對應(yīng)的BCD碼加上3（即加上二進制碼0011）。②具有互補特性。③每組余3碼中至少包括一個1，故具有偵誤能力。第三節(jié)其他數(shù)字碼格雷碼也是一種非加權(quán)碼，在資料的傳輸、模/數(shù)轉(zhuǎn)換和輸出/輸入裝置中經(jīng)常使用。格雷碼與二進制數(shù)的關(guān)系如表1-4所示。第三節(jié)其他數(shù)字碼格雷碼表1-4格雷碼與二進制數(shù)對照表二進制碼格雷碼00000000000100010010001100110010010001100101011101100101011101001000110010011101101011111011111011001010110110111110100111111000

相鄰兩個數(shù)碼之間，只有一個位元不同從中間隔開，可發(fā)現(xiàn)除左邊最高位元外，右邊三個位元都呈上下對稱，所以格雷碼又稱作發(fā)射碼。第三節(jié)其他數(shù)字碼字母及各種字符也必須用二進制編碼后才能在計算機中處理，其編碼方式有多種，當(dāng)前最常用的是美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼（AmericanStandardsCodesInformationInterchange，即ASCII）。其編碼方式如表1-5所示。第三節(jié)其他數(shù)字碼美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼表1-5ASCII字符表1十六進制高位01234567低位00000101001110010111011100000NULDLESPACE0@P`p10001SOHDC1!1AQaq20010STXDC2”2BRbr30011ETXDC3#3CScs40100EOTDC4$4DTdt50101ENQNAK%5EUeu60110ACKSYN&6FVfv70111BELETB‘7GWgw第三節(jié)其他數(shù)字碼表1-5ASCII字符表2十六進制高位01234567低位00000101001110010111011181000BSCAN(8HXhx91001HTEM)9IYiyA1010LFSUB*:JZjzB1011VTESC+;K[k{C1100FFFS,<L\l|D1101CRGS-=M]m}E1110SORS.>N^N~F1111SIUS/?O_oDEL第三節(jié)其他數(shù)字碼例題解：例1-25找出大寫字母B的ASCII碼。從表1-5中可以查出字母B的高位為4H，低位為2H，故字母B的ASCII碼為42H＝1000010B第三節(jié)其他數(shù)字碼例題解：例1-26找出ASCII碼為2BH所代表的符號。此ASCII碼的高位為2H，低位為BH，通過表1-5可以知道2BH所代表的符號為加號“＋”。第三節(jié)其他數(shù)字碼第一章數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)

第四節(jié)二進制變量和真值表二進制變量

在實際應(yīng)用中，電氣控制部件一般只有兩種狀態(tài)：觸點閉合或不閉合、交流接觸器吸合或不吸合、開關(guān)接通或斷開、滿足或不滿足等等。

這些狀態(tài)總是相對的。這兩種相對的狀態(tài)被稱作二進制狀態(tài)，分別用符號“1”和“0”來表示。“1”表示閉合或滿足（是），“0”表示：打開或不滿足（否）。只能取“1”和“0”這兩個值的變量稱為二進制變量。真值表真值表是指邏輯變量的所有可能的組合及其對應(yīng)的結(jié)果所組成表格。對于兩個獨立的輸入變量A和B與相關(guān)的輸出變量Q之間的功能關(guān)系可以應(yīng)用真值表表示，如下頁的表1-6所示。第四節(jié)二進制變量和真值表表1-6一個簡單的真值表輸入變量（獨立變量）輸出變量（相關(guān)變量）ABQ000010100111第四節(jié)二進制變量和真值表邏輯電壓的標(biāo)準(zhǔn)在電子電路中，若用“0”表示低電位，“1”表示高電位，稱為正邏輯；反之，用“1”表示低電位，“0”表示高電位，則稱為負(fù)邏輯。本書中采用的是正邏輯。第四節(jié)二進制變量和真值表邏輯電壓的標(biāo)準(zhǔn)是指高、低電位在邏輯上的界定，即邏輯電壓的高低有其許可的限度。對TTL門電路而言，電壓在0.8V以下，稱為邏輯“0”；電壓在2.0V以上，稱為邏輯“1”；而0.8V以上到2.0V以下的電壓范圍，則無法判定其邏輯值，是被禁止使用的。同樣對CMOS門電路而言，電壓在電源電壓UDD的0.3倍以下，稱為邏輯“0”；電壓在UDD的0.7倍以上，稱為邏輯“1”；而中間那段也是被禁止使用的。圖1-1所示是TTL和CMOS電路的邏輯電壓標(biāo)準(zhǔn)。第四節(jié)二進制變量和真值表圖1-1TTL和CMOS門電路的邏輯電壓標(biāo)準(zhǔn)第四節(jié)二進制變量和真值表脈沖波形的描述在一個脈沖波形中，由高電位構(gòu)成的脈沖波，稱為正脈波；由低電位構(gòu)成的脈沖波，稱為負(fù)脈波；從最低電平上升至最高電平稱為脈沖波的前沿（或稱上升沿）；從最高電平下降至最低電平稱為脈沖波的后沿（或稱下降沿），如圖1-2所示。第四節(jié)二進制變量和真值表圖1-2

脈沖波形的描述第四節(jié)二進制變量和真值表第一章數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)

第五節(jié)數(shù)字集成電路采用分立元件構(gòu)成電子電路時，需要用很多連線和焊點把元件連接起來，因而電路成本高、可靠性下降。但隨著半導(dǎo)體電路制造工藝的發(fā)展，在20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了集成電路，簡稱IC，就可以有效地解決這個問題。IC利用微電子元件制作技術(shù)，將電路植入微小晶片上，并封裝在一個管殼中，在管殼的外面有用于連接電源、地線和用于輸入、輸出等的引腳。集成電路的體積很小，但功能卻十分強大。專供數(shù)字系統(tǒng)使用的集成電路稱為數(shù)字集成電路。數(shù)字集成電路的技術(shù)參數(shù)延遲時間是指信號在通過電路時，輸出與輸入間的滯后時間，其值在幾個ns（1ns＝10－9s）到幾十ns之間。tpd愈小，則表示集成電路工作速率愈快。傳輸延遲（tpd）功耗是指集成電路在工作時所消耗的電功率。它的值等于電源電壓與輸出平均電流（ICC）的乘積。集成電路的工作頻率愈高，其功率消耗亦愈大。功耗（PD）第五節(jié)數(shù)字集成電路扇出系數(shù)是指推動級邏輯門使之能可靠地驅(qū)動后級同類門的個數(shù)。而在推動級輸出高電平和低電平時所帶的負(fù)載能力并不相同，現(xiàn)說明如下：扇出系數(shù)（FanOut）邏輯門的電流參數(shù)

IOH（max）：指推動級邏輯門在高電平時，輸出端流出的最大電流。

IIH（max）：指推動級邏輯門在高電平時，由負(fù)載級邏輯門輸入端流入的最大電流。

IOL（max）：指推動級邏輯門在低電平時，輸出端所能允許流入的最大電流。

IIL（max）：指推動級邏輯門在低電平時，由負(fù)載級邏輯門輸入端流出的最大電流。第五節(jié)數(shù)字集成電路邏輯門的扇出系數(shù)高電平輸出電路如圖1-3所示，扇出系數(shù)表示為FanOut（H）=低電平輸出電路如圖1-4所示，扇出系數(shù)表示為FanOut（L）=其中IOL（max）≥IIL1（max）＋IIL2（max）＋

扇出系數(shù)FanOut取FanOut（H）和FanOut（L）中的較小者。第五節(jié)數(shù)字集成電路圖1-3高電平輸出第五節(jié)數(shù)字集成電路圖1-4低電平輸出第五節(jié)數(shù)字集成電路例題解：例1-27已知某TTL邏輯門的IOH(max)＝-600μA（負(fù)號表

示電流是從邏輯門流出），IOL(max)＝3mA，IIH(max)

＝50μA，IIL(max)＝-0.5mA。求扇出系數(shù)FanOut。FanOut（H）=FanOut（L）=則FanOut＝6(個）第五節(jié)數(shù)字集成電路噪聲容限是指前級邏輯門在受到電壓干擾后，輸出端的電壓加至下一級輸入端時仍可保持正確的電位所能允許的最大變化電壓。在討論邏輯電路的噪聲容限時，一般以推動同類型的邏輯門為基準(zhǔn)。數(shù)字邏輯電路的噪聲容限有兩種，分別為高電平噪聲容限（UNH）和低電平噪聲容限（UNL）。邏輯門的噪聲容限數(shù)值愈大，表明其抗干擾能力愈強。噪聲容限（UN）第五節(jié)數(shù)字集成電路邏輯門的電壓參數(shù)

UIH(min)：指負(fù)載級邏輯門在接收高電平時的最低輸入電壓。

UIL(max)：指邏輯門在接收低電平時的最高輸入電壓。

UOH(min)：指推動級邏輯門在輸出高電平時的最低輸出電壓。

UOL(max)：指邏輯門在輸出低電平時的最高輸出電壓。邏輯門的噪聲容限從圖1-5中可以看出噪聲容限UN取UNH和UNL中的較小者。第五節(jié)數(shù)字集成電路圖1-5噪聲容限的界定第五節(jié)數(shù)字集成電路數(shù)字集成電路的種類數(shù)字集成電路的種類按其制造方式的不同，可分為雙極技術(shù)和單極技術(shù)兩大類。第五節(jié)數(shù)字集成電路雙極技術(shù)非飽和型飽和型CTL：互補晶體管邏輯ECL：射極耦合邏輯TTL：晶體管-晶體管邏輯HTL：高閾值邏輯DTL：二極管-晶體管邏輯RCTL：電阻-電容-晶體管邏輯RTL：電阻-晶體管邏輯DCTL：直接耦合晶體管邏輯單極技術(shù)MOS：金屬氧化膜半導(dǎo)體邏輯CMOS：互補金屬氧化膜半導(dǎo)體邏輯第五節(jié)數(shù)字集成電路

數(shù)字集成電路的種類雖然繁多，但目前市場上大