第1章_数制和码制
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第1章数制与码制讲义
数字电路与逻辑设计
南京邮电大学
2020年7月30日星期四
章目录
第一章 数制与码制
1
绪论
一、数字电子技术的发展与应用 二、模拟信号和数字信号 三、数字电子技术的优点 四、二进制代码“1”和“0”的波形表示 五、本课程的研究内容 六、学习方法 七、参考教材
八、考核方法及答疑安排
2020年7月30日星期四
2020年7月30日星期四
标题区 章目录 节目录
第一章 数制与码制
16
三、十六进制（Hexadecimal）
构成：十六个数码（0～9，A～F）； 逢十六进一，借一当十六。
n1
(N )16 (N )H ai 16i
im
其中：ai ----0～F中任一数码。
例如：(1110)B=1×23 + 1×22 + 1 ×21 + 0 ×20
章目录
第一章 数制与码制
2
第1章 数制与码制
1.1 数制（计数体制）
一、十进制（Decimal） 二、二进制（Binary） 三、十六进制（Hexadecimal） 四、八进制（Octal） 五、数制转换
2020年7月30日星期四
章目录
第一章 数制与码制
3
1.2 码制（编码的制式）
一、二进制码 二、二—十进制（BCD）码 三、字符、数字代码 作业
标题区 章目录 节目录
第一章 数制与码制
9
五、本课程的研究内容
1.逻辑代数的基本理论； 2.常用数字集成电路的结构、工作原理、逻辑功
能和使用方法 ；
3.数字电路的分析、设计方法；
2020年7月30日星期四
标题区 章目录 节目录
第一章 数制与码制
南京邮电大学
2020年7月30日星期四
章目录
第一章 数制与码制
1
绪论
一、数字电子技术的发展与应用 二、模拟信号和数字信号 三、数字电子技术的优点 四、二进制代码“1”和“0”的波形表示 五、本课程的研究内容 六、学习方法 七、参考教材
八、考核方法及答疑安排
2020年7月30日星期四
2020年7月30日星期四
标题区 章目录 节目录
第一章 数制与码制
16
三、十六进制（Hexadecimal）
构成：十六个数码（0～9，A～F）； 逢十六进一，借一当十六。
n1
(N )16 (N )H ai 16i
im
其中：ai ----0～F中任一数码。
例如：(1110)B=1×23 + 1×22 + 1 ×21 + 0 ×20
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第一章 数制与码制
2
第1章 数制与码制
1.1 数制（计数体制）
一、十进制（Decimal） 二、二进制（Binary） 三、十六进制（Hexadecimal） 四、八进制（Octal） 五、数制转换
2020年7月30日星期四
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第一章 数制与码制
3
1.2 码制（编码的制式）
一、二进制码 二、二—十进制（BCD）码 三、字符、数字代码 作业
标题区 章目录 节目录
第一章 数制与码制
9
五、本课程的研究内容
1.逻辑代数的基本理论； 2.常用数字集成电路的结构、工作原理、逻辑功
能和使用方法 ；
3.数字电路的分析、设计方法；
2020年7月30日星期四
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第一章 数制与码制
1章数制与编码1
按权展开法：
例如：(11010.101)2=1×24+1×23+0×22+1×21+0×20 +1×2-1+0×2-2+1×2-3
=16+8+2+0.5+0.125 =(26.625)10 十进制数转换成二进制数时，将待转换的数分成整数部
分和小数部分，并分别加以转换。一个十进制数可写成： (N)10=(整数部分)10 . (小数部分)10 转换时，首先将(整数部分)10转换成(整数部分)2； 然
具体转化法：
2 58
2 29
2 14
27
23
21
0
k0=0 k1=1 k2=0 k3=1 k4=1 k5=1
632.45 = 6x102+3x101+2x100+4x10-1+5x10-2 一般说来，对于任意一个十进制数N，可用位置
计数表示如下： （N）10=( kn-1kn-2 … k1k0 .k-1k-2 … k-m ）10
按权展开
的表示法：
(N)10=kn-1×10n-1+kn-2×10n-2+ … k1×101+k0 ×100 + K1 ×10-1 … K-m ×10-m
十进制数的表示
原则上说，一个数可以用任何一种进位计数制来 表示和运算，但不同数制其运算方法及难易程度 互不相同。选择什么样的进位计数制来表示数， 对数字系统的性能影响很大。例如：
632.45 = 6x102+3x101+2x100+4x10-1+5x10-2 一般说来，对于任意一个十进制数N，可用位置
=∑ki×10i (i=-m ∼ n-1） 1.1.2 二进制数的表示
[课件]数字逻辑_第一章_数制与码制
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3
预备知识
一、数字系统的概念 凡是利用数字技术对信息进行处理、传输 的电子系统均可称为数字系统。 二、数字系统与模拟系统的比较 1、从信号来看 、 模拟信号是连续信号，任一时间段都包含 了信号的信息分量，如正弦信号。 数字信号是离散的，只有“0”和“1”两种 值，即是一种脉冲信号，广义地讲，凡是非正 4 弦信号都称为脉冲信号。
i=−n m−1
(ai = 0 ~ 1)
例：(101.1) =1× 例：(101.1)2 =1×22＋0×21＋1×20＋1×2-1 =5.5
13
1.1.3 八进制计数
(1) 基数为八(计数的符号个数):0～7 基数为八(计数的符号个数):0 ):0～ (2) 位权为: 8 位权为:
(s8 ) = am−18 = ∑ai 8i
19
八进制、 1.2.2 八进制、十六进制与二进制数 的转换
(1) 二进制数转换为八进制数 从小数点起三位一组，整数部分不够三位 的向前添0，小数部分不够三位的向后添0 的向前添0，小数部分不够三位的向后添0。 例1: (1011101.0110101)2=(135.324)8 (2) 二进制数转换为十六进制数 从小数点起四位一组，整数部分不够四位 的向前添0，小数部分不够四位的向后添0 的向前添0，小数部分不够四位的向后添0。 例2：(1011101.0110101)2=(5D.6A)16 ： 20
i=−n m−1 m−1
i
如果有m位整数，n 如果有m位整数，n位小数。则：
+ am−28
m−2
+⋅⋅⋅ + a08 + a−18 +⋅⋅⋅a−n 8
0
−1
−n
(ai = 0 ~ 7)
预备知识
一、数字系统的概念 凡是利用数字技术对信息进行处理、传输 的电子系统均可称为数字系统。 二、数字系统与模拟系统的比较 1、从信号来看 、 模拟信号是连续信号，任一时间段都包含 了信号的信息分量，如正弦信号。 数字信号是离散的，只有“0”和“1”两种 值，即是一种脉冲信号，广义地讲，凡是非正 4 弦信号都称为脉冲信号。
i=−n m−1
(ai = 0 ~ 1)
例：(101.1) =1× 例：(101.1)2 =1×22＋0×21＋1×20＋1×2-1 =5.5
13
1.1.3 八进制计数
(1) 基数为八(计数的符号个数):0～7 基数为八(计数的符号个数):0 ):0～ (2) 位权为: 8 位权为:
(s8 ) = am−18 = ∑ai 8i
19
八进制、 1.2.2 八进制、十六进制与二进制数 的转换
(1) 二进制数转换为八进制数 从小数点起三位一组，整数部分不够三位 的向前添0，小数部分不够三位的向后添0 的向前添0，小数部分不够三位的向后添0。 例1: (1011101.0110101)2=(135.324)8 (2) 二进制数转换为十六进制数 从小数点起四位一组，整数部分不够四位 的向前添0，小数部分不够四位的向后添0 的向前添0，小数部分不够四位的向后添0。 例2：(1011101.0110101)2=(5D.6A)16 ： 20
i=−n m−1 m−1
i
如果有m位整数，n 如果有m位整数，n位小数。则：
+ am−28
m−2
+⋅⋅⋅ + a08 + a−18 +⋅⋅⋅a−n 8
0
−1
−n
(ai = 0 ~ 7)
第1章 预备知识(数制与码制)
其结果为4D5E.6FH＝100110101011110.01101111B。
1.2
二进制数的运算
1.2.1二进制数的算术运算
二进制数不仅物理上容易实现，而且算术运算
也比较简单，其加、减法遵循“逢2进1”、“借1当2” 的原则。 以下通过4个例子说明二进制数的加、减、乘、 除运算过程。
1. 二进制加法
续2
2. 二进制减法
1位二进制数减法规则为: 1－0＝1 1－1＝0 0－0＝0 0－1＝1 例2: 求10101010B－10101B。 解: 被减数 10101010 (有借位)
减数
借位 －) 差
10101
00101010 10010101
则10101010B－10101B＝10010101B。
它代表计数制中所用到的数码个数。
如：二进制计数中用到0和1两个数码； 八进制计数中用到0～7共八个数码。 一般地说，基数为R的计数制(简称R进制)中，包 含0、1、…、R-1个数码，进位规律为“逢R进1”。
续1
(2)位权W(Weight):
进位计数制中,某个数位的值是由这一位的数码值 乘以处在这一位的固定常数决定的,通常把这一固定常数 称之为位权值,简称位权。各位的位权是以R为底的幂。 如：十进制数基数R=10，则个位、十位、百位上的位
2D07.AH＝2×163＋13×162＋0×161＋7×160
＋10×16-1
＝8192＋3328＋7＋0.625＝11527.625
续2
2.十进制数转换为二、八、十六进制数
任一十进制数N转换成q进制数，先将整数部分与 小数部分分为两部分，并分别进行转换，然后再用小数 点将这两部分连接起来。
1)整数部分转换
1.2
二进制数的运算
1.2.1二进制数的算术运算
二进制数不仅物理上容易实现，而且算术运算
也比较简单，其加、减法遵循“逢2进1”、“借1当2” 的原则。 以下通过4个例子说明二进制数的加、减、乘、 除运算过程。
1. 二进制加法
续2
2. 二进制减法
1位二进制数减法规则为: 1－0＝1 1－1＝0 0－0＝0 0－1＝1 例2: 求10101010B－10101B。 解: 被减数 10101010 (有借位)
减数
借位 －) 差
10101
00101010 10010101
则10101010B－10101B＝10010101B。
它代表计数制中所用到的数码个数。
如：二进制计数中用到0和1两个数码； 八进制计数中用到0～7共八个数码。 一般地说，基数为R的计数制(简称R进制)中，包 含0、1、…、R-1个数码，进位规律为“逢R进1”。
续1
(2)位权W(Weight):
进位计数制中,某个数位的值是由这一位的数码值 乘以处在这一位的固定常数决定的,通常把这一固定常数 称之为位权值,简称位权。各位的位权是以R为底的幂。 如：十进制数基数R=10，则个位、十位、百位上的位
2D07.AH＝2×163＋13×162＋0×161＋7×160
＋10×16-1
＝8192＋3328＋7＋0.625＝11527.625
续2
2.十进制数转换为二、八、十六进制数
任一十进制数N转换成q进制数，先将整数部分与 小数部分分为两部分，并分别进行转换，然后再用小数 点将这两部分连接起来。
1)整数部分转换
第1章 数和码制
*微机组成：CPU、MEM、I/O微机的基本结构微机原理(一)：第一章数制和码制§1.1 数制(解决如何表示数值的问题)一、数制表示1、十进制数表达式为：A ＝∑-=•110 nmi iAi如：（34.6）10＝ 3×101 + 4×100 + 6×10-1 2、X进制数表达式为：B ＝∑-=•1 NM iiX Bi如：（11.01）2＝ 1×21 + 1×20 + 0×2-1+ 1×2-2（34.65）16＝ 3×161 + 4×160 + 6×16-1+ 5×16-2X进制要点：X为基数，逢X进1，X i为权重。
（X个数字符号：0，1，…，X-1）区分符号：D-decimal (0-9)，通常D可略去，B-binary (0-1)，Q-octal (0-7)，H-hexadecimal (0-9, A-F)常用数字对应关系：D: 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 10， 11，12， 13，14，15B：0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111H: 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， A， B， C， D， E， F二、数制转换1、X →十方法：按权展开，逐项累加。
如： 34.6 Q＝ 3×81 + 4×80 + 6×8-1 = 24 + 4 + 0.75 = 28.75 D2、十→X即：A十进制＝B X进制令整数相等，即得：A整数＝（B N-1·X N-1 + … + B1·X1）+ B0·X0此式一次除以X可得余数B0，再次除以X可得B1，…，如此直至得到B N-1令小数相等，即得：A小数＝B-1·X-1 +（B-2·X-2 + … + B-M·X-M）此式一次乘X可得整数B-1，再次乘X可得B-2，…，如此直至得到B-M.归纳即得转换方法：除X取余，乘X取整。
《数电》48学时第01章_数制和码制
例：
0.8125
2( k − 2 2 −1 + k −3 2 − 2 + ⋯ + k − m 2 − m +1 ) = k − 2 ( k −3 2 −1 + ⋯ + k − m 2 − m + 2 ) ＋
× 2 ⋯⋯⋯⋯ 整数部分＝ 1 ＝k −1 1.6250 0.6250 × 2 ⋯⋯⋯⋯ 整数部分＝ 1 ＝k − 2 1.2500 0.2500 × 2 ⋯⋯⋯⋯ 整数部分＝ 0 ＝k −3 0.5000 0.5000 × 2 ⋯⋯⋯⋯ 整数部分＝ 1 ＝k − 4 1.000
数字电子技术基础
《数字电子技术基础》（第五版） 数字电子技术基础》 第五版）
阎 石 主编 高等教育出版社
电子信息工程学院电子工程系 李改新 高级工程师 ligaixin@ ligaixin@
1
数字电子技术基础
课 程 介 绍
• • • • 前言 课程性质 教材 课程内容
14
数字电子技术基础
不同进制数的对照表
十进制数 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 二进制 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 八进制 00 01 02 03 04 05 06 07 10 11 12 13 14 15 16 17 十六进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
( 0101 ,1110 . 1011 , 0010 ) 2
=( 5
E
. B
2)16
四、十六－二转换（每位16进制数转换成4位二进制数）
第1次课——第1章 数制和码制
整数部分除以16，取余数，读数顺序从下往上； 小数部分乘以16，取整数，读数顺序从上至下。 例如：
27. 125 10 1B.216
第1章 逻辑代数基础
二进制转换成十进制的方法：
将二进制数按权展开后，按十进制数相加。 【例】 将二进制数（11001101.11）2 转换为等值的十进制数。 解: 二进制数（11001101.11）2 各位对应的位权如下: 位权:27 26 25 24 23 22 21 20 2-1 2-2 二进制数:1 1 0 0 1 1 0 1. 1 1 等值十进制数为: 27 + 26 + 23 + 22 + 20 + 2-1 + 2-2 =128 + 64 + 8 + 4 + 1 + 0.5 + 0.25 = (205.75)10
第1章 逻辑代数基础
例如：
. 110110012 1 24 1 23 0 22 1 21 1 20 0 2-1 0 2-2 1 2-3 27.12510
八进制转换成十进制的方法：
将八进制数按权展开后，按十进制数相加。 例如：
33.18 3 81 3 80 1 8-1 27.12510
思考(0.0376)10 转换为十进制数？（保留小数点后8位有效数字）
第1章 逻辑代数基础
十进制转换成八进制的方法：
整数部分除以8，取余数，读数顺序从下往上； 小数部分乘以8，取整数，读数顺序从上至下。
例： (27.125) 10 ＝ (33.1) 8
第1章 逻辑代数基础
十进制转换成十六进制的方法：
解：转换过程如下: 二进制数： 1110
27. 125 10 1B.216
第1章 逻辑代数基础
二进制转换成十进制的方法：
将二进制数按权展开后，按十进制数相加。 【例】 将二进制数（11001101.11）2 转换为等值的十进制数。 解: 二进制数（11001101.11）2 各位对应的位权如下: 位权:27 26 25 24 23 22 21 20 2-1 2-2 二进制数:1 1 0 0 1 1 0 1. 1 1 等值十进制数为: 27 + 26 + 23 + 22 + 20 + 2-1 + 2-2 =128 + 64 + 8 + 4 + 1 + 0.5 + 0.25 = (205.75)10
第1章 逻辑代数基础
例如：
. 110110012 1 24 1 23 0 22 1 21 1 20 0 2-1 0 2-2 1 2-3 27.12510
八进制转换成十进制的方法：
将八进制数按权展开后，按十进制数相加。 例如：
33.18 3 81 3 80 1 8-1 27.12510
思考(0.0376)10 转换为十进制数？（保留小数点后8位有效数字）
第1章 逻辑代数基础
十进制转换成八进制的方法：
整数部分除以8，取余数，读数顺序从下往上； 小数部分乘以8，取整数，读数顺序从上至下。
例： (27.125) 10 ＝ (33.1) 8
第1章 逻辑代数基础
十进制转换成十六进制的方法：
解：转换过程如下: 二进制数： 1110
01第一章 数制和码制
系数
位权 .
i=−m
ki × 10 i ∑
n −1
(D)10=
基数
( D )10 = k n −1k n − 2 ⋯ k 0 k −1 ⋯ k − m = k n −1 × 10 n −1 + ⋯ + k o × 10 0 + k −1 × 10 −1 + ⋯ + k − m × 10 − m =
②初级阶段： ④第三阶段年代中期以后： ③第二阶段： 产生： ①初级阶段年代中期以后： 产生： 阶段 20世纪 第四阶段： 世纪80年代中期以后 ⑥第三阶段： ⑤第二阶段： 第四阶段 世纪 20世纪 年代在通讯技术（电报、 世纪70年代中期集成电路的出 世纪60年代晶体管的出现， 年代中期集成电路的出 年代晶体管的出现 世纪 年代电子计算机中的应用， 年代中期 年代晶体管 年代中期， 20世纪40年代在通讯技术（电报、， 世纪30年代在通讯技术 ，使 世纪70年代中期到 的出现 年代中期到80年代中期 年代中期到 年代中期 世纪40年代电子计算机中的应用 20世纪40年代电子计算机中的应用 产生一些专用和通用的集成芯片， 产生一些专用和通用的集成芯片， 此时以电子管（真空管）作为基本器件 得数字技术有一个飞跃发展，除了计算 使得数字技术有了更广泛的应用， 现，）首先引入二进制的信息存储技术 此时以电子管（真空管）作为基本器件。 得数字技术有一个飞跃发展，基本器件。 电话）首先引入二进制的信息存储技术。 以及一些可编程的数字芯片，并且制作 微电子技术的发展， 可编程的数字芯片 电话使得数字技术有了更广泛的应用， 以及一些可编程的数字芯片 除了计算 微电子技术的发展，使得数字技术得到 而在1847年由英国科学家乔治等领域都 年由英国科学家乔治.布尔 而在通讯领域应用外，在其它如也有应 年由英国科学家乔治 在各行各业医疗 使得数字电路的设计模 另外在电话交换和数字通讯方面也有应 在各行各业医疗、雷达、卫星 布尔 机、通讯领域应用外 在其它如测量领 另外在电话交换和数字通讯方面测量领 技术日益成熟， 迅猛的发展，应用外， 技术日益成熟产生了大规模和超大规模 迅猛的发展医疗、雷达、卫星等领域都 ，， 得到应用 域 用得到应用 创立布尔代数。 (George Boole)创立布尔代数。 创立布尔代数 块化和可编程的特点， 的集成数字芯片， ，提高了设备的性 块化和可编程的特点 的集成数字芯片，应用在各行各业和我 们的日常生活并降低成本，这是数字电 适用性， 能、适用性，并降低成本， 在电子电路中的得到应用， 并在电子电路中的得到应用，形成 路今后发展的趋势。 路今后发展的趋势。 开关代数， 开关代数，并有一套完整的数字逻辑电 路的分析和设计方法
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t
接收器
模拟电路与数字电路比较
1.电路的特点
在模拟电路中，晶体管一般工作在线性放大区； 在数字电路中，三极管工作在开关状态，即工 作在饱和区和截止区。
2.研究的内容
模拟电路主要研究：输入、输出信号间的大小、 相位、失真等方面的关系。主要采用电路分 析方法，动态性能用微变等效电路分析。 数字电路主要研究：电路输出、输入间的逻辑关系。 主要的工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、 逻辑表达式及波形图表示。
( 8 F A . C 6 )16 ( 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 .1 1 0 0 0 1 1 0 )2
( E D 8 . 2 F )16 ( 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 . 0 0 1 0 1 1 1 1 )2
1.4 二进制算术运算
1.4.1 二进制算术运算的特点 • 二进制数码可表数量大小也可表两种不同 的逻辑状态。 • 算术运算（+-*/）：逢二进一、借一当二。 • 逻辑运算：按照指定的某种因果关系进行 的运算。
三、设计方法的变化 传统的设计方法： 纯硬件电路逻辑设计，采用试凑法；
比较适合分立元件及小规模集成电路 的设计，所设计电路需反复调试，而 且所用的元器件较多，出问题几率较
绪论
高，电路的可靠性较差
现代的设计方法：从传统的硬件逻辑设计发展为硬件逻
辑设计、软件逻辑设计及兼有两者优 点的集成电路ASIC设计。采用从上 到下或从下到上设计方法，出现了相 应的电子设计自动化技术（EDA）和 复杂电路的测试技术。
绪论
超大规模 VLSI （105以上）
1960年集成电路出现，成 1948年，肖克利等发明了晶体管，其 1906年，福雷斯特等发明了电子管；电子管体 千上万个器件集成在一块 性能在体积、重量方面明显优于电子 积大、重量重、耗电大、寿命短。世界上第一 芯片，大大促进了电子学 管，但器件较多时由分立元件组成的 芯片中集成上万个 台计算机用了 1.8万只电子管，占地 170平方米， 的发展，尤其促进数字电 等效门，目前高的 分立电路体积大、焊点多、电路的可 重30吨，耗电 150W。目前在一些大功率发射 路和微型计算机的飞速发 靠性差。 展。 已达上百万门。 装置中使用。
模拟电路研究的问题
基本电路元件:
•晶体三极管 •场效应管 •集成运算放大器
基本模拟电路:
• 信号放大及运算 (信号放大、功率放大）
• 信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波）
• 信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、…）
数字电路研究的问题
基本电路元件 基本数字电路
• 组合逻辑电路 • 时序电路（寄存器、计数器、脉冲发生器、 脉冲整形电路） • A/D转换器、D/A转换器 • 逻辑门电路 • 触发器
电子技术 数字电路部分
第一章
数制和码制
绪
论
数字电路的特点 典型应用 电子器件的发展 设计方法的变化 学习方法 参考书
数字电路的特点
t
数字与模拟 0 模拟信号：连续的信号。如正弦信号。 数字信号：离散的信号。如矩形脉冲。 离散:在时间和数值上都是不连续的。 数字电路就是研究处理这类信号 的电 0 路。 举例说明：
例：
173 余数＝ 1 ＝k ∟ 2 86 余数＝0 ＝k ∟ 2 ∟ 43 余数＝ 1 ＝k 2 ∟ 21 余数＝ 1 ＝k 2 ∟ 10 余数＝0 ＝k 2 ∟ 5 余数＝ 1 ＝k 2 ∟ 2 余数＝0 ＝k 1 余数＝ 1 ＝k ∟ 0 2
1 2 3 4 7
• 0111 + 1001 =24 • 0111是- 1001对模24 （16） 的补码
1.4.2 反码、补码和补码运算
• 原码 • 正数与负数的补码
( N )COMP N （当N为正数） n 2 N（当N为负数）
( N ) INV
N （当N为正数） n (2 1) N（当N为负数）
例：
( 0. 8125 )10 ( 0. 1101 )2
若小数在连乘多次后 不为 0，一般按照精确度 要求(如小数点后保留 n 位)得到 n 个对应位的系 数即可。
0. 8125 取整 2 1. 6250 1 0. 6250 2 1. 2500 1 0. 2500 2 0. 5000 0 2 1. 0000 1
数码：0 ~ 9 , A(10) , B(11) , C(12) , D(13) , E(14) , F(15) 位权： 16 i
( 2A. 7F )16 2 161 10 160 7 161 15 162
任意(N)进制数展开式的普遍形式：
D ki N i
保证基础
熟练掌握有关逻辑设计的基础知识、设计方法
中小规模集成电路
应用它设计逻辑电路
理解电路的逻辑功能
数字系统
掌握从上到下的现代数字系统的设计方法，学 会使用EDA软件设计平台 贯穿课程的始终是： 逻辑设计
参 考 资 料
1. 数字电子技术基础 阎石 高等教育出版社 1998 2. 电子技术基础（数字部分) 康华光 高等教育出版社 2000 3. 数字电子技术常见题型解析及模拟题（第二版）王公望 西北工业大学出版社 2000 4.数字电子技术基础解题指南 唐竞新 清华大学出版社 1993
十进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
3. 八进制（Octal）-- 逢八进一 数码：0 ~ 7
位权： 8 i
1 0 1 2
( 37. 41 )8 3 8 7 8 4 8 1 8
4. 十六进制 (Hexadecimal) --逢十六进一
(2) 十-二转换： 整数的转换--连除法 小数的转换--连乘法
整数部分:
( S )10 k n 2 n k n1 2 n1 k n 2 2 n 2 k1 21 k0 20 2( k n 2 n1 k n1 2 n2 k1 ) k0 同理 k n 2 n1 k n1 2 n 2 k1 2( k n 2 n 2 k n1 2 n3 k 2 ) k1
如 +5 = （0 0101） -5 = （1 1011）
• 通过补码，将减一个数用加上该数的补码来实现
10 – 5 = 5 10 + 7 －12= 5 （舍弃进位）
7+5=12 产生进位的模 7是-5对模数12的补码
• 1011 – 0111 = 0100 （11 - 7 = 4） • 1011 + 1001 = 10100 =0100（舍弃进位） （11 + 9－16 = 4）
典型应用
计算机 电视（高清晰度） 通信（DSP应用）
将来通信的发展趋势： 软件无线电
单片机 + DSP + FPGA
会议电视
数字移动蜂窝电话 数据存储与处理
家庭信息中心
视觉感应器
虚拟教育
自动驾驶汽车
数字相机
二、电子器件的发展
电 子 管 分 晶 立 体 元 管 件 （ 集 SSI（100以下） 成 3） MSI （〈 10 电 路 LSI（〈104）
绪论
EDA技术： EDA技术以计算机为基本工具、借助于
软件设计平台，自动完成数字系统的逻 辑综合、布局布线、仿真等工作。最后 下载到芯片，实现方案。 1、设计： 在计算机上利用软件平台进行设计
原理图设计
设计方法 VHDL语言设计 状态机设计
绪论
2、仿真
3、下载 下载线
4、验证结果
实验板
学习方法
ANSCII（美国信息交换标准代码）
1.2 几种常用的数制
1. 十进制（Decimal）-- 逢十进一
数码：0 ~ 9
4
位权：10
3
i
2
(N )D
( 12345)10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 100
( 143.75 )10 1 102 4 101 3 100 7 101 5 102
1.4.2 反码、补码和补码运算
原码 二进制数的正、负号也是用0/1表示的。 在定点运算中，最高位为符号位（0为正，1 为负） 如 +89 = （0 1011001） -89 = （1 1011001）
二进制数的补码：
• 最高位为符号位（0为正，1为负） • 正数的补码和它的原码相同 • 负数的补码 = 数值位逐位求反(反码) + 1
乘基数 取整数 作系数 从高位 到低位
(3) 二-八转换: 每 3 位二进制数相当一位 8 进制数
( 0 10 101 111)2 ( 257 )8
2
5
7
( 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1. 0 0 0 1 1 0 )2 ( 2 3 4 1 . 0 6 )8
(4) 八-二转换: 每位 8 进制数转换为相应 3 位二进制数
2. 二进制（Binary） -- 逢二进一 数码：0 ，1 位权： 2
i
i 1
i K 10 i
（N） B
( 1011) 2 1 23 0 22 1 21 1 20
i
i K 2 i
( 101.11 ) 2 1 22 0 21 1 20 1 21 1 22
第一章 数制和码制
• 本章要求
• 掌握十进制、二进制、八进制、十六进制 的概念及数制转换；理解BCD码和字符代 码等概念。
§1.1 概述
1.1.1 数字量和模拟量
电 子 电 路 中 的 信 号 模拟信号 时间连续的信号