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数字电路与系统ppt

  • 素材大小:442.50 KB
  • 素材授权:免费下载
  • 更新时间:2017-10-12
  • 素材类别:仪器设备PPT
  • 素材上传:yangdong
  • 素材格式:.ppt
  • 关键提要:数字电路与系统,数字电路
  • 素材版本:PowerPoint2003及以上版本(.ppt)
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这是数字电路与系统ppt,包括了模拟电路与数字电路,数字电路的特点,学习方法,考核方法,数制与编码,ASCII码的例子,ASCII码字符表,课程信息等内容,欢迎点击下载。

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数字电路与系统ppt

PPT内容

数字电路与系统
第一章、数制与编码
模拟电路与数字电路
模拟信号
时间上连续 或 数值上连续的信号
来自于自然界客观存在的物理量
模拟电路
处理模拟信号的电路
数字信号
时间和数值均离散的信号
例如:电子表的计时信号、流水线上的零件数
数字电路:
处理数字信号的电路
数字电路的特点
电路设计
研究对象是输入和输出的逻辑关系,因此…
主要的分析工具是逻辑代数;
表达电路功能的主要是真值表、逻辑表达式及波形图等。
电路实现
工作信号是离散的,因此电路中工作的半导体管多数工作在开关状态,例如:
二极管工作在 导通态 和 截止态;
三极管工作在 饱和态 和 截止态。
电路实现
利用集成电路货架产品,各种小、中、大规模集成电路模块,构成预定功能的逻辑电路;
通过电路的计算机语言描述和辅助设计工具,利用可编程逻辑器件制作集成电路模块,从而构成复杂的电路系统。
学习方法
知识结构
逻辑代数是基础,熟练掌握;
单元电路的逻辑功能、外部特性、功能扩展和使用方法。
掌握数字电路的分析方法和设计方法。
学习要求
学习笔记;
课后温习;
将每道习题都作为虚拟的设计项目。
结合电子线路实验、课程实习。
考核方法
作业
课堂测试
期末考试
第一章 习题  (第五版 教科书)
1.2-(4);1.4-(2);1.5-(4);1.6-(2,3)
   1.7-(1,4);1.10-(2,4);1.12-(3.5)
习题  (如果采用第四版教科书)
1.1-(2,4);1.2-(2,3);
   1.3-(1,4);1.4-(2,4)
第一章  数制与编码
数制
十进制、二进制、十六进制
数制转换
任意—十:按权展开
二—十:整数除2取余;纯小数乘2取整
二—十六(八):分组对应
十六(八)—二:等值代替
编码
负数的二进制编码——原码、反码和补码
代码——BCD码、循环码、检/纠错码、字符码…
数制与编码
数制是计数的方法,通常采用进位计数制。
在采用进位计数的多位数码中,数制是:
每一位的构成方法,以及…
从低位到高位的进位规则。
例如:
日常生活中,人们习惯于使用十进制(Decimal)
数字电路中以开关状态计数,是二进制(Binary)
数字电路分析与设计中,也使用八进制(Octal)或十六进制(Hexadecimal)
 数制与编码
十进制(Decimal)
十进制是以10为基数的进位计数制
十进制数由0~9十个数字符号(数码)和小数点组成
进位规律为“逢十进一”。
例:(652.5)10=6×102+5×101+2×100+5×10-1
说明:左边:位置记数法  右边:按权展开式。
每一个数位上的数码有不同的权值,从左至右由高位到低位排列。
展开式:
 数制与编码
二进制(Binary)
二进制是以2为基数的进位计数制
二进制数由0、1二个数码和小数点组成
进位规律为“逢二进一”。
例:(101.11)2=1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-2
说明:左边:位置记数法  右边:按权展开式。
每一个数位上的数码有不同的权值,从左到右的权值以2的幂次由大到小;数位从左至右由高位到低位排列。
展开式:
 数制与编码
任意R进制数
以R为基数的进位计数制
由0~R-1,R个数码和小数点组成
计数规律为“逢R进一”
位置计数法:每一个数位上的数码有不同的权值,从左至右由高位到低位排列
 数制与编码
十六进制(Hexadecimal)
(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15)
(1,2,3,4,5,6,7,8,9, A, B, C, D, E, F)
十六进制数和八进制数的按权展开式:
例:
(F8C.B)16  = F×162 + 8×161 + C×160 + B×16-1
(7016.5)8 = 7×83 + 0×82 + 1×81 + 6×80 + 5×8-1
几种常用数制的对照表
 数制与编码
数制转换
数值相等,计数方法(数值)不同,
本质:权值的转换
数制转换 之 任意进制到十进制的转换
利用任意进制数的按权展开式,可以将一个任意进制数转换成等值的十进制数。
 数制与编码
数制转换 之 任意进制到十进制的转换(续)
例: (1011.01)2
例:(8FA.C)16
 数制与编码
数制转换 之 “十 -- 二” 进制的转换
十进制整数的转换
考虑:
(D)10       = kn×2n + kn-1×2n-1 +…+ k1×21 + k0×20
(D)10 /2 = kn×2n-1 + kn-1×2n-2 +…+ k1×20 + k0/2
 数制与编码
例(十进制整数转换成二进制):
 数制与编码
数制转换 之 “十 -- 二” 进制的转换
十进制纯小数的转换
考虑:
(D)10 =k-1×2-1 + k-2×2-2 +…+ k-(m-1)×2-(m-1) + k-m×2-m
2×(D)10=k-1  + k-2×2-1 +…+ k-(m-1)×2-(m-2) + k-m×2- (m-1)
 数制与编码
例(十进制纯小数转换成二进制):
(0.6875)10
 数制与编码
例(十进制数转换成二进制):
(219.723)10 ——整数部分 和 纯小数部分
 数制与编码
数制转换 之 “二 – 十六” 进制的转换
“分组对应”法
由于4位二进制数恰好有16个状态,而将这4位二进制数看作一个整体时,它的进位输出又正好是逢十六进一。
(1011101.101001)2=(0101 1101.1010 0100)2=(5D.A4)16
数制转换 之 “十六 – 二” 进制的转换
将十六进制数的每一位用等值的4位二进制数代替
  例: (8 F A . C 6 )16
 数制与编码
码制 之 二进制正负数的表示及运算
二进制四则运算
 数制与编码
二进制正负数的表示
二进制的原码、反码及补码(有符号二进制数)
原码
 最高位表示正、负号
 0表示正,1表示负
 其余各位表示数的绝对值
例:
(设:为8-bit有符号数)
 数制与编码
负数的原码、反码和补码表示方法
原码
反码
负数的反码是对正数的编码(正数原码)取反;
注:绝对值位域取反,符号位为“1”;也可以认为是对整个码字逐位取反。
补码
计算方法
“反码加1”
 数制与编码
补码的算例:
设以8-bit存贮有符号整数,最高位为符号位
求 [(-39)10]补,即 以补码表示(-39)10
给定补码为[11101010]补,求该数,以十进制表示
 数制与编码
补码——加减法运算
负数采用补码表示后,就可以把减法转换为加法
例:39-22=39+(-22)=17
注:(39)10                         [(-22)10]源              [ (-22)10]补
 数制与编码
补码——加减法运算
 减法转换为加法
 “符号位”参与运算;
 进位(如果有)自动丢失;
 运算结果仍是补码。
补码——模和补数
进位后自动丢掉的数——模
8-bit处理器,加法最高位进位为28,模256;以此类推…
日常中的例子:钟表
 模12
 例:-5为7对模12的补数(码)
 数制与编码
补码——模和补数(续)
利用补数的关系求补码
例如: [-X]补 = 2n – [X]补,其中 n 为字长
补码 v.s. 原码、反码
 数制与编码
代码和码制
用文字、符号或者数码表示特定对象的过程称为编码;
数字系统中常用的是二进制编码,就是用二进制代码表示有关对象;
代码不只用来表示自然二进制数值,也不只能够表示数量的大小;
n位二进制代码有2n个状态,可以表示2n个对象。
码制:编制代码所要遵循的一定的规则。
 数制与编码
代码和码制
二 – 十进制代码(BCD码)
Binary Coded Decimal
循环码(格雷码)
格雷码是一种循环码
Gray Cyclic Code
检/纠错码
以 奇偶校验码 为例
字符编码
以 ASCII 码为例
 数制与编码
二 – 十进制代码(BCD码)
用二进制代码表示十进制数码的编码方法
0~9这十个符号的二进制编码
恒权码(有权码) 和 变权码(无权码)
恒权码——各位数码都对应着固定的权值
例如:8421码
以四位自然二进制编码的0000~1001代表0~9这十个十进制数码;1010~1111对于8421码来说是非法码。
恒权,权值分别是2的幂次,8、4、2、1 。
BCD码
 数制与编码
无权BCD码
  每一位的1在不同代码中并不代表固定的数值。
例:余3码
如果将每个余3码看作4位二进制数,则
 数制与编码
循环码(格雷码)
格雷码是一种含有全部2n个码字的循环码。
按照一定的编码规则,码字从0到2n-1循环。
(这里,数值代表4位二进制码所对应的自然二进制数值。)
循环相邻:在任何相邻的两个码字中,仅有一位码元不同,其它位都相同;且0和(2n-1)也“相邻”。
一种变权码,每一位没有固定的权值。
格雷码
 数制与编码
循环码(格雷码)的特性
单位距离特性
任何相邻两个码字只有一位不同,其它位相同。
循环特性
对于n位循环码,如果从第0个码字开始,最大范围是第(2n-1)个码字,而对(2n-1)的编码一定是(2n-1)的自然二进制码。
反射特性
若以高位0和1的交界为轴,低位的代码是轴对称的;
高位被称为“反射位”;
利用反射特性可以较容易地构成任意位循环格雷码。
 数制与编码
检/纠错码
增加监督码元
例:奇偶校验码
parity
可以检出奇数位的错误
奇(odd)校验码
信息码和校验码中“1”的数目为奇数;
偶(even)校验码
信息码和校验码中“1”的数目为偶数。
 数制与编码
字符编码
例:ASCII码
American Standard Code for Information Interchange
文本文件中字符的编码
7位二进制代码,128个码字
26个英文大写,26个英文小写,10个十进制数码;
运算符号、勤务符号。
例:
’A’ =(41)16=0x41=41H=65;’a’=(61)16=97
ASCII码的例子
ASCII码字符表
课程信息
讲师:李峭
新主楼 F-710
e-Mail: liqbuaa@ee.buaa.edu.cn(可预约答疑)
教辅
23班:杜毓青 (新主F-711)
24班:于树沅 (新主F-711)
25班:王   硕 (新主F-712)
 

数字电路设计ppt:这是数字电路设计ppt,包括了绪论,电路设计规则,电路设计流程,电路验证方法,电路实现,结束语等内容,欢迎点击下载。
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《数字电路与系统ppt》是由用户yangdong于2017-10-12上传,属于仪器设备PPT。

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