数字电子技术之数制和码制

1. 1.概述
2. 2.数制和码制

1. 概述

1.1什么是数字电路?

简单来说,数字电路就是传输、处理、加工数字信号的电路

要搞懂数字信号,首先要了解电信号的作用:

• 传导电能,驱动用电设备
• 传导信号,表达某种信息

而电信号可以分为:

• 模拟电信号(模拟量)
  在时间和数量上都连续变化的电信号
  

• 数字电信号(数字量)
  数量上是不连续变化的电信号，即离散的
  

1.2数字电路的功能

模拟电路的作用:
用于传输、处理、加工模拟信号,以实现数值运算的电路

数字电路的功能:
用来对数字信号进行逻辑运算,以实现逻辑命题的电路,也称为逻辑电路

逻辑: 事物的因果关系,也称逻辑关系

逻辑运算: 逻辑思维和逻辑推理的数学描述

逻辑命题: 一组成立或不成立的输入条件通过某些逻辑运算决定了输出结论是否成立

1.2.1组合逻辑电路

电路的输出只与该时刻的输入有关

1.2.2时序逻辑电路

电路的输出不仅与该时刻的输入有关,还与电路的原状态有关

1.3真值表

基本定义:
真值表是逻辑真值表的简称,一种用来描述逻辑函数的全部真伪关系的表格

如一个 三输入一输出的逻辑函数: Y = f ( A, B, C )

该函数的真值表如下所示:

因为有3个参数,因此共有2的3次方即8行,而输出Y要根据条件决定,举个例子:

[例]列写一个汽车发动机报警系统的真值表。要求在油箱缺油、水箱缺水、发动机温度过高时,系统报警灯点亮。
解:
( 1 )选取变量并赋值,确定真值表的结构
油箱缺油、水箱缺水、发动机温度过高分别对应A,B,C

( 2 )根据系统的具体逻辑功能，列写真值表的输出列结果

1. 真值表是描述逻辑功能的最底层工具
2. 真值表是先结构而后内容的,列写时,输入部分从全0到全1 ,递增顺序全排列,以防漏状态
3. 真值表是想出来的,不是算出来的，

2. 数制和码制

2.1进位计数制

概念: 以进位方式实现计数的方法

2.1.1进位计数制的基本结构

这是由小数点前n位和后m位构成的1个数,按权对位,展开相加:

其中:

• i 代表序号
• R 表示进位基数
• R 的 i 次方表示位权

常用计数制:

2.1.2数制转换

按权对位展开相加

• 二进制 -> 十进制
• 八进制、十六进制 -> 十进制

整数连除,取余逆序;小数连乘,取整顺序

• 十进制 -> 二进制
• 十进制 -> 八进制 、十六进制

分组对位转化,顺序不变

• 二进制 <–> 八进制
• 二进制 <–> 十六进制

2.1.3数制的实质和关系

计算机只认识二进制数据,而八进制和十六进制是由二进制压缩而来

BCD码即二-十进制码

2.1.4原码、反码、补码

原码、反码和补码是数字系统中,表示有符号的二进制数的方法

• 符号位: 正数为0;负数为1
• 数值位: 表示数的绝对大小

2.2二-十进制码(BCD码)

将数值信息二值逻辑化的代码

定义:
用二进制码元(表象)来表示十进制数(本质)的代码也称为十进制码、BCD码。

每1位十进制数必须用4位二进制码元来表示:

BCD码种类的多样性:
16种组合从中选取10种组合，这样的选择(编码方案)自然不是唯一的

BCD码的本质是用二进制码元形式表示的十进制数

一般来说,BCD码指的是8421码

用8421码表示十进制数:

2.3可靠性代码

具有检错、纠错能力的代码

• 奇偶校验码只能检一位错,且不能纠错
• 生成和检测电路结构简单，成本低廉，工作可靠

工作特点:
格雷码顺序变化时,每一次转换只有一位码元改变，从而避免产生“过渡噪声”

2.4字符代码

将文字、符号等信息二值逻辑化的代码

狭义定义:
在过算机应用中,为了实现人机通讯,需要输入数字，英文字母和一些专用符号，这些信号统称为字符。人们需要对字符进行编码，即以二进制代码来表示字符，才能正确输入计算机，这些代码就称为字符代码。

广义定义:
在人类生活的各个方面，为了表达数字、 英文字母等字符,所设计的字符编码系统和编码方式，都可以统称为广义的字符代码。

字符代码在计算机中的应用，最典型的就是键盘信号的输入:

今天的文章数字电子技术之数制和码制分享到此就结束了，感谢您的阅读。