数字逻辑第一章笔记

目录

数字信号与数字电路

数字电路相比于模拟电路的优点

数字电路的分类

数制 

转换补充知识

补码

有符号数的原反补码的表示方法 

编码 

十进制代码

循环码

ASCII码 

有权码与无权码 

本章小结


数字信号与数字电路

承载信息的载体叫做信号,或者说,信号是信息的表现形式。信号一般表现为随时间、空间等因素变化的某种物理量。在电子信息领域,习惯将信号理解为随时间变化的一维信号,记作f(t),根据自变量t是否连续取值,将信号非为连续时间信号和离散时间信号,又根据信号的幅值是否连续,将信号分为幅值连续的信号和幅值离散的信号。由此,区分出以下四种信号:

第一类信号:时间连续、幅值连续的信号

第二类信号:时间离散、幅值连续的信号

第三类信号:时间连续、幅值离散的信号

第四类信号:时间离散、幅值离散的信号

我们将第一类时间连续、幅值连续的信号称为模拟信号,将第四类时间离散、幅值离散的信号称为数字信号。第二类和第三类信号则为模拟信号和转换为数字信号和数字信号转换为模拟信号时产生的过渡信号。产生和处理模拟信号的电子电路称为模拟电路,产生和处理数字信号的电子电路称为数字电路。

当需要用数字系统处理模拟信号时,首先需要将模拟信号转换为数字信号,经数字系统处理之后,根据需要再还原成模拟信号

模拟信号->(采样)->第二类信号->(量化)->数字信号->(D/A转换)->第三类信号->滤波->模拟信号

数字电路相比于模拟电路的优点

<1>抗干扰能力强,稳定性高

<2>集成度高,功耗低,速度快

<3>数字信号便于存储、处理和运输

<4>通用性强,大批量生产,成本低

<5>易于设计

<6>可编程性

数字电路的分类

数字逻辑电路不仅能完成数值运算,还可以进行逻辑运算与判断,在控制系统中时不可少的

按功能可以将其分为:组合逻辑电路(无记忆性)和时序逻辑电路(有记忆性)

按结构可以将其分为:分立元件电路和集成电路

数制 

十六进制以内的相互转换方法点我观看讲解视频 

补充知识点:

转换补充知识

二进制是数字电路的基础

二进制的优点是简单且便于运算,缺点是当位数增多时不但书写麻烦而且不容易识别。一方面是书写时需要占用较大的篇幅,零一方面是按位权展开式计算其数值大小很麻烦

十进制转二进制的记忆口诀:

整数部分:除二取余逆序排列。小数部分:乘二取整正序排列。不是每个小数都能乘2使小数为0,此时应采用等精度的有效位数表示方法,一个m位的小数需要(3m + 1)位来确保其精度

简便方法:

将十进制数与小于等于其最接近的2的n次方相减,得到的差变为2的某次方之和,可快速计算。例如:173 - 2^7 = 45 = 32 + 8 + 4 + 1 = 2^5 + 2^3 + 2^2 + 2^0,因此其二进制形式共有七位,其第7、5、3、2、0位均为1,其余位为0,因此其二进制为10101101

补码

记忆规律:整数的原反补码相同,负数的补码等于原码取反加一,首位为符号位0正1负

有符号数的原反补码的表示方法 

对于“符号位+n-1位数值位”构成的n位有符号二进制数,其原码格式为S,bn-2...b0

源码能表示的范围是-(2^(n - 1) - 1) ~ (2^(n - 1) - 1),因为0有两种表示方式,一种为正0一种为负0

反码又称对1的补码,取反时符号位不变

(N)反码 = N(正数时)     N(反码) = (2^n - 1) - N(负数时)

补码时不变符号位,其数值大小定义为

(N)补码 = N(正数时)     N(补码) = 2^n - N(负数时)

编码 

十进制代码

分为8421码(BCD码)、余3码、2421码、5421码

余3码:8421码的每个码加3即可得到,为无权码

2421码:权值分别为2、4、2、1

5421码:权值分别为5、4、2、1 

循环码

循环码又称为格雷码,其特点是任意两个相邻码之间仅仅有一位不同。循环码为可靠性编码,在时序电路中,二进制计数器若按照循环码进行计数,由于任意两个相邻码之间只有一位不同,所以计数时没有竞争,自然不会产生竞争-冒险,另外,凯诺图也是利用循环码中两个相邻码只有一位不同的特点来表示最小项的相邻关系,以方便逻辑函数化简

ASCII码 

ASCII码在计算机当中用单字节表示,由于字节的取值范围为0~255,但ACSII码并没有定义字节取值为128~255(1b7b6b5b4b3b2b1)时的编码字符,为了能够表示更多字符,许多厂商制定了自己的ASCII码扩展规范,这些规范统称为扩展ASCII码

有权码与无权码 

有权码:8421码(BCD码)、2421码、5421码

无权码:格雷码、余3码

本章小结

数字信号是指再时间上和幅值上都离散的信号。应用数字信号处理事物之间的逻辑关系或者进行数值运算的电子电路称为数字电路

数值是计数所采用的体制,有二进制、八进制、十进制、十六进制等多种方法。数字系统中使用二进制,这与数字电路的实现方法有关。将数值输入数字系统处理时,需要将我们熟悉的十进制转成二进制,数字系统处理完成后,有时还需要将二进制转换为十进制再输出。这些基础性的转换工作由计算机自动完成,我们只需要熟悉其方法和思路

当二进制的数位很多时,书写和识别都很麻烦,通常转化为十六进制表示

补码广泛应用于数值运算。应用补码,可以将减法运算转化为加法,而乘法可通过累加实现,除法可通过减法实现。所以,应用加法电路就可以实现加减乘除运算

用代码表示特定的信息称为编码。编码已经应用于我们生活的各个方面。十进制代码使用二进制代码表示的十进制数 

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/couchpotatoshy/article/details/126994507