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A.a概述
A.a.a数字量与模拟量
<1>自然界中的物理量:
- 模拟量:时间和数值连续变化的物理量。(温度,压力,速度)
- 数字量:时间和数值都是离散的物理量,而且每次增减变化都是某个最小量的整数倍。(人物,物件)
<2> 模拟信号:随时间连续变化的信号。
例如:
<3>模拟电路:处理模拟信号的电路(放大器,振荡器)
研究模拟信号时,我们注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。
在模拟电路中,晶体管一般工作在线性放大状态。
<4> 数字信号:随之时间不是连续变化的。
例:
<5>数字电路:处理数字信号的电路。
研究数字电路时注重电路输出、输入间的逻辑关系。
在数字电路中,三极管工作在开关状态,即工作在饱和截止状态。
A.a.b 数字电路的特点
<1> 在数字电路中,只有高、低两种点平,分别用1、0表示。
<2> 抗干扰能力强、可靠性、和准确性高,对元件精确要求不高。
<3>数字电路能够对输入的数字信号进行各种算术运算和逻辑运算,具有一定的**“逻辑思维”**能力,易于实现各种控制和决策应用系统。
<4>数字信号便于存储。
<5> 集成度高,通用性强。
A.b 数制与代码
A.b.a 数制
数制:按进位规则进行计数,称为进位计数制(数制)。
<1> 十进制:以10为基数的计数体制
表示数的十个数码:
遵循逢十进一,借一当十的规律。
一个十进制数数N可以表示为:
<2> 二进制:以2为基数的计数体制
表示数的两个数码:
遵循逢二进一,借一当二的规律。
二进制数的优缺点:
- 优点:用电路的两个状态来表示二进制数,数码的存储和传输简单、可靠。
- 缺点:位数较多,使用不变;不合人们的习惯。
<3> 八进制与十六进制:
八进制计数码:
遵循逢八进一,借一当八的规律。
八进制计数码:
遵循逢十六进一,借一当十六的规律。
A.b.b数制转换
A.b.b.a任意进制转换为十进制(Decimal)
将任意进制按权展开求和
A.b.b.b 十进制数转换为任意进制
-
对于整数部分:采用除以R取余数法
以十进制转换为二进制为例:可以用十进制数除以二,余数是二进制数的第0位 ,然后依次用二除所得商,余数依次是 。
例子:
-
对于小数部分:用基数乘以小数取整法来实现
-
例子(保留八位小数,精度达到 ):
A.b.b.c 二进制与八进制、十六进制之间的转换
<1> 二进制数与八进制数的相互转换
- 二进制数转换为八进制数:
二进制数与八进制数对应关系:三位二进制数对应一位八进制数
如果不能正好构成三位一组时,应在二进制数整数部分的高位或在小数部分的低位添0来补足三位一组。
2> 八进制数转换为二进制数
<2> 二进制数与十六进制数的相互转换
- 二进制数转换为十六进制数
- 十六进制数转换为二进制数
将十六进制数的每一位用等值得4位二进制数代替即可。
A.b.c BCD代码
在数字技术中,常用二进制码0和1来表示文字符号信息,这种特定得二进制码称为代码。
建立这种代码与信息的一一对应的关系称为编码。
为了分别表示
个字符,至少需要二进制数的位数
:
编码可以有多种,数字电路中所用的主要是二十进制码(BCD编码)
BCD ---- Binary-Coded-Decimal:用二进制码表示一位十进制数的代码
例如:
有二进制数:0100
自然码
8421码
2421码
5421码
余三码(将8421码加3)
A.b.d 算术运算
<1> 在数字技术中存在两种类型的运算:算术运算和逻辑运算。
二进制算术运算与十进制算术运算的规则基本相同,但二进制运算是逢二进一和借一当二。
例如,两个二进制数A=1010和B=0101的算术运算有:
<2> 在数字系统中,二进制数的正负数有源码、反码和补码三种表示法。将数的真值(绝对值)形式种的正负号用代码0或1表示,称为数的原码。
对正数而言三种表示法都是一样的,
例如:对正数9的原码、反码和补码都表示为
首位0表示正数的符号位,随后是二进制数的真值
对负数而言,三种表示法是不一样的。
例如-9:
首位1为符号位,随后是二进制数的真值
负数的反码可有正数的原码(包括符号位)该数的源码(不包括符号位)逐位取反得到。
负数的补码可由原码的数值(不含符号位)逐位求反加1得到。
<3>将减法运算转换为加法运算