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数字电子技术教案

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第一章绪论
〔教学要求〕：
1、了解模拟信号和数字信号。
2、了解数电的分类及其优点。
3、了解脉冲波形的主要参数。
4、理解数制的概念，掌握不同数制间的转换。
5、理解二进制代码。
〔重点〕：
1、数制的分类。
2、不同数制间的转换。
〔课时安排〕：6学时
〔内容〕：
§1-1概述
一、数字信号与数字电路
1、模拟信号
（1）定义：在模拟电子技术中，被传递、加工、处理的信号，即为模拟信号。
（2）特点：在时间和幅值上是连续变化的信号（如P1图1.1.1）。
（3）模拟电路：具有上述功能的电路。
2、数字信号
（1）定义：在数字电子技术中，被传递、加工、处理的信号，即为数字信号。
（2）特点：在时间和幅值上是断续变化的离散信号（如P1图1.1.1）。高低电平常用1和0表示。
（3）数字电路：具有上述功能的电路。
3、数字电路
数字电路又称为逻辑电路，主要研究输出和输入信号间的对应逻辑关系，分析工具为逻辑代数。
二、数字电路的分类

1、根据电路结构不同

2、根据半导体导电类型不同

三、数字电路的优点
1、便于高度集成。
2、工作可靠性高，抗干扰能力强。
3、数字信息便于长期保存。
4、数字集成电路产品系列多，通用性强、成本低。
5、保密性好。
知识拓展：脉冲波形的主要参数

1、脉冲幅度Um：脉冲电压波形变化的最大值。
2、脉冲上升时间tr：脉冲波形从0.1Um上升到0.9Um所需时间。
3、脉冲下降时间tf：脉冲波形从0.9Um下降到0.1Um所需时间。
4、脉冲宽度tw：脉冲上升沿0.5Um到下降沿0.5Um所需时间。
tr、tf、tw单位为时间单位。
5、脉冲周期T：在周期性脉冲中，相邻两个脉冲波形重复出现所需的时间。
6、脉冲频率f：每秒时间内，脉冲出现的次数。
7、占空比q：脉冲宽度tw与脉冲周期T的比值。即为
q=tw/T
q是描述脉冲波形疏密的参数。
§1-2数制与数码
一、数制
1、定义：计数的进位制。
2、分类：常用的有二进制，十进制，八进制，十六进制。
（1）十进制
①定义：以10为基数的计数体制。
②数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。
③规律：逢十进一，即9+1=10。
④表示方法：
（37.438）10=
其中、、、、分别为整数和小数部分的权，均为基数10的幂。数码与权的乘积，称为加权系数。
故十进制数的数值为各位加权系数之和。
（2）二进制
①定义：以2为基数的计数体制。
②数码：0、1。
③规律：逢二进一，即1+1=10。
④表示方法：
（1010.01）2=
*八进制
①定义：以8为基数的计数体制。
②数码：0、1、2、3、4、5、6、7。
③规律：逢八进一。
④表示方法：
（37.43）8=
（3）十六进制
①定义：以16为基数的计数体制。
②数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
③规律：逢十六进一。
④表示方法：
（8ED.C7）16=
3、对照表：（P4表1.2.1略）
二、不同数制间的转换
1、各种数制转换成十进制数
方法：将数值按权展开，求出各加权系数之和即可。
2、十进制转换为二进制（八进制）和十六进制
（1）十进制转换为二进制（整数部分和小数部分）
①整数部分转换：“除2取余法”。（将整数部分逐次被2除，依次记下余数，直到商为0，第一个余数为二进制的最低位，最后一个余数为最高位。）
②小数部分转换：“乘2取整法”。（将小数部分连续乘以2，取乘数的整数部分作为二进制的小数。）
③举例：将（37.438）10转换为二进制数。
解：得（37.438）10=（100101.0111）2
*十进制转换为八进制（整数部分和小数部分）
①整数部分转换：“除8取余法”。
②小数部分转换：“乘8取整法”。
③举例：将（254.76）10转换为八进制数。
解：得（254.76）10=（376.605）8
（2）十进制转换为十六进制（整数部分和小数部分）
①整数部分转换：“除16取余法”。
②小数部分转换：“乘16取整法”。
③举例：将（1276.47）10转换为八进制数。
解：得（254.76）10=（4FC.785）16
3、二进制与（八进制）十六进制间的互换
（1）二进制与八进制间的相互转换
①二进制转换为八进制：由于八进制的基数8=，故每位八进制数用3位二进制数构成。
方法：整数部分从低位开始，每3位二进制数为一组，最后不足3位的，则在高位加0补足3位为止；小数部分则从高位开始，每3位二进制数为一组，最后不足3位的，则在低位加0补足3位，然后用对应的8进制数来代替，再按原顺序排列写出对应的八进制数。
例：将（1110010.1101）2