單片機(jī)知識(shí)點(diǎn)2

1、1. 1. 模擬信號(hào)模擬信號(hào)-時(shí)間和數(shù)值均連續(xù)變化的電信號(hào)，時(shí)間和數(shù)值均連續(xù)變化的電信號(hào)，如正弦波、三角波等如正弦波、三角波等 u uOt Otu u 2. 2. 數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)-在時(shí)間上和數(shù)值上均是離散的在時(shí)間上和數(shù)值上均是離散的 信號(hào)。信號(hào)。數(shù)字信號(hào)波形數(shù)字信號(hào)波形3. 3. 模擬信號(hào)的數(shù)字表示模擬信號(hào)的數(shù)字表示 數(shù)字信號(hào)便于存儲(chǔ)、分析和傳輸，通常都將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)便于存儲(chǔ)、分析和傳輸，通常都將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)為數(shù)字信號(hào). .模模- -數(shù)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)數(shù)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn): :模擬信號(hào)模擬信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器 3 V數(shù)字輸數(shù)字輸出出0 0 0 0 0 0 1 1430000 0010

2、012CB0000 00110000 0100201040306050t/ms908070u/vA100電壓電壓(V)(V)二值邏輯二值邏輯電電 平平+5+51 1H H( (高電平高電平) )0 00 0L L( (低電平低電平) )邏輯電平與電壓值的關(guān)系（正邏輯）邏輯電平與電壓值的關(guān)系（正邏輯）1.1.4.1.1.4.數(shù)字信號(hào)的描述方法數(shù)字信號(hào)的描述方法1. 1. 二值數(shù)字邏輯及其表示二值數(shù)字邏輯及其表示 (1)(1)在電路中用在電路中用低、高低、高電平表示電平表示0 0、1 1兩種邏輯狀態(tài)兩種邏輯狀態(tài) 0 0、1 1表示的兩種對(duì)立邏輯狀態(tài)的邏輯關(guān)系表示的兩種對(duì)立邏輯狀態(tài)的邏輯關(guān)系-二值數(shù)

3、字邏輯二值數(shù)字邏輯在數(shù)字電路中在數(shù)字電路中, 0, 0、1 1組成二進(jìn)制數(shù)可以表示數(shù)量大小組成二進(jìn)制數(shù)可以表示數(shù)量大小, ,也也可以表示兩種對(duì)立的邏輯狀態(tài)可以表示兩種對(duì)立的邏輯狀態(tài). .表示方式表示方式二值數(shù)字邏輯二值數(shù)字邏輯 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 (a) (a) 用邏輯電平描述的數(shù)字波形用邏輯電平描述的數(shù)字波形(b) 16(b) 16位數(shù)據(jù)的圖形表示位數(shù)據(jù)的圖形表示v/V50t/ms50100150200邏輯邏輯 0 0邏輯邏輯1 1(2)(2)波形圖波形圖tt 為一拍為一拍數(shù)字波形數(shù)字波形(a)11101100012. 2. 數(shù)字波形數(shù)字波形高電位

4、高電位低電位低電位有脈沖有脈沖數(shù)字波形數(shù)字波形-是信號(hào)邏輯電平對(duì)時(shí)間的圖形表示是信號(hào)邏輯電平對(duì)時(shí)間的圖形表示(b)(b)(a)(a)非歸零型非歸零型 (b)(b)歸零型歸零型 比特率比特率 - - 每秒鐘轉(zhuǎn)輸數(shù)據(jù)的位數(shù)每秒鐘轉(zhuǎn)輸數(shù)據(jù)的位數(shù)無(wú)脈沖無(wú)脈沖10(1)(1)數(shù)字波形的兩種類(lèi)型數(shù)字波形的兩種類(lèi)型: :(2) (2) 數(shù)字波形的周期性和非周期性數(shù)字波形的周期性和非周期性T tW非周期性數(shù)字波形非周期性數(shù)字波形周期性數(shù)字波形周期性數(shù)字波形周期性數(shù)字波形周期性數(shù)字波形tftr脈沖寬度tw0.5V0.5V2.5V4.5V4.5V2.5V幅值=5.0V0.0V5.0V下降時(shí)間上升時(shí)間a.a.非理想

5、脈沖波形非理想脈沖波形(3) (3) 實(shí)際脈沖波形及主要參數(shù)實(shí)際脈沖波形及主要參數(shù)占空比占空比 q -q -表示脈沖寬度占整個(gè)周期的百分比表示脈沖寬度占整個(gè)周期的百分比b. b. 幾個(gè)主要參數(shù)幾個(gè)主要參數(shù): :上升時(shí)間上升時(shí)間t tr r和下降時(shí)間和下降時(shí)間t tf f - -從脈沖幅值的從脈沖幅值的10%10%到到90% 90% 上升、上升、下降所經(jīng)歷的時(shí)間下降所經(jīng)歷的時(shí)間( ( 典型值典型值ns )ns )脈沖寬度脈沖寬度(tw )-(tw )-脈沖幅值的脈沖幅值的50%50%的兩個(gè)時(shí)間所跨越的時(shí)間的兩個(gè)時(shí)間所跨越的時(shí)間周期周期(T) - (T) - 表示兩個(gè)相鄰脈沖之間的時(shí)間間隔表示兩個(gè)

6、相鄰脈沖之間的時(shí)間間隔tftr脈沖寬度tw0.5V0.5V2.5V4.5V4.5V2.5V幅值=5.0V0.0V5.0V下降時(shí)間上升時(shí)間%100wTtq(4) (4) 時(shí)序圖時(shí)序圖 -表明各個(gè)數(shù)字信號(hào)時(shí)序關(guān)系的多重波形圖表明各個(gè)數(shù)字信號(hào)時(shí)序關(guān)系的多重波形圖 由于各信號(hào)的路徑不同，這些信號(hào)之間不可能?chē)?yán)格保由于各信號(hào)的路徑不同，這些信號(hào)之間不可能?chē)?yán)格保持同步關(guān)系。為了保證可靠工作，各信號(hào)之間通常允許一持同步關(guān)系。為了保證可靠工作，各信號(hào)之間通常允許一定的時(shí)差，但這些時(shí)差必須限定在規(guī)定范圍內(nèi)，各個(gè)信號(hào)定的時(shí)差，但這些時(shí)差必須限定在規(guī)定范圍內(nèi)，各個(gè)信號(hào)的時(shí)序關(guān)系用時(shí)序圖表達(dá)。的時(shí)序關(guān)系用時(shí)序圖表達(dá)。某

7、存儲(chǔ)器讀數(shù)據(jù)的時(shí)序圖某存儲(chǔ)器讀數(shù)據(jù)的時(shí)序圖t tt tC CO O數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)RDRD地址地址bbbbt tAAAA 1 1、任何一位數(shù)可以而且只可以用任何一位數(shù)可以而且只可以用 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 8, 9 這十個(gè)數(shù)碼表示。這十個(gè)數(shù)碼表示。01210104103102)234( 式中，式中，10102 2 、10101 1 是根據(jù)每一個(gè)數(shù)碼所在的位置而定的，稱(chēng)是根據(jù)每一個(gè)數(shù)碼所在的位置而定的，稱(chēng)之為之為“權(quán)權(quán)”。例如：例如：2 2、進(jìn)位規(guī)律是進(jìn)位規(guī)律是“逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一”。即。即 9+1=109+1=10一、特

8、點(diǎn)：一、特點(diǎn)： 3 3、在十進(jìn)制中，各位的權(quán)都是在十進(jìn)制中，各位的權(quán)都是1010的冪，而每個(gè)權(quán)的系數(shù)只能的冪，而每個(gè)權(quán)的系數(shù)只能是是0 09 9，這十個(gè)數(shù)碼中的一個(gè)。，這十個(gè)數(shù)碼中的一個(gè)。=1=110101 1+0+010100 021010104101103)14. 3(1.21.2 數(shù)制數(shù)制 .2.1 .2.1 十進(jìn)制十進(jìn)制二、一般表達(dá)式二、一般表達(dá)式: :90,10)(10iiiiKKN位權(quán)位權(quán)系數(shù)系數(shù) 在數(shù)字電路中，計(jì)數(shù)的基本思想是要把電路的狀在數(shù)字電路中，計(jì)數(shù)的基本思想是要把電路的狀態(tài)與數(shù)碼一一對(duì)應(yīng)起來(lái)。顯然，采用十進(jìn)制是十分不態(tài)與數(shù)碼一一對(duì)應(yīng)起來(lái)。顯然，采用十進(jìn)制是十分不方便的。它

9、需要十種電路狀態(tài)與之對(duì)應(yīng)。要想嚴(yán)格區(qū)方便的。它需要十種電路狀態(tài)與之對(duì)應(yīng)。要想嚴(yán)格區(qū)分這十種狀態(tài)是很困難的。分這十種狀態(tài)是很困難的。一、特點(diǎn)一、特點(diǎn)二、二進(jìn)制數(shù)的一般表達(dá)式為二、二進(jìn)制數(shù)的一般表達(dá)式為: :1 1、任何一位數(shù)可以、而且只可以用任何一位數(shù)可以、而且只可以用“0”0”和和“1”1”表表示。示。 1 , 0,2)(2iiiiKKN位權(quán)位權(quán)系數(shù)系數(shù)例如：例如：1+1=101+1=102 2、進(jìn)位規(guī)律是：進(jìn)位規(guī)律是：“逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一” ” 。3 3、各位的權(quán)都是各位的權(quán)都是2 2的冪。的冪。= 1= 12 21 1+ 0+ 02 20 0 .2.2 .2.2 二進(jìn)制二進(jìn)制四、二進(jìn)制數(shù)的缺

10、點(diǎn)四、二進(jìn)制數(shù)的缺點(diǎn) a a、易于電路實(shí)現(xiàn)、易于電路實(shí)現(xiàn)-每一位數(shù)只有兩個(gè)值，可以每一位數(shù)只有兩個(gè)值，可以用管子的用管子的“導(dǎo)通導(dǎo)通”或或“截止截止”，燈泡的，燈泡的“亮亮”或或“滅滅”、繼電器觸點(diǎn)的、繼電器觸點(diǎn)的“閉合閉合”或或“斷開(kāi)斷開(kāi)”來(lái)表示。來(lái)表示。 b b、二進(jìn)制數(shù)裝置所用元件少、二進(jìn)制數(shù)裝置所用元件少, ,電路簡(jiǎn)單、可靠電路簡(jiǎn)單、可靠 。 c c、基本運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單、基本運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單, , 運(yùn)算操作方便。運(yùn)算操作方便。三、二進(jìn)制數(shù)的優(yōu)點(diǎn)三、二進(jìn)制數(shù)的優(yōu)點(diǎn) 位數(shù)太多，不符合人的習(xí)慣，不能在頭腦中立位數(shù)太多，不符合人的習(xí)慣，不能在頭腦中立即反映出數(shù)值的大小，一般要將其轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制即反映出

11、數(shù)值的大小，一般要將其轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后，才能反映。后，才能反映。 計(jì)算機(jī) A 計(jì)算機(jī) B 1 0 1 0 1 1 0 0 串行數(shù)據(jù)傳輸 1 0 1 0 1 1 0 0 計(jì)算機(jī) A 計(jì)算機(jī) B 0 1 2 3 4 5 6 7 1 0 1 0 MSB LSB 0 0 1 1 0 1 1 0 CP 串行數(shù)據(jù) 五、二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸五、二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸 打 印 機(jī) 0 1 1 0 0 M SB 1 1 L SB 計(jì) 算 機(jī) (a) 0 并 行 數(shù) 據(jù) 傳 輸 27 26 25 24 23 22 21 ( L SB) 20 并行數(shù)據(jù) ( MSB) 0 1 2 3 4 5 6 7 1 0 CP 1 0 1 0

12、 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 并行傳送的突出特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳送速率快。其缺點(diǎn)是需并行傳送的突出特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳送速率快。其缺點(diǎn)是需要占用的數(shù)據(jù)線(xiàn)較多，而且發(fā)送和接收設(shè)備較復(fù)雜。要占用的數(shù)據(jù)線(xiàn)較多，而且發(fā)送和接收設(shè)備較復(fù)雜。將一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)的所有位同時(shí)傳送，稱(chēng)為并行傳送。將一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)的所有位同時(shí)傳送，稱(chēng)為并行傳送。 常用方法是常用方法是“按權(quán)相加按權(quán)相加”。 1. 1. 整數(shù)部分用整數(shù)部分用“輾轉(zhuǎn)相除輾轉(zhuǎn)相除”法法: : 將十進(jìn)制數(shù)連續(xù)不斷地除以將十進(jìn)制數(shù)連續(xù)不斷地除以2 , 2 , 直到商為零，直到商為零，所得余數(shù)由所得余數(shù)由低位到高位低位到高位排列，即為所求二進(jìn)制數(shù)排列，即為

13、所求二進(jìn)制數(shù)一、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)：一、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)：整數(shù)部分整數(shù)部分小數(shù)部分小數(shù)部分2 .2 .小數(shù)部分用小數(shù)部分用“輾轉(zhuǎn)相乘輾轉(zhuǎn)相乘”法法: : 1.2.3 1.2.3 二二-十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換例如例如:(11):(11)1010=( ? )=( ? )2 2 10 -b22 01 -b31121 -b0 2 51 -b122余數(shù)余數(shù) 若十進(jìn)制數(shù)較大時(shí)，不必逐位去除若十進(jìn)制數(shù)較大時(shí)，不必逐位去除2 2，可算出，可算出2 2的冪與十進(jìn)制對(duì)比，的冪與十進(jìn)制對(duì)比，228 8 =256 =256，261256=5 261256=5 ，低位低位| | |高位高位(5)(5

14、)1010=(101)=(101)2 2 , ,(261)(261)1010=(100000101)=(100000101)2 2將十進(jìn)制數(shù)連續(xù)不斷地除以將十進(jìn)制數(shù)連續(xù)不斷地除以2 , 2 , 自至商為零，所得余數(shù)由自至商為零，所得余數(shù)由低位到低位到高位高位排列，即為所求二進(jìn)制數(shù)排列，即為所求二進(jìn)制數(shù)又如：又如：（261)261)10 10 =(?)=(?)2 2 2 .2 .小數(shù)部分用小數(shù)部分用“輾轉(zhuǎn)相乘輾轉(zhuǎn)相乘”法法: : 將小數(shù)部分連續(xù)不斷地乘以將小數(shù)部分連續(xù)不斷地乘以2 , 2 , 每次所得乘積每次所得乘積的的整數(shù)部分整數(shù)部分取出，由取出，由高位到低位高位到低位排列，即為所求排列，即為

15、所求例例1 1 將將(0.706)(0.706)D D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，要求其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，要求其誤差不大于誤差不大于2 2-10-10。解解：0.7060.7062=1.4122=1.4121 1 b1 由于最后的小數(shù)小于由于最后的小數(shù)小于0.5，根據(jù)，根據(jù)“四舍五入四舍五入”的原則，應(yīng)為的原則，應(yīng)為0所以，所以，(0.706)D=(0.101101001)B，其誤差，其誤差 210高位高位|低位低位0.4120.4122=0.8242=0.8240 0 b20.8240.8242=1.6482=1.6481 1 b30.6480.6482=1.2962=1.2961 1 b40.2960.

16、2962=0.5922=0.5920 0 b50.5920.5922=1.1841 2=1.1841 b6 0.1840.1842=0.3682=0.3680 0 b7 0.3680.3682=0.7362=0.7360 0 b8 0.7360.7362=1.4721 2=1.4721 b9 將小數(shù)部將小數(shù)部分連續(xù)不分連續(xù)不斷地乘以斷地乘以2 , 每次所每次所得乘積的得乘積的整數(shù)部分整數(shù)部分取出，由取出，由高位到低高位到低位排列，位排列，即為所求即為所求解：由于精度要求達(dá)到解：由于精度要求達(dá)到0.1%0.1%，需要精確到二進(jìn)制，需要精確到二進(jìn)制小數(shù)小數(shù)1010位，即位，即1/21/21010=

17、1/1024=1/1024。0.392 = 0.78 b-1= 00.782 = 1.56 b-2= 10.562 = 1.12 b-3= 10.122 = 0.24 b-4= 00.242 = 0.48 b-5= 00.482 = 0.96 b-6 = 00.962 = 1.92 b-7 = 10.922 = 1.84 b-8 = 10.842 = 1.68 b-9 = 10.682 = 1.36 b-10= 1所以所以:BD 0110001111. 039. 0 例例2 2 將十進(jìn)制小數(shù)（將十進(jìn)制小數(shù)（0.39)0.39)1010轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，要求精度達(dá)到求精度達(dá)到0.

18、1%0.1%。 1 1、八進(jìn)制數(shù)以、八進(jìn)制數(shù)以8 8為基數(shù)，采用為基數(shù)，采用0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 70, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7八個(gè)數(shù)八個(gè)數(shù)碼表示。碼表示。 2 2、進(jìn)位規(guī)律是、進(jìn)位規(guī)律是“逢八進(jìn)一逢八進(jìn)一”。 3 3、各位的權(quán)都是、各位的權(quán)都是8 8的冪。的冪。例例 ( ( 10 110.011 )B =10 110.011 )B =一、八進(jìn)制的特點(diǎn)：一、八進(jìn)制的特點(diǎn)：例如例如 ( (144)144)0 0 = 1 = 18 82 2+4+48 81 1+4+48 80 0 = =64+32+4=(100)64+32+4=(100)D D二、二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八

19、進(jìn)制：二、二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制： 例例 ( (752.1)0 =752.1)0 =三、八進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制：三、八進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制：( (26.3)026.3)0（111 101 010.001111 101 010.001）B B 0因?yàn)榘诉M(jìn)制的基數(shù)因?yàn)榘诉M(jìn)制的基數(shù) 8=28=23 3 ，所以，可將，所以，可將3 3位二進(jìn)制位二進(jìn)制數(shù)表示一位八進(jìn)制數(shù)，即數(shù)表示一位八進(jìn)制數(shù)，即 000-111 000-111 表示表示 0-70-7。轉(zhuǎn)換時(shí)，由小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，整數(shù)部分自右向左，小數(shù)部分自左向轉(zhuǎn)換時(shí)，由小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，整數(shù)部分自右向左，小數(shù)部分自左向右，右，3 3位一組，不夠位一組，不夠3 3位的添零補(bǔ)齊，

20、則每位的添零補(bǔ)齊，則每3 3位二進(jìn)制數(shù)表示一位二進(jìn)制數(shù)表示一位八進(jìn)制數(shù)。位八進(jìn)制數(shù)。將每位八進(jìn)制數(shù)展開(kāi)成將每位八進(jìn)制數(shù)展開(kāi)成3 3位二進(jìn)制數(shù)，排列順序不變即可。位二進(jìn)制數(shù)，排列順序不變即可。十六進(jìn)制數(shù)中只有十六進(jìn)制數(shù)中只有0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 , A9 , A、B B、C C、D D、E E、F F十六個(gè)數(shù)碼，進(jìn)位規(guī)律是十六個(gè)數(shù)碼，進(jìn)位規(guī)律是“逢逢十六進(jìn)一十六進(jìn)一”。各位的權(quán)均為。各位的權(quán)均為1616的冪。的冪。iiiaN16)(16101H16121661610(A6.C) 例如：四、十六進(jìn)制的特點(diǎn)：四

21、、十六進(jìn)制的特點(diǎn)：例例 ( (111100010101110)111100010101110)B B = =例例 ( (BEEF)BEEF)H H = =(78AE)(78AE)H H (1011 1110 1110 1111)(1011 1110 1110 1111)B B五、二五、二- -十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換 十六進(jìn)制在數(shù)字電路中，尤其在計(jì)算機(jī)中得到廣泛十六進(jìn)制在數(shù)字電路中，尤其在計(jì)算機(jī)中得到廣泛的應(yīng)用，因?yàn)椋旱膽?yīng)用，因?yàn)椋毫?、?yōu)點(diǎn)六、優(yōu)點(diǎn) ：第一第一、與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換容易與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換容易第二第二、計(jì)數(shù)容量較其它進(jìn)制都大。假如同樣采用四計(jì)數(shù)容量較其它進(jìn)制都大。假如同

22、樣采用四位數(shù)碼，位數(shù)碼，第三第三、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，大量的寄存器、計(jì)數(shù)器等往往計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，大量的寄存器、計(jì)數(shù)器等往往按四位一組排列。故使十六進(jìn)制的使用獨(dú)具優(yōu)越性。按四位一組排列。故使十六進(jìn)制的使用獨(dú)具優(yōu)越性。八進(jìn)制可計(jì)至八進(jìn)制可計(jì)至 777777770 0 = 4095 = 4095D D；十進(jìn)制可計(jì)至十進(jìn)制可計(jì)至 99999999D D；十六進(jìn)制可計(jì)至十六進(jìn)制可計(jì)至 FFFFFFFFH H = 65535 = 65535D D，二進(jìn)制最多可計(jì)至二進(jìn)制最多可計(jì)至 11111111B B = 15 = 15D D 即即64K64K。其容量最大。其容量最大。幾種數(shù)制之間的關(guān)系對(duì)照表幾種數(shù)制之間的關(guān)系

23、對(duì)照表1.31.3二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算( (自學(xué)自學(xué)) )1.3.1 1.3.1 無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算是當(dāng)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼表示數(shù)量大小時(shí)，它算術(shù)運(yùn)算是當(dāng)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼表示數(shù)量大小時(shí)，它們之間可以進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算。二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算法們之間可以進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算。二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算法則和十進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算法則基本相同，只是進(jìn)位借位則和十進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算法則基本相同，只是進(jìn)位借位規(guī)則不同規(guī)則不同, , 加法運(yùn)算是加法運(yùn)算是“逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一”, , 減法則是減法則是“借一當(dāng)二借一當(dāng)二”。1.3.2 1.3.2 帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算1.41

24、.4二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼代碼代碼: : 表示某一特定信息的二進(jìn)制數(shù)碼。表示某一特定信息的二進(jìn)制數(shù)碼。 編碼編碼: : 賦予代碼特定含義的過(guò)程。賦予代碼特定含義的過(guò)程。二進(jìn)制代碼的位數(shù)二進(jìn)制代碼的位數(shù)n n與需要編碼的數(shù)（或信息）的與需要編碼的數(shù)（或信息）的個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)N N之間應(yīng)滿(mǎn)足以下關(guān)系：之間應(yīng)滿(mǎn)足以下關(guān)系：2n-1N2n1.4.1 1.4.1 二二十進(jìn)制碼十進(jìn)制碼(BCD(BCD碼碼- Binary Code Decimal- Binary Code Decimal）用用4 4位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示一位十進(jìn)制數(shù)中的位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示一位十進(jìn)制數(shù)中的0-90-9十個(gè)數(shù)碼。十個(gè)數(shù)碼。 從從4 4 位二進(jìn)制數(shù)

25、位二進(jìn)制數(shù)1616種代碼中種代碼中, ,選擇選擇1010種來(lái)表示種來(lái)表示0-90-9個(gè)個(gè)數(shù)碼的方案有很多數(shù)碼的方案有很多, , 每種方案產(chǎn)生一種每種方案產(chǎn)生一種BCDBCD碼。碼。 1. 1. 幾種常用的幾種常用的BCDBCD代碼代碼有權(quán)碼：編碼與所表示的十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)算容有權(quán)碼：編碼與所表示的十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)算容易易, ,如（）如（）（）（） 余碼的特點(diǎn)余碼的特點(diǎn): 0: 0和和9, 19, 1和和8686和和4 4的余碼互為反碼的余碼互為反碼, , 這對(duì)于求取對(duì)這對(duì)于求取對(duì)1010的補(bǔ)碼很方便。如兩個(gè)余的補(bǔ)碼很方便。如兩個(gè)余3 3碼相加的和是碼相加的和是十進(jìn)制的十進(jìn)制的1010時(shí)，正好是

26、二進(jìn)制的時(shí)，正好是二進(jìn)制的1616，于是可從高位自動(dòng)產(chǎn)，于是可從高位自動(dòng)產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)生進(jìn)位信號(hào) 余余3 3碼循環(huán)碼：相鄰的兩個(gè)代碼之間僅一位的狀態(tài)不碼循環(huán)碼：相鄰的兩個(gè)代碼之間僅一位的狀態(tài)不同。按余同。按余3 3碼循環(huán)碼組成計(jì)數(shù)器時(shí)，每次轉(zhuǎn)換過(guò)程只有碼循環(huán)碼組成計(jì)數(shù)器時(shí)，每次轉(zhuǎn)換過(guò)程只有一個(gè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，譯碼時(shí)不會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)一個(gè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，譯碼時(shí)不會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)- -冒險(xiǎn)現(xiàn)象冒險(xiǎn)現(xiàn)象。2 2各種編碼的特點(diǎn)各種編碼的特點(diǎn)3. 3. 用用BCDBCD代碼表示十進(jìn)制數(shù)代碼表示十進(jìn)制數(shù) BCD2421 236810 BCD8421 536410 0010 .0011 1100 11102 .8630101 .

27、0011 0110 01005 .463 不能省略！不能省略！不能省略！不能省略！對(duì)于一個(gè)多位的十進(jìn)制數(shù)，需要有與十進(jìn)制位數(shù)相對(duì)于一個(gè)多位的十進(jìn)制數(shù)，需要有與十進(jìn)制位數(shù)相同的幾組同的幾組BCDBCD代碼來(lái)表示。例如：代碼來(lái)表示。例如：對(duì)于有權(quán)對(duì)于有權(quán)BCDBCD碼，可以按權(quán)展開(kāi)，求得所代表的十碼，可以按權(quán)展開(kāi)，求得所代表的十進(jìn)制數(shù)。例如：進(jìn)制數(shù)。例如： 10 BCD8421 7112141800111 10 BCD2421 7112041211101 4. 4. 求求BCDBCD代碼表示的十進(jìn)制數(shù)代碼表示的十進(jìn)制數(shù) 編碼特點(diǎn)是：任何兩個(gè)相鄰代編碼特點(diǎn)是：任何兩個(gè)相鄰代碼之間僅有一位不同。碼之間

28、僅有一位不同。 例如，例如，84218421碼中的碼中的01110111和和10001000是是相鄰碼，當(dāng)相鄰碼，當(dāng)7 7變到變到8 8時(shí)，四位均變了。時(shí)，四位均變了。若采用格雷碼，若采用格雷碼，01000100和和11001100是相鄰是相鄰碼，僅最高一位變了碼，僅最高一位變了。 該特點(diǎn)常用于模擬量的轉(zhuǎn)換。當(dāng)該特點(diǎn)常用于模擬量的轉(zhuǎn)換。當(dāng)模擬量發(fā)生微小變化，而可能引起模擬量發(fā)生微小變化，而可能引起數(shù)字量發(fā)生變化時(shí)，格雷碼僅僅改數(shù)字量發(fā)生變化時(shí)，格雷碼僅僅改變一位，這與其它碼同時(shí)改變兩位變一位，這與其它碼同時(shí)改變兩位或更多位的情況相比，更加可靠?；蚋辔坏那闆r相比，更加可靠。 ASCIIASCI

29、I碼即美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼碼即美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼它共有它共有128128個(gè)代碼，可以表示大、小寫(xiě)英文字母、個(gè)代碼，可以表示大、小寫(xiě)英文字母、十進(jìn)制數(shù)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)、控制符號(hào)等，十進(jìn)制數(shù)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)、控制符號(hào)等，普遍用于計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)指令輸入和數(shù)據(jù)等。普遍用于計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)指令輸入和數(shù)據(jù)等。1.5 1.5 二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算 當(dāng)當(dāng)0和和1表示邏輯狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)表示邏輯狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼按照某種特定的因果關(guān)系進(jìn)行的運(yùn)算。碼按照某種特定的因果關(guān)系進(jìn)行的運(yùn)算。邏輯運(yùn)算有邏輯代數(shù)表達(dá)式、真值表、邏輯圖和硬件邏輯運(yùn)算有邏輯代數(shù)表達(dá)式、真值表、邏輯圖和硬件

30、描述語(yǔ)言（描述語(yǔ)言（HDL) 等多種描述方式。等多種描述方式。 與普通代數(shù)不同之處是邏輯代數(shù)與普通代數(shù)不同之處是邏輯代數(shù)中的變量只有中的變量只有0和和1兩個(gè)可取值，它們用來(lái)表示完全對(duì)立的兩個(gè)可取值，它們用來(lái)表示完全對(duì)立的邏輯狀態(tài)。邏輯狀態(tài)。 在邏輯代數(shù)中，有在邏輯代數(shù)中，有“與與”、“或或”、“非非”三種基三種基本的邏輯運(yùn)算本的邏輯運(yùn)算。. .邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算: :邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算使用的數(shù)學(xué)工具是邏輯代數(shù)使用的數(shù)學(xué)工具是邏輯代數(shù)。2.2.邏輯代數(shù)邏輯代數(shù): :ABLBL1A3.3.邏輯運(yùn)算的幾種表達(dá)方式邏輯運(yùn)算的幾種表達(dá)方式: : 真真 值值 表表ABL001010110111L = A +

31、B A A B L=AB 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 (a) E B A A B L=AB 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 (a) E L A B & L=AB 與邏輯運(yùn)算與邏輯運(yùn)算開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)A A、B B控制燈泡控制燈泡L L，只有當(dāng)，只有當(dāng)A A和和B B同時(shí)閉合時(shí)，燈泡才能點(diǎn)亮同時(shí)閉合時(shí)，燈泡才能點(diǎn)亮（1 1）定義：）定義：某事件有若干個(gè)條件，只有當(dāng)所有條件某事件有若干個(gè)條件，只有當(dāng)所有條件 全部滿(mǎn)足時(shí)，這件事才發(fā)生。全部滿(mǎn)足時(shí)，這件事才發(fā)生。 （2 2）真值表：）真值表： (4)(4)邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)(3)(3)邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式 L= AL

32、= A B B用開(kāi)關(guān)串聯(lián)電路實(shí)現(xiàn)用開(kāi)關(guān)串聯(lián)電路實(shí)現(xiàn)ABL或邏輯運(yùn)算或邏輯運(yùn)算只要開(kāi)關(guān)只要開(kāi)關(guān)A A和和B B中有一個(gè)閉合，或兩個(gè)都閉合，燈泡就會(huì)亮。中有一個(gè)閉合，或兩個(gè)都閉合，燈泡就會(huì)亮。 A B L=A+B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 A E B L L=A+B A B 1 (1)(1)定義：定義：某事件有若干個(gè)條件，只要其中一個(gè)或一個(gè)某事件有若干個(gè)條件，只要其中一個(gè)或一個(gè) 以上的條件得到滿(mǎn)足，這件事就發(fā)生。以上的條件得到滿(mǎn)足，這件事就發(fā)生。 (2)(2)真值表真值表: : (3)(3)邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式: : L=A+B L=A+B (4)(4)邏輯符號(hào)邏輯符號(hào): :

33、用開(kāi)關(guān)并聯(lián)電路實(shí)現(xiàn)用開(kāi)關(guān)并聯(lián)電路實(shí)現(xiàn)ABL 非邏輯運(yùn)算非邏輯運(yùn)算 下圖表示一個(gè)簡(jiǎn)單的非邏輯電路，當(dāng)繼電器通下圖表示一個(gè)簡(jiǎn)單的非邏輯電路，當(dāng)繼電器通電，燈泡熄滅；繼電器斷電，燈泡點(diǎn)亮。電，燈泡熄滅；繼電器斷電，燈泡點(diǎn)亮。(1)(1)定義：定義：某事件的產(chǎn)生取決于條件的否定，某事件的產(chǎn)生取決于條件的否定， 這種關(guān)系稱(chēng)為這種關(guān)系稱(chēng)為非邏輯。非邏輯。 A LA 0 1 1 0 A E NC E L=A (2)(2)真值表真值表: : (3)(3)邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式: : LALA(a)A(b)A11 在輸入端用小圓圈表示在輸入端用小圓圈表示(4)(4)邏輯符號(hào)邏輯符號(hào): : 在輸出端用小圓圈表示在輸出端用小圓圈表示AL 兩輸入變量?jī)奢斎胱兞?與非邏輯真值表與非邏輯真值表ABL001010111110ABLAB&L與非邏輯符號(hào)與非邏輯符號(hào)4. 4. 幾種常見(jiàn)的復(fù)合邏輯運(yùn)算幾種常見(jiàn)的復(fù)合邏輯運(yùn)算1)1)與非運(yùn)算與非運(yùn)算與非邏輯表達(dá)式：與非邏輯表達(dá)式： P = A B 兩輸入變量?jī)奢斎胱兞?或非邏