第一章數(shù)制和碼制二、典型應(yīng)用三、電子器件的發(fā)展六、教材及參考書1.1概述一、數(shù)字電路的特點四、設(shè)計方法變化五、考核方法一、數(shù)字電路的特點(一)模擬電路與數(shù)字電路的區(qū)別模擬電路：處理的信號是時間上連續(xù)的信號數(shù)字電路：處理的信號是離散的信號計算機通信（DSP應(yīng)用）電視（高清晰度）將來通信的發(fā)展趨勢：軟件無線電單片機+DSP(數(shù)字信號處理）+FPGA（CPLD）（現(xiàn)場可編程電路）二、典型應(yīng)用會議電視數(shù)字移動蜂窩電話家庭信息中心虛擬教育數(shù)字相機自動駕駛汽車視覺感應(yīng)器數(shù)據(jù)存儲與處理返回集成電路緒論三、電子器件的發(fā)展電子管晶體管分立元件（（SSI（100以下）MSI（〈103）LSI（〈104）超大規(guī)模VLSI（105以上）1906年，福雷斯特等發(fā)明了電子管；電子管體積大、重量重、耗電大、壽命短。世界上第一臺計算機用了1.8萬只電子管，占地1500平方米，重30噸，耗電很大,據(jù)傳ENIAC每次一開機，整個費城西區(qū)的電燈都為之黯然失色。。目前在一些大功率發(fā)射裝置中使用。緒論三、電子器件的發(fā)展電子管晶體管分立元件（（集成電路SSI（100以下）MSI（〈103）LSI（〈104）超大規(guī)模VLSI（105以上）1948年，肖克利等發(fā)明了晶體管，其性能在體積、重量方面明顯優(yōu)于電子管，但器件較多時由分立元件組成的分立電路體積大、焊點多、電路的可靠性差。首款晶體管收音機內(nèi)置有四個晶體管。英特爾研制出的第一款計算機芯片僅包

2,300

個晶體管，而英特爾于

2007

年

11

月發(fā)布的最新基于45納米生產(chǎn)工藝的芯片則包含

8.2

億個晶體管。你可以在一根人類的頭發(fā)寬度上擺放2000多個45納米晶體管。

1947年貝爾實驗室制造的第一個晶體管可握在手中，而英特爾制造的全新45納米晶體管僅在一個紅血球細胞表面即可容納數(shù)百個如果今天一個晶體管的價格還維持1968年的平均價格水平，那么英特爾推出的新一代45納米處理器Penryn中晶體管的價格將比現(xiàn)在的價格高一百萬倍。如果汽車價格以同樣的速度下滑，今天一部新車的價格將僅為1美分。一個45納米晶體管可在1秒鐘內(nèi)切換約3千億次。一個45納米晶體管開關(guān)一次所需時間，僅相當于以光速（每秒30萬公里）穿行0.1英寸所需的時間。

1946年2月14日，世界上第一臺電腦ENIAC在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生.“埃尼阿克”(ENIAC)。

運算速度為5000次/秒左右，也就是說，還沒有現(xiàn)在普通計算器的運算速度快2012年,日本京計算機（Kcomputer）:日本理化研究所作為次時代超級電腦開發(fā)，總投資1120億日元，購入富士通生產(chǎn)的CPU研發(fā)生產(chǎn)的，每秒計算速度1京回，1016這個數(shù)字。連續(xù)兩屆被世界權(quán)威機構(gòu)評為計算速度最快的電子計算機。緒論EDA技術(shù)以計算機為基本工具、借助于軟件設(shè)計平臺，自動完成數(shù)字系統(tǒng)的邏輯綜合、布局布線、仿真等工作。最后下載到芯片，實現(xiàn)方案。1、設(shè)計：在計算機上利用軟件平臺進行設(shè)計設(shè)計方法原理圖設(shè)計VHDL語言設(shè)計狀態(tài)機設(shè)計EDA技術(shù)：（電子設(shè)計自動化）返回緒論2、仿真3、下載4、驗證結(jié)果實驗板下載線返回大規(guī)模：提高系統(tǒng)可靠性、減小體積、降低成本和功耗。低功耗：超大規(guī)模芯片功耗可低達mW級。高速度：運算速度最快的計算機12.3萬億次。可編程：PLD?？蓽y試：進行故障診斷。多值化：提高信息密度（量）。五、數(shù)字電路的發(fā)展趨勢七、參考資料參考資料1.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程閆石主編清華大學(xué)出版社2.電子電路-數(shù)字部分康華光主編高教出版社返回教材數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）清華大學(xué)電子學(xué)教研組高等教育出版社1、十進制=3

102

+

3101+

3100+310-1

+310-2權(quán)權(quán)權(quán)權(quán)權(quán)２)基數(shù)10，逢十進一，即9+1=103)不同數(shù)位上的數(shù)具有不同的權(quán)值10i。

4)任意一個十進制數(shù)，都可按其位權(quán)展成多項式的形式(333.33)10位置計數(shù)法按權(quán)展開式(N)10=(Kn-1K1K0.K-1K-m)10特點：

１)有0-9十個數(shù)字符號和小數(shù)點，數(shù)碼Ki從0-9=Kn-110n-1++K1101+K0100+K-110-1++K-m10-m數(shù)基表示相對小數(shù)點的位置2、二進制數(shù)表示法1）基數(shù)2，逢二進一，即1+1=103）不同數(shù)位上的數(shù)具有不同的權(quán)值2i。4）任意一個二進制數(shù)，都可按其位權(quán)展成多項式的形式(N)2=(Kn-1K1K0.K-1K-m)2=Kn-12n-1++K121+K020+K-12-1+K-m2-m2)有0-1兩個數(shù)字符號和小數(shù)點，數(shù)碼Ki從0-13.八進制（Octal）--逢八進一數(shù)碼：0~7位權(quán)：4.十六進制(Hexadecimal)--逢十六進一數(shù)碼：0~9,A(10),B(11),C(12),D(13),E(14),F(15)位權(quán)：任意(N)進制數(shù)展開式的普遍形式：—第i位的系數(shù)—第i位的權(quán)十進制，二進制，八進制，十六進制逢二進一逢八進一逢十進一逢十六進一1.3.幾種常用進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換(1)二-十轉(zhuǎn)換：將二進制數(shù)按位權(quán)展開后相加(2)十-二轉(zhuǎn)換：整數(shù)的轉(zhuǎn)換--連除法26213余數(shù)2062132021101除基數(shù)得余數(shù)作系數(shù)從低位到高位

整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換除基取余法：用目標數(shù)制的基數(shù)（R=2）去除十進制數(shù)，第一次相除所得余數(shù)為目的數(shù)的最低位

K0，將所得商再除以基數(shù)，反復(fù)執(zhí)行上述過程，直到商為“0”，所得余數(shù)為目的數(shù)的最高位Kn-1。例：（81）10=（？）2得：（81）10=（1010001）28140201052022222221K00K10K20K31K40K51K610.812521.625021.250020.5000取整1100.62500.2500乘基數(shù)取整數(shù)作系數(shù)從高位到低位小數(shù)的轉(zhuǎn)換--連乘法若小數(shù)在連乘多次后不為0，一般按照精確度要求(如小數(shù)點后保留n

位)得到n個對應(yīng)位的系數(shù)即可。21.00001(3)二-八轉(zhuǎn)換:57(4)八-二轉(zhuǎn)換:每位8進制數(shù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)3位二進制數(shù)011001.100111011111101.1101000002341.062從小數(shù)點開始，將二進制數(shù)的整數(shù)和小數(shù)部分每三位分為一組，不足三位的分別在整數(shù)的最高位前和小數(shù)的最低位后加“0”補足，然后每組用等值的八進制碼替代,即得目的數(shù)。（5）二-十六轉(zhuǎn)換：每4位二進制數(shù)相當一位16進制數(shù)A1（6）十六-二轉(zhuǎn)換：每位16進制數(shù)換為相應(yīng)的4位二進制數(shù)非十進制轉(zhuǎn)成十進制方法：將相應(yīng)進制的數(shù)按權(quán)展成多項式，按十進制求和(F8C.B)16=

F×162+8×161+C×160+B×16-1=

3840+128+12+0.6875=3980.6875例：1.4二進制運算

1.4.1二進制算術(shù)運算的特點 算術(shù)運算：1：與十進制算數(shù)運算的規(guī)則相同2：逢二進一

特點：加、減、乘、除全部可以用移位和相加這兩種操作實現(xiàn)。簡化了電路結(jié)構(gòu)所以數(shù)字電路中普遍采用二進制算數(shù)運算1.4二進制數(shù)運算1.4.2反碼、補碼和補碼運算

二進制數(shù)的正、負號也是用0/1表示的。在定點運算中，最高位為符號位（0為正，1為負）如+89=（01011001）

-89=（11011001）二進制數(shù)的補碼：最高位為符號位（0為正，1為負）正數(shù)的補碼和它的原碼相同負數(shù)的補碼=數(shù)值位逐位求反(反碼)+1

如+5=（00101）

-5=（11011）通過補碼，將減一個數(shù)用加上該數(shù)的補碼來實現(xiàn)

10–5=510+7－12=5（舍棄進位）

7+5=12產(chǎn)生進位的模

7是-5對模數(shù)12的補碼1011–0111=0100

（11-7=4）1011+1001=10100

=0100（舍棄進位）（11+9－16=4）0111+1001=240111是-1001對模24（16）

的補碼兩個補碼表示的二進制數(shù)相加時的符號位討論例：用二進制補碼運算求出13＋10

、13－10、－13＋10、－13－10結(jié)論：將兩個加數(shù)的符號位和來自最高位數(shù)字位的進位相加，結(jié)果就是和的符號解：-10的補碼編碼：用二進制數(shù)表示文字、符號等信息的過程。二進制代碼：編碼后的二進制數(shù)。用二進制代碼表示十個數(shù)字符號0~9，又稱為BCD碼（BinaryCoded

Decimal）幾種常見的BCD代碼：8421碼余3碼2421碼5211碼余3循環(huán)碼其他代碼：ISO碼，ASCII（美國信息交換標準代碼）1.5、幾種常用的編碼二-十進制代碼：0十進制數(shù)1234567898421碼余3碼2421(A)碼5211碼余3循環(huán)碼00000001001000110100010101100111100010010011010001010110100010011010101111000000000100100011010010111100110111101111011100000001010001000101010101111000100111001101110111111111001001100111110011101010權(quán)842124215211幾種常見的BCD代碼二、格雷碼特點：1.每一位的狀態(tài)變化都按一定的順序循環(huán)。

2.編碼順序依次變化，按表中順序變化時，相鄰代碼只有一位改變狀態(tài)。應(yīng)用：減少過渡噪聲

編碼順序