王丰微机原理接口电子教案第一章.ppt
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单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,第1章 基础知识,1.1 数制,1.1.1 二进制,1．十进制数的特点及基数、权的概念 （1）0~9这十个独立的符号叫做数码，数码的个数叫基数， 十进制数的基数是10 （2）逢十进一, 2．二进制数的特点 （1）有二个独立的符号：0、1二进制数的基数为2 （2）逢二进一, 说明：二进制数在其尾部加字母,B,或者加下标2表示 3．十进制数转换为二进制数 十进制数转换为二进制数时，整数部分与小数部分转换方法不同，这二部分应分别转换，然后再将得到的二部分二进制数合并起来得到转换后的结果 (1)整数部分的转换,,规则:除2取余，逆序排列最先的余数在最低位，最后的 余数在最高位 (2)小数部分的转换 规则:乘2取整，顺序排列最先的整数在最高位，最后的 整数在最低位 4．二进制数转换为十进制数 转换方法为依据二进制数的三个特点： 二进制数,anan,－1…a1a0．b1b2…,bm,的值是：,a,n,×2,n,＋ a,n-1,× 2,n-1,＋…＋ a,1,× 2,1,＋ a,0,×2,0,＋b,1,×2,－1,＋ b,2,×2,－2,＋…＋,bm,×2,－m,5．,二进制数运算 二进制数的运算规则同十进制数一样，只是逢二进一。
6．相关概念及术语 位（,Bit）：,指二进制数字的1位 字节（,Byte）：8,位二进制数为1个字节 字（,Word）：16,位二进制数为1个字，即1个字＝2个字节除了以上三个基本单位外，在描述存储器的存储容量时还常用如下几个单位： 1,KB＝210,字节＝1024,B 1MB＝220,字节＝210,KB 1GB＝230,字节＝210,MB 1TB＝240,字节＝210,GB,记住以下结论：,n,位二进制数可表2,n,个数，范围为0～2,n－11.1.2,十六进制,1．十六进制数的特点 （1）有十六个独立的符号：0～9、,A、B、C、D、E、F （2）,逢十六进一 说明：十六进制数在尾部加字母,H,或下标16表示 2．十六进制数与十进制数的相互转换 (1)十进制数转换为十六进制数 转换方法类同于向二进制数的转换,但整数部分为除16取 余,小数部分为乘16取整.,,(2)十六进制数转换为十进制数 根据十六进制数的特点3进行转换 3．二进制数与十六进制数的相互转换 (1)二进制数转换为十六进制数 将二进制数从小数点开始，向左每4位为一组，不足4位的左方补0,然后每组二进制数用一位等值的十六进制数表示,这样就得到整数部分的十六进制数；再向右每4位为一组，不足4位的右方补0，并将每组二进制数用一位等值的十六进制数表示，这样就得到小数部分的十六进制数。
(2)十六进制数转换为二进制数 将每位十六进制数字转换为等值的4位二进制数即可1.1.3 八进制,(略),1.2 码制,,1.2.1 带符号数的编码,1．机器数与真值,,一个数在计算机内的表示形式称为机器数机器数代表的实际数值，称为机器数的真值 2．原码 原码是最简单的带符号数的编码方法它将机器数的最高位作为符号位，0表示正数，1表示负数，后面的各位表示数的绝对值这种方法也称为“符号-绝对值”法，如图1－5所示：,,图1-5 原码表示法解,,3．,反码 正数的反码与其原码相同，负数的反码是其对应的正数连同符号位按位取反求得 4．补码 正数的补码与其原码相同，负数的补码是其反码加1 由补码求真值（即求出补码表示的原数）的方法如下： （1）先由符号位判断真值的符号，补码的最高位0，表示真 值符号为正，否则为负 （2）对于正数，符号位后面部分即为真值的绝对值；对于 负数，需要将符号位后面的部分按位取反，再末位加1， 所得数值才是真值的绝对值 5．原、反、补码的比较 三种码制既有共同点又各自有不同性质,主要区别如下： （1）对于正数它们都等于真值本身，而对于负数各有不同 的表示方法。
（2）最高位都表示符号位3）原码和反码中0有二种表示方法，而补码中0只有一种 表示方法 （4）原码和反码表示的正、负数范围相对于0来说是对称的， 但补码负数表示范围较正数表示范围宽，能多表示一 个最小的负数（绝对值最大的负数） 6．不同码制下数的表示范围 （1）无符号整数的表示范围 8位无符号数表示范围为0≤,N≤255 16,位无符号数表示范围为0≤,N≤65535 n,位无符号数表示范围为0≤,N≤2,n,－1 （2）,有符号数的表示范围 8位补码表示范围为-128≤,N≤＋127 16,位补码表示范围为－32768≤,N≤＋32767 n,位补码能表示范围为－,2,n-1,≤N≤＋ 2,n-1,－1 7．,补码的运算规则及溢出 (1)补码的运算规则,,补码的加法规则是：[,X＋Y],补＝[,X],补＋[,Y],补 补码的减法规则是：[,X－Y],补＝[,X],补＋[－,Y],补 其中的[－,Y],补只要对[,Y],补求补就可得到 (2)补码的溢出、符号扩展 补码只能表示一定范围内的数，当参加运算的二个数都在此范围之内时，运算结果却可能超出此范围，这时运算结果就不正确了，称为溢出。
防止溢出的办法是使用更多位数的补码进行运算 当将较少位数的补码变为较多位数的补码时，只须在较少位数的补码前面填充符号位即可变为较多位数补码，这种方法称为符号扩展1.2.2 数的定点表示与浮点表示,1．定点表示法 在定点表示法中，所有数据的小数点固定在某一位置上通常把小数点的固定在有效数位的最前面或末尾，因而形成了定点整数和定点小数二种定点数1)定点整数 定点整数约定小数点在数值位的最低位之后，此时计算机中所表示的数一律为整数，如图1－6所示图1-6 定点整数格式,(2)定点小数 定点小数用最高位表示符号,其它,n－1,位二进制数表示数值部分,小数点定在数值部分最高位左边,如图1-7(,见下页,)图1-7 定点小数格式,2．,浮点表示法 (1)浮点数的格式 浮点数中首先要将二进制实数写成类似于十进制科学标识法的格式：,N＝M×R,E,,式中,E,为阶码，,M,为尾数，,E,和,M,都是带符号的定点数R,是常数不需要在机器数中表示出来浮点数的格式如图所示.,图1-8 浮点数格式,(2)规格化浮点数 在公式,N＝M×R,E,中，同一个,N,的值可以表示成不同的形式，即表示为不同的,M,E,值(假设,R,是固定的)。
通常将浮点数表示成规格化的形式 对,r,进制的规格化浮点数是指尾数部分,M,满足:1/2≤|,M|＜1,的数 对于,r＝2，,则有:1/2≤|,M|＜11.2.3 ASCII,码与,BCD,码,,1．,ASCII,码,ASCII,码有二种形式：7位,ASCII,码和8位,ASCII,码ASCII,码表中数字和英文字母都是按顺序排列的. 数字的,ASCII,码:任一数字字符的,ASCII,码＝该数字值＋30,H字母的,ASCII,码:同一字母的大小写,ASCII,码不同,小写字母 的,ASCII,码比大写字母的,ASCII,码大20,H2．BCD,码,BCD,码有多种编码方法，最常用的是8421,BCD,码. 编码方案为：将十进制数的每一位数字直接用等值4位二进制数表示 由于4位二进制数有16种组合,而1位十进制数字只有0~9十种状态,故8421,BCD,码中二进制数不允许出现1010~11116种组合1.2.4 如何理解计算机中数的多种表示形式,(略),1.3,常用数字逻辑器件,,,1.3.1 基本门电路,1．,基本门电路 基本门电路的符号与真值表如下图1－9所示。
图1-9(续) 基本门电路,,2．三态门 三态门的符号如下图1－10所示图1-10 三态非门 1.3.2 触发器,1．基本,RS,触发器 基本,RS,触发器的符号及用法如图1－11所示(,见下页,) 2．钟控,RS,触发器 钟控型,RS,触发器的符号及用法如图1－12 (,见下页,)所示 边沿触发,RS,触发器(主从型,RS,触发器)的符号及用法如图1－ 13 (,见下页,)所示图1-11 基本,RS,触发器,,,图1-12 时钟控制,RS,触发器,,图1-13 主从型,RS,触发器,,3．,D,触发器,D,触发器的符号及用法如图1－14所示图1-14 时钟控制,D,触发器,,,,74,LS273,是常用的,D,触发器之一，它内部由8个,D,触发器构成，其引脚及真值表如图1－15(,见下页,)所示 74,LS273,用,S,低电来复位，用,CP,脉冲上升沿将8个输入端,D7～D0,的状态锁存在7个输出端,Q7～Q074,LS273,不能呈高阻态，而74,LS374,则具有三态输出功能74,LS374,引脚及真值表如图1－16 (,见下页,)所示图1-15 74,LS273,引脚与真值表 图1-16 74,LS374,引脚与真值表,,4．,JK,触发器,JK,触发器的符号及用法如图1－17所示。
图1-17 主从型,JK,触发器,,1.3.3 译码器,二进制译码器常用的有2-4译码器和3-8译码器以2-4译码器为例，其符号及真值表如图1－18(,见下页,)所示 译码器中最常用的产品是3-8译码器74,LS138，,它有三个片选控制端，这三个片选控制端内部是"与"的关系，只有同时,,有效时，译码器才能工作74,LS138,引脚及真值表如图1－18所示(,见课本,)图1-18 2-4译码器及其真值表,,,。
