数字电路和模拟电路必备基础知识总结.docx
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1、第一章数字电路基础知识1数字值数字值以整数值的形式表示。用二进制数制表示的数字值称为二进制数。微控制器能够理解,例如:“电压的高低”,”电流是否流动”,按键是否按下,力还是甘等一些问题。Digitalvalue=Binary2数字值:二进制和十进制让我们来思考一下二进制数和十进制数之间的关系。首先,我们来看看日常使用的十进制数。例如,如果数字是1359(十进制),加1,就变成了1360。这样,当十进制数超过9时,它就变成了10,也就发生了进位。1359可以如图中的公式进行拆解。这里使用的10八3、10八2、IOA1、10八0称为“权重”。现在,让我们看看二进制数。二进制是由0和1组成的数字,当
2、它变成2时,就会发生进位。例如,我们将权重添加到UlO(二进制)。在二进制数时,权重变成了2八3、2八2、2八1、20o计算这个公式时,它可以转换为十进制数。在这种情况下,8+4+2+0就变成了14。这样,十进制数最多可增加到1、10、100、IOoO位,而二进制数最多可增加到1、2、4、8位。Decimal1359=1000+300+50+91359=1103+3102+5X101+910。(Othpower=1)Binary1l10=123+12212l+0201110=18+14+12+011110=8+4+2+01110=143数字值:二进制数据单位微控制器使用的数据有单位。当数据用二
3、进制数表示时,一个数字称为一位。可由4位、8位、16位、32位等处理。1024位称为IK(Kilo)位。请注意,IK并不是1000。半字节(nibble)是一个4位的二进制数,代表1个半字节(4位)的数据。字节(byte)是一个8位的二进制数,代表1个字节(8位)的数据。此外,还可以使用“字L没有力个字=多少位”的规定,1个字代表1个数据。例如,在4位微控制器中,4位数据有时称为1个字;在16位微控制器中,16位数据有时称为1个字。因此,要提前查看在微控制器中1个字的位数是多少,以及如何处理它们。1bit胖制4bits=1nibble00000000qhi.to1Vil18bits=1byte
4、Word=Unitofthenumberofthedata4数字值:数据的表示法下表是十进制数、二进制数和十六进制数的对比表。例如,数字8可以用1位十进制数表示,但二进制数必须用4位表示。256需要十进制数为3位,二进制数为9位。因此,我们采用十六进制数,使二进制数的处理更容易。因为二进制数的4位可以用十六进制数中的1位来表示,所以处理起来很方便。DecimalBinaryHexadecimal001110211310041015110611171000810019101010A111011B121100C131101D141110E151111F161000010III31111111F32
5、10000020II25511111111FF2561000000001005数字值:数据的转换方法本节内容中,我们将介绍如何轻松地将十进制数转换成二进制数和十六进制数。要将十进制数100表示为二进制数,首先要用100除以2。它能被50整除,余数为0。然后,用50除以2得到25,再用25除以2,去掉余数1,继续计算,直到不被整数除掉为止。计算结果的余数从下往上逆序排,便将其转换为了二进制数。当十进制数100转换为二进制数时,就变成了(1100100)oRemainder0,-0-100116,就是6,余数为4。因 (64)o如下:那么如何转换为十六进制数呢?如果用100除以此,当十进制数100
6、转换为十六进制数时,就变成了Remainder16)100-46逻辑电路下面,我们来了解一下微控制器的逻辑电路。这里的逻辑是指,按照某个理论,执行电子电路所处理的数字信号的输入与输出之间的关系。执行该操作的电子电路称为逻辑电路。微控制器由极其复杂的逻辑电路组成。每个逻辑电路都由三种基本逻辑元素组合而成。ANDcircuitOutputPA BnOR circuitNOT circuitInput OutputA-O-Y7逻辑电路:与门(AND)电路与门(AND)也称为逻辑与门电路。与门(AND)逻辑可以看作是一个在满足所有输入条件时输出信号的电路。例如,当你想打开灯泡时,即使开关A为“ON”时
7、,如果开关B为“OFF”,灯泡也不亮。相反,即使开关B为“ON”时,如果开关A“OFF”,灯泡仍然不亮。所以,这意味着只有当开关A和B都为“ON”时,灯泡才会亮。如真值表所示,只有当A和B都输入1时,输出Y才为1。电路图可用MIL符号(*)表示,如图所示。*由美国军用标准“MIL标准”定义的数字电路图中使用的符号。MIL标准(军用标准):美国国防部统一的军事用品采购标准。ExpressionofMILsymbolInputOutputOPUtOutputABABY000100010111Truth tableS=O-v8逻辑电路:或门(OR)电路Truth table或门(OR)电路称为逻辑或
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