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数制与数制改换

2017-04-08 10:43分类:电工考证知识 阅读:

 

数字电路常常遇到计数疑问,咱们在往常日子中,习气于用十进制,而在数字体系中,例如在核算机中,多选用二进制,有时也选用八进制或十六进制。
1.十进制
(1)界说:所谓十进制即是以十为基数的计数体系。任何一个数都能够用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十个数码,按必定规矩摆放起来标明,其计数规矩是“逢十进一”,即9+1=十,这右边的“0”为个位数,左面的“1”为十位数,也即是十=1·十1+0·十0。这么,每一数码处于纷歧样的方位(数位)时,它所代表的数值纷歧样,这个数值称为位权值。每个十进制数都能够用位权值标明,其间:个位的位权为十0,十位的位权为十1,百位的位权为十2,依此类比
(2)办法:
恣意十进制数可标明为:

式中Ki为基数的第i次幂的系数。
例1 试用位权来标明十进制数4567。
:将数码与位权相乘,然后相加而得十进制数。

从数字电路的视点来看,选用十进制是不便利利当利利利利当当当利利利利利利利当当利当当的,由于构成数字电路的根柢思路是把电路的情况与数码对应起来,而十进制的十个数码,有必要有十个纷歧样的并且能严峻差异的电路情况与之对应起来,这么将在技能上带来许多困难,并且不经济,因而在数字电路中通常不直接选用十进制,而 选用二进制。
2. 二进制
(1)界说:二进制即是以2为基数的计数体系。二进制与十进制的差异在于数码的个数和进位规矩纷歧样。二进制是用两个数码0和1标明,并且是逢二进一,即1+1=十(读为壹零"),留神:这儿的与十进制数的是彻底纷歧样的,它不代表,右边的0标明0个20,左面的1标明1个21,也即是十=1×21+0×20,当二进制数的数位较多时,可按2的乘幂顺次标明,如图1标明。

图1二进制数的位权图


(2)办法:依据十进制的表达式的描写办法可写出二进制的标明办法:

式中Ki为基数2的第i次幂的系数。运用这种办法,可将恣意一个二进制数改换为十进制数。
例2 试将二进制数(0十十1十)B改换为十进制数(B为Binary的字头)。
:将每1位二进制数乘以位权,然后相加便得相应的十进制数。

(3)二进制数的波形标明:在数字电子技能和核算机的运用中,二值数据常用数字波形标明,这么数据比照直观,也便于运用电子示波器进行监督。图2标明一计数器的波形,图中左面列出了二进制数的位权(20、21、22、23)以及最低位(LSB-Least Significant Bit)和最高位(MSB-Most Significant Bit),从左至右画出了每位数的波形,终究一部队出了从0到15的等效十进制数。

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图2 用二进制数标明0~15波形图
从图2还可看出,每1位的波形均为对称方波,其占空比均为50%。
(4)数据传输:如图3和图4所示,二进制数据从一处传输到另一处,能够选用串行办法或并行办法。关于串行办法,所需设备简略,只需一根导线和逐个同接地端即可,每传送一位数据需求一个时钟周期,这种传输能够经过电话线在两台核算机之间进行二进制数据串行传输。如图3所示,其间图(a)标明二进制数据(001十1十)在两台核算机之间串行传输。图(b)标明在时钟脉冲CP的操控下,数据从最高位MSB到最低位LSB顺次传输。留神:每位数据的传输时刻即时钟脉冲的周期,并且在时钟脉冲的降低沿完毕一位数据的传输。若央求传输速度快,则可选用并行传输的办法,如图4所示,它标明一台打印机从一台核算机以并行的办法读取数据,此刻将8位数据一同传输,所需时刻为一个时钟脉冲的周期,仅仅串行传输时刻的八分之一,但也有短少的本地,即是设备上的花费要多些,需用八条传输线和别的部件。并行传输在数字体系中是一种常用的技能。

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图3 二进制数据的串行传输 (a)两台核算机之间的串行通讯 (b)二进制数据的串行标明

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图4 并行传输数据的暗示图(a)核算机与打印机之间的并行通讯(b)二进制数据的并行标明
(5)二进制的利益:
(a)二进制的数字设备简略牢靠,运用元件少;二进制只需两个数码01,因而,它的每一位都用任何具有两个纷歧样安稳情况的元件来标明,如BJT的丰满和截止,继电器接点的闭合和断开,灯泡的亮和不亮等。只需规矩一种情况标明1,另一种情况标明0,就能够标明二进制数。这么,数码的存储、剖析和传输,就能够用最简略而牢靠的办法进行。
(b)二进制的根柢运算规矩简略,运算操作便当 。
(6)二进制的缺陷:用二进制标明一个数时,位数多,运用起来不便利利当利利利利当当当利利利利利利利当当利当当也不习气,因而在运算时,初始数据多用咱们习气的十进制,在送入核算机时,就有必要将十进制数据改换成数字体系能接受的二进制数,而运算完毕后再将二进制数改换为十进制数,标明终究效果。
3. 八进制和十六进制
由于运用二进制数位数许多,不便利利当利利利利当当当利利利利利利利当当利当于书写和回想,因而在数字核算机的材猜中常选用十六进制数或八进制数来标明二进制数。上述十进制和二进制数的标明法能够推行到十六进制和八进制。例如十六进制数选用十六个数码,并且逢十六进一。这种数制中有十六个纷歧样的数字:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A(对应于十进制数中的十),B(11),C(12),D(13),E(14),F(15)。它是以十六为基数的计数体系。
十六进制数可表达如下:

式中Ki为基数16的第i次幂的系数。

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