Digital circuit 1数制和转换
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数电数电(Digital Electronics)简介概述数电(Digital Electronics)是电子学的一个重要分支,研究与数字电路设计和数字信号处理相关的原理和技术。
数字电子技术已经在现代社会中得到广泛应用,涵盖了计算机、通信、娱乐等众多领域。
本文将对数电的基本概念、原理和应用进行介绍。
基本概念在了解数电之前,首先需要了解一些基本的概念。
1. 数字信号数字信号是由0和1组成的离散信号,可以表示信息的离散状态。
与之对应的是模拟信号,它是连续变化的信号。
2. 位(Bit)位是最基本的信息单位,表示一位二进制数,即0或1。
3. 字节(Byte)字节是常用的信息单位,由8位二进制数组成。
4. 逻辑门逻辑门是用来实现布尔逻辑运算的电子元件,可以通过集成电路的形式实现。
常见的逻辑门包括与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT)等。
原理数电的原理主要是通过逻辑门的组合与连接来实现各种逻辑运算。
这些运算包括与、或、非、异或等。
通过逻辑门的组合,可以实现复杂的功能,如加法器、乘法器、计数器等。
为了简化电路设计,数电还引入了逻辑代数和布尔代数的概念,通过代数运算来简化逻辑电路的设计和分析。
应用数电的应用非常广泛,涵盖了许多领域。
以下是一些典型的应用场景:1. 计算机计算机是应用数电最广泛的领域之一。
计算机内部的处理器、内存、输入输出接口等都是基于数字电路设计的。
2. 通信数字信号处理在通信系统中起着重要的作用。
数字调制、解调、编码、解码等技术都是基于数电的原理。
3. 控制系统许多控制系统使用数字信号进行逻辑运算和控制。
例如,工业自动化系统、机器人、汽车电子等领域都离不开数电的应用。
4. 娱乐数字音频、视频的处理和传输都依赖于数字电路。
数字电视、数字音频播放器等产品都是数电技术的应用。
总结数电是电子学中重要的分支之一,研究与数字电路设计和数字信号处理相关的原理和技术。
通过逻辑门的组合与连接,实现各种逻辑运算和功能。
复合的电路名词解释
复合的电路名词解释在现代科技高速发展的背景下,电路技术日趋复杂与多样化,各种电子设备和系统中出现了许多不同类型的电路。
其中,复合电路是一种集成了多种不同类型电路元件和功能的电路,具有较高的集成度和功能性。
在本文中,我们将详细解释和讨论复合电路的相关名词。
1. 集成电路(Integrated circuit, IC)集成电路是将多个电子元件(如晶体管、二极管、电阻等)和电子器件,通过微制造技术集成在一个硅片或其他材料上的电路。
集成电路具有高度集成、体积小、功耗低和性能稳定等优点,广泛应用于计算机、通信设备、嵌入式系统等各个领域。
2. 数字电路(Digital circuit)数字电路是用于处理和传输数字信号的电路。
数字信号以二进制形式表示,只有两种状态:0和1。
数字电路以逻辑门(如与门、或门、非门等)为基本元件,通过逻辑门之间的组合、连接和控制实现逻辑运算、数值处理和数据存储等功能。
数字电路广泛应用于计算机和数字电子系统。
3. 模拟电路(Analog circuit)模拟电路是用于处理和传输连续变化的模拟信号的电路。
模拟信号在时间和幅度上均可以连续变化。
模拟电路以电子元件(如电容器、电感器、放大器等)为基本组成部分,通过元件之间的连接和相互作用实现信号的放大、滤波、调节和传输等功能。
模拟电路广泛应用于音频和视频设备、电源管理和信号处理等领域。
4. 混合电路(Mixed circuit)混合电路是一种集成了数字电路和模拟电路两种基本类型的电路。
混合电路同时具备数字电路的数字处理能力和模拟电路的连续变化处理能力,可以实现复杂的信号处理和控制功能。
混合电路广泛应用于通信设备、嵌入式系统和自动控制系统等领域。
5. 基带电路(Baseband circuit)基带电路是指无线通信系统中用于传输和处理原始信号(基带信号)的电路。
基带信号是指未经调制过程处理的信号,通常包括语音、图像和数据等,具有宽频带和较低频率特点。
数电概念与英语单词
数制与编码(Number systems and codes) (2)数制以及数制转换 (2)二进制运算 (2)编码 (2)数字电路(Digital circuits) (2)逻辑信号与门电路 (2)逻辑电路 (2)相关参数的讨论 (3)cmos的其他输入输出结构 (3)逻辑系列 (3)组合逻辑电路(Combinational logic circuit) (3)逻辑代数 (3)组合逻辑的定义以及描述方式 (3)卡诺图化简 (4)组合逻辑器件 (4)组合逻辑分析 (4)组合逻辑设计 (4)组合逻辑要求总结 (5)时序逻辑电路(Sequential logic circuit) (5)双稳态器件和锁存器 (5)触发器 (5)基于触发器和门电路的时钟同步状态机的分析 (6)基于触发器和门电路的同步状态机设计 (6)数据检测器的设计 (6)设计方法一 (6)设计方法二 (7)注意 (7)关于计数器的讨论(counter) (7)计数器的一些基本概念 (7)基于74163的设计和分析 (8)要清楚如下内容: (8)利用74163实现其他的二进制计数器 (8)利用74163实现其他计数方式的计数器 (8)利用74163实现序列信号发生器(sequence generators) (8)关于移位寄存器的讨论(shift-registers) (9)移位寄存器的一些基本概念 (9)基于7494的设计和分析 (9)利用194实现串行数据检测 (9)反馈移位寄存器计数器 (9)信号发生器的设计 (9)设计方法一:计数器+组合逻辑 (10)设计方法二:移位寄存器+反馈函数 (10)设计方法三:反馈移位寄存器计数器+组合逻辑 (10)存储器 (10)ROM (10)RAM (10)数制与编码(Number systems and codes)本部分包括的内容包括如下:数制以及数制转换(number system and general positional-number-systemconversions)a.、什么是按位计数制(positional-number-system);b、什么是二进制(binary)、八进制(octal)、十六进制(hexadecimal)和十进制(decimal),以及他们的表示方法;c、以上四种按位计数制之间的相互转换(conversions);二进制运算,包括无符号的二进制运算和有符号的二进制运算(addition and subtractionof unsigned binary numbers and negative numbers)a、无符号二进制运算的基本原则:逢二进一(addition)和借一当二(subtraction);b、无符号二进制运算:乘法(Multiplication)和除法(Division)c、原、补、反码(signed-magnitude, 2’-complement, 1’-complement)——负数表式(the representation of negative numbers)的方法——如何构建原补反三码以及他们之间的相互转换;d、补码的加法法则(addition rules)和减法法则(subtraction rules)——带符号的二进制加减;e、溢出(overflow)判定;编码(coding)a、格雷码(gray code)b、8421码(8421BCD code)c、余三码(excess-3 code)——余三码是BCD码d、2421——BCDe、error-detecting codes(even-parity code & odd-parity code)f、其他编码形式;数字电路(Digital circuits)本部分内容包括如下:逻辑信号与门电路(logic signals and gates)——各种门的符号以及逻辑原理逻辑电路(logic circuit)a、cmos和三极管(transistors)的理想开关模型;b、cmos非门电路(cmos inverter circuit);c、其他cmos门电路的构建——三个原则:nmos和pmos互补(complement),nmos串联则pmos并联,nmos并联则pmos串联——nmos串联构成与操作,nmos并联构成或操作——输出带非(inversion)号(如果实现不带非号输出的逻辑,则需先设计带非号的逻辑输出,然后再级联一个基本反相器basic cmos invertercircuit);相关参数的讨论——多数参数都要分别讨论高低电平下的情况a、正逻辑(positive logic)和负逻辑(negative logice)b、逻辑电平(logic levels)的定义;c、噪声容限(noise margins);d、阻性负载(resistive loads)下的讨论:扇入(fan-in)、扇出(fan-out)以及灌电流(sinking current)和提供电流(sourcing current)的基本概念;e、非理想输入(nonideal inputs)下的讨论:负载效应(effects of loading)和未用输入端(unused inputs)的处理;f、容性负载(capacitive loads)下的讨论:转换时间(transition time)和传播延迟(propagation dely);g、功率(power)cmos的其他输入输出结构(other cmos input and output structuers)——工作原理以及符号;a、输入结构:施密特触发输入(schmitt-trigger input);b、输出结构:传输门(transmission gates)、三态输出(three-state outputs:H(1). L(0). Hi-Z)、漏极开路输出(open-drain outputs:OD gates)逻辑系列(logic family)组合逻辑电路(Combinational logic circuit)逻辑代数(logic algebra, boolean algebra, duality algebra)a、逻辑代数的基本公理(axioms)和定理(theorems)b、利用逻辑代数化简——主要利用吸收定理(covering theorem)和一致率(consensus theorem);c、对偶性原理(principle of duality)(正逻辑与负逻辑之间时对偶关系)以及广义德摩根定理(generalized DeMorgan’s theorem)的应用——主要用来求非函数;d、香农定理(shannon’s expansion theorems);e、与或(AND-OR)逻辑变成与非与非逻辑(NAND-NAND)以及或与(NOR-AND)逻辑变成或非或非逻辑(NOR-NOR)的代数方法;组合逻辑的定义以及描述方式——给定逻辑,可以用下面的方式表达出来a、真值表(truth table)b、卡诺图(Karnaugh-map)c、逻辑表达式(logic expression, logic function)d、定时图(timing diagrams)e、逻辑图(logic diagrams)f、逻辑描述(logic description)卡诺图化简(minimization of logic function using k-maps)a、逻辑函数的标准型(standard representations)与真值表(truth tables)和卡诺图(k-maps)之间的关系:最小项(minterm)、最大项(maxterm)、最小项列表(minterm list)、最大项列表(maxterm list)、和之积(product of sums expression, or-and)、积之和(sum of products expression, and-or)、标准项(normal term)的概念以及它们和真值表,卡诺图之间的关系;b、构架卡诺图c、利用卡诺图实现最小和(minimizing sums of products):圈1圈;d、利用卡诺图实现最小积(minimizing products of sums):圈0圈;e、一些基本概念在卡诺图化简中的应用以及主蕴含项定理(prime-implicant theorem):隐含关系(imply),蕴含项(implicant),主蕴含项(prime-implicant),质主蕴含项(essential prime implicants),次质主蕴含项(secondary essential prime implicant),奇异1单元(distinguished 1-cell);f、带无关输入(don’t care)组合的逻辑函数的卡诺图化简;组合逻辑器件——功能描述,引脚定义,真值表(功能表)a、与(and)、或(or) 、非(not) 基本门以及与非(nand)或非(nor)等复合逻辑门;b、异或门(xor)以及异或非门(xnor)——实现等值比较或者奇偶性判定的电路;c、三态门(three-state gates)电路以及分时总线(bus)的实现d、二进制译码器(binary decoders):’139和‘138e、二进制编码(binary encoders)以及优先编码(priority encoders)原理:‘148f、多路复用器(multiplexer):‘151g、数值比较器(magnitude comparators):‘85h、加法器(full adders)以及先行进位(carry-lookahead adders)概念:‘283组合逻辑分析(combinational-circuit analysis)a、基于门电路的组合逻辑分析:电路图(logic diagram)——真值表——逻辑表达式(logic expression)——定时图(timing diagram)——逻辑描述(logic description)等b、静态冒险(static hazard)分析与消除:静态1冒险(static 1 hazard)和0冒险(0 hazard),卡诺图判断冒险以及消除冒险c、基于组合逻辑功能器件的分析:依据各个器件的逻辑输出去判定电路的逻辑功能;组合逻辑设计(combinational-circuit design)a、圈到圈设计(bubble-to-bubble logic design)b、基于门电路的设计——最小成本设计(minimum cost design):逻辑抽象(logic abstraction)——真值表——卡诺图化简——表达式输出——电路图;c、基于门电路的设计——最小风险设(minimum hazard design)计:逻辑抽象——真值表——卡诺图化简(化简同时考虑到定时冒险的因素)——逻辑表达式——电路图;d、利用译码器实现组合逻辑:标准译码器芯片(输出低电平有效)的每个输出都对应着一个最小项的非或者最大项。
数电基本知识点总结
数电基本知识点总结一、数字电子学概述数字电子学是研究数字系统中的信号处理和信息表示的学科。
它主要关注二进制数字信号的传输、处理和存储。
数字电子学的基础是逻辑运算,这些运算是构建更复杂数字系统的基本元素。
二、数制和编码1. 数制- 二进制数制:使用0和1两个数字表示所有数值的数制,是数字电子学的基础。
- 八进制数制:使用0到7八个数字表示数值,常用于简化二进制数的表示。
- 十进制数制:使用0到9十个数字表示数值,是日常生活中最常用的数制。
- 十六进制数制:使用0到9和A到F十六个数字表示数值,常用于计算机编程中。
2. 编码- ASCII编码:用于表示文本字符的一种编码方式。
- 二进制编码:将数据转换为二进制形式进行存储和传输。
- 格雷码:一种二进制数系统,用于减少错误的可能性。
三、基本逻辑门1. 与门(AND)- 逻辑表达式:A∧B- 输出为真(1)仅当所有输入都为真。
2. 或门(OR)- 逻辑表达式:A∨B- 输出为真(1)只要至少有一个输入为真。
3. 非门(NOT)- 逻辑表达式:¬ A- 输出为真(1)当输入为假(0)时。
4. 异或门(XOR)- 逻辑表达式:A⊕B- 输出为真(1)当输入不相同时。
四、组合逻辑组合逻辑是指输出仅依赖于当前输入的逻辑电路。
这些电路不包含存储元件,因此没有记忆功能。
1. 逻辑门的组合- 通过基本逻辑门的组合,可以构建更复杂的逻辑函数。
2. 多级逻辑- 多个逻辑门按层次结构连接,形成复杂的逻辑电路。
3. 逻辑表达式简化- 使用布尔代数规则简化逻辑表达式,优化电路设计。
五、时序逻辑时序逻辑电路的输出不仅依赖于当前的输入,还依赖于过去的输入(即电路的历史状态)。
1. 触发器(Flip-Flop)- 基本的时序逻辑元件,能够存储一位二进制信息。
2. 计数器(Counter)- 顺序记录输入脉冲的数量,常用于定时和计数。
3. 寄存器(Register)- 由一系列触发器组成,用于存储多位二进制信息。
电子电路中的数字与模拟信号转换方法
电子电路中的数字与模拟信号转换方法随着现代电子技术的发展,数字和模拟信号在电子电路中的转换变得越来越重要。
在许多应用领域中,数字信号常被传输、处理和存储,而模拟信号则用于传感器和实时控制系统中。
本文将介绍电子电路中常用的数字与模拟信号转换方法。
一、数字信号转换为模拟信号数字信号是通过二进制代码来表示的离散信号,而模拟信号则是连续变化的信号。
为了将数字信号转换为模拟信号,我们通常使用以下方法:1. 数字到模拟转换器(DAC)数字到模拟转换器是一种将数字信号转换为模拟信号的电路。
它通过将二进制代码解码为相应的模拟电压或电流来实现信号的转换。
DAC的主要工作原理是利用采样和保持电路来将离散的数字值转换为连续的模拟电压或电流输出。
2. 脉冲宽度调制(PWM)脉冲宽度调制是一种将数字信号转换为模拟信号的方法。
它通过改变脉冲的宽度来表示不同的模拟值。
PWM信号的平均值与模拟信号的幅值成正比,因此可以利用PWM信号来控制模拟电路。
3. 脉冲频率调制(PFM)脉冲频率调制是一种将数字信号转换为模拟信号的方法。
它通过改变脉冲的频率来表示不同的模拟值。
PFM信号的频率与模拟信号的幅值成正比,因此可以利用PFM信号来传输模拟信号。
二、模拟信号转换为数字信号模拟信号是连续变化的信号,而数字信号则是离散的信号。
在电子电路中,我们常需要将模拟信号转换为数字信号进行处理和存储。
以下是常用的模拟信号转换为数字信号的方法:1. 模数转换器(ADC)模数转换器是一种将模拟信号转换为数字信号的电路。
它通过采样和量化的方式将连续的模拟信号离散化为一系列的数字代码。
ADC 可以将模拟信号转换为等效的数字代码,以便于数字电路的处理和存储。
2. 脉冲编码调制(PCM)脉冲编码调制是一种将模拟信号转换为数字信号的方法。
它通过将模拟信号的幅值离散化为一系列的离散幅值来表示信号。
PCM信号的离散幅值可以用二进制代码来表示,从而实现模拟信号到数字信号的转换。
数字逻辑电路数摸转换和模数转换
UREF
图8.6
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8.1 数/模转换电路(DAC)
2. 工作原理 四位倒T型电阻网络的等效电路如图所示。
图8.7 四位倒T型电阻网络的等效电路
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8.2 模/数转换电路(ADC)
模/数转换电路的作用是将输 入连续变化的模拟信号变换为与其成正比的数字量信号输出。在进行模/数(即 A/D)转换时,通常按取样、保持、量化、编码四个步骤进行。 A/D转换器的种类很多,按其工作原理不同来划分,可分为直接A/D转换 器和间接A/D转换器两大类型。 直接A/D转换器具有较快的转换速 度,典型电路有并行比较型A/D转换器, 逐次比较型A/D转换器。间接A/D转换 器由于要先将模拟信号转换成时间或频 率,再将时间或频率转换为数字量输出, 所以转换速度慢。 在此仅简述逐次比较型A/D转换器。 转换原理——右图是逐次比较型 A/D转换器的逻辑框图。 逐次比较型A/D转换器的工作过程 可以用天平测量物体质量来比喻。
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数字逻辑电8章 数摸转换 和模数转换
8.1 数/模转换电路(DAC) 8.2 模/数转换电路(ADC)
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8.1 数/模转换电路(DAC)
数/模转换器(即DAC)是数字系统和模拟系统的接口,它将输入的二进制代 码转换为相应的模拟电压输出。数/模转换有多种方法,如权电流法、权电阻法、 倒T型R-2R网络法等。 在此仅讲述倒T型R-2R网络法。 一、R-2R倒T形电阻网络D/A转换电路 1. 电路组成 图8.6所示 的是4位倒T形电阻网络D/A转换电路 。它由求和运算放大器, 基准电压URET,R-2R倒T形电阻网络和电子模拟开关S0~S3等四部分组成。
数制之间的转换ppt课件
汉字编码方法
④ 输出码
汉字字型码用在输出时产生汉字的字型,通常采用 点阵形式产生
如: 24×24的字型点阵,每个汉字需要72字节
汉字编码方法
汉字
汉字 输入码
汉字 机内码
汉字 输出码
汉字
输入 设备
汉字输 入模块
汉字编码方法
③ 输入码
以字母数字键的组合对汉字进行的编码,就叫做 汉字输入码,或叫汉字的外码
输入码的类型大致可分为:数码、音码、形码和 音形码等几种。
输入码
数码:是由数字组成的编码,代码和汉字一一对应。如 区位码、电报码等。
音码:是用汉字拼音字母组成的编码。如拼音码等。
形码:是把组成汉字的基本构件如偏旁、部首和字根等 分类,以不同的键相对应,组成编码。如五笔字型码、 表形码、首尾码等。
如在生活中常用的数制
二进制 八进制
十进制
十六进制
数制
(1)基数:在一种数制中,只能使用一组固定的数字符 号来表示数目的大小,其使用数字符号的个数,就称为该 数制的基数。其规则是“逢b进一”,则称为b进制的基数。
十进制(Decimal)的基数是10,,它有10个数字符号,即 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 二进制(Binary)的基数是2,它有两个数字符号0和1。
汉字库
输出 设备
八进制(Octonary)的基数是8,它有8个数字符号,即0, 1,2,3,4,5,6,7。
十六进制(Hexadecimal)的基数是16,,它有16个数字 符号,即0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D, E,F。
数制
数电知识点汇总
数电知识点汇总一、数制与编码。
1. 数制。
- 二进制:由0和1组成,逢2进1。
在数字电路中,因为晶体管的导通和截止、电平的高和低等都可以很方便地用0和1表示,所以二进制是数字电路的基础数制。
例如,(1011)₂ = 1×2³+0×2² + 1×2¹+1×2⁰ = 8 + 0+2 + 1=(11)₁₀。
- 十进制:人们日常生活中最常用的数制,由0 - 9组成,逢10进1。
- 十六进制:由0 - 9、A - F组成,逢16进1。
十六进制常用于表示二进制数的简化形式,因为4位二进制数可以用1位十六进制数表示。
例如,(1101 1010)₂=(DA)₁₆。
- 数制转换。
- 二进制转十进制:按位权展开相加。
- 十进制转二进制:整数部分采用除2取余法,小数部分采用乘2取整法。
- 二进制与十六进制转换:4位二进制数对应1位十六进制数。
将二进制数从右向左每4位一组,不足4位的在左边补0,然后将每组二进制数转换为对应的十六进制数;反之,将十六进制数的每一位转换为4位二进制数。
2. 编码。
- BCD码(Binary - Coded Decimal):用4位二进制数来表示1位十进制数。
常见的有8421 BCD码,例如十进制数9的8421 BCD码为(1001)。
- 格雷码(Gray Code):相邻的两个代码之间只有一位不同。
在数字系统中,当数据按照格雷码的顺序变化时,可以减少电路中的瞬态干扰。
例如,3位格雷码的顺序为000、001、011、010、110、111、101、100。
二、逻辑代数基础。
1. 基本逻辑运算。
- 与运算(AND):逻辑表达式为Y = A·B(也可写成Y = AB),当A和B都为1时,Y才为1,否则Y为0。
在电路中可以用串联开关来类比与运算。
- 或运算(OR):逻辑表达式为Y = A + B,当A和B中至少有一个为1时,Y为1,只有A和B都为0时,Y为0。
PLC常用数制及转换方法详解
PLC常用数制及转换方法详解
PLC(可编程逻辑控制器)是一种常见的工控系统设备,它广泛应用于工业自动化控制领域。
在PLC中,常用的数制有二进制、十进制和十六进制,不同进制之间可以相互转换。
1. 二进制数制(Binary Numerical System):
二进制是最基本的数制,在PLC中常用来表示开关信号的状态,如0表示开关关闭,1表示开关打开。
二进制数的转换较为简单,可以通过不断地除以2取余数的方法将十进制数转换为二进制数,例如将十进制的13转换为二进制数为1101
2. 十进制数制(Decimal Numerical System):
十进制数是我们平常最为熟悉的数制,它是以10作为基数的数制。
在PLC中,常用来表示传感器采集的模拟量输入信号,或者是计数器的计数值。
十进制数的转换可以采用不断地除以10取余数的方法,将二进制数或者十六进制数转换为十进制数。
3. 十六进制数制(Hexadecimal Numerical System):
十六进制数是一种更高级的数制,它以16作为基数。
在PLC中,常用来表示通信地址或者数据编码。
十六进制数的转换相对较为复杂,可以将二进制数以4位为一组进行分组,然后将每个分组转换为相应的十六进制数。
例如二进制数11011010可以分组为1101和1010,然后将每个分组转换为相应的十六进制数,得到的十六进制数为DA。
以上就是PLC常用数制及转换方法的详解。
在PLC编程中,通常会用到不同的数制,根据实际需要进行相互转换,以满足不同的控制需求。
常见的集成电路类型有哪些
常见的集成电路类型有哪些集成电路(Integrated Circuit,简称IC)是一种将大量的晶体管、二极管和其他电子器件及其相应的电气连接电路组合在一块半导体晶体片上的技术。
它具备高度集成、小尺寸、低功耗和可靠性高等特点,在现代电子技术领域起着举足轻重的作用。
下面介绍一些常见的集成电路类型。
1. 数字集成电路(Digital Integrated Circuit,简称DIC)数字集成电路采用二进制码进行信息的处理和传输,主要实现逻辑门电路、触发器、计数器、存储器等功能。
它可以将逻辑门电路等组合形成复杂的电子数字系统,广泛应用于计算机、通信、自动控制等领域。
2. 模拟集成电路(Analog Integrated Circuit,简称AIC)模拟集成电路主要用于处理连续变化的信号,具备对电压、电流和频率的精确控制。
常见的模拟集成电路包括放大器、运算放大器、滤波器和比较器等。
模拟集成电路广泛应用于音频处理、电源管理、通信以及传感器等领域。
3. 混合集成电路(Mixed-Signal Integrated Circuit,简称MSIC)混合集成电路是数字集成电路与模拟集成电路的结合体,它同时可以处理数字信号和模拟信号。
在现代电子设备中,许多功能模块需要同时处理数字数据和模拟信号,因此混合集成电路得到了广泛应用,如数据转换器、功率管理芯片等。
4. 通信集成电路(Communication Integrated Circuit,简称CIC)通信集成电路主要用于实现信息的发送、接收和处理,广泛应用于无线通信、移动通信和网络通信系统中。
通信集成电路包括信号调理电路、解调器、调制解调器和射频电路等,能够实现高速数据传输和可靠的通信连接。
5. 专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC)专用集成电路是根据特定应用需求进行设计和制造的电路,可以根据所需的功能和性能精确地实现目标。
(完整word版)数字电路教学大纲
《数字电路》教学大纲一、课程基本信息课程编号:124006英文名称:Digital Circuit授课对象:本课程为通信工程、电子信息工程、计算机科学与技术、自动化专业本科学生必修课。
开课学期:第4学期学分/学时:3学分 / 周学时为3学时,总学时为51学时与相关课程的衔接:本课程的前续课程为“电路分析基础"、“线性电子线路",后续课程为“微机原理及接口电路"、“通信原理”。
教学方式:(1)课堂讲授、课后自学等形式.(2)小型,实用的综合数字电路设计(书面形式)。
考核方式:本课程为考试课程,作业与平时测验占总成绩的30%,期末闭卷考试,占总成绩的70%课程简介:本课程是通信、电子、计算机科学与技术、自动化专业的一门重要的技术基础课程。
它涉及数字技术中的基本原理、基本分析和设计方法,具有很强的工程实践性.其任务是:使学生掌握数字逻辑电路的一般分析和设计方法,同时了解数字电路在实际应用中的典型参数与特点.二、课程教学目的和要求:本课程的教学目的是:通过本课程的学习,使学生能掌握数字电子技术的基础理论、基本分析方法和基本测量技能和基本电路设计方法,培养学生的逻辑思维能力和综合运用数字电路理论分析和解决实际问题的能力,组织和从事数字电子电路实验的初步技能。
了解数字电子技术的发展与应用,拓宽知识面,为以后的学习、创新和科学研究工作打下扎实的理论和实践基础。
通过本课程的学习,应达到以下基本要求:(1) 掌握逻辑代数运算的基本规则,逻辑函数的化简 (代数,卡诺图);(2)掌握常用的组合逻辑部件及组合逻辑电路的设计方法;(3)掌握常用的时序逻辑部件及时序逻辑电路的设计方法;(4)了解数字电路在实际应用中的特点,如TTL,CMOS,单稳态,多谐振荡器,施密特触发器,AD/DA 转换器的典型参数与特点;(5)可编程逻辑器件PLD的基本结构.三、教学内容与学时分配:1、第一章:逻辑代数基础(8学时)第一节概述第二节逻辑代数中的三种基本运算第三节逻辑代数的基本公式和常用公式第四节逻辑代数的基本定理第五节逻辑函数及其表示方法第六节逻辑函数的公式化简法第七节逻辑函数的卡诺图化简法第八节具有无关项的逻辑函数及其化简重点内容:一、数制与编码、逻辑代数的基本公式、常用公式和定理二、逻辑函数的表示方法(真值表、逻辑式、逻辑图、波形图、卡诺图)及相互转换的方法三、最小项和最大项的定义及其性质,逻辑函数的最小项之和和最大项之积的表示方法四、逻辑函数的化简方法(公式化简法和卡诺图化简法)五、无关项在化简逻辑函数中的应用2、第二章:门电路(4学时)第一节概述第二节半导体和三极管的开关特性第三节最简单的与、或、非门电路第四节TTL门电路第五节其他类型的双极型数字集成电路第六节CMOS门电路重点内容:晶体管TTL电路和MOS集成逻辑门电路3、第三章:组合逻辑电路(10学时)第一节概述第二节组合逻辑电路的分析方法和设计方法第三节若干常用的组合逻辑电路第四节组合逻辑中的竞争与冒险现象重点内容:组合电路的分析与设计和通用逻辑模块及其应用4、第四章:触发器(4学时)第一节概述第二节触发器的电路结构与动作特点第三节触发器的逻辑功能及其描述方法重点内容:一、触发器的工作原理二、触发器的不同电路结构及各自的动作特点三、触发器的电路结构类型和逻辑功能类型之间的关系5、第五章:时序逻辑电路(14学时)第一节概述第二节时序逻辑电路的分析方法第三节若干常用的时序逻辑电路第四节时序逻辑电路的设计方法重点内容:一、同步时序电路分析与设计、异步时序电路的分析二、几种常见的中规模集成时序逻辑电路的逻辑功能和使用方法6、第六章:脉冲波形的产生与整形(4学时)第一节概述第二节施密特触发器第三节单稳态触发器第四节多谐振荡器第五节555定时器及其应用重点内容:一、施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器电路的工作原理二、555定时器的应用(组成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器电路的接法,电路的定量计算)7、第七章:半导体存储器(2学时)第一节概述第二节只读存储器(ROM)第三节随机存储器(RAM)第四节存储器容量的扩展第五节用存储器实现组合逻辑函数重点内容:一、存储器的分类、工作原理二、存储器的扩展接法三、用存储器设计组合逻辑电路的方法8、第八章:可编程逻辑器件(2学时)第一节概述第二节可编程阵列逻辑(PLA)第三节通用阵列逻辑(GAL)重点内容:PLD的分类及其各自的特点9、第九章:数模和模数转换(3学时)第一节概述第二节 D/A转换器第三节A/D转换器重点内容:一、权电阻型和倒T型D/A转换器的工作原理,输出电压的定量计算二、A/D转换器的主要类型,基本工作原理,性能的比较三、D/A和A/D转换器的转换精度和转换速度四、作业、实践环节:第一章的作业为数制与编码、逻辑代数基础及逻辑函数的简化;第二章的作业为双极型三极管工作状态的计算、集成门电路的逻辑功能分析;第三章的作业为组合电路的分析与设计和通用逻辑模块及其应用;第四章的作业为触发器的应用及触发器之间的转换;第五章的作业为同步时序电路分析与设计、异步时序电路的分析;第六章的作业为施密特触发器的计算,单稳态电路的分析,多谐振荡器的分析计算,555定时器的应用;第七章的作业为存储器的扩展接法、用存储器设计组合逻辑电路;第八章的作业为分析PAL电路功能;第九章的作业为A/D、D/A转换电路的基本原理和简单计算。
《数字电子技术(第二版)习题册》答案
《数字电⼦技术(第⼆版)习题册》答案数字电⼦技术(第⼆版)》习题册部分参考答案课题⼀认识数字电路任务⼀认识数制与数制转换⼀、填空题1.时间数值1 02.1 8 153.1 128 2554.75.96.16⼆、选择题1.C 2.B 3.C 4.B 5.C 6.A 7.D三、判断题1.V2. V3. X4.X5.V6.X7.V 8.V 9.X四、问答题1.答:数字电路中的信号为⾼电平或低电平两种状态,它正好与⼆进制的 1 和0 相对应,因此,采⽤⼆进制更加⽅便和实⽤。
2.答:⼗六进制具有数据读写⽅便,与⼆进制相互转换简单,较直观地表⽰位状态等优点。
五、计算题1. (1)7 (2)15 (3)31 (4)2132. (1)[1010]2 (2)[1 0000]23)[100 0000 0000]2 (4)[100 0000 0110]23. (1)[650]8 (4)[3153]84. (1)[010 111]2 (2)[001 101 110]23)[010 000 000]2 (4)[001 110 101 101]25. (1)0FH (2)1FH3)36H (4)0AE63H6. (1)0001 0110 B (2)0010 1010 1110 B3)1011 1000 1111 1100B (4)0011 1111 1101 0101B 任务⼆学习⼆进制数算术运算⼀、填空题1.加减乘除2. 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=103.0-0=0 1-0=1 1-1=0 10-1=14.0X0=0 0X1=0 1X0=0 1X1=15.1 06.最⾼正负原码7.字节 8.半字节 9.字⼆、选择题1.C 2.B 3.C 4.B 5.B 6.B 7.C3.x4. V四、问答题1.答:将⼆进制数 001 1移位⾄ 0110,是向左移动⼀位,应做乘2运算。
2.答:将⼆进制数 1010 0000 移位⾄ 0001 0100,是向右移动三位,应做除以 8运算。
电路中的数字转换和数据处理
电路中的数字转换和数据处理数字转换和数据处理是电路中的重要部分。
在现代电子设备中,数字信号已经取代了传统的模拟信号,使数据处理更加高效和稳定。
本文将介绍数字转换和数据处理的原理、常见的数字转换技术以及其在电路中的应用。
一、数字转换的原理数字转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。
它的原理基于采样和量化。
采样是指以一定的时间间隔对模拟信号进行采集,将连续的模拟信号离散化。
量化是将采样的信号值转换为离散的数值,通常是用二进制进行表示。
二、常见的数字转换技术1. ADC(模数转换器)ADC是将模拟信号转换为数字信号的设备。
它可以通过不同的转换技术实现,如逐次逼近法、逐渐逼近法和闪存法。
其中,逐次逼近法是最常用的技术,它通过逐步逼近模拟信号与参考电压之间的差距来进行转换。
2. DAC(数模转换器)DAC是将数字信号转换为模拟信号的设备。
它将数字信号转换为对应的模拟电压或电流输出,实现信号的恢复。
DAC的常见类型包括串行输入、并行输入和校正型DAC。
三、数据处理数字信号在电路中经常需要进行各种处理,以满足具体的应用需求。
以下列举几种常见的数据处理方法:1. 滤波滤波是对信号进行频率选择性处理的过程。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
它们可以去除噪声、调整信号频率分布等。
2. 压缩数据压缩是将原始数据进行编码,以减少数据的存储空间或传输带宽。
常见的压缩算法有无损压缩和有损压缩,根据具体应用需求选择适合的算法。
3. 解码解码是对编码后的数据进行还原的过程。
它是编码的逆操作,恢复原始数据的形式和内容。
四、数字转换和数据处理在电路中的应用数字转换和数据处理在电路中广泛应用于各个领域。
以下是一些示例:1. 通信系统数字转换和数据处理在通信系统中用于信号的调制、解调和编解码。
它可以提高通信质量和抗干扰能力。
2. 控制系统数字转换和数据处理在控制系统中用于信号的采集和处理。
它可以实时监测和调节系统的状态,实现自动控制。
数字电子名词
1 模拟信号(analog signal):在时间和数值上均是连续的物理量,如电压、电流、声音、速度、压力、温度等。
在电子电路中,将表示这些物理量的信号称为模拟信号。
2 模拟电路(analog circuit)):处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。
3 数字信号(digital signal):在时间和数值上均是离散的电信号称为数字信号。
4 数字电路(digital circuit):处理数字信号的电子电路称为数字电路。
5 脉冲信号(pulse signal):持续时间短暂的跃变信号,称为脉冲信号。
最常见的脉冲信号有矩形波和尖顶波。
6 正脉冲(positive pulse):脉冲信号跃变后的值比跃变前的值高,称为正脉冲。
7 负脉冲(negative pulse):脉冲信号跃变后的值比跃变前的值低,称为负脉冲。
8 数制(a system of computation):数的进位和计算方式。
如十进制数,由0—9的十个数码组成,逢十进一。
10 二进制(binary system):基数为2,数码由0和1组成,逢二进一的进位计数制。
11 与逻辑(AND logic):只有当决定某一结果的N个条件都具备时,这个结果才能发生,这种逻辑关系称为与逻辑。
12 或逻辑(OR logic):当决定某一结果的N个条件中,只要有一个或一个以上条件具备,结果就发生,这种逻辑关系称为或逻辑。
13 非逻辑(NOT logic):决定事件发生的条件只有一个,当条件具备,事件不发生;当条件不具备,事件就发生,这样的逻辑关系称为非逻辑。
14 门电路(gate circuit) :又称逻辑门电路(logical gate),是数字电路的基本单元,用于实现一定逻辑关系的开关电路。
15 高电平(high level):在逻辑电路中,输入和输出端的电位有高与低两种状态,习惯将高的电位称为高电平。
16 低电平(low level):在逻辑电路中,输入和输出端的电位有高与低两种状态,习惯将低的电位称为低电平。
数字电子技术基础-第一章-数制和码制
②格雷码
自然二进制码
先将格雷码的最高位直接抄下,做为二进制 数的最高位,然后将二进制数的最高位与格雷码 的次高位异或,得到二进制数的次高位,再将二 进制数的次高位与格雷码的下一位异或,得二进 制数的下一位,如此一直进行下去,直到最后。
奇偶校验码
组成
信 息 码 : 需要传送的信息本身。
1 位校验位:取值为 0 或 1,以使整个代码 中“1”的个数为奇数或偶数。
二、数字电路的特点
研究对象 输出信号与输入信号之间的逻辑关系
分析工具 逻辑代数
信 号 只有高电平和低电平两个取值
电子器件 工作状态
导通(开)、截止(关)
主要优点
便于高度集成化、工作可靠性高、 抗干扰能力强和保密性好等
1.1 数制和码制
主要要求:
掌握十进制数和二进制数的表示及其相互转换。 了解八进制和十六进制。 理解 BCD 码的含义,掌握 8421BCD 码, 了解其他常用 BCD 码。
(10011111011.111011)2 = ( ? )16
0100111111001111.111111001110 0
补 04 F B
E 补C 0
(10011111011.111011)2= (4FB.EC)16
十六进制→二进制 :
每位十六进制数用四位二进
制数代替,再按原顺序排列。
(3BE5.97D)16 = (11101111100101.100101111101)2
0000
0000
0011
1
0001 0001
0001
0001
0100
2
0010 0010
0010
0010
0101
《电气专业英语》课程教学大纲
《电气专业英语》课程教学大纲一、课程简介课程名称:电气专业英语英文名称:Specialized English for Electrical Professional课程代码: 0110336 课程类别:专业选修课学分:2 总学时:32先修课程:电路基础、模拟电子技术、数字电子技术、电机与电力拖动、电力电子变流技术。
课程概要:电气专业英语适用于学习过“大学英语”课程的学生,既是专业知识的学习又是英语的学习,具有双重意义。
本课程是电气工程及其自动专业技术人员和管理人员,从事国际学术交流、查阅专业书刊、发表专业论文等必不可少的工具。
二、教学目的及要求1、通过对有关本专业的英语原著的学习,了解、熟悉本专业常用英语词汇及相关的语法和习惯表达方式。
2、提高英语阅读能力,使外语达到实用的水平,能够从外文资料中获取知识,为工作和继续学习打好基础。
三、教学内容及学时分配UNIT1 (2学时)1.学习目的和要求掌握有关电阻的专业词汇与常用词组,基本掌握电阻技术领域英文文献的阅读与翻译,提高专业英语的应用能力。
重点:电阻方面的英文专业词汇和长句翻译。
2.教学内容Text A:What Is Resistance?UNIT2 (4学时)1.学习目的和要求掌握有关电的专业词汇与常用词组,基本掌握有关电荷、电压、电流及交流电方面英文文献的阅读与翻译,提高专业英语的应用能力。
重点:关于电的基本概念的英文专业词汇和长句翻译。
2.教学内容Text A:Electric Basic ConceptText B:Introduction to ACUNIT3 (4学时)1.学习目的和要求掌握有关电路的专业词汇与常用词组,基本掌握简单电路、直流串联电路及并联电路等方面英文文献的阅读与翻译,提高专业英语的应用能力。
重点:直流串并联电路的英文专业词汇和长句翻译。
2.教学内容Text A:Simple Electric CircuitText B:DC Parallel CircuitUNIT4 (4学时)1.学习目的和要求掌握有关半导体晶体的专业词汇与常用词组,基本掌握硅晶体结构、电子与原子等方面英文文献的阅读与翻译,提高专业英语的应用能力。
什么是数字电路和模拟电路的区别
什么是数字电路和模拟电路的区别数字电路和模拟电路是电子电路中两个重要的概念,它们在电路设计和应用中有着不同的特点和用途。
数字电路(Digital Circuit)主要处理离散的数字信号,而模拟电路(Analog Circuit)则主要处理连续的模拟信号。
本文将详细探讨数字电路和模拟电路的区别。
一、概念解析数字电路是指由二进制的数字信号进行逻辑运算和控制的电路系统。
它通过数字信号的离散特性来处理和传输信息。
数字电路由多个逻辑门电路(如与门、或门、非门等)组成,能够实现布尔运算以及逻辑功能。
模拟电路是指处理与时间和幅度连续相关的模拟信号的电路,它能够对模拟信号进行放大、滤波、调节等操作。
模拟电路通常由电子元器件(如电阻、电容、电感等)组成,能够实现对连续信号的精确处理和控制。
二、信号类型数字电路处理的信号是离散的数字信号,即通过高电平和低电平表示的二进制信号。
它只存在于两个状态,通常用0和1来表示,每个状态对应着一种逻辑含义。
模拟电路处理的信号是连续的模拟信号,它可以在一段时间内任意变化,具有连续的幅度和相位。
模拟信号可以是正弦波、方波、三角波等连续变化的波形。
三、运算方式数字电路通过逻辑门电路实现逻辑运算,比如与、或、非等。
数字信号的处理是通过逻辑运算来实现的,可以进行与门、或门、非门等逻辑操作。
数字电路具有高可靠性和抗干扰能力强的特点,适用于数据处理、控制系统等领域。
模拟电路通过电子元器件(如三极管、电容、电阻等)来实现对模拟信号的调节和处理。
模拟电路可以进行放大、滤波、调节等操作,对信号进行精确控制。
模拟电路更加接近实际世界,因此适用于音频处理、功率放大等领域。
四、误差与精度数字电路的运算和信号处理是基于逻辑门的数字运算,其运算结果是精确的,不存在误差。
因此,数字电路的输出是确定的,能够提供可靠的结果。
但在数字电路中,信号经过多次的逻辑运算可能引起时延,这就需要考虑时序和同步的问题。
模拟电路在信号处理过程中存在着一定的误差,这是由于元器件的非线性特性以及噪声等因素引起的。
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215 余数= 1 =k ∟ 2 ∟ 107 余数= 1 =k 2 ∟ 53 余数= 1 =k 2 ∟ 26 余数= 0 =k 2 ∟ 13 余数= 1 =k 2 ∟ 6 余数= 0 =k 2 ∟ 3 余数= 1 =k 2 ∟ 1 余数= 1 =k 2
如:(DFC.8)16=(D162+F 161+C 160+8 16-1)10
=(13162+15 161+12 160+8 16-1)10 =(3580.5)10 一般式:D= ki 16i
几种常用的数制 十进制,二进制,八进制,十六进制
二进制与十进制之间的转换
110.112
格雷码 1100
1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
美国信息交换标准代码 ASCII Code
美国信息交换标准代码是一组七位二进制代码,共 128个
1. 7-bit Weighted Code Can represent a total of 128 characters 2. Used to represent letters, numbers and other characters (e.g. special control characters) 3. Any word or number can be represented (and stored or transferred) using its ASCII Code.
A positive number N with base (radix) R (positive integer, R>1): N = (a4a3a2a1a0.a-1a-2a-3)R = a4xR4+a3xR3+a2xR2+a1xR1+a0xR0+a-1xR-1+a-2xR-2+a-3xR-3 Base is also called radix Base is indicated as subscript
两个补码表示的二进制数相加时的符号位讨论
例:试用二进制补码计算14+9、14-9、-14+9、-14-9
解:
14 0 01110 9 0 01001 23 0 10111
14 0 01110 9 1 10111 5 0 00101
14 1 10010 9 0 01001 5 1 11011
因为是原码,去掉符号位后直接将数值部分转换为十进制数 (1110110)2=(64+32+16+4+2)10=(118)10 符号位为1,说明为负数, 所以:(11110110)原码=(-118)真值
2. 正负数的表示方法:反码
最高位为符号位(0为正,1为负) 正数的反码和它的原码相同 负数:
Binary Codes
Decimal Digit 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8-4-2-1 6-3-1-1 Code Code (BCD) 0000 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 0001 0011 0100 0101 0111 1000 1001 1011 1100 Excess-3 2-out-of-5 Code Code 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 00011 00101 00110 01001 01010 01100 10001 10010 10100 11000 Gray Code 0000 0001 0011 0010 0110 1110 1010 1011 1001 1000
最高位为符号位(0为正,1为负) 正数的补码和它的原码相同 负数:
按位取反加1 原码数值 补码数值(2’s complement)
(11110110)补码=( ?)真值
先将补码转换为原码,再求其所对应的十进制数 (11110110)补码=(-10)真值
二进制补码运算
• 最高位为符号位(0为正,1为负) • 正数的补码和它的原码相同 • 负数的补码 = 数值位逐位求反(反码) + 1 +5 = (0 0101) -5 = (1 1011) 采用补码相加的方法实现带符号数的加法运算
Binary Codes
有权码 Weighted Codes Each position in the code has a specific weight Decimal value of code can be determined 无权码 Unweighted Codes Positions of code do not have a specific weight Decimal value assigned to each code
14 1 10010 9 1 10111 23 1 01001
结论:将两个加数的符号位和数值部分产生的进位相加,得到的就 是两个加数代数和的符号位。 如果产生负加负得正,或者正加正得负的结果,则表示位数溢出
编码Binary Codes
我们为什么要编码? 计算机用二进制工作 输入输出系统却是十进制 逻辑电路只有二值信号 可以把十进制数编码成二进制表示(较简单)
• 应用:计算机和通讯领域
ASCII Code (incomplete)
ECE 331 - Digital System Design
35
Warning: Conversion or Coding?
Do NOT mix up conversion of a decimal number to a binary number with coding a decimal number with a binary code 注意区分编码和数制转换 e.g., 1310 11012 (This is conversion) 13 0001 0011 (This is coding)
1.十进制
数字符号(digit) : 0,1,2, •••,9 计数规则:逢十进一。 计数基数(base) :10
权(weight) :10的幂(power)
如: ( 143.75)10=1102+4 101+3 100+7 10-1 +5 10-2
一般式:D= ki ×10i
2. 二进制 数字符号:0、1 计数规则:逢二进一 基数:2 权:2的幂次 如:(101.11)2=(122+0 21+1 20+1 2-1+1 2-2)10=(5.75)10 一般式:N2= bi 2i
Digital Circuit
Unit 1 Number Systems and Conversions (第一讲)
Number Systems and Conversions
Contents Number systems and conversion数制和转换 Binary arithmetic二进制算术 Representation of negative numbers负数的表达 Addition of two’s complement numbers Addition of one’s complement numbers Binary codes二进制编码 Reading Unit 1.2~1.5
有权码
无权码
格雷码 Gray code
特点:1.每一位的状态变化都按一定的顺序循环。 2.编码顺序依次变化,按表中顺序变化时,相邻代码 只有一位改变状态。
十进制数 0
1 2 3 4 5 6 7
格雷码 0000
0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100
十进制数 8
9 10 11 12 13 14 15
数制
数制:
①计数的规则。表示数的符号在不同的位置上时所代 表的数的值是不同的 ②从低位向高位的进位规则
Number Systems
Positional
notation位置标记: Each digit is multiplied by an appropriate power幂值 of base 基数depending on its position in the number. The point separates the positive and negative powers of base
Binary Coded Decimal
In the simplest form of binary code, each decimal digit is replaced by its binary equivalent. E.g. 937.25 is represented by:
8421 code
65 余1(a0) 32 余0(a1) 余0(a2) 16 余0(a3) 8 余0(a4) 4 余0(a5) 2 余1(a6) 1 0 (65)10=(1000001 )2
2 2 2 2 2 2 2
低位
高位
Problem
Convert 5310 to binary
Answer
最低有效位 Least Significant Bit
(110.11) 2 1 2 2 1 21 0 20 1 2 1 1 2-2 4 2 0 0.5 0.25 (6.75)10
十进制转换成其他进制—整数部分
(1). 整数的转换: 采用“除基取余”法,直至商为0.
例:(65)10=( ? )2
最高有效位 Most Significant Bit
十进制转换成其他进制—小数部分