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好 下面我们开始第一章
信息和编码的学习
这一章所学习的内容
是要了解在数字电路当中
常用的二进制编码
要清楚它编码的目的
也要清楚它是如何编码的
那既然是信息和编码
那首先我们来了解什么是信息
关于信息的解释有很多种
在这里我取其中一条
它指的是知识的传递
以及一些事实和环境的
情况的具体描述
那我们举一个例子
如果说现在我说取消考试
大家会看到说这是一个虚假信息
换句话讲如果这条信息
当它表达出来之后
它不能消除关于某些实际情况
和知识的不确定性的时候
它是没有意义的
那我们再看另外一条
如果有人告诉你说
中国男足又输了
那我估计大多数人会说
你说点新鲜的吧
因为这件事情我们都知道
那对于我们来讲
信息最核心的问题是
要帮助你解决不确定性
这样的信息才是有意义的
那对于信息它到底需不需要表达
它有没有意义
它需要多少位来表达
在1948年的时候 克劳德·香农
提出了对信息的度量
其实关于信息的编码是很早就有
但是关于信息的度量应该说
尤其是用二进制进行度量的时候
是克劳德·香农首次提出
举例来讲如果说在一些
待确定的事物当中有M中可能
但是最后呈现的是N种
那这个时候你能够表达的信息
需要的编码二进制编码数
就是这样的一个表达
那如果这样说起来还不太清楚的话
我们来举个例子
我用二进制想要来表达
你扔钢镚之后的一个结果
你需要几位二进制
我们说需要一位
因为一个硬币它投下来之后
它只有正反面
所以你一位0 1就够了
但是如果这时候我掷色子
一个六面的色子
那我需要多少位二进制呢
如果是一个六面的色子我们知道
它有六种可能
那如果我要清楚的表达
这件事情的结果的话
那你需要多少位
你如果我们把这个问题
再稍微的往前说一点
如果现在我有两个色子
那需要多少位才能说清楚
我最后结果是什么
那你最后对信息的二进制编码
应该能够区分
你得到的这36种组合情况
所以对于我们来讲
你至少要选择六位以上才能够
清楚的表达你这件事情的发生
好
那编码是指什么
其实编码的形式多种多样
二进制只是在我们
这个数字电路当中要选的
比方说文字是编码形式
比方说是画是编码形式
比方说流媒体是编码形式
这些都是编码
那编码要做的事情是什么呢
编码要做的事情实际是要
对一个新鲜事物
和一个待表达的事情进行表达
那编码和什么相关呢
编码的选择是和工程
和具体的实现息息相关
因为我们在这里
所谈的是电子电路
那电子电路在实现之后
如果要进行信息处理
那么首先是要进行
信息的编码和表达
您所选择的编码的方式
和编码的位数会直接
影响到下面几件事情
比方说你所选择的编码位数
跟你最后实现的
所花费的代价相关
比方说你所选择的编码位数
和你的位数使用的多少
与有效性相关
还有就是你编码的位数
还跟它可靠性相关
以及还跟安全性相关
所以对于编码来讲
我们说它是我们进行
信息表达和处理的开始
我们现在来举个例子100084
我念出来这串数
有的同学看到它
会自然的会对它进行分段
会想这是个十百千万十万
他会读大小
但是在清华在中关村附近的
可能第一个感觉就是
这是一个邮政编码
那对于我们来讲
数不一定真的只是表大小
我们说当一个数码
表示大小的时候它叫数制
当一个编码表示事物的时候
它叫码制
我们说数制并不一定
只有我们平常习惯的十进制
和刚才我们已经提到的二进制
数制所限定的
或者所规定的是这样的
它规定每一位的构成
而且从低位到高位的进位规则
如果你把这两件事情都界定了
你的数制的进制也就界定了
举例来讲比方说我们的十进制
我们的十进制
每一位是从0到9来表达
我们的进位规则是逢十进一
那这样就是十进制
那我们说的二进制
那既然是二进制那是逢二进一
剩下每一位的构成是多少
那就只有0 1了
如果这两件事情都界定了
我们就知道说这个数制的规则
你就制定了
由此说来其实你可以是任意进制
那我们现在常用到的十进制
二进制还有八进制十六进制
那么这些进制之间
它们相互之间都是可以转换的
因为待表达的
如果是一个数的大小的话
这个数的大小的事实是不能改变的
但是当我用不同的进制
去表达它的时候
它的编码是不一样的
我们举例来讲
刚才我们提到的逢二进一是二进制
逢八进一是八进制
那么如果是八进制的情况下
你每一位的数就应该是0到7
我们习惯的十进制逢十进一
还有就是逢十六进一的十六进制
我们可以看到说十六进制
我们平常用到的0到9
已经不能再表达每一位可以表达的
一直到10 11 12 13 14 15
那怎么办呢
习惯上会用字母来进行表示
而且这些进制之间
它们之间是可以转换的
我们习惯用十进制
那么如果我们知道一个数的大小
那么它们二进制
到底表达的这个数是多大呢
每一位都是关于2的几次方的权值
那么这一位到底是0还是1
你计算完毕之后相加
就是这个得到实际的这个数的大小
除了我们关心十进制
跟我们不常用的
其他进制之间的转换
其实我们刚才讲的二进制
八进制和十六进制之间
它们存在一个天然的关系
二进制和八进制之间是这样的
每三位二进制
可以看成一位八进制
如果我们去读
每四位二进制的话
你就可以得到十六进制
如此说来所有的进制之间
其实都存在相似的转换
那我们看是不是二进制当中
或者十六进制当中
就没有小数点的概念了呢
不是 它仍然有小数点的概念
举个例子 现在我们看到了两个数
一个是二进制的带小数定的数
一个是十六进制带小数点的数
在进制不同的时候
它们所改变的
仅仅是每一位所对应的权值的这个权
如果对于二进制来讲
你看小数点前一位的时候
小数点前一位的时候
这个时候对应的就是0 1的大小
对吗
那么对于十六进制来讲
小数点前这一位
它对应的是谁呢
大家看对应的是A代表
是0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
它代表的是10
而这一为的权值是多少
是16的0次方
这样一来就能够
对应的得到小数点前
小数点后呢
小数点后跟我们的十进制类似
小数点后每一位代表的
都是权值的负几次方
那你上边来提101.11
那这两个1分别对应的
一个是权值是2的负1次方
一个权值是2的负2次方
跟小数点前的数加在一起
最后得到了
十进制数的大小是这样
我们通过这样的转换
就知道了说一个待表达的事物
它的实际大小不会发生变化
但是当它用不同的进制
进行编码的时候
它呈现出来的样子就不一样了
那由此我们也可以把它推广开
其实我们是可以有任意进制数的
-0.1 数字量和模拟量
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-0.2 电子技术的发展历程
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-0.3 课程的基本任务
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-1.1 信息与编码
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-1.2 二进制的补码
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-1.3 二进制补码运算的符号位
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-1.4 二进制的编码
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-1.5 用电压来表达信息
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-1.6 电压信号的离散化
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-2.1 逻辑代数概述
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-2.2 逻辑代数的三种基本运算
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-第一周--第一周作业
-2.3 几种常用的复合逻辑运算
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-2.4 逻辑代数的基本公式和常用公式
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-2.5 逻辑代数的基本定理
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-2.6 逻辑函数及其表示方法
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-2.7 逻辑函数形式的变换
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-2.8 逻辑函数的化简
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-2.9 逻辑函数的最小项之和
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-2.10 逻辑函数的最大项之积
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-2.11 最小项和最大项的关系
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-2.12 逻辑函数的卡诺图
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-2.13 卡诺图化简法
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-2.14 具有无关项的逻辑函数及其化简
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-2.15 逻辑函数的机器化化简法
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-第二周--第二周作业
-3.0 门电路概述
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-3.1-1 半导体二极管的开关特性
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-3.1-2 二极管与门
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-3.1-3 二极管或门
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-3.1-4 二极管门电路的缺点
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-3.2-1 MOS管的基本构造和工作原理
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-3.2-2 MOS管的开关特性
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-3.2-3 MOS管的工作特性曲线
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-3.3-1 CMOS反相器的电路结构和工作原理
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-3.3-2 CMOS反相器的电压电流传输特性
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-3.3-3 CMOS反相器的静态输入输出特性
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-3.3-4 CMOS反相器的动态特性
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-3.3-5 CMOS反相器的总功耗
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-第三周--第三周作业
-3.4-1 其他逻辑功能的CMOS门电路
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-3.4-2 带缓冲级的CMOS门电路
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-3.4-3 漏极开路的门电路
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-3.4-4 CMOS传输门和三态门
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-3.5-1-1 双极型三极管的输入输出特性
--Video
-3.5-1-2 双极型三极管的基本开关电路
--Video
-3.5-1-3 双极型三极管的开关等效电路、三极管反相器
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-第四周--第四周作业
-3.5-2-1 TTL反相器的电路结构
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-3.5-2-2 TTL反相器的工作原理
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-3.5-2-3 TTL反相器中的几个 问题和输入噪声容限
--Video
-3.5-3-1 TTL反相器的输入输出特性
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-3.5-3-2 TTL反相器的输入端负载特性
--Video
-3.5-3-3 TTL反相器的扇出系数
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-3.5-4-1 TTL反相器的传输延迟时间
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-3.5-4-2 TTL反相器的交流噪声容限
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-3.5-4-3 电源的动态尖峰电流
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-3.5-5-1 其他逻辑功能的TTL门电路
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-3.5-5-2 集电极开路输出的门电路
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-3.5-5-3 三态输出门
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-实验一：与非门电压传输特性曲线的观测
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-实验二：与非门传输延迟时间的测量
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-第五周--第五周作业
-4.1 组合逻辑电路的特点
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-4.2-1 组合逻辑电路的分析方法
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-4.2-2 组合逻辑电路的设计方法
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-4.3-1-1 若干常用组合逻辑电路：普通编码器
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-4.3-1-2-1 优先编码器
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-4.3-1-2-2 优先编码器的扩展
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-4.3-1-3 二-十进制优先编码器
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-4.3-2-1 译码器
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-4.3-2-2 二进制译码器的扩展
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-4.3-2-3-1 显示译码器
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-4.3-2-3-2 显示译码器附加控制端的作用
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-4.3-2-4 用译码器设计组合逻辑电路
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-4.3-3-1 数据选择器
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-4.3-3-2 用数据选择器设计组合电路
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-4.3-4-1 加法器
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-4.3-4-2 多位加法器
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-4.3-4-3 用加法器设计组合电路
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-4.3-5 数值比较器
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-4.4-1_4.4-2 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象
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-4.4-3 消除竞争-冒险现象的方法
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-第六周--第六周作业
-4.5 可编程器件及EDA1
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-5.0 触发器的由来
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-5.1 门电路与触发器的关系
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-5.2 基本RS锁存器
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-5.3-1 电平触发的SR触发器
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-5.3-2 电平触发的D触发器1
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-5.3-3 电平触发的D触发器2
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-5.4-1-1 脉冲触发的触发器--主从D触发器
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-5.4-1-2 脉冲触发的触发器--主从SR触发器
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-5.4-1-3 脉冲触发的触发器--主从JK触发器
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-5.4-2 脉冲触发方式的动作特点
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-5.5 边沿触发的触发器
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-5.6-1 触发器的逻辑功能及其描述方法--SR触发器
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-5.6-2触发器的逻辑功能及其描述方法--JK触发器、T触发器、D触发器
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-第七周--第七周作业
-5.7-1 触发器的动态特性1
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-5.7-2 触发器的动态特性2
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-5.7-3 触发器的动态特性3
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-6.1-1 时序逻辑电路概述
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-6.1-2 时序电路的一般结构形式与功能描述方法
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-6.1.3 时序电路的分类
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-6.2.1-1 同步时序电路的分析方法1
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-6.2.1-2 同步时序电路的分析方法2
--Video
-6.2.3 异步时序电路的分析方法
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-6.3.1-1 寄存器
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-6.3.1-2 移位寄存器1
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-6.3.1-3 移位寄存器2
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-6.3.1-4 移位寄存器扩展应用
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-6.3.2-1-1-1 计数器概述、同步二进制加法计数器
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-6.3.2-1-1-2 同步二进制减法计数器
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-6.3.2-1-1-3 同步加减计数器
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-6.3.2-1-2-1 同步十进制加法计数器
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-6.3.2-1-2-2 同步十进制减法计数器、十进制可逆计数器
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-6.3.2-2 异步计数器
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-第八周--第八周作业
-6.3.2-3-1-1 任意进制计数器的构成方法
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-6.3.2-3-1-2 任意进制计数器的构成方法--举例(N>M)
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-6.3.2-3-1-3 任意进制计数器的构成方法--举例(N<M)
--Video
-6.3.2-4 计数器应用举例
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-6.4.1-1 时序逻辑电路的设计方法
--Video
-6.4.1-2 时序逻辑电路的设计方法--举例
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-6.4.2 时序逻辑电路的动态特性分析
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-7.0 半导体存储器绪论
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-7.1 半导体存储器概述和分类
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-7.2-1 ROM的结构和工作原理
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-7.2-2 可编程ROM1
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-7.2-3 可编程ROM2
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-7.3 RAM的结构和工作原理
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-7.4-1 存储器容量的扩展-位扩展
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-7.4-2 存储器容量的扩展-字扩展
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-7.5 用存储器实现组合逻辑电路
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-第九周--第九周作业
-8.1 可编程逻辑器件概述
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-8.2-8.3-8.4 可编程逻辑器件-FPLA/PAL/GAL
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-8.5-8.6-8.7 可编程逻辑器件-EPLD/CPLD/FPGA
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-8.8-8.9 可编程逻辑器件-ISPGDS、PLD的使用
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-10.1-1 脉冲波形的产生和整形概述
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-10.1-2-10.2.1 门电路组成的施密特触发器
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-10.2.2 集成施密特触发器
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-10.2.3 施密特触发器的主要特点和应用
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-10.3.1-1-1 积分型单稳态触发器--结构和工作原理
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-10.3.1-1-2 积分型单稳态触发器--性能参数计算
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-10.3.1-2-1 微分型单稳态触发器--结构和工作原理
--Video
-10.3.1-2-2 微分型单稳态触发器--性能参数计算
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-10.3.2 集成单稳态触发器
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-10.4.1 用施密特触发器构成的多谐振荡器
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-10.4.2 对称式多谐振荡器
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-10.4.3 非对称式多谐振荡器
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-第十周--第十周作业
-10.4.4 环形振荡器
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-10.4.5 石英晶体多谐振荡器
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-10.5 脉冲电路的分析方法
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-10.6.1 555定时器电路的结构与功能
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-10.6.2 用555定时器接成施密特触发器
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-10.6.3 用556定时器接成单稳态触发器
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-10.6.4 用557定时器接成多谐振荡器
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-11.1 数模和模数转换概述
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-11.2.1 权电阻网络D/A转换器
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-11.2.2 倒T型电阻网络D/A转换器
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-11.2.3 具有双极性输出的电阻网络D/A转换器
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-11.2.4 D/A转换器的转换精度和速度
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-11.3.1 A/D转换的基本原理
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-11.3.2 采样保持电路
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-11.3.3 并联比较型A/D转换器
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-11.3.4-1 反馈比较型A/D转换器--计数型
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-11.3.4-2 反馈比较型A/D转换器--逐次渐进型
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-11.3.5 双积分型和V-F型A/D转换器
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-第十一周--第十一周作业
-I-概述、电路设计及功能仿真
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-II-指定芯片及时序仿真
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-III-选外设（自动化）、锁定引脚并生成下载文件
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-IV-电路扩展设计
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-V-用Verilog描述状态机电路
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