電工電子技術：電子技術

《電工電子技術：電子技術》作者是曹才開教授，主要是根據教育部關於普通高等教育“十一五”國家級規劃教材的基本要求而編寫的。本書包括模擬電子和數字電子兩部分內容，與曹才開教授主編的《電工技術》配套使用，亦可作為“電子技術”課程教材單獨使用。

基本介紹

• 中文名：電工電子技術：電子技術
• 主編：曹才開教授
• 類別：教育書籍
• 內容：模擬電子和數字電子

內容簡介

本書是根據教育部關於普通高等教育“十一五”國家級規劃教材的基本要求而編寫的。本書包括模擬電子和數字電子兩部分內容，與曹才開教授主編的《電工技術》配套使用，亦可作為“電子技術”課程教材單獨使用。

全書共分9章，主要介紹了半導體器件基礎、晶體三極體放大電路、集成運算放大電路、正弦波振盪電路、電源電路、基本邏輯電路、組合邏輯電路、觸發器與時序邏輯電路、數/模與模/數轉換。全書安排了14個實訓項目，分為基本技能、設計性、綜合性3類，將理論教學與實踐訓練有機地融於一體。書中配有大量套用實例和經過精心選擇的習題，書末提供了部分習題答案。考慮到不同專業的實際需要，對一些章節、內容加有“·”號，供教師靈活取捨，學生自由選學。

本書可作為套用型本科、高職高專和成人教育相應課程的教材，也可供有關工程技術人員參考。

電工電子技術基礎

電子計算機的誕生

1946年，美國賓夕法尼亞大學研製成功了世界上第一台電子數字計算機ENIAC 。

電子計算機的發展階段

代 機 劃 分	時 間	基 本 元 件
第一代計算機	1946～1957年	電子管
第二代計算機	1958～1964年	電晶體
第三代計算機	1965～1971年	小、中規模積體電路
第四代計算機	1972年～	大規模和超大規模積體電路

馮·諾依曼思想

美籍匈牙利數學家馮·諾依曼（John von Neumann）提出了一個通用的計算機設計方案。在這方案中，馮·諾依曼提出了三個重要的思想：

（1）計算機至少應由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五個基本功能部分組成。

（2）採用二進制數形式表示計算機的指令和數據。

（3）將程式（一系列指令的集合）和數據放在存儲器中，由程式控制計算機自動執行，即“存儲程式控制”。

計算機發展方向

未來的計算機將朝著巨型化、微型化、網路化、多媒體化和智慧型化方向發展。

（1）巨型機

巨型機指運算速度更快、容量更大、功能更強的計算機。

（2）微型機

微型機是大規模積體電路的產物。它利用大規模積體電路技術，把計算機的控制器和運算器做在一個積體電路晶片上，構成中央處理器，或稱為微處理器，英文縮寫為CPU（Central Processing Unit）。以微處理器為核心，加上半導體存儲器和一些接口晶片，就構成了微型計算機（簡稱微機），　或稱為PC機。自1971年微型機問世以來，就以體積小、性能可靠、價格低、使用方便、功能日益增強等優點而迅速占領市場，為計算機套用的普及做出了重大的貢獻。

微型計算機通常以微處理器為標誌來劃分，微型計算的型號和性能主要決定於其所採用的CPU，表1－1列出了不同時期的微處理器。

表1－1　微處理器一覽表

微處理器	推出時間	字 長	主頻(MHz)	集成度(電晶體數)
4004	1971年	4位	0.7	2300
8086/8088	1981年	16位	5～8	2.9萬
80286	1982年	16位	6～25	13.4萬
80386	1985年	32位	16～40	27.5萬
80486	1989年	32位	25～100	120萬
Pentuim	1993年	32位	60～233	310萬
PentuimⅡ	1997年	32位	133～450	750萬
PentuimⅢ	1999年	32/64位	350～550	950萬
Pentuim 4	2000年	64位	1400以上	4200萬

（3）計算機網路

計算機網路是計算機技術與通訊技術相結合的產物。計算機網路把獨立的、分布於不同地域、不同型號的計算機使用通信設備和通信線路互聯起來，在網路作業系統和通信協定的支持下，實現計算機之間的數據通信和資源共享。

（4）多媒體計算機

多媒體計算機能處理數字、文字、聲音、圖形、圖像、動畫和視頻等形式的信息。

（5）智慧型計算機

計算機智慧型化是建立在控制論和現代科學的基礎上。智慧型計算機能模擬人的感覺、思維和行為，不僅能根據人的指揮進行工作，而且會“看”、“聽”、“說”、“想”、“做”。它具有邏輯推理、學習與證明的能力，具有主動性和人腦的部分功能。

電子計算機的主要套用

1．數值計算

2．數據處理

（1）數據是指能被計算機識別和處理的物理符號，包括數字、文字、圖形、圖像、聲音、動畫和影像等。數據是信息具體化的表示形式。數據≠數字

（2）數據處理是指對數據進行採集、存儲、計算、分類、排序和傳輸等操作。

當今大多數計算機不是用於數值計算，而是用於數據處理。例如：計算機套用於企事業的人事管理、工資管理、檔案管理、情報資料管理、人口管理和圖書管理等。

3．過程控制

計算機加上感應檢測設備及模/數轉換器，就構成了自動控制系統。它通過檢測設備實時地測量某物理量，經過模/數轉換後送入計算機，計算機根據預置的程式對數據進行分析，並採取相應的控制操作，從而實現由計算機控制的自動化的、實時的過程控制。

4．輔助系統

利用計算機軟體作為輔助工具的計算機系統叫做輔助系統。它包括計算機輔助設計(CAD)，計算機輔助製造(CAM)，計算機輔助教學(CAI)等。

5．其他套用

（1）辦公自動化

（2）電子商務

（3）人工智慧

智慧型計算機能夠給病人診斷、開處方，證明定理，文字翻譯，與人下棋等。

微型計算機系統組成及工作原理

一個完整的微型計算機系統是由硬體系統和軟體系統兩個部分組成，如右圖所示。

微型計算機硬體系統

微型計算機硬體系統由控制器、運算器、存儲器、輸入設備和輸出設備五個部分組成。

把計算機看作一個加工信息的工廠。

控制器　運算器 存儲器輸入設備輸出設備

（廠長辦公室）（車間）（倉庫）（採購）（銷售）

1．運算器

運算器是對數據進行加工的部件。它在控制器的指揮下對數據進行算術運算和邏輯運算。

2．控制器

控制器是分析指令並發出控制信號的部件。它指揮和控制計算機各部件按時序協調地工作。

（1）CPU

運算器、控制器和存儲器組成了計算機的主機。人們將運算器和控制器做在一個半導體晶片上，稱為中央處理器或微處理器，英文縮寫CPU。

1）CPU的類型

Pentium 以前的各種類型的CPU

(8088,80286,80386DX，80486DX)，

各種類型的Pentium CPU（Pentium Ⅱ，Pentium Ⅲ，Pentium 4），

2）CPU的性能指標

CPU的主要性能指標有：主頻，記憶體匯流排頻率（CPU與記憶體之間的通信速度），數據匯流排寬度（決定CPU與二級高速快取、記憶體以及輸入/輸出設備之間一次數據傳輸的信息量），地址匯流排寬度（決定CPU可以訪問的存儲器的物理地址空間），高速快取數目。

CUP品質的高低決定了一台計算機的檔次。

（2）主機板

1）CPU插座

2）晶片組

晶片組的作用是控制和協調計算機的各部件選型。晶片組決定了主機板的性能，通常把採用某某晶片組的主機板直接叫做某某主機板，例如採用Intel 440BX晶片組的主機板就稱為BX主機板。

3）記憶體插槽

記憶體插槽有SIMM插槽（已淘汰）和DIMM插槽兩種。

4）外部高速快取

用於緩解CPU與記憶體之間數據傳輸率的差異。

5）BIOS晶片

BIOS存放固化的基本輸入/輸出程式、系統設定信息、通電自檢程式、啟動自舉程式。

BIOS與CMOS的關係

BIOS(basic input output system)即基本輸入輸出系統，它是固化在主機板上一塊晶片(Award)上的程式。BIOS主要的功能有：

①上電自檢

對CPU、主機板、記憶體、串並中、顯示卡、硬軟碟、CMOS晶片等進行檢測。

②中斷服務程式

它實質是軟硬體之間可程式接口，實現軟體功能對硬體的操作，例如Windows對軟碟機、硬碟、光碟機的管理。

③系統設定程式

對系統各項參數進行設定，並將設定的結果保存在CMOS晶片上。

④系統啟動自舉程式

上電自檢後，按CMOS中所保存的啟動順序，搜尋驅動器，讀入作業系統的引導記錄，然後將控制權交給引導記錄啟動作業系統。

CMOS是“互補金屬氧化物半導體存儲器”的英文縮寫，是一種用電池供電的可讀寫晶片。它存儲計算機硬體基本配置的信息。

總之， BIOS實質是固化的程式， CMOS是可讀寫存儲器。

7）匯流排擴展插槽

匯流排擴展插槽用於擴展主機板的功能，是主機板匯流排的延伸，用以插接顯示卡、音效卡、網卡、Modem卡等。主機板通常有4～6個擴展插槽。

匯流排擴展插槽常見的類型有：PCI插槽（白色的短槽）和AGP插槽（顯示卡插槽）。

8）外設接口插座

①軟碟機接口

②IDE接口或EIDE接口

9）串列接口和並行接口

主機板上有兩個COM接口（COM1和COM2）和一個並行接口（LPT），稱作“二串一併”。

10）USB接口和PS/2接口

小結：早期的計算機的低速設備鍵盤和滑鼠接在串口COM1和COM2，高速設備印表機接在並行接口LPT；計算機的鍵盤和滑鼠接在PS/2接口，印表機接在並行接口LPT；新式的計算機的鍵盤、滑鼠和印表機都接在USB接口。 USB接口將淘汰其他接口。

3．存儲器

存儲器是計算機的記憶部件，用於存放程式和數據。存儲器分為記憶體儲器和外存儲器兩種。記憶體儲器簡稱記憶體，它位於主機板上。中央處理器（CPU）可以直接訪問記憶體中的數據，而外存中的數據要先讀入記憶體後才能為CPU訪問。

（1）內部存儲器

1）記憶體分類

①按讀寫特性分類

按讀寫特性記憶體儲器通常分為隨機存儲器RAM（Random Access Memory）和唯讀存儲器ROM（Read Only Memory）。

隨機存儲器RAM是一種既可寫入又可讀出數據的存儲器，通常用於存放程式、數據和中間結果。它的特點是計算機剛啟動時，其中沒有數據，一旦寫入數據，只要電源不斷且計算機工作正常，數據就可以保持，斷電後其中的信息全部消失。RAM是用戶可使用的存儲空間。

唯讀存儲器ROM是一種只能從中讀取代碼，而不能以一般方式向其寫入代碼的存儲器。只要接通電源，ROM中固化的信息就建立好了。ROM常用來存放基本輸入輸出程式、系統設定信息、開機自檢程式和系統啟動自舉程式等。

②按存儲原理分類

按存儲原理RAM又分為靜態RAM(SRAM)和動態RAM(DRAM)。

靜態RAM利用觸發器的兩個穩態表示0和1。SRAM集成度低、價格高，但存取速度快，常用於做高速快取（Cache）。

動態RAM根據電容上有無電荷來表示1和0。由於DRAM電容上的電荷會泄漏，需要周期性地給電容充電，稱為“刷新”。DRAM的存取速度較慢，但DRAM集成度高、價格低，適用於做大容量的主記憶體。

③常見的各類記憶體條

Pentium 4微機常用的記憶體條是SDRAM（同步動態記憶體）。

（2）外存儲器

外存儲器的特點是容量大、價格低，且不受斷電影響，常用於長期保存大量的數據和程式。常用的外存儲器有軟碟、硬碟、優盤、光碟等。

1）軟碟系統

軟碟系統由軟碟、軟碟驅動器(軟碟機)、軟碟機信號線等組成。軟碟是存儲信息的介質，軟碟機是讀寫軟碟上信息的裝置。

①軟碟

當3.5英寸磁碟的防寫孔被滑塊封住時，既可讀又可寫。當封口的滑塊打開，防寫孔可透光時，處於防寫狀態，只能讀不能寫。

②軟碟的數據組織

軟碟每面有0～79道。每個磁軌又劃分成相等的若干個區域，稱為扇區。每個扇區存儲512個位元組，如圖1－10所示。

③軟碟的存儲容量

軟磁碟存儲容量=

軟碟面數×每面磁軌數×每道扇區數×每扇區的位元組數

【例1－1】 3.5英寸雙面高密度磁碟，每面80磁軌，每道18扇區，每扇區可存儲512位元組，其容量為：

2×80×18×512=1 440×1 024B=1 440KB

所以3.5英寸高密度磁碟的容量為1.44MB。

新的磁碟在使用之前，必須進行格式化。

⑤使用軟碟的注意點

軟碟不能彎曲和擠壓。保存軟碟時，要遠離熱源和磁場；要注意防潮，以免發霉。

⑤軟碟驅動器

軟碟機是讀寫軟碟的設備。

2）硬碟

3）優盤

優盤是一種新型的移動存儲器，採用USB接口。優盤的存儲部件採用快閃記憶體（Flash Memory），快閃記憶體所存儲的數據不需要電壓維持，可靠性比較高。

4）CD-ROM光碟機和光碟

①CD-ROM光碟機的工作原理

光碟機內雷射二極體產生波長約0.54～0.68μm的光束照射到光碟上，然後反射回來，用光檢測器捕獲反射光。當雷射束照射凹點邊界時，反射光束強弱發生變化，讀出的數據為“0”；當雷射照射平坦部分時，反射光強弱沒有發生變化，讀出的數據為“1”。

②光碟機的數據傳輸速率

光碟機的數據傳輸速率指每秒向主機傳輸的數據量。制定CD-ROM標準時，把150 kbps作為傳輸速率的標準。52速光碟機（記作“52X”）的傳輸速率為：52×150kbps=7800kbps。

③CD-ROM光碟

光碟上的光道是螺旋線， 12厘米光碟有333000個扇區，每個扇區存放2 048位元組，總容量為：

2 048位元組/扇區×333000扇區=681984000B=650.39MB

5）DVD光碟機與光碟

DVD是“Digital Video Disk”的縮寫，意思是“數字視頻光碟”。DVD光碟機與光碟的結構及工作原理和CD-ROM光碟機和光碟都相似，主要的區別在於所用的數據壓縮標準不同。

① 圖像壓縮技術

靜態圖像通常採用JPEG（Joint Photographic Experts Group，譯為聯合圖片專家組）算法標準進行壓縮。

視頻圖像（動態圖像）則採用MPEG（Moving Picture Experts Group，譯為活動圖像專家組）算法標準進行壓縮。

② 視頻信息的特點

視頻信號就是電影、電視信號。它要求每秒鐘播放30幀或24幀點陣圖，由於人們的“視覺暫留”效應，這些不連續點陣圖看起來就變成了動態的連續圖像。

③視頻信息壓縮技術

MPEG-1壓縮標準：

它是在可接受的圖像質量下，把視頻及其伴音信號壓縮到1.2～1.5Mbps，使一般的CD-ROM驅動器也能實時播放30幀/s的彩色視頻圖像。VCD光碟中的視頻圖像使用MPEG-1標準壓縮。

MPEG-2壓縮標準：

MPEG-2把視頻及其伴音信號壓縮到10Mbps，且圖像質量更高，適用性更廣。DVD光碟中的視頻圖像使用MPEG-2標準壓縮。

④DVD的特點

由於DVD光碟使用MPEG-2標準壓縮，它具有更大的數據容量和更高的質量。

6）刻錄機

①刻錄機概述

刻錄機的外觀與CD－ROM相似。市面上出售的刻錄機多數是支持數據可擦寫的CD－RW刻錄機。

唯讀光碟CD－R

寫入一次，反覆讀取。

可擦寫光碟 CD－R/W光碟

4．輸入設備

（1）鍵盤

（2）滑鼠

1）滑鼠的分類

①根據按鍵數目分類

兩鍵滑鼠：兩鍵滑鼠又叫MS Mouse，是由Microsoft公司設計和提倡的滑鼠。Microsoft公司的軟體產品，如Windows，Office等都支持雙鍵滑鼠。

三鍵滑鼠：三鍵滑鼠又叫PC Mouse，是IBM公司設計和提倡的滑鼠。十分流行的是一種在左右兩鍵中間有一個滾輪的3D滑鼠，可歸類於三鍵滑鼠。滾輪的用途是在視窗中快速移動游標。在瀏覽網時，用滾輪翻卷頁面特別方便。

②按接口方式分類

按接口方式分為：串口滑鼠 、PS/2滑鼠 、USB滑鼠

③按工作原理分類

根據滑鼠的工作原理，可分為機械式滑鼠和光電式滑鼠。 圖1－18 滑鼠外觀

5．輸出設備

（1）顯示器

1）按工作原理分類

顯示器

陰極射線管顯示器 （CRT）

球面顯示器 平面直角顯示器 柱面顯示器 純平面顯示器

顯示器的尺寸是指顯示

屏對角線的長度，一般

以英寸為單位，如圖

②點距

點距是兩個相鄰的相同顏色的螢光點之間的距離，

如圖1－23所示。點距越小，顯示器在高解析度下

顯示的圖像就越清晰。主流彩顯的點距為0.25

mm。

③解析度

象素是指組成圖像的最小單位。一個象素由紅

（R）、綠（G）、藍（B）三種顏色的螢光點組成。

解析度指螢幕的像素總和。解析度的表示方式是用顯示屏的水平方向上的象素乘以垂直方向上的像素。顯示器的解析度為1024×768，表明在水平方向上有1024個象素，在垂直方向上有768個象素。顯示器的解析度一般是1024×768。

④掃描方式

掃描方式有逐行掃描與隔行掃描兩種。所以“隔行”掃描的技術已被淘汰。

⑤垂直掃描頻率

垂直掃描頻率又稱場頻，或螢幕的刷新頻率。它表示每秒鐘重畫螢幕的次數，即完成一幀掃描所花時間的倒數來表示，以赫茲（Hz）為單位。

如果刷新率在85Hz以上，螢幕的畫面則非常穩定。

⑥視頻頻寬

視頻頻寬=行數×列數×刷新頻率

2）顯示適配器

顯示適配器簡稱顯示卡。 它工作在CPU和顯示器之間，用於控制計算機的數據輸出。

①顯示卡分類

顯示卡有ISA、VESA、PCI和AGP四種，前3種已淘汰，AGP顯示卡是微機的主流顯示卡。

②顯存

顯存是顯示卡的重要技術指標。

若一個象素要表現真彩色（224=16 777 216色）需要3個位元組，對於解析度為1 024×768的SVGA顯示器，則需要1 024×768×3=2.25MB，即需要大約2.5MB的顯存。

（2）印表機

印表機是計算機的重要輸出設備。常見的有針式印表機、噴墨印表機和雷射印表機，如圖1－24所示。

（3）音箱

音箱的分類：

①有源音箱：帶有電源設備，具有功率放大功能。

②無源音箱：直接輸出音效卡的音頻信號，功率小（2～4瓦），音質差。

6．其他配件

（1）音效卡

音效卡是多媒體計算機的基本配件之一，如圖1－26所示。它的基本功能是錄製、播放數字聲音檔案。音效卡的主要性能指標如下：

1）採樣頻率

採樣頻率即單位時間內採樣

的次數,單位是赫茲(Hz)。採樣

頻率越高，同一段波形被等分

的份數越多，每一份的時間間

隔也越小，採樣的音質越好，

所需的存儲空間越大。標準的

採樣頻率有三個：

44.1kHz（CD音質）

22.05kHz（廣播音質）

11.025kHz（電話音質）

2）採樣位數

採樣位數是指對波形垂直方向的幅值進行量化時的等分值的大小。8位量化將聲音振幅分成256等份，16位量化將聲音振幅分成65536等份。採樣位數越多，採樣的聲音質量越接近於原始聲音，所需的存儲空間也越大。

3）聲道數

記錄聲音時只產生一個波形為單聲道。記錄聲音時產生兩個波形為雙聲道（立體聲）。雙聲道聽起來比單聲道豐滿，具有空間感，但需要兩倍的存儲空間。

（2）不間斷電源（UPS）

1）UPS概述

不間斷電源UPS的功能是當計算機的供電電源發生中斷時，UPS便發出告警聲，同時為計算機持續供電一段時間，讓用戶保存資料，避免數據丟失。

7．計算機的主要技術指標

（1）字長：“字（Word）”是計算機進行數據處理、數據存儲、數據傳送的單位，即計算機一次能處理的二進制數據的位數。“字”由若干個位元組組成。一個“字”所包含的“位”的數目稱為“字長”。字長是計算機性能的重要標誌。字長大，在相同的時間內就能傳送更多的信息，從而使計算機運算速度更快；字長大，計算機的定址空間更大，從而使計算機記憶體更大；字長大，計算機的指令數目更多，功能就更強。

（2）主頻：主頻是CPU的時鐘頻率。主頻以兆赫茲（MHz）為單位。一般說，CPU的主頻越高，速度越快。Pentium 4 CPU的主頻已超過2.4GHZ。

（3）運算速度：計算機的運算速度指每秒鐘所能執行的指令數目。運算速度一般以百萬次/秒（MIPS）為單位，這個指標能直觀地反映計算機的速度。

（4）存儲容量：計算機的存儲容量包括記憶體容量和外存容量，記憶體容量對計算機的速度影響很大。586微機的記憶體容量一般為256～512MB，硬碟容量一般為40～80GB。

微型計算機軟體系統

軟體系統分為系統軟體和套用軟體兩大類。

1．系統軟體

（1）作業系統

系統軟體中最重要的是作業系統（Operating System）。作業系統是一批系統程式的集合，它控制和管理計算機系統所有硬體和軟體資源，使計算機系統能夠高效、協調地工作，為用戶提供一個良好的工作環境和友好的工作界面。它是開機後運行的第一個軟體。作業系統（OS）是各種套用軟體運行的基礎。

1）作業系統的主要功能：　①作業管理，②中央處理器(CPU)管理，③存儲器管理，④設備管理，⑤檔案管理。

2）常用的作業系統

計算機上使用的作業系統有：MS-DOS、OS/2、Windows、UNIX、Linux等。在同一台計算機上可以安裝若干個不同的作業系統。

① Microsoft公司的作業系統

Windows單機作業系統 ：

MS-DOS，它是單用戶、單任務的作業系統。

Windows 95/98是單用戶、多任務的作業系統。

Windows 2000/XP Professional是多用戶、多任務的作業系統。這裡的“多用戶”是指每個用戶可以設定修改的工作環境。

Windows網路作業系統 ：

WindowsNT/2000/XP Server

② UNIX系統

UNIX是多用戶、多任務的絡作業系統。它廣泛套用於大、中、小型計算機。也可以在微機上使用，XENIX就是UNIX的微機版。

③ Linux系統

Linux是由Linus Benedict Torvalds等眾多人共同開發的公用作業系統。Linux兼容UNIX，且原始碼公開、免費使用。

（2）程式設計語言

程式設計語言是編寫程式的程式。它包括彙編語言、高級語言的解釋程式和編譯程式等。

2．套用軟體

用戶為解決各種實際問題而編制的程式總稱為套用軟體。

（1）通用套用軟體

它是為解決某一類問題而設計的多用途軟體，如文字處理軟體（Word和WPS Office）、電子表格軟體（Excel）、圖像處理軟體（Photoshop）等。

（2）專用套用軟體

它是為解決某一具體問題而設計的軟體，如某單位的工資管理軟體、人事管理軟體等。

計算機中信息表示及計量單位

存儲器像一幢“教學大樓”，由許多單元組成。一個個單元就像一間間“教室”。每個單元由若干個位組成。位就像教室里的“座位”。每個位可存放一個二進制數1或0。

1．位

位（bit，比特）用於存放一個二進制數0或1，它是存儲信息的最小計量單位，通常用小寫首字母“b”表示。

2．位元組

位作為計量存儲器的容量的單位太小了，人們把八個二進制位稱為一個“位元組(Byte)”，用其大寫首字母“B”表示。位元組是常用的存儲計量單位，有時還用更大的計量單位千位元組(KB)、兆位元組(MB)、京位元組(GB)和太位元組(TB)。它們之間的換算關係如下：

1KB=1024B　1MB=1024KB

1GB=1024MB　1TB=1024GB 其中（210=1024）

數制

計算機是電子設備，它容易實現的穩定狀態有兩種，如電路的通或斷、電位的高或低。兩種穩定狀態工作可靠，抗干擾能力強，分別對應著數值1和0，這就是計算機中使用二進制數的理由。

1和0的不同編碼組合可以表示一個數、一個字元或一條操作指令。

人們在日常生活中習慣使用的數制是十進制數，十進制計數使用0、1、2、3、…、9共十個數符，所有的十進制數都可以用這十個數符及其所處的位來表示。

1．不同數制特點

（1）十進制數

1）用0到9十個數符表示十個不同的數。

2）逢十進一，即高一位數是低一位數的十倍。即根據數符所處的位而決定其實際大小。

因此，十進制數13542.387可表示為：

(13542.387)10

=1×104+3×103+5×102+4×101+2×100+3×10-1+8×10-2+7×10-3

（2）二進制數

1）用0和1兩個數符表示兩個不同的數。

2）逢二進一，即高一位數是低一位數的2倍。

因此，二進制數10101.101的十進制值可用以下方法求出：

(10101.101)2

=1×24+0×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3

=16+0+4+0+1+0.5+0+0.125

=(21.625)10

（3）八進制數

1）用0，1，2，3，4，5，6，7 八個數符。

2）逢八進一，即高一位數是低一位數的8倍。

（4）十六進制數

1）用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F十六個數符。

2）逢十六進一，即高一位數是低一位數的16倍。

因此，十六進制數7BD4的十進制值可以用以下方法求出：

(7BD.4)16 =7×162+11×161+13×160+4×16-1

=7×256+11×16+13×1+4×0.0625

=(1981.25)10

即 (7BD.4)16=(1981.25)10

括弧外的下標表示數制。數制也可以用字母表示，B(Binary)表示二進制，O(Octal)表示八進制，D(Decimal)表示十進制，H(Hexadecimal)表示十六進制。

例如： (7BD.4)16通常寫為7BD.4H，在這裡H表示數制而不是數符。

2．不同數制之間的轉換

（1）非十進制數轉換成十進制數

其方法以上已經介紹過了，即把非十進數按位權展開並求和。

例如： (32CF.4B)16 =( )10

(32CF.4B)16

=3×163+2×162+12×161+15×160+4×16-1+11×16-2

=12288+512+192+15+0.25+0.04296875

=(13007.29296875)10

2）十進制數轉換為非十進制數

1）十進制整數轉換為非十進制整數

一般用“除以基數，直至商為0，取其餘數，倒排”的方法。

【例1－3】 (215) 10 = ( ) 2

解：

所以 (215)10=(11010111)2

2）十進制小數轉換為非十進制小數

一般用“乘以基數，直至小數部分為0(或指定的精度)，取其整數，順排”的方法。

【例1－5】(0.8125)10=( )2 【例1－6】 (0.4375)10=( )8

解：

所以 (0.4375)10=(0.34)8

註：十進制小數不一定都能完全轉

換成等值的二進制數，有時要近似值。

所以 (0.8125)10=(0.1101)2

若要將十進制的混合小數轉換為非十進制的混合小數，則要將混合小數分為整數部分和純小數部分分別用不同的方法進行轉換，然後合併轉換的結果。

【例】 (215.8125)10=( )2

由【例1－3】得到：

(215)10=(11010111)2

由【例1－5】得到：

(0.8125)10=(0.1101)2

合併以上的結果，得到：

(215.8125)10=(11010111.1101)2

3）非十進制之間互相轉換

1）二進制數與八進制數間互換

一位八進制數相當於三位二進制數，即有如下的對應關係：

八進制數	0	1	2	3	4	5	6	7
二進制數	000	001	010	011	100	101	110	111

①二進制數轉換為八進制數

轉換的方法是：由小數點開始向左把二進制整數按每三位一划分，同理，由小數點開始向右把二進制小數按每三位一划分，不足三位的用0補齊，然後寫出其相應的八進制數。

【例1－7】 (10001101.1101)2=( )8

解 010 001 101.110 100

2 1 5 . 6 4

所以 (10001101.1101)2=(215.64)8

②八進制數轉換為二進制數

這是上述轉換的逆過程。將八進制數的每一位用相應的三位二進制數寫出即可。

【例1－8】 (325.46)8=( )2

解 3 2 5 . 4 6

011 010 101 . 100 110

所以 (325.76)8=(11010101.10011)2

2)二進制數與十六進制數間互換

一位十六進制數相當於四位二進制數，即有如下對應關係：

①二進制數轉換為十六進制數

轉換的方法是：由小數點開始向左把二進制整數按每四位一划分，同理，由小數點開始向右把二進制小數按每四位一划分，不足四位用0補齊，然後寫出其相應的十六進制數。

數制轉換小結

1.非十進制數轉換成十進制數

方法：把非十進數按位權展開並求和。

2.十進制數轉換為非十進制數

（1）十進制整數轉換為非十進制整數

方法：除以基數，直至商為0，取其餘數，倒排。

2）十進制小數轉換為非十進制小數

方法：乘以基數，直至小數

部分為0，取其整數，順排。

3.非十進制之間互相轉換

8 4 2 1

23 22 21 20

1）二進制數與八進制數間互換

一位八進制數相當於三位二進制數

（2）二進制數與十六進制數間互換

一位十六進制數相當於四位二進制數

目錄

第1章 半導體器件基礎

1.1　半導體二極體

1.1.1 N型半導體和P型半導體

1.1.2　PN結及其單嚮導電性

1.1.3　二極體的結構和分類

1.1.4　二極體的伏安特性

1.1.5　二極體的主要參數

1.2　特殊二極體

1.2.1　穩壓二極體

1.2.2　發光二極體

1.2.3 光電二極體

1.3　晶體三極體

1.3.1　三極體的基本結構

1.3.2　三極體的電流放大作用

1.3.3　三極體的特性曲線

1.3.4　三極體的主要參數

1.3.5 三極體的微變等效電路

1.4　場效應電晶體

1.4.1 絕緣柵場效應管(MOSFET)的結構和工作原理

1.4.2　場效應管的主要參數

1.4.3 MOsFET的微變等效電路

實訓l 常用半導體元件的識別與性能測試

本章小結

習題

第2章 晶體三極體放大電路

2.1　共發射極放大電路

2.1.1 共發射極放大電路的組成

2.1.2 共發射極放大電路的工作原理

2.1.3　靜態工作點的確定

2.1.4　靜態工作點對波形失真的影響

2.2　放大電路的微變等效電路分析法

2.2.1 共發射極放大電路的微變等效電路

2.2.2　共發射極放大電路的電壓放大倍數

2.2.3　輸入電阻與輸出電阻

2.3　分壓式偏置放大電路

2.3.1　靜態工作點的穩定問題

2.3.2 分壓式偏置放大電路的分析

2.4　共集電極放大電路

2.4.1　共集電極放大電路的靜態分析

2.4.2　共集電極放大電路的動態分析

2.5　多級放大電路

2.5.1 多級放大電路的級間耦合方式

2.5.2 多級放大電路的電壓放大倍數

2.6　功率放大器

2.6.1　功率放大器的特點和分類

2.6.2　互補對稱功率放大器

2.6.3　集成功率放大器

2.7　場效應管放大電路

2.7.1 自給偏壓偏置電路

2.7.2　分壓式偏置電路

實訓2　共射極單管放大電路的安裝與測試

實訓3　集成功率放大器的安裝與測試

本章小結

習題

第3章　集成運算放大電路

3.1 集成運放的組成和基本特性

3.1.1　集成運放的組成和主要參數

3.1.2　集成運放的電壓傳輸特性

3.1.3　集成運放的理想模型

3.2　放大器中的負反饋

3.2.1 負反饋的概念與判別

3.2.2　負反饋對放大器性能的影響

3.3　集成運放的套用

3.3.1　信號運算電路

3.3.2　信號處理電路

……

第4章　正弦波振盪電路

第5章　電源電路

第6章　基本邏輯電路

第7章　組合邏輯電路

第8章　觸發器與時序邏輯電路

第9章　數/模與模/數轉換

附錄A　部分習題參考答案

附錄B　國產半導體器件的型號及命名方法

附錄C　常用半導體器件參數

附錄D　國產晶閘管型號命名法及常用晶閘管電參數

附錄E　常用模擬集成組件

參考文獻