数字电路基础课件讲义全集(详细版).pdf

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1、第一章数字电路基础1.1数字电路的基本概念1.2数制1.3二—十进制码1.4数字电路中的二极管与三极管1.5基本逻辑运算1.6逻辑函数及其表示方法1.1数字电路的基本概念一、模拟信号与数字信号模拟信号——时间连续数值也连续的信号。如速度、压力、温度等。数字信号——在时间上和数值上均是离散的。如电子表的秒信号，生产线上记录零件个数的记数信号等。数字信号在电路中常表现为突变的电压或电流。V(V)5t(ms)01020304050二、正逻辑与负逻辑数字信号是一种二值信号，用两个电平（高电平和低电平）分别来表示两个逻辑值（逻辑1和逻辑0）。有两种逻辑体制：正

2、逻辑体制规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。负逻辑体制规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。下图为采用正逻辑体制所表的示逻辑信号：逻辑1逻辑1逻辑0逻辑0逻辑0三、数字信号的主要参数V(V)5Vmt(ms)0twT一个理想的周期性数字信号，可用以下几个参数来描绘：V——信号幅度。mT——信号的重复周期。t——脉冲宽度。WtWq(%)=×100%q——占空比。其定义为：T图中所示为三个周期相同（T=20ms），但幅度、脉冲宽度及占空比各不相同的数字信号。1.2数制一、几种常用的计数体制1.十进制(Decimal)2.二进制(Binary)3.十六进制

3、(Hexadecimal)与八进制（Octal）二、不同数制之间的相互转换1．二进制转换成十进制例1.2.1将二进制数10011.101转换成十进制数。解：将每一位二进制数乘以位权，然后相加，可得(10011.101)＝1×24＋0×23＋0×22＋1×21＋1×20＋1×2－1＋B0×2－2＋1×2－3＝（19.625)D2.十进制转换成二进制例1.2.2将十进制数23转换成二进制数。解：用“除2取余”法转换:223………余1b0211………余1b1读25………余1b2取次22………余0b3序21………余1b40则（23)=（10111)DB1.3

4、二—十进制码（BCD码）BCD码——用二进制代码来表示十进制的0～9十个数。要用二进制代码来表示十进制的0～9十个数，至少要用4位二进制数。4位二进制数有16种组合，可从这16种组合中选择10种组合分别来表示十进制的0～9十个数。选哪10种组合，有多种方案，这就形成了不同的BCD码。常用BCD码十进制数8421码2421码5421码余3码000000000000000111000100010001010020010001000100101300110011001101104010001000100011150101101110001000601101

5、10010011001701111101101010108100011101011101191001111111001100位权842124215421无权1.4数字电路中的二极管与三极管一、二极管的开关特性1．二极管的静态特性(1)加正向电压V时，二极管导通，管压降V可忽略。二极FD管相当于一个闭合的开关。(2)加反向电压V时，二极管截止，反向电流I可忽略。二RS极管相当于一个断开的开关。可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压v控制的开关。i当外加电压v为一脉冲信号时，二极管将随着脉冲电压的i变化在“开”态与“关”态之间转换。这个转换过程就是二极

6、管开关的动态特性。2．二极管开关的动态特性给二极管电路加入一个方波信号，电流的波形怎样呢？t为存储时间，t称为渡越时间。stt＝t十t称为反向恢复时间rest反向恢复时间：t＝t十trest产生反向恢复过程的原因：反向恢复时间t就是存储电荷消散所需要的时间。re同理，二极管从截止转为正向导通也需要时间，这段时间称为开通时间。开通时间比反向恢复时间要小得多，一般可以忽略不计。二、三极管的开关特性1．三极管的三种工作状态（1）截止状态：当V小于三极管发射结死区电压时，I＝I≈0，IBCBOIC＝ICEO≈0，VCE≈VCC，三极管工作在截止区，对应图中的

7、A点。三极管工作在截止状态的条件为：发射结反偏或小于死区电压（2）放大状态：当V为正值且大于死区电压时，三极管导通。有IV−VVIBEII=≈BRRbb此时，若调节R↓，则I↑，I↑，V↓，工作点沿着负载线由A点bBCCE→B点→C点→D点向上移动。在此期间，三极管工作在放大区，其特点为I＝βI。CB三极管工作在放大状态的条件为：发射结正偏，集电结反偏（3）饱和状态：V不变，继续减小R，当V＝0.7V时，集电结变为IbCE零偏，称为临界饱和状态，对应E点。此时的集电极电流用I表示，基极CS电流用IBS表示，有:V-0.7VVICSVCCI=CC≈CC

8、I==CSBSRRRββCCC再减小R，I会继续增加，但I不会再增加，三极管进入饱和状态。bBC饱和时的V电