数电第-章(级)

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1、第1章数字电路基础§1.1概述§1.1.1模拟信号与数字信号1、模拟信号——连续变化信号，如：正弦交变输入电压uI；模拟电路——用于产生、传递、加工、处理模拟信号的电路。例如：放大器、运放、正弦波振荡器，等等。2、数字信号——从信号幅度对时间的变化关系看，信号是离散的，例如：矩形波脉冲电压uO。数字电路——用来产生、传递、加工or处理数字信号的电路。如：逻辑门电路、触发器、存储器，等等。数字电子技术：分析、研究数字逻辑电路/器件的一门电气信息类本科主要专业基础课。数字逻辑电路/器件现已制备成数字集成电路（数字IC），供工程中选用。逻辑：数字电路输入与输出之间的函数关系。

2、§1.1.2数字电路特点1、二值数字逻辑数字电路用“0”和“1”表示信号。0、1称为逻辑0、逻辑1，它们是二值数字逻辑，反映在数字电路中为：低电平or高电平。176例如TTL电平与电压值之关系（正逻辑体制）电压逻辑值电平3.6V0.3V10H（高电平）L（低电平）负逻辑则与之相反：1~低电平，0~高电平。电平：某一定范围内电压值。如：高电平：1.8V~5.0V。2、数字电路特点1）基于2种对立状态例如：事件的是与非、开关的开与关、电平的低与高，等等。数字电路中用了半导体器件的开关特性——二极管、三极管（含BJT、增强型MOSFET）的导通or截止状态，此2状态恰为二值变

3、量，即：BJT导通or截止状态，用二进制数“0”or“1”表示。所以，数字电路一般用2进制数值。2）抗干扰能力较强，精度较高∵处理的二值电平，不易受外界干扰∴抗干扰能力较强常用增加2进制数的位数，提高数字电路精度。3）长期存储，保密性好微机（内部主要是数字电路）内的存储器保存大量信息，且调用方便。信息能长期保存及处理，难能可贵；176作加密处理（密码、通行号等）—→信息不易被窃取。4）通用性强用标准数字部件（通用MSI、LSI）、可编程逻辑器件（PLD）设计各种数字系统—→设计方便、使用灵活。§1.1.3数字IC发展与分类表5类数字IC规模及其分类分类晶体管数目典型的数

4、字ICSSIMSILSIVLSIULSI至多10个10~100100~10001000~106106以上门电路、小触发器全加器、译码器小型存储器、门阵列、大型存储器、微处理器PLD、多功能IC§1.1.4数字电路分析研究对象——分析数字电路输入/输出（I/O）之间逻辑函数关系，即电路逻辑功能；分析工具——逻辑代数（BooleAlgebra）；分析数字电路逻辑功能：用逻辑函数、特性表、真值表、卡诺图or波形图等方式。例1-1某正逻辑电压uO的波形图如黑板所示，写出其相应逻辑值1、0（对应于标号）。§1.2数制、码制176编码——已赋义的一组2进制代码，如：8位2进制码组：

5、“10101011”被赋予特定含义；码制——用编码规则表示某一数值，如二-十进制编码（BCD码）；数制—选定某一计数体制表示数值，如2、16进制等；§1.2.1常用计数制及其互换一、2进制2个数字符号：0、1，计数规律：逢2进1，1＋1，本位复0，且向高位进1。2进制数的位权展开式：(N)2＝式中：Ki系数；2：进位基数；2i：第i位的位权；n、m分别表示：“.”前、后的位数。任意一个2进制数按其位权展开，都可转换为10进制数。如：(11.1)2＝(1×21＋1×20＋1×2-1)10＝(3.5)10二、16进制16个码：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A（10

6、），B（11），C（12），D（13），E（14），F（15），计数规律：逢16进1，即F＋1＝10。16进制数位权展开式：(N)16＝1位16进制数和4位二进制数之间的互换规律：176∵进位基数16＝24∴2进制与16进制转换采用：2进制数整数部分：从低位起每4位分成一组，最高位一组不足4位，左以0补足；小数部分：高位起每4位分一组，最低位一组不够4位，右用0补足，然后依次用1位16进制数替换全部各4位二进制数。反之亦然。例如：(11110100101.011011)2=(7A5.6C)16反之，可将16进制数—→2进制数。如：(68A.2C)16=(11010001

7、010.001011)2三、2与10进制数之互换例1-2将(1101.101)2转换成10进制数。解：用位权展开式：(1101.101)2＝1×23＋1×22＋0×21＋1×20＋1×2-1＋0×2-2＋1×2-3＝(13.625)10例1-3①(11010111101.011110)2＝(6BD.78)16；②将10进制数(13.625)10转换为2进制数。习题：P.34~1-1；1-2；1-4；1-5解：②分整数、小数2部分：整数部分除2取余；小数部分乘2取整。答案：()10§1.2.2编码一、设编码总数为N，则2进制数位数n需满足：