数字集成电路(基础

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1、第五章数字集成电路(基础）上海大学自动化系林小玲数字信号与模拟信号数制码制逻辑代数基础§5.1数字电路的基础知识§5.1.1数字信号与模拟信号电子电路模拟电路数字电路信号与时间的关系连续信号与时间的关系离散电子技术电子器件电子电路电子系统分立元件电路集成电路end模拟信号：时间连续、数值也连续的物理量。数字信号：时间和数值均离散的物理量，常用数字0和1表示。注意：0和1并不是普通代数中的数值，在数字电路中，应称为：逻辑0和逻辑1。他们并不表示实际数值的大小，而是代表某两种截然不同的状态。如：信号的无和有；条件的非和是

2、；事件的假和真电路的断和通；电键的开和闭；电压的小和大，低和高等。在电路上通常用逻辑电平来表示：分别是低电平和高电平。在数字电路中：3.6V为标准高电平，0.3V为标准低电平。但近年来：2.4V以上均视为高电平，而1.4V以下均视为低电平。模拟电路与数字电路的区别1、工作任务不同：模拟电路研究的是输出与输入信号之间的大小、相位、失真等方面的关系；数字电路主要研究的是输出与输入间的逻辑关系（因果关系）。模拟电路中的三极管工作在线性放大区,是一个放大元件；数字电路中的三极管工作在饱和或截止状态,起开关作用。因此，基本单元

3、电路、分析方法及研究的范围均不同。2、三极管的工作状态不同：模拟电路研究的问题引言基本电路元件:基本模拟电路:晶体三极管场效应管集成运算放大器信号放大及运算(信号放大、功率放大）信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波）信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、…）数字电路研究的问题基本电路元件引言基本数字电路逻辑门电路触发器组合逻辑电路时序电路（寄存器、计数器、脉冲发生器、脉冲整形电路）A/D转换器、D/A转换器数字电路的特点模拟电路与数字电路的区别模拟电路：处理的信号是时间上连续的信号数字电路：处理的信号是离散的信号

4、高电平低电平1.工作信号是离散的：电路中的半导体管多数工作在开关状态。如二极管工作在导通和截止态；三极管工作在饱和态和截止态。2.研究对象是输入和输出的逻辑关系，因此主要的分析工具是逻辑代数，表达电路的功能主要是真值表、逻辑表达式及波形图等。数字电路的特点数字电路的特点数字波形的描述：周期、频率、脉宽和占空比。脉宽（tw）：表示脉冲的作用时间，即高电平持续时间。占空比（q）：表示脉宽与周期的百分比。上升时间（tr）和下降时间（tf）：从脉冲幅值的10%到90%所经历的时间如图：计算机通信（DSP应用）电视（高清晰度

5、）将来通信的发展趋势：软件无线电单片机+DSP+FPGA典型应用会议电视数字移动蜂窝电话家庭信息中心虚拟教育数字相机自动驾驶汽车视觉感应器数据存储与处理§5.1.2数制所谓“数制”，指进位计数制，即用进位的方法来计数.数制包括计数符号（数码）和进位规则两个方面。常用数制有十进制、二进制、八进制、十六进制等。1.十进制数的表示法十进制数基数10，进位规则遵循逢10进位数码有10个状态：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9如：（123.5）10或（123.5）D或123.5数值大小计算方法:123.5=1×102+2×

6、101+3×100+5×10-1K2K1K0K-1以小数点为界按位编号不难得出，十进制数的计算表达式为：推广到一般：R进制数的计算表达式为：R：进位基数Ri：第i位的位权Ki：第i位的系数权系数2、二进制数基数2,遵循逢2进位数码2个：0，1二进制数数值大小计算：(101101.1)2或（101101.1）BK5K4K3K2K1K0K-1以小数点为界按位编号=1×25+0×24+1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1=45.5八进制数基数8,遵循逢8进位数码8个：0，1，2，3，4，5，6，7八进制数数值

7、大小计算：(73.6)8或（73.6）oK1K0K-1以小数点为界按位编号=7×81+3×80+6×8-1=59.75十六进制数基数16,遵循逢16进位数码16个：0，1，　、、、，9，A，B，C，D，E，F十六进制数数值大小计算：(BF3C．8)16或（BF3C．8）H=11×163+15×162+3×161+12×160+8×16-1=48956．5十六进制数ABCDEF十进制数101112131415常用数制对照表十进制二进制八进制十六进制十进制二进制八进制十六进制01234567891011121314150

8、0000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110123456701234567101112131415161789ABCDEF3、各种数制之间的相互转换（1）任意进制数→十进制数(按表示法展开)方法:与数值大小计算过程相同。例：（101101.1）B=1×25+0×