数字电子技术第一章

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1、阎石主编《数字电子技术基础》第五版高等教育出版社课程主要教材及参考书康华光主编《电子技术基础数字部分(第五版)》高等教育出版社考核平时成绩30%考试70%答疑每周四下午东六栋516室5、掌握基本逻辑运算及逻辑函数的表示方法教学基本要求1、了解数字信号与数字电路的基本概念2、了解数字信号的特点及表示方法3、掌握常用二～十、二～一十六进制数的转换4、了解常用二进制码，熟悉8421BCD码1.数字逻辑基础1.数字逻辑基础1.1数字电路与数字信号1.2数制1.3二进制数的算术运算1.4二进制代码1.5二值逻辑变

2、量与基本逻辑运算1.6逻辑函数及其表示方法1.1.1数字技术的发展及其应用1906年美国李.德福雷斯特发明了真空三极管1958年美国基尔比制成第一块集成电路6个月后诺伊斯制成第一块硅集成电路1948年晶体管之父威廉•肖克利发明了第一只晶体管诞生1.1数字电路与数字信号80年代后-ULSI，10亿个晶体管/片目前--芯片内部的布线细微到亚微米(0.13~0.09m)量级微处理器的时钟频率高达3GHz（109Hz）90年代后-97年一片集成电路上有40亿个晶体管。60~70代-IC技术迅速发展：SSI、M

3、SI、LSI、VLSI。10万个晶体管/片。将来-高分子材料或生物材料制成密度更高、三维结构的电路1.1.1数字技术的发展及其应用数字技术的发展电路设计方法伴随器件变化从传统走向现代a)传统的设计方法：b)现代的设计方法：采用自下而上的设计方法；由人工组装,经反复调试、验证、修改完成。所用的元器件较多，电路可靠性差,设计周期长。现代EDA技术实现硬件设计软件化。采用从上到下设计方法，电路设计、分析、仿真、修订全通过计算机完成。1.1.1数字技术的发展及其应用根据电路的结构特点及其对输入信号的响应规则的不

4、同，--数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。从集成度不同--数字集成电路可分为小规模、中规模、大规模、超大规模和甚大规模五类。从电路的形式不同，--数字电路可分为集成电路和分立电路从器件不同--数字电路可分为CMOS和TTL电路1、数字集成电路的分类1.1.2数字集成电路的分类及特点可编程逻辑器件、多功能专用集成电路106以上甚大规模大型存储器、微处理器10,000~99,999超大规模小型存储器、门阵列100~9999大规模计数器、加法器12~99中规模逻辑门、触发器最多12个小规模典型集成电路

5、门的个数分类集成度:每一芯片所包含的门个数1.1.2数字集成电路的分类及特点2、数字集成电路的特点1)电路简单,便于大规模集成,批量生产2)可靠性、稳定性和精度高,抗干扰能力强3)体积小,通用性好,成本低.4)具可编程性,可实现硬件设计软件化5)高速度低功耗6)加密性好1.1.2数字集成电路的分类及特点3、数字电路的分析、设计与测试(1)数字电路的分析方法1.1.2数字集成电路的分类及特点数字电路的分析:根据电路确定电路输出与输入之间的逻辑关系。(2)数字电路的设计方法数字电路的设计:从给定的逻辑功能要

6、求出发，选择适当的逻辑器件，设计出符合要求的逻辑电路。设计方式:分为传统的设计方式和基于EDA软件的设计方式。分析工具：逻辑代数。电路逻辑功能主要用真值表、功能表、逻辑表达式和波形图。1.模拟信号与数字信号1.1.3模拟信号和数字信号电子电路中的信号模拟信号数字信号时间、数值上连续的信号例：正弦波信号、锯齿波信号等。例：产品数量的统计、数字表盘的读数等。时间、数值上离散的信号1.1.3数字电路与数字信号模拟信号：时间上连续：任意时刻有一个相对的值数值上连续：可以是在一定范围内的任意值例如：电压、电流、温

7、度、声音等缺点：很难度量容易受噪声的干扰难以保存优点：用精确的值表示事物u模拟信号波形t对模拟信号进行传输、处理的电子线路称为模拟电路。真实的世界是模拟的典型的模拟信号包括：工频信号、射频信号、视频信号等。工频信号（50Hz)，调幅波的射频信号（530Hz~1600kHz),调频波的射频信号（88MHz~108MHz)。甚高频（vhf)和超高频（UHF)视频信号（>6GHz)。数字信号：时间上离散：只在某些时刻有定义数值上离散:变量只能是有限集合的一个值常用0、1二元数值表示例如：开关位置，数字逻辑u数

8、字信号波形t对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。模拟电路主要研究：输入、输出信号间的大小、相位关系、失真与否。模拟电路包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。在模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态；在数字电路中，三极管工作在开关状态，即工作在饱和和截止状态。数字电路主要研究：电路输出、输入间的逻辑关系。主要的工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式及波形图等表示。模拟电路与数字电路比较1.电路的特点2.研究的内容2、模拟信