数字电路第1章数字电路概述

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1、数字电子技术基础主讲人：王波办公室：理学楼-B-207电话：68912462,813841861数字电子技术基础参考教材：《数字电子技术基础》第3版李庆常主编，机械工业出版社总学时：48学时数字电子技术实验：单独设课实验学时：16学时，1学分实验教材：《电子技术实验》张玉平主编，北京理工大学出版社2第1章数字电路概述第1章数字电路概述1.1数字信号与模拟信号1.2数字信号的表示方法1.3数字电路的基本功能及其应用1.4电路测试和故障排除1.5数字电路EDA仿真分析与设计3第1章数字电路概述综述电子技术是20世纪发展最迅速、应用最广泛的技术，已使人

2、们的日常生活发生了根本的变革。在我们的日常生活中有很多数字电子产品，如计算机、数码相机/摄像机、手机、DVD、MP3/MP4以及数字电视等。因此，分析和设计数字电路已成为现代工程设计不可缺少的部分。4第1章数字电路概述1.1数字信号与模拟信号在电子电路中，产生、传递、加工和处理的信号可以分为模拟信号和数字信号两大类。模拟信号在时间和数值上都是连续的，即对应于任意时间均有确定的电流或电压值，并且其幅值是连续的，如正弦波信号就是典型的模拟信号。5第1章数字电路概述1.1数字信号与模拟信号某天最低气温是15C，最高气温是25C，则一天的气温变化是连

3、续的。6第1章数字电路概述1.1数字信号与模拟信号与模拟信号不同，数字信号在时间和数值上是离散的，或者说是不连续的，且其数值的变化都是某个最小量值的整数倍。7第1章数字电路概述1.1数字信号与模拟信号处理模拟信号的电路称为模拟电路。处理数字信号的电路称为数字电路。自然界存在大量的模拟信号和数字信号以及模拟系统和数字系统，并且这些系统往往并非独立，而是相互渗透的，因此在进行信号处理时需要将两者通过接口电路进行转换。8第1章数字电路概述1.1数字信号与模拟信号数字电路与模拟电路相比较，具有以下特点：一般采用二进制，易实现，易复制抗干扰能力强，精度高可

4、编程性强便于长期存储，使用方便保密性好9第1章数字电路概述1.2数字信号的表示方法数字信号的表示采用二值逻辑。1.二值逻辑在数字电路中，既可以用0和1组成二进制数，表示数量的大小，也可以用其表示一个事物的两种不同的逻辑状态。当表示逻辑状态时，如：是与否、真与伪、有与无、开与关、高与低、通与断、亮与灭等，这里的0和1不是数值，而是逻辑0和逻辑1。10第1章数字电路概述1.2数字信号的表示方法这种只有两种对立逻辑状态的逻辑关系称为二值逻辑。用0和1表示逻辑关系时，二进制数可以进行逻辑运算。11第1章数字电路概述1.2数字信号的表示方法2.逻辑电平在数

5、字电路中，用电平的高低来表示逻辑1和逻辑0。因此，逻辑电平是指电路中表示逻辑1和逻辑0的电平。不同工艺的数字集成电路具有不同的逻辑电平标准。当电源电压为5V时，数字集成电路的两大类TTL和CMOS电路对应的逻辑电平标准如下表所示。12第1章数字电路概述1.2数字信号的表示方法电路类型输入电平/V输出电平/V低电平VIL高电平VIH低电平VOL高电平VOHTTL0～0.82.0～50～0.42.4～5CMOS0～1.53.6～50～0.54.4～513第1章数字电路概述1.2数字信号的表示方法3.波形图如果将数字电路的输入信号和输出信号的关系按时间

6、顺序依次排列起来，就得到了其波形图，又称为时序图。14第1章数字电路概述1.2数字信号的表示方法在画电路的波形图时，应特别注意输出与输入之间的对应关系。第3章学习的反相器的波形图如下图所示：15第1章数字电路概述1.2数字信号的表示方法实际脉冲波形一般如下图所示：16第1章数字电路概述1.3数字电路的基本功能及其应用典型的电子信息系统组成框图17第1章数字电路概述1.3数字电路的基本功能及其应用某空调显示控制电路框图18第1章数字电路概述1.4电路测试和故障排除故障排除是指系统地隔离、辨识及定位电路和系统故障的技术。在进行故障排除时，需对电路进行

7、测试，并进行故障诊断。故障诊断是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态的技术，以确定其整体或局部是否正常，早期发现故障及其原因将能预报故障发展趋势。19第1章数字电路概述1.4电路测试和故障排除电路测试组成框图在数字电路的故障排除和测试中经常用到的仪器设备有：万用表、示波器、逻辑分析仪、逻辑笔和信号发生器等。20第1章数字电路概述1.4.2故障排除故障排除的方法直接观察法参数测试法信号跟踪法部件替换法断路法短路法21第1章数字电路概述1.5数字电路EDA仿真分析与设计随着现代电子系统的复杂化，计算机和相应的工程仿真软件已经成为现代电子技术的基本分析

8、设计工具。仿真分析可以大大地缩短研制周期，节约成本，它已经具有举足轻重的作用。所谓仿真分析，是指使用计算机对所设计电路的结构和行为进行预