数字电子技术应用基础 教学课件1 作者 赵景波第1章.ppt

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1、了解数制及编码的基本知识掌握逻辑代数的基本运算掌握逻辑函数的表示方法掌握逻辑函数的代数化简方法了解逻辑函数的卡诺图化简方法本章学习要求第1章数字电路的基本知识1.1数字电路概述1.2数制与码制1.3逻辑代数的基本运算1.4逻辑函数1.5知识拓展小结习题本章大纲1.1.1电子技术的发展电子技术是在19世纪末、20世纪初开始发展起来的新兴技术，是近代科学技术发展的一个重要标志。第1代电子产品是以电子管为核心的。20世纪40年代末，世界上诞生了第1只半导体三极管，它以小巧、轻便、省电及寿命长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内取代了电子管。20世纪50年代末，世界上出现了

2、第一块集成电路，它把许多晶体管等电子元器件集成在一块硅芯片上，使电子产品向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能、低功耗、高精度、高稳定和智能化的方向发展。1.1数字电路概述1.1.2数字信号模拟信号和数字信号是电子技术中的两大信号。1．模拟信号与数字信号电子电路中的信号分为模拟信号和数字信号，如图所示。模拟信号是指时间、数值均连续的信号，如正弦交流电的电压、电流，温度等。数字信号是指时间、数值均离散的信号，如电子表的秒信号、生产流水线上记录零件个数的计数信号等。模拟信号与数字信号2．正逻辑与负逻辑数字信

3、号只有两个离散值，通常用数字0和1来表示。这里的0和1代表两种状态，而不代表具体数值，称为逻辑0和逻辑1，也称为二值数字逻辑。不同半导体器件的数字电路中逻辑0和逻辑1对应的逻辑电平值将在后续章节介绍。当规定高电平为逻辑1，低电平为逻辑0时，称为正逻辑；当规定低电平为逻辑1，高电平为逻辑0时，称为负逻辑。如图所示为采用正逻辑体制的逻辑信号。3．脉冲信号数字信号在电路中表现为脉冲信号，其特点是一种跃变信号，持续时间短。常见的脉冲信号有矩形波和尖顶波，理想的周期性矩形脉冲信号如图所示。正逻辑体制的逻辑信号理想的周期性矩形脉冲信号1.1.3数字电路我们把工作于数字信号下的电子电路

4、称为数字电路，把使用数字量来传递、处理和加工信息的实际工程系统，称为数字系统。与模拟电路相比，数字电路主要有以下优点：数字电路实现的是逻辑关系，只有0和1两个状态，易于用电路实现，如用三极管的导通与截止来表示逻辑0和逻辑1；数字电路的系统工作可靠，精度较高，抗干扰能力强；能进行逻辑判断和运算，在控制系统中不可或缺；数字信息便于长期保存，如可存储于磁盘、光盘等介质；数字集成电路产品系列多、通用性强、成本低。这也正是数字电路得到广泛应用的原因。1.1.4数字电路的分类和学习方法（1）数字电路的分类数字电路的基本构成单元主要有电阻、电容、二极管和三极管等元器件。按电路组成结构，

5、它分为分立组件电路和集成电路两类。其中，按集成电路在一块硅片上包含的逻辑门电路或组件的数量，即集成度，又分为小规模集成（SSI）、中规模集成（MSI）、大规模集成（LSI）和超大规模集成（VLSI）电路。按数字电路所用器件的不同，又可分为双极型（DTL、TTL、ECL、I2L和HTL型）电路和单极型（NMOS、PMOS和CMOS型）电路两类。从逻辑功能上，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。1.1.4数字电路的分类和学习方法（2）数字电路的学习方法学习数字电路时，应注意以下几点。逻辑代数是分析和设计数字电路的工具，熟练掌握和运用好这一工具才能使学习顺利进行。应

6、当重点掌握各种常用数字逻辑电路的逻辑功能、外部特性及典型应用。对其内部电路结构和工作原理的学习，主要是为了加强对数字逻辑电路外特性和逻辑功能的正确理解，不必过于深究。数字电路的种类虽然繁多，但只要掌握基本的分析方法，便能得心应手地分析各种逻辑电路。数字电子技术是一门实践性很强的技术基础课。学习时必须重视实验和实训等实践环节。数字电子技术发展十分迅速，数字集成电路的种类和型号越来越多，应逐步提高查阅有关技术资料和数字集成电路产品手册的能力，以便从中获取更多更新的知识和信息。数制和码制是学习和认识数字电子技术的基础。1.2数制和码制多位数码中每一位的构成方法以及从低位到高位的

7、进位规则称为数制。1．常用数制十进制（Decimal）十进制数中，每一位有0～9十个数码，计数的基数是10，低位和相邻高位之间的进位关系为“逢十进一”。二进制（Binary)二进制数中，每一位只有0和1两个可能的数码，计数基数为2，低位和相邻高位之间的进位关系为“逢二进一”。八进制（Octal）在八进制数中，每一位用0～7八个数码表示，计数基数为8，低位和相邻高位之间的进位关系为“逢八进一”。十六进制（Hexadecimal）在十六进制数中，每一位用0～9、A～F十六个数码表示，计数基数为16，低位和相邻高位之间的进位关系为“