电工电子技术 教学课件 作者 王国伟 第11章.ppt

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1、第11章数字电子技术基础11.1数字电路概述11.2数值与编码11.3逻辑代数基础11.4半导体二极管和晶体管的开关特性11.5基本逻辑门电路11.6TTL逻辑门电路11.7MOS逻辑门电路学习要求1．了解数字电路的特点。2．掌握二、十、八、十六进制计数体制及其相互转换。3．掌握几种常用的编码方法。4．掌握基本逻辑运算及几种常用逻辑运算，掌握逻辑代数的基本定律及化简方法。5．掌握基本逻辑门电路和复合逻辑门电路的逻辑功能。11.1.1数字信号与数字电路电子电路的信号分为模拟信号和数字信号两大类。模拟信号是指在时间上和数值上连续变化

2、的信号，数字信号是指在时间上和数值上不连续的（即离散的）信号。对数字信号进行传输、处理的电子电路称为数字电路，如数字电子钟、数字万用表、数字电视等都是由数字电路组成的。11.1数字电路概述图11-1是模拟信号和数字信号的波形图。图11-1模拟信号和数字信号波形a）模拟信号波形b)数字信号波形11.1.2数字电路的特点（1）工作信号是二进制的数字信号，在时间上和数值上是离散的（不连续），反映在电路上就是低电平和高电平两种状态（即0和1两个逻辑值）。（2）在数字电路中，研究的主要问题是电路的逻辑功能，即输入信号的状态和输出信号的状

3、态之间的关系。（3）对组成数字电路的元器件的精度要求不高，只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可，因此数字电路易于集成化、系列化生产。它具有使用方便，可靠性高，价格低廉等优点。（4）数字电路能够对数字信号进行各种逻辑运算和算术运算，所以在各种数控装置智能仪表以及计算机中得到广泛应用。11.1.3数字电路的分类（1）按集成度分类：数字电路可分为小规模（SSI，每片数十器件）、中规模（MSI，每片数百器件）、大规模（LSI，每片数千器件）和超大规模（VLSI，每片器件数目大于1万）数字集成电路。集成电路从应用的角度又可分为通用型

4、和专用型两大类型。（2）按所用器件制作工艺的不同：数字电路可分为双极型（TTL型）和单极型（MOS型）两类。（3）按照电路的结构和工作原理的不同：数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。组合逻辑电路没有记忆功能，其输出信号只与当时的输入信号有关，而与电路以前的状态无关。时序逻辑电路具有记忆功能，其输出信号不仅和当时的输入信号有关，而且与电路以前的状态有关。11.1.4数字电路的分析方法和测试技术数字电路的分析方法：由于数字电路中的器件处于开关状态，因而这里所采用的分析工具是逻辑代数，表达电路的功能主要用功能表、真值表、逻辑表

5、达式及波形图。数字电路的测试技术：数字电路在正确设计和安装后，必须经过严格的测试方可使用。（1）进位制：表示数时，仅用一位数码往往不够用，必须用进位数的方法组成多位数码。多位数码每一位的构成以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制，简称进位制。11.2.1数制（2）基数：进位制的基数，就是在该进位制中可能用到的数码个数。（3）位权（位的权数）：在某一进位制的数中，每一位的大小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数，这个固定的数就是这一位的权数。权数是一个幂。11.2数值与编码数码为：0～9；基数是10。运算规律：逢十进一，即：9＋1

6、＝10。十进制数的权展开式：1.十进制５　５　５　５５×１０３＝５０００５×１０２＝　５００５×１０１＝　　５０５×１００＝　　　５＝５５５５103、102、101、100称为十进制的权。各数位的权是10的幂。同样的数码在不同的数位上代表的数值不同。＋任意一个十进制数都可以表示为各个数位上的数码与其对应的权的乘积之和，称权展开式。即：(5555)10＝5×103＋5×102＋5×101＋5×100又如：(209.04)10＝2×102＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4×10－22.二进制数码为：0、1；基数是2。运算规律：

7、逢二进一，即：1＋1＝10。二进制数的权展开式：如：(101.01)2＝1×22＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2＝(5.25)10加法规则：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10乘法规则：0.0=0，0.1=0，1.0=0，1.1=1运算规则各数位的权是２的幂二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。数码为：0～7；基数是8。运算规律：逢八进一，即：7＋1＝10。八进制数的权展开式：如：(207.04)8＝2×82＋0×81＋7×80＋0×8－1＋

8、4×8－2＝(135.0625)103.八进制4.十六进制数码为：0～9、A～F；基数是16。运算规律：逢十六进一，即：F＋1＝10。十六进制数的权展开式：如：(D8.A)16＝13×161＋8×160＋10×16－1＝(216.625)10各数位