《数字电路概述》PPT课件.ppt

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1、1第1章数字电路概述本章课时：1.5学时第1章数字电路概述2目录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仿真分析与设计第1章数字电路概述3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。第1章数字电路概述41.1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

2、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。第1章数字电路概述51.1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续的。第1章数字电路概述61.1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。第1章数字电路概述71.1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

3、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。第1章数字电路概述81.1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，精度高可编程性强便于长期存储，使用方便保密性好第1章数字电路概述91.2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

4、辑0和逻辑1。第1章数字电路概述101.2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。第1章数字电路概述111.2数字信号的表示方法逻辑电平在数字电路中，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。第1章数字电路概述121.2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VOH

5、TTL0～0.82.0～50～0.42.4～5CMOS0～1.53.6～50～0.54.4～5第1章数字电路概述131.2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顺序依次排列起来，就得到了其波形图，又称为时序图。第1章数字电路概述141.2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：第1章数字电路概述151.2数字信号的表示方法实际脉冲波形一般如下图所示：第1章数字电路概述161.3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第1章数字电路概述171.信号采

6、集与处理信号采集与处理电路完成对传感器的信号采集，并根据实际需要对其进行隔离、放大、滤波、运算、转换等处理。一般而言，该电路为模拟电路，在模拟电子技术中有其描述。2.接口电路--A/D转换器和D/A转换器对于多数系统而言，传感器输出的信号为模拟信号，而处理系统为数字系统。此部分内容在第9章介绍。第1章数字电路概述18运算电路运算电路可完成信息的算术运算和逻辑运算，这部分内容在第4章组合逻辑电路中介绍。存储电路-存储器数字系统都需要对大量的数据进行存储，存储器在第8章中介绍。对存储器中的数据进行访问时，需要对其地址进行译码，即通过地址译码器寻址到相应的单元。译码器内容

7、将在第4章中介绍，如果需要对信息进行显示，也可在该章了解到七段译码器及数码显示等内容。第1章数字电路概述19波形的产生与整形电路-多谐振荡器CPU及很多数字电路正常工作时，需要时钟信号，该信号可通过多谐振荡器获得，该部分将在第7章波形的产生与整形电路中介绍。分频电路-计数器系统通过多谐振荡器产生了基准时钟以后，不同器件需要的时钟频率可能有所不同，此时可通过分频电路-计数器获得所需要的其他脉冲信号，分频器的设计与分析在第6章时序逻辑电路中介绍。第1章数字电路概述20顺序脉冲发生器系统各组成部分需要按照事先规定的顺序协调工作，顺序脉冲发生器便可产生此种信号以完成对各