数字电路第1章数字电路概述课件.ppt

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1、数字集成电路基础主讲：陆志刚二0一0年九月JHR第一章数字电子技术概述第二章逻辑代数基础及基本逻辑门电路第三章集成逻辑门电路第四章逻辑函数及其化简第五章组合逻辑电路第六章触发器第七章时序逻辑电路第八章存储器第九章脉冲的产生与变换目录第十章　数模和模数转换器第1章数字电子技术概述一、本章主要介绍内容1.数字电子技术与模拟电子技术的区别，数字信号和数字电路的基本概念。2.半导体器件（二极管、三极管、MOS管）在数字电路中主要工作于开关状态，重点介绍它们的开关运用特性。3.数字系统中信息可分为数值和文字符号两大类。数值的计数体制常用的有二进制、十进制、十六进制

2、，重点介绍它们的表示方法及相互转换；文字符号常采用特定的二进制代码来表示，重点介绍常用的BCD码、格雷码和奇偶校验码。二、本章教学大纲基本要求1.熟练掌握：①二进制、十进制、十六进制数及其相互转换；②8421BCD码。2.理解二极管、三极管、MOS管的开关运用特性。3.一般了解：其它常用BCD码。三、重点与难点重点：各种常用数制之间的相互转换。难点：二极管、三极管、MOS管的开关特性。第一节　数字电路概述一、数字信号和数字电路工程上把电信号分为两大类：模拟信号、数字信号。◆模拟信号：指在时间上和数值上都是连续变化的信号。如电视图象和伴音信号；生产过程中由传

3、感器检测的某种物理量转化成的电信号等。◆模拟电路：传输、处理模拟信号的电路称为模拟电路。◆数字信号：指在时间上和数值上都是断续变化的离散信号。如电子表的秒信号等。◆数字电路：传输、处理数字信号的电路称为数字电路。二、数字电路的特点1.数字信号是非连续变化的电信号，通常只有两种状态。如电位高与低，电流的有与无等。我们用“1”和“0”来表示这两种状态。在数字电路中电子器件（如二极管、三极管）处于开关状态，也是工作在饱和区和截止区。2.数字电路的特点（1）数字信号是非连续变化的，只有两种状态，用“1”和“0”表示。（2）数字电路研究对象是电路的输入和输出之间的逻

4、辑关系，所以数字电路也称逻辑电路。分析方法采用逻辑代数、真值表、卡诺图、特性方程、状态转换图、时序波形图。（3）数字电路不仅可以对信号进行算术运算，而且还能够进行逻辑推演和逻辑判断。即具有一定的逻辑思维能力。在电子计算机、数字控制、数字通信等领域得到广泛应用。三、正逻辑与负逻辑数字信号是一种二值信号，用两个电平（高电平和低电平）分别来表示两个逻辑值（逻辑1和逻辑0）。有两种逻辑体制：正逻辑体制规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。负逻辑体制规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。如果采用正逻辑，图（1）所示的数字电压信号就成为下图所示的逻辑信号。四、数字信号

5、的主要参数一个理想的周期性数字信号，可用以下几个参数来描绘：Um－信号幅度；T－信号重复周期；tW－脉冲宽度。　q－占空比。其定义为：下图所示为三个周期相同（T＝20ms），但幅度、脉冲宽度及占空比各不相同的数字信号。3.数字逻辑电路的分类（1）按功能分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。组合逻辑电路任何时刻的输出状态，仅取决于该电路当时所有输入状态的组合，与电路过去的输入、输出状态无关，它们不具有“记忆”功能。可用于实现加法器、译码器、数据选择器等逻辑功能。时序逻辑电路任何时刻的输出状态，不仅取决于该电路当时的输入状态，还与电路过去的输入、输出状态有关，

6、它们具有“记忆”功能。触发器等存储元件属于时序逻辑电路，可用于实现计数器、寄存器、移位寄存器等存储部件。组合逻辑电路和时序逻辑电路是计算机的基本组成器件。（2）按组成结构分为分立元件电路和集成电路两类。分立元件电路是将独立的晶体管、电阻等元器件用导线连接起来的电路；集成电路是将元器件及导线均采用半导体工艺集成制作在同一硅片上，并封装于一个壳体内的电路。一块芯片上集成的元器件数量的多少，称为集成电路的集成度。集成电路按集成度划分小规模集成电路(SSI，数十器件/片)中规模集成电路(MSI，数百器件/片)大规模集成电路(LSI，数千器件/片)超大规模集成电路(

7、VSI，>1万器件/片)第二节　数字电路中的二极管与三极管一、二极管的开关特性1.二极管的开关特性如图利用二极管的单向导电性，当输入信号电压为高电平ui＝UIH＝UCC时，二极管截止，输出为高电平u0＝U0H＝UCC，当输入为低电平ui＝UIL＝0V时，二极管导通，输出为低电平u0＝U0L＝0V。2.二极管开关等效电路通常二极管正向导通，称为二极管的“开”态；二极管截止，称为二极管的“关”态。在脉冲信号的作用下，二极管可在“开”态和“关”态二种工作状态间转换。可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压控制的开关。当外加电压为一脉冲信号时，二极管将随着脉冲电压

8、的变化在“开”态与“关”态之间转换。这个转换过程就是二极管开关的动