数字电子技术绪论课件北京工业大学.ppt

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1、绪论数字电子技术FundamentalsofDigitalLogicDesignor:FundamentalsofDigitalHardware1回答两个问题:1.为什么要学习“数字电子技术”?自从20世纪60年代出现了第一片集成电路逻辑门电路以来，相继在70年代单片微处理机，直到现在集成电路技术发生了突飞猛进的发展。根据著名的摩尔定律，如今，每1.5至2年集成电路中晶体管的密度就会翻一番，这给当今社会的生活带来了翻天覆地的变化，把人们带入到信息化的时代---信息化时代。预计到2012年，每平方毫米硅片面积上将会有上亿只晶体管，这无疑会给人类社会发展带来

2、更大的进步！由此可见，该课程的重要性。2回答两个问题:2.那么如何才能学好“数字电子技术”呢?数字电子技术是一门实践性很强的课程，除掌握基本概念、基本知识以外，更重要的是掌握它们的分析方法和设计方法。其实通过多做实验就能掌握基本的技能和技巧，分析、解释观察到的现象，就能学好这门重要的课程3一.课程名称:FundamentalsofDigitalLogicDesignor:FundamentalsofDigitalHardware4二.课程的性质与宗旨:51.课程的性质:入门性质的技术基础课;也是信息类本科生的必修基础课。数字电子技术是对数字信号进

3、行算术运算或逻辑运算及存储的电路。①.基本概念;②.基本知识;③.基本方法;具有自身的发展体系和特点;①.TheSIARoadmap②.▼标准集成电路芯片;▼可编程逻辑器件;▼定制式专用集成电路（ASIC)芯片;③.实践性很强的课程.④.训练能力;6TheSIARoadmapyear199920012003200620092012Tr.gatelength0.14μm0.120.100.070.050.035Tr.Percm214million16244064100Chipsize800mm2850900100011001300上图是美国半导体协会对数字

4、硬件产品发展的估计7我们可能用到的三种主要的数字电路类型*标准集成电路芯片（SSI,MSI,LSI）;*可编程逻辑器件*定制/半定制集成电路芯片.8三种不同的设计方法标准集成电路设计法:在印刷电路板（PCB)上实现逻辑电路、逻辑功能和状态方程;用计算机辅助工具进行方针;PLDS(CPLD—复杂可编程逻辑器件FPGA—现场可编程门阵列)用VHDL或VerilogHDL硬件描述语言进行逻辑电路的方针和设计;EmbedSystem（嵌入式系统）:采用上述两种语言或c语言进行电路设计;9数字信号和模拟信号模拟信号─随时间连续变化的电压、电流信号；特点:在时间上是

5、连续的，在某一瞬间的值可以是一个数值区间内的任何值（电压或电流）可以是:正弦交流信号锯齿波阶梯波10数字信号─时间上是断续的、离散的电压或电流波形其变化总发生在一系列离散的瞬间，数值大小和每次增减变化都是某以最小单位的整数倍，小于这个最小单位的数值是没有物理意义的！特点:用二进制数值0和1表示两种状态数字信号和模拟信号11数字电子技术的研究内容:数字信号的算术运算数字信号的逻辑运算数字信号的存储&时间逻辑电路的操作&状态机等模拟电子技术研究的内容:模拟信号的产生、变换、放大、调理等数字电路和模拟电路12数字电子技术学科的内容1.数制与码制（编码）2.数字

6、信号的表示方法；逻辑代数3.基本门和可编程器件基本知识4.时序逻辑电路及描述方法5.时序逻辑电路的分析方法和设计方法6.状态机设计7.硬件描述语言及相关仿真软件的应用13为了使学生们能够掌握今天的技术，并且适应明天新生代器件技术的发展，我们能够做些什么呢？从学习这门课程开始，每个人都面临着一场挑战…142.课程的宗旨:保证基础体现先进联系实际引导创新153.课程的任务:厚基础强实践重创新16三.教学安排教学学时:48h习题课:4h(包含在教学学时中)实验学时:16h★硬件实验★软件仿真★软件设计+仿真+硬件实验课程设计17第一章逻辑代数基础1.1概述1.

7、2逻辑代数中的三种基本运算1.3逻辑代数的基本公式和常用公式1.4逻辑代数的基本定理1.5逻辑函数及其表示方法1.6逻辑函数的公式化简法1.7逻辑函数的卡诺图化简法1.8具有无关项的逻辑函数及其化简返回18Sec.1.2逻辑代数中的三种基本运算图1.2.1用于说明与、或、非定义的电路图1.2.2与、或、非的图形符号图1.2.3复合逻辑的图形符号和运算符号返回19图1.2.1用于说明与、或、非定义的电路20用开关组成“与”、“或”、“非”的逻辑关系ABYABYAY断开断开灭断开断开灭断开亮断开闭合灭断开闭合亮闭合灭闭合断开灭闭合断开亮闭合闭合亮闭合闭合亮逻

8、辑“与”关系逻辑“或”关系逻辑“非”关系21图1.2.2与、或、非的图形符号22