数字电路与及逻辑设计

数字电路与逻辑设计《绪论部分》目录CONTENTS1

数模区别2数字元件3数字信号4

布尔代数5数字实例6数字设计7数模转换8特点分类9课程内容概述·模拟量：在时间上或数值上都是连续变化的物理量如：温度、压力、速度等·数字量：在时间上或数值上都是离散变化的物理量如：人数等自然界中的物理量

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数字电路和模拟电路区别1

数模区别模拟电路模拟信号：在时间上和幅值上都是连续的信号模拟电路：以模拟信号为研究处理对象研究模拟信号时，我们注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。在模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态，主要是线性放大。1

数模区别研究数字电路时注重电路输出、输入间的逻辑关系。

在数字电路中，三极管工作在开关状态，即工作在饱和和截止状态。

数字电路数字信号：在时间上和幅值上都是离散的信号数字电路：以数字信号为研究处理对象1数模区别数模电信号模拟信号:在时间上和幅值上都是连续的信号数字信号:在时间上和幅值上都是离散的信号电路模拟电路:以模拟信号为研究处理对象数字电路:以数字信号为研究处理对象按处理信号的不同电路分为两大类：模拟电路、数字电路。 电子技术基础：数字电子技术、模拟电子技术电信号：指随时间变化的电压和电流1数模区别区别点数字电路模拟电路工作信号不同数字信号模拟信号半导体器件的开和关状态线性放大状态工作状态不同研究的问题不同电路输入、输出确定放大倍数

间的逻辑关系，输入、输出阻

分析逻辑功能进抗，频率特性

行逻辑设计

等指标。电路的结构不同基本单元电路：

基本单元电路：

逻辑门和触发器基本放大器、运算放大器2

数字元件2

数字元件数字元件组成数字电路的基本元件是开关，所以数字电路又称为开关电路或开关网络。早期的开关元件由继电器组成。电磁继电器励磁线圈常开触点常闭触点Vth:动作电平当VI≥Vth，触点闭合，Vo=Vs,否则，触点断开，Vo=0

由晶体管和场效应管构成。电子开关由多个电子开关构成的基本电路（数字电路的基本单元电路）。门电路把多个门电路集成在一片半导体芯片上。根据门电路的多少可分为小规模(SSI)、中规模(MSI)、大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)。集成电路2数字元件3数字信号3数字信号常用0和1表示电路中的电平的高低、脉冲有无或元件的状态。用0表示低电平，用1表示高电平正逻辑用0表示高电平，用1表示低电平负逻辑3数字信号一个电子开关有两个状态(开和关)，可以表示两种状态的离散信息(0和1)。n个电子开关可以表示2n

种状态的离散信息。用一串0、1符号可以表示某个特定含义，这一类信号称为数字信号，因只有两个取值，又称为二值信号，0、1符号的个数称为位数。4布尔代数4布尔代数与或与非异或非或非布尔代数是数字电路进行信息处理的理论基础，也称逻辑代数。5

数字系统实例5数字系统实例交通管理器的输出：时间REWGEWYEWRNSGNSYNS0-26秒01010027-31秒00110032-58秒10001059-63秒1000016

数字系统设计6数字系统设计数字系统设计可分为逻辑设计和工程设计

逻辑设计：考虑的是逻辑功能和电气指标；

工程设计：考虑的是生产安装的实现；本课程只讨论逻辑设计。逻辑设计的结果有：逻辑框图；电原理图（逻辑图）；

HDL的源文件；有关的文字说明和表格2论文结构用相应的标准模块（通用或专用集成电路）实现设计要求需要某种描述工具描述，通过变换和优化后，用若干片标准模块或可编程芯片实现把较复杂的设计要求分成若干模块，规定模块的技术要求和相互关系。继续分解直到模块可用1、2来实现。（自上而下的设计方法）6数字系统设计待设计系统因设计要求不同分为：7A/D和D/A转换7

A/D和D/A转换可在某一连续区间内任意取值的物理量称为模拟量。模拟量由模拟量到数字量的转化称为模数转换（A/D），实现该功能的电路叫A/D转换器（ADC）。模数转换由数字量到模拟量的转化称为数模转换（D/A），实现该功能的电路叫D/A转换器（DAC）。数模转换8数字系统的特点和分类8数字系统的特点和分类主要特点只有二值，抗干扰能力强，有利于大规模集成。组合电路当前输出只和当前输入有关。时序电路当前输出不仅和当前输入有关,而且和历史输入有关。分类8数字系统的特点和分类9课程内容9课程内容常用的数制;数制间的转换;二进制的算术运算;常用的编码。数制与编码集成门电路的电气特性；常用组合逻辑模块；组合电路的设计。组合逻辑电路设计逻辑代数的基本运算;逻辑代数的基