数字电子技术1

数字电路要求一、掌握基本概念，基本方法1）分析问题的能力（分析方法）；2）设计方法（解决问题的能力）。二、分数分配：平时30，考试70。三、希望预习、复习；谈话式上课，我们是朋友。参考资料阎石主编，数字电子技术基础，清华大学电子学教研组，第四版，1998、11杨颂华等主编，数字电子技术基础，西安电子科技大学，2000、7彭容修主编，数字电子技术基础，华中理工大学电子学教研室，2001、1刘必虎等主编，数字逻辑电路，华东师范大学，1999、8曹国清主编，数字电路与逻辑设计，中国矿业大学，1998、8魏书衡等主编，数字电路与逻辑设计，1994、10唐竟新主编，数字电子技术基础解题指南，清华大学，1999、11白中英等主编，数字逻辑与数字系统解题实验指导，1999、9第一章数字逻辑基础§1.1模拟信号与数字信号一、模拟信号：1、模拟信号：时间连续、数值也连续的物理量。（具有无穷多个数值）例：P2图1.1.1。2、分析模拟量：在工程技术上，为了便于分析，常用传感器将模拟量转换为电流、电压或电阻等电学量。3、典型的模拟信号包括：工频信号、射频信号、视频信号等。工频信号（50Hz)，调幅波的射频信号（350Hz~1600Hz),调频波的射频信号（880MHz~108MHz)。甚高频（vhf)和超高频（UHF)视频信号（>6GHz)。4、介绍无线电频率的分类：二、数字信号：1、数字信号：以方波为代表的在时间轴上有间断点的信号。2、数字电路：处理数字信号的电子电路。3、数字逻辑（二值数字逻辑）：逻辑0和逻辑1，它不是十进制的0和1，而是代表逻辑意义：如：是与非，真与假，开与关，低与高等等。三、数字波形：是逻辑电平对时间的图形表示。1、脉冲波形：当某波形仅有两个离散值时，通常称之为脉冲波形。2、周期或频率：周期性数字波形常用周期T或频率f来描述，而脉冲波形的频率常称为脉冲重复频率PRR(PulseRepetitionRate)。脉冲波形的脉冲宽度用tw表示，它表示脉冲的作用时间。3、占空比：q(%)=tw/T，它表示脉冲宽度tw占整个周期T的百分数。4、脉冲波形上升时间：从脉冲幅值的10%到90%所经历的时间。下降时间则相反。（ns）5、例：设周期性数字波形的高电平持续6ms，低电平持续10ms，求占空比q。

解：tw=6ms,T=6+10=16ms,则q=tw/Tq=6/16100%=37.5%6、脉冲宽度：脉冲幅值的50%的两个时间点所跨越的时间。

7、时序图：表明相互时间关系的多重数字波形图。时序图中的每一波形常称为时间信号。四、模拟量的数字表示：模拟量可以用数字0，1的编码来表示§1.2数字电路

一、数字电路的发展与分类：1、数字电路：组合逻辑电路、时序逻辑电路2、数字集成电路（按集成度来分）：小规模，中规模，大规模，超大规模和甚大规模等五类。3、集成度：每一芯片所包含的三极管（BJT或FET）的个数。二、数字电路的分析方法与测试技术：1、分析方法：1）研究对象：电路的输出与输入之间的逻辑关系。2）分析工具：逻辑代数。采用的手段是：功能表、真值表、逻辑表达式及波形图。2、测试技术：正确设计和安装后，必须进行严格测试。3、所用仪器设备：数字电压表，电子示波器（看波形）§1.3数制

一、十进制：就是以10为基数的计数体制。1、位权（权）10n；对于任意一个十进制数N可用权展开式表示为：ki---数字符号（0~9），n---整数部分的位数，m---小数部分的位数。2、例：用权表示4567；435.86;(4567)10=4103+5102+6101+7100二、二进制：就是以2为基数的计数体制。1、位权（权）：对于任意一个二进制数用权展开为：Ki数字（0，1），n---整数部分的位数，m---小数部分的位数。2、例：（1011.011)2;3、波形表示：20表1位，21表2位，22表4位，23表位。

4、数据的传输：串行的方式：所需设备简单，只需一根导线和一共同接地端即可，每传送1位数据需要一个时钟周期。并行的方式：速度快。

5、优点：装置简单可靠，所用元件少，只有两个数码0和1；运算规则简单，操作方便。

6、缺点：表示一个数时，位数多。

三、十~二进制之间的转换：

1、二进制数转换成十进制数只要将二进制数写成按权展开式并相乘后相加。

2、十进制转换成二进制数时，需将待转换的数分成整数部分和小数部分，并分别加以转换。整数部分采用“除2取余”法进行转换，一直除到商为零，从下向上。小数部分采用“乘2取整”法进行转换，直到小数部分为0或达到所要求的精度，式中的整数不参加连乘，从上向下。

例：二进制变十进制：（1011.011)2=

例：十进制数变二进制数：（25）10=

(133)10=;57;0.706四、十六进制和八进制1、十六进制：以十六为基数的计数体制。2、位权。3、将二进制转换成八进制或十六进制数的方法是：从小数点开始，分别向左、右按3位（转换成八进制）或4位（转换成十六进制）分组，最后不满3位或4位的，则需加0，将每组以对应的八进制数或十六进制数代替，即为等值的八进制数和十六进制数。将八进制和十六进制数转换成二进制数时是上述的逆过程。(10011100101101001000)2=()16(4E6)H=()D(10011100101101001000)B=()O(F156)H=()B五、其它进制的转换：1、将十进制数转换成为十六进制数时，先转换成二进制数，再转换成十六进制。2、两种任意，进制数之间的转换可把进制数用多项式替代法转换为十进制数，再把十进制数利用基数除乘法转换成为进制的数。详见（曹国清主编的数字电路与逻辑设计）。六、二进制数的算术运算参阅附录A。七、几种数制之间的关系对照表：§1.4二进制码一、若所需编码的信息有N项，则需用的二进制数码的位数n应满足如下关系：2nN。二、二---十进制码（BCD码）又称8421BCD码。三、8421BCD码由4位二进制数的00000到111115，16种组合中的前10种组合，即0000（0）~1001（9），其余6种组合是无效的。每一位的权是固定不变的，它属于恒权代码。取前五种和后五种组合构成的二---十进制码又称2421BCD码。四、余3码是由8421码加3（