应用电子技术导论 第06讲 数字电子技术

<运用电子技术导论>第6篇数字电子技术主讲教师：王震宇联络方式：wzy2000@hotmail教学单位：信息学院电子工程系第六篇数字电子技术二、课程内容概要●——主要内容课程在现代科技领域中的位置课程性质、位置、作用数字信号的特点数字电子技术特点数字电子技术课程学习方法一、课程引见逻辑代数根底、集成门电路组合逻辑电路★时序逻辑电路★电子技术与方法综合运用实验数字电子技术在现代科技领域中占有重要位置。一、课程引见随着半导体技术、微电子技术飞速开展，集成电路制造技术在现代科学技术领域中已占有越来越重要的位置，从工业到民用无不浸透着现代电子技术的运用，如工农业消费中用到的数控机床、温度控制、气体检测、空调的温度控制、数字电视、数字通讯、宇宙通讯和遥控遥测等，由此也导致电子学是知识更新最快的学科之一。数字电子技术课程性质、位置、作用数字电子技术是电子信息工程专业、通讯工程专业的一门专业根底课。电子技术领域的两大支柱是模拟电子技术和数字电子技术，它们是电类学生知识构造的重要组成部分，在人才培育中起着非常重要的作用。数字电子技术课程的根本实际和实际技艺是许多其他后续课程的根底。数字电子技术课程目的、义务比较系统地掌握数字电路的根本知识、根本原理，为进一步学习后续课程打下良好根底。能深化了解数字电路的根本分析方法和设计方法，并能比较灵敏地加以运用。★能了解大规模以及超大规模数字集成电路的根本原理以及简单运用。数字电子技术课程义务是既要使学生掌握数字电子技术课程知识为后续课程学习打下根底，又要使学生掌握足够的新知识、新技术，为今后的技术更新打下根底。经过本课程的学习应到达：数字电子技术的特点：幅度和相位都延续的信号，或着说是幅度和时间方面都延续的信号；：幅度和相位都离散的信号，或着说是幅度和时间方面都离散的信号；：任务在模拟信号下的电子电路。：任务在数字信号下的电子电路。数字电子技术的特点〔1〕在数码技术中普通都采用二进制：0和1；数字信号通常是非延续变化的，通常只需两种形状，我们用符号“0〞和“1〞来表示这两种形状。例如电位的高与低、三极管的饱和与截止等。〔2〕数字电路易于集成化；〔3〕抗干扰才干强，精度高，逻辑关系确定，电路调试方便；〔4〕易保管,严密性好。〔5〕通用性好，可采用规范化的逻辑部件来构成各种各样的数字系统，而且是很多电子系统的改良和晋级的方向。简单地说，数字电子技术是一门研讨数字信号的编码、运算、记忆、计数、存储、丈量和传输的科学技术。数字电子技术有以下特点：数字电路在研讨的对象和方法上都跟模拟电路有很大的不同，表6.1把它们作了一个简单的对比。表6.1模拟电路与数字电路的比较内

容模拟电路数字电路工作信号模拟信号数字信号管子工作状态放大饱和导通或截至基本单元电路放大器逻辑门、触发器研究对象放大性能逻辑功能分析工具图解法、微变等效电路法真值表、卡诺图、逻辑表达式、状态转换图、布尔代数数字电路的学习方法初学者该当在学习方法上顺应数字电路的特点，才干获得良好的效果。

1、学习数字电子技术，首先要培育对该门课程的兴趣。2、数字电子技术是一门实际性很强的学科，只需经过多做实验、课上仔细听讲，仔细看演示，课下多练习，多看电子刊物，自动分析设计常用数字电路系统，才干不断提高不断提高实际才干。3、数字电子技术是一门运用性很强的学科，在学习过程中应重电子器件功能及运用，轻内部构造分析。掌握各种电子器件的符号、特性和运用方法；学会查阅手册、选择元器件参数；重集成电路芯片的外特性，而内部电路可当一黑盒子处置等。4、由于数字集成电路技术的高度开展，数字电路更鲜明地表达了管路合一的特点。初学者应充分留意这一特点。普通来说，学习电路构造不是我们的目的，目的是掌握电路功能。数字电路的分类〔1〕按照逻辑功能的不同特点，逻辑电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路是指电路在任一时辰的输出形状只与同一时辰的各输入形状的组合有关，而与电路在前一时辰的输出形状无关。图6.1组合逻辑电路模型图中X1、X2、X3…Xn表示n个输入信号，Y1、Y2、Y3…Ym表示m个输出信号。那么输出表达式为：时序逻辑电路是指电路在任一时辰的输出形状不仅与该时辰的输入形状有关，还与电路在前一时辰的输出形状有关。图6.2时序逻辑电路模型记忆元件即存储器件的种类很多，如触发器、延迟线、磁性器件等，但最常用的是触发器。〔2〕按照数字电路集成度的不同，逻辑电路通常分为SSI、MSI、LSI、VLSI。集成度：普通把一块芯片中含有等效逻辑门的个数或元器件的个数称为集成度。表6.2数字集成电路按集成度分类二、课程内容概要数字电子技术课程内容体系可以概括为：第一单元：数字电子技术的根底知识。数制与编码；逻辑代数根底；集成逻辑门电路。第二单元：组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计。组合逻辑电路；触发器；时序逻辑电路；脉冲产生与整形电路。第三单元：电子技术和方法综合运用。第四单元：实验。数制与编码的概念及相互转换方法；十进制--二进制--八进制--十六进制；8421BCD码。逻辑代数根底；逻辑代数是一门运用数学，是用于逻辑分析与设计的数学工具。逻辑函数的四种表示方法：逻辑函数表达式、真值表、卡诺图、逻辑图。如：F=AB〔与逻辑〕。第一单元：数字电子技术的根底知识表6.2与逻辑运算真值表图6.3F卡诺图与逻辑图〔1〕组合逻辑电路的分析与设计；根本逻辑单元是门电路；

第二单元：组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计图6.4与、或、非门图6.5与非、或非、异或门组合逻辑电路根本分析方法；

举例1组合逻辑电路根本设计方法；

举例2典型模块：常见的组合逻辑电路有加法器、编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、数值比较器等。举例3〔2〕时序逻辑电路的分析与设计；根本逻辑单元触发器；触发器的共性：触发器具有两个稳定的形状，分别用二进制数码0和1表示；由一个稳态转到另一个稳态需求有外界信号的触发；具有两个输出端，原码输出和反码输出。根本RS触发器：钟控RS触发器：图6.6根本RS触发器逻辑图与符号图6.7钟控RS触发器逻辑图与符号D触发器：T触发器：图6.8D触发器逻辑图与符号图6.9T触发器逻辑图与符号JK触发器：图6.10JK触发器逻辑图与符号时序逻辑电路分类：同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。时序逻辑电路根本分析方法；举例1时序逻辑电路根本设计方法；举例2典型模块：常见的时序逻辑电路有计数器、存放器、移位存放器等。举例3实际教学模块旨在提高学生的实践操作动手才干和技术运用才干。实际教学以工程为主线，培育学生分析问题、处理问题的才干，分三部分展开，如图6.11所示。

实验工程根底性实验提高性实验综合性实验→→→图6.11以工程为主线的实验教学第三单元：实验根底型实验：诸如门电路、触发器的功能测试及常用的中规模集成组合电路、集成时序电路的功能测试等根底实验内容，旨在强调根本实验技艺、根本实验知识与根本实验方法的重要性。提高型实验：例如一些较为简单的课题，这些课题的电路规模相对较小，设计比较容易，学生力所能及，如智力竞赛抢答器、交通灯控制器等。综合性实验：例如电路规模相对较大的课题，如具有报时和时、分、秒显示的数字钟、数字电压表等。假设这类电路完全由学生独立设计，那么有难度。因此，教师将参考电路提供应学生。因此类工程任务量较大，可模拟科研任务中的课题担任人制度，实行团队做业，充分发扬学生的团队精神。课程设计课程