《数字电子技术》教案1

学习情境1模拟量的数值表达学习目标任务描述知识链接实践准备工作计划任务实施学习评价学习目标(1)了解数值量与模拟量的差异；（2）掌握数值量在电子系统中的表达方法。学习任务1.1数值量与模拟量在电子技术的世界里，我们需要处理的信号主要分为两大类：模拟信号和数字信号。人体体温变化曲线图请同学们举出三个以上生活中有关模拟量的例子？速度浓度空气湿度色度······学习任务1.1数值量与模拟量假如我现在问你的体温是多少，请问你会怎么回答？也许你会回答你的体温大约在36.5℃或者36.6℃，又或者36.4℃。你应该不会回答你的体温大约在36.55℃，这是为什么呢？学习任务1.1数值量与模拟量学习任务1.1数值量与模拟量在日常生活中，我们人脑为了更好地处理模拟信号，就把模拟量量化为数字信号。模拟信号：在时间和数值上都是连续变化的信号，称为模拟信号（时间上连续，幅值上连续）。数字信号：在时间和数值上都是离散的信号，称为数字信号（时间上离散，幅值上连续离散）。学习任务1.1数值量与模拟量学习任务1.1数值量与模拟量模拟信号：

时间上连续：任意时刻有一个相对的值。数值上连续：可以是在一定范围内的任意值。例如：电压、电流、温度、声音等。

真实的世界是模拟的

缺点：很难度量；容易受噪声的干扰；难以保存。优点：用精确的值表示事物。学习任务1.1数值量与模拟量数字信号：时间上离散：只在某些时刻有定义。数值上离散：变量只能是有限集合的一个值，常用0、1二进制数表示。例如：开关通断、电压高低、电流有无。大教室扩音系统工作过程学习任务1.1数值量与模拟量计算器工作过程学习任务1.1数值量与模拟量使用手机播放歌曲的工作过程学习任务1.1数值量与模拟量模拟电子系统数字电子系统以及模拟数字混合电子系统学习任务1.1数值量与模拟量数字电子系统具有很多优点，比如：具有数据压缩功能；具有纠正错误的功能；抗干扰能力强，不易失真；传输容量大，便于多媒体集成；便于存储、处理和交换。由于数字电子系统的明显优点，所以现代的通信、广播、电视、计算机数据传输等均已实现或正在实现数字化。随着数字电子系统应用领域的扩大，数字电子技术将更深入地渗透到国民经济各个部门中，并产生越来越深刻的影响。目前的电子产品主要分为三大类学习任务1.2数值量的图形表示在日常生活中使用最广泛的就是十进制，但是也有使用的不是十进制的情况，请大家举例?学习任务1.2数值量的图形表示在电子系统中，我们使用的是二进制，二进制系统中有两个数：1和0，称为位（比特，bit，是binarydigit的缩写）。那么在电子系统中用什么来表达1和0呢？答案是：电压值。一般情况下，用高电压表达1，用低电压表达0，且这种表达方法称为正逻辑，本课程全部使用正逻辑。为什么电子系统中都使用二进制呢？■运算简单;■易于实现;■节省设备。学习任务1.2数值量的图形表示在电子系统中，用来表示1和0的电压称为逻辑电平。理想情况下，一个电平表示高电压，另一个电平表示低电压。但在实际的数字电路中，这种表达方法是没法使用的。如图所示，这里给了某电子系统中能够出现的电压区间，请问如何用该电压区间的不同电平表达1和0最符合实际？学习任务1.2数值量的图形表示那么在电子系统中大量的逻辑电平组合在一起会是什么样子呢？在理想情况，其样子如下图所示。通过观察上图，我们可以发现它的组成元素主要有：正向脉冲、负向脉冲、波形周期（T）等。学习任务1.2数值量的图形表示正向脉冲是在电压从低电平变成高电平，再从高电平变回到低电平时产生的波形负向脉冲是在电压从高电平变成低电平，再从低电平变回到高电平时产生的波形波形周期就是在一个固定的时间间隔里不断重复自身，这个时间间隔称为周期有些波形是没有周期的学习任务1.2数值量的图形表示在实际中，脉冲图的上升沿与下降沿是无法实现瞬变的，它的变化是需要时间的。下图给出了非理想脉冲的例子。请问为什么实际应用中的脉冲波形会是如上图所示的样子呢？学习任务1.2数值量的图形表示在电子系统的应用中，经常会涉及到周期脉冲序列的一些参数计算，如频率（f）、占空比（DutyCycle:DC）等参数。频率（f）是周期（T）的倒数，如下式所示：f=1/TorT=1/f在周期脉冲序列中,占空比是一个重要的特征,它是脉冲宽度（tw）和周期（T）的比值,可以用百分比来表示,如下式所示：DC=(tw/T)×100%学习任务1.2数值量的图形表示如下图所示为一个时钟波形，波形A的每次电平转换都是发生在时钟波形的上升沿。在其他情况下，电平的转变也可以在时钟的下降沿。在每个位时间之内，波形A或为高电平或为低电平。这些高电平和低电平组合在一起就形成位序列，若干位组成一组就可以表示一个二进制信息，如数字、字母等。而时钟波形本身不携带任何信息。学习任务1.2数值量的图形表示时序图就是数字波形图，它表示两个或者两个以上波形之间的实际时间关系及每个波形的变化与其他波形变化之间的相互关系。通过时序图，可以确定任意时刻所有波形所处的状态（高电平或低电平）及相对于其他波形一个波形改变状态的准确时刻。如右图所示，它给出了4个波形组成的时序图的例子。从这个时序图中可以观察到波形A、B和C仅在位时间7内同为高电平（阴影部分），在位时间7结束时全部回到低电平。学习任务1.2数值量的图形表示如右图所示为一个时钟波形，我们知道一个脉冲周期可以表达二进制中