数字电路课件

《数字电子技术基础》

一.本课程的性质与任务

《电子技术基础》包括两大部分：模拟电子技术和数字电子技术，它是电气、自动化、检测、信息类专业在电子技术方面的一门重要的技术基础课。它具有自身的体系，是实践性很强的一门课程，也是基础课过渡到专业课的一门“接口”课程。模拟电路主要研究信号的放大，而数字电路对于信号的存储、分析、传输则更方便，更具优越性。数字信号可用逻辑0和逻辑1来方便表示，同时我们从生活、生产、科研中得到的模拟信号可以通过A/D转换器变成相应的数字信号，通过计算机对数字信号的处理后，根据需要又可用D/A转换器还原成模拟信号去控制执行机构，模拟与数字电路是互为关联、既有联系又有区别的电子电路。

在本学期所开的数字电子技术基础中，其主要研究对象是数字集成器件的构成、工作原理、特性及由这些器件组成的数字逻辑电路（装置）的分析、设计及调试方法等。

任务：要求通过此课程获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能。培养分析问题和解决问题的能力，为今后进一步深入学习电子技术和在专业课中的应用打下基础。

二、本课程与其他课程的关系：本课程是介于基础课和专业课之间的一门重要“接口”课程，在学习方法上将与前面的基础课的学习有一个较大的转折，更强调工程实际观点，更强调实践性。整个电子技术与先开课程高等数学、大学物理、电路等密切相关，与语言课中所学的逻辑概念、进制有关。后续课程如“计算机原理”、“微机控制技术”、“检测与转换技术”、“计算机接口与通讯”、“计算机辅助测试”、“数据通讯技术”等等都要以此为基础。

三、学习方法

1.抓住3基：基本概念、基本理论、基本分析方法

2.熟悉各基本部件

3.重视实验，建立工程观点（这个在模拟电路中更突出）

4.认真、独立完成作业

四、问题

数字电路与模拟电路相比具备什么优越性（或优点）？（带着问题去学习后面的内容）第一章数字逻辑基础§1.1

模拟信号与数字信号§1.2

数字电路§1.3

数值§1.4

二进制码§1.5

基本逻辑运算§1.6

逻辑函数与逻辑问题的描述1.1模拟信号和数字信号电子电路中的信号模拟信号数字信号随时间连续变化的信号时间和幅度都是离散的模拟信号：tu正弦波信号t锯齿波信号u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。相应的电子电路就是模拟电路，包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。在模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态。数字信号：数字信号产品数量的统计。数字表盘的读数。数字电路信号：tu研究数字电路时注重电路输出、输入间的逻辑关系，因此不能采用模拟电路的分析方法。主要的分析工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式或波形图表示。在数字电路中，三极管工作在开关状态下，即工作在饱和状态或截止状态。

数字信号的特点：在时间和数值上均是离散的，常用0和1表示，但不是十进制中0和1，而是逻辑0和逻辑1。因而称之为二值数字逻辑或数字逻辑。

典型波形---脉冲波（信号）

处理数字信号的电路---数字电路

数字波形的表示：

正逻辑：1表示高电平，0表示低电平

负逻辑：0表示高电平，1表示低电平脉冲波形的参数：

正脉冲：负脉冲：周期性0110TAA下降沿脉冲宽度周期幅度（脉冲跃变后的值比初始值高）数字波形：用0和1表示脉冲波形：用电压值表示脉冲幅度A：脉冲变化的最大值周期T：

周期性脉冲信号前后两次出现的时间间隔频率f：

每秒钟脉冲出现的次数f=1/T后沿前沿脉冲前沿：对正脉冲指上升沿

对负脉冲指下降沿脉冲后沿：对正脉冲指下降沿

对负脉冲指上升沿上升时间tr

：

脉冲幅值从10%上升到90％所经历时间（几个纳秒ns）下降时间tf

：

脉冲幅值从90％下降到10%所经历时间（几个纳秒ns）脉冲宽度tw

:

脉冲幅值的50%

的两个点所跨越的时间占空比q％：

脉冲宽度占整个周期的百分比（方波的占空比为50％）

在数字电路中，通常是根据脉冲信号的有无、个数、宽度、和频率来进行工作的，所以抗干扰能力强，准确度（精度）较高。（误差、失真较少）典型的宣传：数字手机、数字电视、数字音响等。在数字信号的传输中，将传输一位数据（0或1）所占用的时间称为位时间，每秒所传输数据的位数称为数据率或比特率。

模数转换及数模转化在数字电路中，为了便于分析和处理模拟量，我们可以通过模数转换器，将模拟量转换成数字量，反之亦可将数字量转换成模拟量。

1.2数字电路

组合逻辑电路：不具有记忆功能，由逻辑门组成

时序逻辑电路：具有记忆功能，基本单元为触发器分析方法：模拟电路中常用的“小信号模型分析法”不再适用，由于数字电路中的器件处于开关状态，因而所采用的分析工具是逻辑代数。表达电路的功能主要用功能表、真值表、逻辑表达式及波形图测试：数字电压表、示波器（在实验中多留意）

1.3数制

在数字电路中，多采用二进制，有时也采用八进制或十六进制。

在数字电路中，二进制数便于表达、存取、传输、计算等。但我们生活中则习惯于十进制数，所以要掌握二进制数于十进制之间的相互转换。（自己看书）

1.4二进制码用四位二进制码来表示十进制数中的0～9十个数码，称为二～十进制编码，简称BCD码。四位二进制码可以表示24=16种不同的状态，表示十进制数时，其中有6组是不用的，称为禁用码组或无效组合或非法码。

BCD码大致分为有权码、无权码、偏权码等

注意：8421BCD码与二进制码的区别

例：1）用8421BCD表示十进制数（375）10

375001101110101即（375）10=（001101110101）8421BCD2）用二进制表示则不同。（自己做）

BCD码书写规则：书写时每四位一组，之间留一定空格，且每个代码必须写全四位，不能省略最高位的零或最低位的零。

1.5基本逻辑运算