数字电路数字电路概述
1.数字电子技术与模拟电子技术的区别,数字 信号和数字电路的基本概念。
2.半导体器件(二极管、三极管、MOS管)在 数字电路中主要工作于开关状态,重点介绍它们的 开关运用特性。 3.数字系统中信息可分为数值和文字符号两大 类。数值的计数体制常用的有二进制、十进制、十 六进制,重点介绍它们的
表示方法及相互转换;文字符号常采用特定的 二进制代码来表示,重点介绍常用的BCD码、格 雷码和奇偶校验码。
二、本章教学大纲基本要求 1.熟练掌握:①二进制、十进制、十六进制数及其 相互转换;②8421BCD码。 2.理解二极管、三极管、MOS管的开关运用特性。 3.一般了解:其它常用BCD码。 三、重点与难点
重点:各种常用数制之间的相互转换。
难点:二极管、三极管、MOS管的开关特性。
第一节 数字电路概述
计数规律:逢十进一、借一当十。
一般表达式:
N10
i m
i K 10 i
n 1
式中Ki为基数10的i次幂的系数,它可为0~9 中的任一个数字。
如 (234.58)10 2 102 3 101 4 100 5 101 8 102
(n=3,m=2) 在数字电路中一般不直接采用十进制,因为要用10 个不同的电路状态来表示十进制的10个数码,不容 易,又不经济。
分立元件电路是将独立的晶体管、电阻等元器件用
导线连接起来的电路;
集成电路是将元器件及导线均采用半导体工艺 集成制作在同一硅片上,并封装于一个壳体内的 电路。一块芯片上集成的元器件数量的多少,称 为集成电路的集成度。
小规模集成电路(SSI, 数十器件/片) 中规模集成电路(MSI, 数百器件/片)
UIL=0V时,二极管导通,输出为低电平u0=U0L= 0V。 2.二极管开关等效电路 通常二极管正向导通,称为二极管的“开”态;
二
极管截止,称为二极管的“关”态。
在脉冲信号的作用下,二极管可在“开”态和 “关”
态二种工作状态间转换。
可见,二极管在电路中表现为一个受外加电压控制 的开关。当外加电压为一脉冲信号时,二极管将随着 脉冲电压的变化在“开”态与“关”态之间转换。这 个转
目
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章
录
数字电子技术概述 逻辑代数基础及基本逻辑门电路 集成逻辑门电路 逻辑函数及其化简 组合逻辑电路 触发器 时序逻辑电路 存储器 脉冲的产生与变换 数模和模数转换器
JHR
第1章 数字电子技术概述
一、本章主要介绍内容
换过程就是二极管开关的动态特性
3.二极管开关的动态特性 给二极管电路加入一个方波信号,电流的波形
怎样呢?
第五节 数
一、数制(计数体制)
制
常用的数制有十进制、六十进制、十二进制、二 十四进制、二进制、八进制、十六进制等。
1.十进制(Decimal Number System)
数码:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。十个 不同的数码。 基数:数码的数目称作数制的“基数”,十进 制的基数为10。
◆数字电路:传输、处理数字信号的电路称为数字 电路。 二、数字电路的特点 1.数字信号是非连续变化的电信号,通常只有 两种状态。
如电位高与低,电流的有与无等。我们用 “1”和“0”来表示这两种状态。
在数字电路中电子器件(如二极管、三极管)处于 开关状态,也是工作在饱和区和截止区。
2.数字电路的特点 (1)数字信号是非连续变化的,只有两种状态, 用“1”和“0”表示。 (2)数字电路研究对象是电路的输入和输出之 间的逻辑关系,所以数字电路也称逻辑电路。分析 方法采用逻辑代数、真值表、卡诺图、特性方程、 状态转换图、时序波形图。 (3)数字电路不仅可以对信号进行算术运算, 而且还能够进行逻辑推演和逻辑判断。即具有一定 的逻辑思维能力。在电子计算机、数字控制、数字 通信等领域得到广泛应用。
四、数字信号的主要参数
一个理想的周期性数字信号,可用以下几个参数来 描绘:
Um-信号幅度;
T-信号重复周期;
tW-脉冲宽度。
q-占空比。其定义为:
tW q(%) 100 % T
下图所示为三个周期相同(T=20ms),但幅度、 脉冲宽度及占空比各不相同的数字信号。
3.数字逻辑电路的分类 (1)按功能分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两 大类。 组合逻辑电路任何时刻的输出状态,仅取决于 该电路当时所有输入状态的组合,与电路过去的输 入、输出状态无关,它们不具有“记忆”功能。可 用于实现加法器、译码器、数据选择器等逻辑功能。
三、正逻辑与负逻辑
数字信号是一种二值信号,用两个电平(高电
平和低电平)分别来表示两个逻辑值(逻辑1和逻
辑0)。 有两种逻辑体制: 正逻辑体制规定:高电平为逻辑1,低电平为逻 辑0 。 负逻辑体制规定:低电平为逻辑1,高电平为逻 辑0 。
如果采用正逻辑,图(1)所示的数字电压信号 就成为下图所示的逻辑信号。
时序逻辑电路任何时刻的输出状态,不仅取决于 该电路当时的输入状态,还与电路过去的输入、 输出状态有关,它们具有“记忆”功能。触发器 等
存储元件属于时序逻辑电路,可用于实现计数器、
寄存器、移位寄存器等存储部件。 组合逻辑电路和时序逻辑电路是计算机的基本组成 器件。
(2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ按组成结构分为分立元件电路和集成电路两类。
一、数字信号和数字电路
工程上把电信号分为两大类:模拟信号、数字 信号。
◆模拟信号:指在时间上和数值上都是连续变 化的信号。如电视图象和伴音信号;生产过程中 由传感器检测的某种物理量转化成的电信号等。 ◆模拟电路:传输、处理模拟信号的电路称为 模拟电路。
◆数字信号:指在时间上和数值上都是断续变化的 离散信号。如电子表的秒信号等。
集成电路按集成度划分
大规模集成电路(LSI, 数千器件/片)
超大规模集成电路(VSI, >1万器件/片)
第二节 数字电路中的二极管与三极管
一、二极管的开关特性 1.二极管的开关特性
如图利用二极管的单向导电性,当输入信号电 压为高电平ui=UIH=UCC时,二极管截止,
输出为高电平u0=U0H=UCC,当输入为低电平ui=