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数字电子技术第1单元数字电路基础知识

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数字电子技术基础知识点总结

数字电子技术基础知识点总结

时序逻辑电路分析的一般步骤 :
1. 观察电路的结构，确定电路是同步时序逻辑电路还是 异步时序逻辑电路，是米里型电路还是莫尔型电路。
2. 根据给定的时序电路图,写出下列各逻辑方程式：
(1) 写出各触发器的时钟方程。 (2) 写出时序逻辑电路的输出方程。 (3) 写出各触发器的驱动方程。 (4) 将各触发器的驱动方程代入其特性方程，求得各触发器的次态方 程.
Rb
1
20kΩ
+VCC（ +12V ） RC 1kΩ
3
VO
β=50
2
（a）
（b）
（c）
R b1
1
15kΩ
R b2 51kΩ
+VCC （+12V ） RC 1kΩ
V
3
O
β=50
2
5V
R b1
1
15kΩ R b2
51kΩ
+VCC （+15V ） RC 2kΩ
V
3
O
β=50
2
-3V （d）
-3V （e）
基本定律和恒等式
第四章 触发器
基本要求 1.熟练掌握各类触发器的逻辑功能（功能表、特性方 程、状态转换图、驱动表）。 2. 熟练掌握各种不同结构的触发器的触发特点，并能 够熟练画出工作波形。 3.熟悉触发器的主要参数。 4.熟悉各类触发器间的相互转换。 5.了解各类触发器的结构和工作原理。
1 写出图示各电路的状态方程。
5. 根据逻辑函数 表达式画出逻辑 电路图。
第三章 组合逻辑模块及其应用
基本要求 1.熟练掌握译码器、编码器、数据选择器、数值比 较器的逻辑功能及常用中规模集成电路的应用。 2.熟练掌握半加器、全加器的逻辑功能，设计方法。 3.正确理解以下基本概念：

数字电子技术——第1章数字电子技术基础ppt

数字电子技术——第1章数字电子技术基础ppt
2421码的权值依次为2、4、2、1；余3码由8421码加0011 得到；格雷码是一种循环码，其特点是任何相邻的两个码字， 仅有一位代码不同，其它位相同。
用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符 号等信息称为编码。
用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的 二进制数称为代码。
二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进 制数中的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421 BCD码。
整数部分采用基数连除法， 先得到的余数为低位，后得 到的余数为高位。
小数部分采用基数连乘法， 先得到的整数为高位，后得 到的整数为低位。
2 44
余数
2 22 ……… 0=K0 2 11 ……… 0=K1 2 5 ……… 1=K2 2 2 ……… 1=K3 2 1 ……… 0=K4
0 ……… 1=K5
课程说明
主要内容：
• 数字逻辑基础 • 逻辑门电路 • 组合逻辑电路 • 触发器 • 时序逻辑电路 • 半导体存储器 • 脉冲波形的产生与整形 • 可编程逻辑器件和现场可编程门阵列 • 数/模和模/数转换
课程意义：
数字电路是一门硬件方面的重要基础课。 其任务是使同学们获得数字电路的基本理论、 基本知识、基本技能，掌握数字逻辑的基本 分析方法和设计方法，培养学生分析问题、 解决问题能力以及工程实验能力。
学习本门课程应注意的问题：
• ⑴ 应着重抓好基本理论、基本知识、基 本方法的学习。
• ⑵能熟练运用数字电路的分析方法和设 计方法。
• ⑶重视实验技术。
教材及参考书：
1. 数字电子技术基础简明教程 (第二版) 余孟尝 主编 高等教育出版社 1998

数字电路第1章数字电路概述

数字电路第1章数字电路概述
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)
JHR
第1章 数字电子技术概述
一、本章主要介绍内容
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
方法二：按位、权值进行转换。 在十进制数中，小数点左侧第一位称为个位，其 权值为100，第二位称为十位，其权值为101，依
此类推。
例如：十进制数3954代表：
3 9 5 4
（3103）＋（9102）＋（5101）＋（4100） （31000）＋（9100）＋（510）＋（41） 3000 ＋ 900 ＋ 50 ＋ 4＝3954
3.八进制数
数码：0、1、2、3、4、5、6、7、八个数码。 基数：8 计数规律： 逢八进一、借一当八
n 1
一般表达式： N 8
im
K i 8i
如 .7 ) 8 3 8 2 2 81 5 8 0 7 8 1 (325 ( 213 .875 )10
（N）10＝（b2b1b0）2
则
（b2b1b0）2 ＝（b2×22＋b1×21＋b0×20）10
此式说明 （N）10÷2＝b2×21＋b1……余数b0

数字电子技术教学课件-第01章 数字电路基础知识.ppt

数字电子技术教学课件-第01章 数字电路基础知识.ppt

入的数字信号进行各种算术运算和逻辑运算、逻辑
判断，故又称为数字逻辑电路。
2021/1/17
8
1.1.3 数字电路的分类和学习方法
1. 数字电路的分类
（1）按电路结构分类
组合逻辑电路：电路的输出信号只与当时 的输入信号有关，而与电路原来的状态无关。
时序逻辑电路：电路的输出信号不仅与当 时的输入信号有关，而且还与电路原来的状态 有关。
4
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。
模拟电路：处理和传输模拟信号的电路。
三极管工作在线性放大区。
2021/1/17
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（2）按集成电路规模分类
划分集成电路规模的标准
集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目
数字集成电路
类别
➢小规模集成电路MO(SSmaIlCl
Sca双le极IICC，SS模I拟) 集成电路
➢中规模S集SI成电路＜(M1e0d2ium Sc＜al1e00IC，MSI)＜30
➢大规模M集SI成电路10(2L～a1r0g3e Sc1a0l0e～5I0C0，LSI)30～100
2021/1/17
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2. 数字电路特点（与模拟电路相比）
（1）数字电路的基本工作信号是用1和0表示的 二进制的数字信号，反映在电路上就是高电平和低 电平。
（2）晶体管处于开关工作状态，抗干扰能力强、 精度高。
（3）通用性强。结构简单、容易制造，便于集 成及系列化生产。
（4）具有“逻辑思维”能力。数字电路能对输

数字电子技术基础1

数字电子技术基础1

所以
(1101101011.101)2=(36B.A)16
八进制数、十六进制数转换为二进制数的方法可以采
用与前面相反的步骤，即只要按原来顺序将每一位八进制
数(或十六进制数)用相应的三位(或四位)二进制数代替即可。
例如，分别求出(375.46)8、(678.A5)16的等值二进制数： 八进制 3 7 5 . 4 6 十六进制 6 7 8 . A 5 二进制 011 111 101 . 100 110 二进制 0110 0111 1000.1010 0101
数字电子技术基础1
1.2 数 制
1.1.1 进位计数制 按进位的原则进行计数，称为进位计数制。每一种进 位计数制都有一组特定的数码，例如十进制数有 10 个数 码， 二进制数只有两个数码，而十六进制数有 16 个数码。 每种进位计数制中允许使用的数码总数称为基数或底数。 在任何一种进位计数制中，任何一个数都由整数和小 数两部分组成， 并且具有两种书写形式：位置记数法和 多项式表示法。
例如：
数字电子技术基础1
1.2.2 进位计数制之间的转换
1.2.2 进位计数制之间的转换 1．二进制数与十进制数之间的转换 1）二进制数转换成十进制数——按权展开法 二进制数转换成十进制数时，只要二进制数按式（1-3）
展开，然后将各项数值按十进制数相加，便可得到等值的 十进制数。例如：
同理，若将任意进制数转换为十进制数，只需将数 (N)R写成按权展开的多项式表示式，并按十进制规则进行 运算， 便可求得相应的十进制数(N)10。
数字电子技术基础1
2020/11/21
数字电子技术基础1
1.1 数字逻辑电路概述
自然界的各种物理量可分为模拟量和数字量两大类。 模拟量在时间上是连续取值，幅值上也是连续变化的，表 示模拟量的信号称为模拟信号，处理模拟信号的电子电路 称为模拟电路。数字量是一系列离散的时刻取值，数值的 大小和每次的增减都是量化单位的整数倍，即它们是一系 列时间离散、数值也离散的信号。表示数字量的信号称为 数字信号。处理数字信号的电子电路称为数字电路。

《数字电子技术基础》PPT1第1章 数字电路基础

《数字电子技术基础》PPT1第1章 数字电路基础
1、数字电路与模拟电路比较
三、数字电路
1、数字电路与模拟电路比较
三、数字电路
2、数字电路的特点 （1）设计简单，便于集成。 （2）抗干扰能力强，可靠高：高低电平范围、整形电路去 除噪声和干扰、差错控制技术（奇偶校验）。 （3）功能强大：不仅数值运算，而且能够进行逻辑判断与 运算。在控制系统中是不可缺少的。 （4）信息存储方便：相对较小空间能存储几十亿位。 （5）可编程：使繁琐的电路设计工作变得简单快捷。
二、数字信号的表示法
1、高低电平与正、负逻辑体制 数字信号有两种逻辑体制：
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。
下图为采用正逻辑体制所表示的逻辑信号：
逻辑1
逻辑1
逻辑0
逻辑0
逻辑0
二、数字信号的表示法
2、数字波形的两种类型
数字信号的传输波形可分为脉冲型和电平型 ▪ 电平型数字信号则是以一个时间节拍内信号是高电平
缺点：自然界大多数物理量是模拟量，需要模数转换和 数模转换等，增加了系统的复杂性。
三、数字电路
3、数字集成电路 ◆按照数字电路集成度的不同，逻辑电路通常分为SSI、
MSI、LSI、VLSI及至UFra bibliotekSI、GSI等。
数字集成电路按集成度分类
1.2 数制与BCD码
一、几种常用的数制
1.十进制(Decimal)：计数规律：逢十进一、借一当十 2.二进制(Binary)：计数规律：逢十进一、借一当十 3.十六进制(Hexadecimal)与八进制（Octal）
第一章 数字电路基础
1.1 数字电路的基本概念 1.2 数制 1.3 二进制算术运算 1.4 编码

数字电子技术基础第一章

数字电子技术基础第一章

二、逻辑函数的最小项表达式
A
B
A
R
A B
电源
（1）与逻辑关系
电源
（2）或逻辑关系
电源
（3）非逻辑关系
2、真值表
完整表达所有可能的逻辑关系表格——称为真值表。
与、或、非三种电路的基本逻辑关系真值表
A
B 与输出 或输出 非输出
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
3、三种基本逻辑关系
（1）与逻辑关系运算—— Y1 A B （2）或逻辑关系运算—— Y2 A B （3）非逻辑关系运算—— Y3 A
二、逻辑变量与逻辑函数及基本逻辑运算
（一）逻辑变量 和普通代数相同：用英文字母表示； 和普通代数不同：取值范围只有“1”和“0”，没有数值大小，只表示事物 的两个对立面。
（二）逻辑函数 原变量：字母上无反号； 反变量：字母上有反号。
Y =F( A, B,......) Y是A,B,….的逻辑函数
书中图1.1.2列出了7种运算逻辑符号，分别用国标符号、曾用符号及美国 符号列出。
十进制转换成二进制
整数的转换：
例如： 将十进制数23转换 成二进制数。 解： 用“ 除2取余 ”法转 换:
则（23)D =（10111)B
2 23 ………余1 b0 2 11 ………余1 b1 2 5 ………余1 b2 2 2 ………余0 b3 2 1 ………余1 b4
0 除到0为止
低位
读 取 次 序
4、00H~20H为各文字符的ASCII码 5、其余为各符号的ASCII码。

(完整版)《数字电子技术》知识点

(完整版)《数字电子技术》知识点

《数字电子技术》知识点第1章 数字逻辑基础1．数字信号、模拟信号的定义2．数字电路的分类3．数制、编码其及转换要求：能熟练在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD 之间进行相互转换。

举例1：（37.25）10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD 解：（37.25）10= (100101.01)2= ( 25.4)16= (00110111.00100101)8421BCD 4．基本逻辑运算的特点与运算：见零为零，全1为1；或运算：见1为1，全零为零；与非运算：见零为1，全1为零；或非运算：见1为零，全零为1；异或运算：相异为1，相同为零；同或运算：相同为1，相异为零；非运算：零变 1， 1变零；要求：熟练应用上述逻辑运算。

5．数字电路逻辑功能的几种表示方法及相互转换。

①真值表（组合逻辑电路）或状态转换真值表（时序逻辑电路）：是由变量的所有可能取值组合及其对应的函数值所构成的表格。

②逻辑表达式：是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。

③卡诺图：是由表示变量的所有可能取值组合的小方格所构成的图形。

④逻辑图：是由表示逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。

⑤波形图或时序图：是由输入变量的所有可能取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。

⑥状态图（只有时序电路才有）：描述时序逻辑电路的状态转换关系及转换条件的图形称为状态图。

要求：掌握这五种（对组合逻辑电路）或六种（对时序逻辑电路）方法之间的相互转换。

6．逻辑代数运算的基本规则①反演规则：对于任何一个逻辑表达式Y ，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量，反变量换成原变量，那么所得到的表达式就是函数Y 的反函数Y （或称补函数）。

这个规则称为反演规则。

②对偶规则：对于任何一个逻辑表达式Y ，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，而变量保持不变，则可得到的一个新的函数表达式Y ＇，Y ＇称为函Y 的对偶函数。

《数字电子技术》 第1章数字电路基础

《数字电子技术》 第1章数字电路基础

第1 章
数字电路基础
1.1 数制与代码
1.2 逻辑函数
1.3 逻辑代数的基本定律和运算规则 1.4 逻辑函数的代数化简法 1.5 逻辑函数的卡诺图化简 1.6 逻辑函数的常用表达形式 返回主目录 退出
1. 1 数制与代 码
1.1.1 常用数制 1.1.2 数制转换 1.1.3 代码 返回上一级 退出
（3）按电路逻辑功能分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。
0.3
数字集成电路的发展趋势
1．大规模 。 2．低功耗 。 3．高速度 。 4．可编程 。 5．可测试 。 6．多值化 。
第1章
数字电路基础
学习要点：
•数字电路基本逻辑、复合逻辑
•逻辑函数基本定律、常用公式
•逻辑函数代数化简法 •逻辑函数卡诺图化简法
2. 数字电路的分类
（1）按电路组成结构分为分立元件和集成电路两大类。 其中集成电路按集成度（在一块硅片上包含的逻辑门电 路或元件的数量）可分为小规模（SSI）、中规模 （MSI）、大规模（LSI）和超大规模（VLSI）集成电路。
（2）按电路所用器件分为双极型（如TTL、ECL、I2L、 HTL）和单极型（如NMOS、PMOS、CMOS）电路。
3、八进制 数码为：0～7；基数是8。 运算规律：逢八进一，借一当八 。 下标可用8或O（Octadic的缩写）表示 。 八进制数的权展开式： 八进制 和十六 进制主 要用于 书写程 序、指 令 。十 六进制 数还经 常用来 表示内 存的地 址。
例如，(107.4)8 =1×82 + 0×81 +7×80 +4×8-1 4、十六进制 数码为：0～9、A～F；基数是16。 运算规律：逢十六进一，借一当十六 。 小标可用16或H（Hex的缩写）表示 十六进制数的权展开式：

数字电子技术第1讲 数字电路基础

数字电子技术第1讲 数字电路基础
所对应的输出变量值用列表的方式一一对应列出 的表格。
四 种 表 示 方 法
2 种组合。 逻辑表达式 (逻辑代数式，逻辑函数式)
N个输入变量 Y=AB + AB
用与、或、非等逻辑运算符和逻辑变量组成的表达式。
A 1 1
n
逻辑电路图:
B
&
≥1 &
Y
卡诺图
真值表
A
0
逻辑函数的表示方法
Y
1
A B C Y
一输入变 量，二种 组合 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 三输入变 量，八种 组合
BCD编码：用4位二进制数表示1位十进制数
8421码：
去掉1010—1111六种状态—只表示0—9
8————4———2———1
第4位权为8 4 2 1
6

8

2

3
0110 1000
0010 0011
1.2 逻辑代数基础
数字电路要研究的是电路的输入输出 之间的逻辑关系，所以数字电路又称逻辑 电路，相应的研究工具是逻辑代数（布尔 代数）。在逻辑代数中，逻辑函数的变量 只能取两个值（二值变量），即0和1。
1 1
真值表特点: 任0 则0, 全1则1
基本逻辑运算
2. 二极管组成的与门电路 +5V
输入输出电平对应表
(忽略二极管压降)
VA
VA VB VO 0.3 0.3 3 3 Y
VB
0.3 3 0.3 3
VO
0.3 0.3 0.3 3
与门符号:
A
&
0.3V=逻辑0, 3V=逻辑1
此电路实现逻辑“与” 运 算

1第一章数字电路基础知识

1第一章数字电路基础知识

电子技术数字电路部分第一章数字电路的基础知识第一章数字电路的基础知识§1.1 数字电路的基础知识§1.2 逻辑代数及运算规则§1.3 逻辑函数的表示法§1.4 逻辑函数的化简1.1.1 数字信号和模拟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§ 1.1 数字电路的基础知识模拟信号：正弦波信号ut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：ut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。

1.1.2 数制（1）十进制： 以十为基数的记数体制表示数的十个数码：1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0遵循逢十进一的规律157 = 012107105101⨯+⨯+⨯一个十进制数数 N可以表示成：∑∞-∞=⨯=ii iD KN10)(若在数字电路中采用十进制，必须要有十个电路状态与十个记数码相对应。

这样将在技术上带来许多困难，而且很不经济。

（2）二进制： 以二为基数的记数体制 表示数的两个数码：0, 1遵循逢二进一的规律∑∞-∞=⨯=i ii B K N 2）（（1001) B = 012321202021⨯+⨯+⨯+⨯= ( 9 ) D用电路的两个状态---开关来表示二进制数，数码的存储和传输简单、可靠。

位数较多，使用不便；不合人们的习惯，输入时将十进制转换成二进制，运算结果输出时再转换成十进制数。

（3）十六进制和八进制：十六进制记数码：1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A(10), B(11),C(12), D(13), E(14), F(15)(4E6)H = 4⨯162+14 ⨯161+6 ⨯160= ( 1254 ) D十六进制与二进制之间的转换： (0101 1001)B = [0⨯27+1 ⨯26+0 ⨯25+1 ⨯24+1 ⨯23+0 ⨯22+0 ⨯21+1 ⨯20]B= [(0⨯23+1 ⨯22+0 ⨯21+1 ⨯20) ⨯161 +(1 ⨯23+0 ⨯22+0 ⨯21+1 ⨯20) ⨯160]B = ( 59 ) H每四位2进制数对应一位16进制数十六进制与二进制之间的转换： (10011100101101001000)B =从末位开始四位一组(1001 1100 1011 0100 1000)B = ( )H8 4 B C 9 =( 9C B 48 ) H八进制与二进制之间的转换： (10011100101101001000)B = 从末位开始三位一组(10 011100 101 101 001000)B =( )O 01 5 5 4 =(2345510)O3 2十进制与二进制之间的转换，可以用二除十进制数，余数是二进制数的第0位，然后依次用二除所得的商，余数依次是K 1、K 2、……。

第1章 数字电路基础知识

第1章 数字电路基础知识

1.3 逻辑函数及其化简
1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5
逻辑代数基础 常用的组合逻辑运算 逻辑函数的表示方法 逻辑代数 逻辑函数的化简
1.3.1 逻辑代数基础
1．与运算(逻辑乘)
与逻辑运算的定义为一个事件的发生 如果具有多个条件，必须同时满足全部条 件，此事件才会发生。 以三变量为例，布尔表达式为： F=A· B· C
2．逻辑函数表式
逻辑函数表达式是描述输入逻辑变量 与输出逻辑变量之间逻辑函数关系的代数 式，是一种用与、或、非等逻辑运算复合 组合起来的表达式。逻辑函数的表达式不 是唯一的，可以有多种形式，并且能互相 转换。 逻辑函数的特点是：简洁、抽象，便 于简化和转换。
3．逻辑图
将逻辑函数表达式中各变量间的与、 或、非等运算关系用相应的逻辑符号表示 出来，就是逻辑函数的逻辑图。 逻辑图表示法的优点是：逻辑图与数 字电路的器件有明显的对应关系，便于制 作实际电路。缺点是不能直接进行逻辑推 演和变换。
1.1.4 数字电路的特点
数字电路主要具有以下一些优点： (1)基本单元电路简单，电路成本低。 (2)抗干扰能力强。 (3)通用性强。 (4)容易实现算术和逻辑运算功能。 (5)数据便于存储、携带和交换。 (6)系统故障诊断容易。 (7)保密性好。
1.2 数制与编码
1.2.1 常用的几种进位计数制 1.2.2 数制转换 1.2.3 编码
3．逻辑代数三项规则
逻辑代数除基本定律外，还有三项重 要规则。 (1)代入规则 对于任一个含有变量A的逻辑等式， 可以将等式两边的所有变量A用同一个逻 辑函数替代，替代后等式仍然成立。这个 规则称为代入规则。 (2)反演规则 (3)对偶规则
4．逻辑代数常用的公式

数字电路的基础知识

数字电路的基础知识

2. 三极管的工作状态不同：
模拟电路中的三极管工作在线性放大区,是一 个放大元件；数字电路中的三极管工作在饱和 或截止状态,起开关作用。
因此，根本单元电路、分析方法及研究的范围
均不同。
（1-8）
3.数字电路研究的问题
根本电路元件
逻辑门电路
根本数字电路
触发器
组合逻辑电路
时序电路（寄存器、计数器、脉冲发生器、脉冲整 形电路）
（1-20）
3. 任意进制数的表示 • 对于一个n位整数，m位小数的任意进制数(N)R
可以表示为：
(N )R c n 1 c n 2c 0 c 1 c m 〔1—1—5〕
或 ( N ) 1 c n 0 1 R n 1 c n 2 R n 2 c 0 R 0 c 1 R 1 c m R m 〔1—1—6〕
式中(N)R的下标R表示R进制，ci可以是0，1，…， 〔R-1〕中任意一个数码，n、m为正整数，Ri称 为ci具有的权。
（1-21）
4. 八进制和十六进制数的表示
• 八进制数用0、1、2、3、4、5、6、7八个数码表示， 基数为8。计数规那么是“逢八进一〞，即7+1=10 〔表示八进制数的8〕，各数位的权为8n-1、…、82、 81、80、8-1、…、 8-m。那么按权展开可写成：
（1-18）
• 一般地，对于一个任意n位整数和m位小数的二进制数
(N)2可以表示为：
(N )2 b n 1 b n 2b 0 b 1 b m
〔1—1—3〕
或
( N ) 2 b n 1 2 n 1 b n 2 2 n 2 b 0 2 0 b 1 2 1 b m 2 m
Hexadecimal：十六进制的
Decimal：十进制的

数字电子技术基础(整理笔记)

数字电子技术基础(整理笔记)

第一章数字逻辑基础1.1 数字电路概述1.1.1 数字电路与模拟电路电子电路根据其处理的信号不同可以分为模拟电子电路和数字电子电路。

1.模拟信号和模拟电路模拟信号：在时间上和数值上都是练习变化的信号。

模拟电路：处理模拟信号的电子电路。

2.数字信号和数字电路数字信号：在时间上和数值上都是离散（变化不连续）的信号。

数字电路：处理数字信号的电子电路。

3.数字电路的特点①数字电路内部的晶体管（包括单、双极型）主要工作在饱和导通或截止状态；模拟电路内部的晶体管主要工作在放大状态。

②数字电路的信号只有两种状态：高电平和低电平，分别对应于（或代表）二进制数中的1和0，表示信号的有或无，便于数据处理。

③数字电路结构相对简单，功耗较低，便于集成。

④数字电路抗干扰能力强。

其原因是利用脉冲信号的有无传递1和0的数字信息，高低电平间容差较大，幅度较小的干扰不足以改变信号的有无状态。

⑤数字电路不仅能完成数值运算，而且还能进行逻辑运算和比较判断，从而在计算机系统中得到广泛应用。

4.数字电路的分类①按电路的组成结构可分为分列元件电路和集成电路。

②按数字电路集成度可分为小规模、中规模、大规模和超大规模集成电路。

③按集成电路内部器件可分为双极型和单级型。

④按电路的逻辑功能可分为组合逻辑和时序逻辑电路。

1.1.2脉冲波形参数数字电路信号中，研究的对象是一些不连续的突变的电信号，作用时间很短，所以也称为脉冲信号。

脉冲信号波形形状很多，主要有方波、矩形波、三角波、锯齿波等。

①脉冲幅度Um。

脉冲电压变化的最大值，即脉冲波从波底至波顶之间的电压。

②上升时间t r。

脉冲波前沿从0.1Um上升到0.9Um所需的时间。

③下降时间t f。

脉冲波后沿从0.9Um下降到0.1Um所需的时间。

④脉冲宽度t w。

脉冲波从上升沿的0.5Um至下降沿0.5Um所需的时间。

⑤脉冲周期T。

在周期性脉冲信号中，任意两个相邻脉冲上升沿（或下降沿）之间的时间间隔。

⑥重复频率f（单位：Hz）。

数字电子技术基础(第五版)第一章

数字电子技术基础(第五版)第一章

6ms q 100% 37.5% 16ms
EXIT
绪论
(3)实际脉冲波形及主要参数 非理想脉冲波形
EXIT
绪论
几个主要参数:
tw
Um
tr
tf
T 脉 冲 幅 度 Um：脉冲电压变化的最大值 脉冲上升时间 tr：脉冲波形从 0.1Um 上升到 0.9Um 所需的时间 脉冲下降时间 tf：脉冲波形从 0.9Um 下降到 0.1Um 所需的时间 脉 冲 宽 度 tw ：脉冲上升沿 0.5Um 到下降沿 0.5Um 所需的时间 脉 冲 周 期 T ：周期脉冲中相邻两个波形重复出现所需的时间 脉 冲 频 率 f ： 1 秒内脉冲出现的次数 f = 1/T 占 空 比 q ： 脉冲宽度 tw 与脉冲周期 T 的比值 q = tw/T EXIT
（1）易于电路表达---0、1两个值，可以用管子的导 通或截 止，灯泡的亮或灭、继电器触点的闭合或断开来表示。
VDD Rd
iD/mA 可变电阻区
VCC
vO
iC VCC Rc
Rb vI
Rc vo
vV
I
饱和区
O
截止区
GS4 V GS3 V GS2 V GS1
vCE VCC
v DS / V
（2）二进制数字装置所用元件少,电路简单、可靠 。 （3）基本运算规则简单, 运算操作方便。 EXIT
绪论
第1章
概 述
绪
论
数制与码制 本章小结
EXIT
绪论
1.1 数字电路与数字信号
主要要求：
了解数字电路的特点和分类。 了解脉冲波形的主要参数。
EXIT
绪论
知 识 分 布 网 络
什么是数字 信号 数字电 路基本 概念 什么是数字 电路
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第二部分 相 关 知 识
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
数字电路概述
计数体制
码制 逻辑代数基础
逻辑函数的化简
数字逻辑门电路
1.1 数字电路概述
1.1.1 什么是数字电路
1．数字电路的特点
• 数字信号目前常取二值信息，它用两个有 一定数值范围的高、低电平来表示，也可 用两个不同状态的逻辑符号如“1”或“H” 和“0”或“L”来表示。
第1单元 数字电路基础知识
第一部分 任 务 导 入
• 数字电路是电子技术的另一大类，广泛应 用于各个领域的各种电子电路之中。
• 图1-1所示为由数字集成块构成的触摸LED 追逐电路。 • 该电路主要是由数字门（如IC1）与数字 计数器（如IC2）共同构成的。
图1-1 数字集成块构成的触摸LED追逐电路
③ 数字电路不仅能完成数值运算，还可以 进行逻辑运算与判断，在控制系统中这是 不可少的，因此又把数字电路称作“数字 逻辑电路”。
1.1.3
数字电路与脉冲电路的异同
• 脉冲信号是短促的断续作用的电压或电流信 号，图1-4所示为常见的脉冲信号波形。 • 除正弦波和它的合成信号外，其他形式的信 号都属于脉冲信号。
3．二进制数运算规则
2．十进制数的计数原则
• 十进制数的计数原则是：逢10进1，借1当10。
• 例如，十进制数3743. 3由5位数字组成，小 数点左边有4位，右边有1位。
• 这个数实际上是由以下多项式缩写而成的， 即
3743.3=3×103+7×102+4×101+3×100+3×10−1
• 依此类推，任何一个n位整数、m位小数 的十进制数(N)10均可记为
• 数字电路通常由逻辑门、触发器、计数器 及寄存器等逻辑部件构成，可以用来对数字 信号进行传送、逻辑运算、控制、计数、寄 存、显示以及信号的产生、整形、变换等。
1.1.2
数字电路的优点
① 数字电路结构简单，器件容易制造、便于集 成、系列化生产且成本低廉，使用方便。
② 由数字电路组成的数字系统，工作准确、稳 定可靠、精度高、信息容量大、运算速度快。
1．按电路组成结构分类
• 数字电路按其电路的组成结构分类，可分 为分立组件和集成电路两类。 • 其中集成电路按集成度（在一块硅片上包 含的逻辑门电路或组件的数量）分为小规 模集成（SSI）、中规模集成（MSI）、大 规模集成（LSI）和超大规模集成（VLSI） 电路。
2．按所用器件分类
• 数字电路按电路所用器件分类，可分为双极 型（如DTL、TTL、ECL、IIL、HTL）和单 极型（如NMOS、PMOS、CMOS）电路。
• 在这个意义上，数字电路也是一种脉冲电路。
图1-4 常见的脉冲信号波形示意图
• 但一般脉冲电路主要是研究脉冲波形的产 生、放大、变换、整形和传输，而数字电路 则重点研究电路输入与输出变量之间的逻辑 关系，以及如何用各种基本逻辑单元来实现 具有逻辑和数值运算功能的电路。
1.1.4
数字电路的类型
3．按逻辑功能分类
• 数字电路按其逻辑功能分类，可分为组合 逻辑电路和时序电路两大类。
1.2 计数体制
1.2.1 十进位计数制
1．十进制数的数码
• 十进位计数制简称十进制数，采用10个数 字符号，即0，1，2，3，…，9。
• 这些数字符号称为数码（或数字）。
• 任何一个十进制数均由这10个数码来表示。
• 典型的数字信号波形是具有一定幅度的矩 形波，当它作用在某些电子电路上时，其半 导体器件就会在截止与导通（或饱和）状态 下工作，这和模拟信号作用于电路时器件工 作在线性放大状态相比有根本的不同。
2．数字电路的组成
• 数字电路组成的一般框图如图1-3所示， 其数据输入与输出的信号以及控制与操作 的变量都是数字信号。
• 依此类推，任何一个n位整数、m位小数 的二进制数 (N)2均可记为
• 式中，bi为二进制数中第i位的值，可以是 0或1； 2i 为第 i 位的权（也称为位权）， 2 为进位 的基数； n ， m 均为正整数， n 代表整数位数， m 代 表小数位数； （N）2的下标2表示二进制数，也可以用B 表示。
图1-3 数字电路组成的一般方框图
• 图1-3中含有对数字信号进行传送、逻辑运 算、控制、计数、寄存、显示以及信号的产 生、整形、变换等不同功能的数字部件。 • 在数字电路中，电压或电流通常只有两个 状态：高电平或低电平，有电流或无电流。
• 数字信号通常是以时间上或空间上的0、1 符号序列来表示。 • 数字电路输入与输出的0、1符号序列间的 逻辑关系就是数字电路的逻辑功能。 • 因此，数字电路也可以认为是实现各种逻 辑关系的电路。
1.2.2
二进位计数制
1．二进制数的数码
• 在二进制计数中，每个数字只能有两个不 同的取值，即“0”和“1”。 • 任何一个二进制数均由这两个数码来表示。
2．二进制数的计数原则
• 二进制数的计数原则是：逢2进1，借1当2。
• 一个二进制数也可以用类似十进制数按权 展开的方法展开。
• 例如，（1110.11）2可以写成 (1110.11)2=1×23+1×22+1×21+0×20+1 ×2−1+1×2−2
• 图1-2所示为由数字集成块构成的音乐电 子门铃电路。 • 该电路也是由数字门（IC1）与数字计数 器（IC2）共同构成的。
图1-2 数字集成块构成的音乐电子门铃电路
• 除了以上两种实际应用外，数字电路还广 泛应用于自动控制与调节系统、自动检测系 统的放大组件、组合仪表以及其他各种电子、 电气等设备中。
(N)10=（an−110n−1+an−210n−2+…+a1101+a01010+a−110−1+…+a−m10−m
• 其值为
(N)D=(N)10=
i × 1ai为十进制数中第i位的值，它可以是 0～9中的任何一个； 10i为第i位的权（也称为位权），10为进位的 基数，也就是基本计数符号的个数； n ， m 均为正整数， n 代表整数位数， m 代表 小数位数； (N)10的下标10表示十进制，也可以用D表示。

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