2011数电绪论
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数电绪论知识点总结1. 二进制和十进制在数字电子学中,二进制和十进制是两种最基础的数字系统。
在二进制系统中,只有0和1两个数字,而在十进制系统中则有0-9这十个数字。
在数字电子学中,所有的数据都是以二进制形式表示的,因此对二进制和十进制的转换和理解非常重要。
2. 逻辑门逻辑门是数字电子学中非常基础的元件,它能够实现逻辑运算。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。
这些逻辑门可以组合成各种复杂的逻辑电路,实现各种逻辑功能。
3. 布尔代数布尔代数是逻辑运算的数学基础,它用于描述逻辑运算的规则和性质。
通过布尔代数,可以实现对逻辑运算的描述和分析,从而设计和分析各种数字逻辑电路。
4. 组合逻辑电路组合逻辑电路是由逻辑门组成的电路,它能够实现各种逻辑运算。
在组合逻辑电路中,输出仅仅依赖于输入的组合,而不受到任何时序或者存储元件的影响。
5. 时序逻辑电路时序逻辑电路是由组合逻辑电路和时序元件组成的电路,它能够实现各种复杂的逻辑功能,并且可以实现存储功能。
在时序逻辑电路中,输出不仅仅依赖于输入的组合,还受到时序元件的影响。
6. 计数器和寄存器计数器是一种特殊的时序逻辑电路,它能够实现对计数功能的实现。
而寄存器是一种存储元件,能够存储多位二进制数。
计数器和寄存器常常用于数字系统中的各种计数和存储功能。
7. 存储器和存储器芯片存储器是一种能够存储数据的元件,它是数字系统中非常重要的一部分。
通过存储器,数字系统能够实现对数据的存储和读取。
而存储器芯片则是一种特殊的存储器,以芯片的形式集成了多个存储单元,能够实现高密度的数据存储。
8. 存储器的分类存储器可以按照存储方式和存取方式分为多种类型,常见的有静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、只读存储器(ROM)等。
每种类型的存储器都有各自的特点和应用场景。
9. FPGA和CPLDFPGA(可编程逻辑阵列)和CPLD(复杂可编程逻辑器件)是数字电子学中非常常用的可编程逻辑器件。
实用数字电子技术项目教程绪论数字逻辑基础•一、数字电路的特点•二、数制和编码•三、逻辑代数基础一、数字电路的特点信号一般可分为两类:一类在时间上和幅度上是连续变化的,称为模拟信号。
另一类在时间上和幅度上是离散变化的,称为数字信号。
两类信号的波形如下图所示。
用来处理模拟信号的电路称为模拟电路,例如放大器、稳压电路等。
用来处理数字信号的电路称为数字电路,例如门电路、触发器、译码器等。
在数字电路中,电位的高、低是相互对立的逻辑状态,可用逻辑1和逻辑0分别表示。
有两种不同的表示方法,规定如下:若将高电平用逻辑1表示,低电平用逻辑0表示,称为正逻辑。
反之,若将低电平用逻辑1表示,高电平用逻辑0表示,称为负逻辑。
两种逻辑的表示方法如下图所示。
数字电路中的运算是逻辑运算,它采用“0”和“1”表示两种对立的逻辑关系和逻辑结果。
由于数字电路分析的是信号之间的逻辑关系,只要能区别出表示逻辑状态的高、低电平即可,可以忽略高、低电平的具体数值。
实际的高、低电平都不是一个固定的值,通常有一个允许的范围。
在实际应用中,若高电平太低或低电平太高,都会使逻辑1和逻辑0这两种状态区分不清,从而破坏原来确定的逻辑关系。
因此,规定了高电平的下限值U SH和低电平的上限值U SL,两者应满足U H≥U SH,U L≤U SL,如下图所示。
数字电路比较简单,且抗干扰性强、精度高、便于集成,因而在无线电通信、自动控制系统、测量设备、电子计算机等领域得到了日益广泛的应用。
二、数制和编码(一)数制数制就是进位计数制,即用进位的方式来计数。
同一个数可以采用不同的数制来计量,如十进制、二进制、八进制、十六进制等。
在日常生活中,我们习惯用十进制数,而在数字电路中一般采用二进制数,但二进制数有时位数太多,表示起来不太方便,所以还经常采用十六进制数。
常用数制的比较如表0-1所示。
其中,N表示任意一个数,D 表示十进制,B表示二进制,H表示十六进制。
每一位数码处于不同位置时,它所代表的数值是不同的。
绪论数字电路实验课的内容1、绪论2、门电路逻辑功能测试3、触发器4、时序逻辑电路的研究5、译码器显示器和数据选择器6、集成计数器7、波形产生及单稳态触发器8、555定时器的应用9、设计实验上课时间:星期五上午9:00-11:30上课地点:南海楼721本课程的要求1、上课前要做好预习,要看懂电路图,弄清楚所作实验的内容、实验步骤。
要写好预习报告,预习报告要求:1)要写上名字,实验题目2)写明实验目的及实验仪器及材料3)要详细地写出实验内容(要测量的参数,如果有理论值的计算,在预习的时候要计算出来);完整地画出每一个实验内容的实验电路图(非常重要);画好记录数据的表格(波形图要求用方格纸画,实验课上画好,贴在正式的实验报告上)。
说明:在实验电路图中,要清楚地标出集成块外部的管脚号,明确地标出接电源和接地端的管脚号。
若电路图中没有标出接电源和接地端的管脚号,则扣分。
电路图的画法及IC 管脚的识别 例如:与非门逻辑功能测试的电路图与非门逻辑测试电路图YC注意事项1. 实验时,先用黑色导线将数字芯片的接地管脚与仪器的接地端连接,用红色导线将数字芯片的接电源管脚与+5V电源连接。
2.接线时要关闭电源。
3.接完线后要检查接线、管脚有否接错,正确无误后,才打开电源。
4.将数字表的开关打在DCV20处,直接读出所测到的电压值。
5.测波形时,将示波器的探头开关打在×10处,输入选择开关打在DC位置。
信号显示模式选择CHOP。
6.电压的单位统一用V表示。
7.电路图中所要用到的IC管脚号都要标上。
8.波形图要画正确波形图的画法:(1).如上图所示,将波形直接画在方格纸上,不用画坐标轴,但要注上是那一端的输入信号及那一端的输出信号,有时还要标上信号的频率和信号的幅度(若没有标注,则说明信号幅度为5V)。
(2).画波形时要同时观察两个波形,注意两个波形之间上升沿与下降沿的关系要画正确。
仪器简介使用时示波器探头开关打在×10位置,输入选择开关打在DC位置。
信号显示模式选择CHOP。
实验报告要求在做完每个实验后,要按照学校有关实验报告的规定和格式,完成实验报告。
暨南大学关于进一步规范本科实验报告的通知(试行)为进一步规范本科实验教学管理,完善实验教学体系,现对我校本科实验报告作如下规定:一、一份完整的实验报告册(有A3、A4两种,由任课教师统一选用)由实验报告封面(附件1)、实验项目目录(附件2)与实验报告正文(附件3)组成。
1.实验报告封面分为A3、A4两种规格,实验项目目录为A4大小,由学校统一印刷,各学院(部)到教务处实践教学科(行政办公楼212)领取。
2. 每个实验项目填写一份实验报告,实验报告要填写在实验报告专用纸上。
实验报告专用纸分为A3、A4两种规格,包括首页及附页。
需绘制坐标图的实验课程要使用坐标纸。
各学院(部)根据专业及课程特点要求任课老师统一选择实验报告专用纸的规格,并组织学生到教材科购买。
三、实验报告内容一般包括以下方面:1.实验目的和要求;2.实验原理和主要内容;3.主要仪器设备;4.实验步骤;5.数据记录及处理;6.实验结果及分析;7.教师评语、评分。
各学院(部)可根据专业和课程特点,结合实验教学大纲对以上内容做科学地调整。
四、实验报正文告的撰写应字迹工整、图形清晰,应客观地反映实验结果,严禁弄虚作假,严禁抄袭。
五、每学期末由学院统一将每位学生的实验报告以课程为单位装订成册,装订顺序为:实验报告封面、实验项目目录、实验报告正文。
实验报告册的具体装订及存放办法与考试试卷相同(见暨教通〔2005 〕26号、暨教通〔2005 〕62号)。
六、本规定自2006年6月开始实施。
暨南大学教务处二〇〇六年六月八日实验报告的内容包括:1、实验名称、日期、班级、学生姓名、学号2、实验目的3、实验仪器与材料4、实验内容(1)第一个内容的名称实验电路图实验原理实验步骤记录理论值与测量数据的数据表格波形图对测量结果的分析(2)第二个内容的名称实验电路图实验原理实验步骤记录理论值与测量数据的数据表格波形图对测量结果的分析(3)第三个内容的名称实验电路图实验原理实验步骤记录理论值与测量数据的数据表格波形图对测量结果的分析……4.回答思考题、分析、讨论、总结成绩评定:分为三大部分:1、实验报告70%~80%1、预习报告、预习情况与正确操作20%~30%2、遵守纪律与课堂表现10%不迟到,不缺课,不早退,在当天的实验内容没有完成之前,不能早退。
实验内容完成后要关闭仪器电源,收拾好实验装置及清洁实验台。
本学期教学计划与内容第六周 绪论第七周 实验一 门电路逻辑功能测试 实验内容:1. 测试与非门的逻辑功能2. 测试异或门的逻辑功能3. 用六个反相器测量每个非门的平均传输延迟时间pd t4. 利用与非门控制输出(要画出X 、S 输入波形、Y 1、Y 2输出波形)说明:在图1.4中,输入信号分别为 X 接80kHz 的方波信号,S 接10kHz 的方波信号。
& Y 1 S 10kHz 3 80kHz1 2 X 7+5V 14图 1.4第八周 实验二 触发器实验内容:1.维持—阻塞型D 触发器74LS74的功能测试在完成P 4中1(1)~(3)的内容时,要先将Q n设置为表中的状态。
注意: 1 (4)要画输入脉冲CP 和Q 端S +5V输出的波形2.利用74LS74组成单稳态电路P5~6要画出U0、U A、CP波形,在波形上要标出波形的幅值。
3.用CD4013取代74LS74,实现相同功能(选作内容)注意:电路接法与2有什么不同要画出U0、U A、CP波形,在波形上要标出波形的幅值。
将3的U0、U A与2的U0、U A比较,判断有何异同。
第九周实验三时序逻辑电路的研究实验内容:1. 负边沿JK触发器74LS76的功能测试2.用两片74LS76组成四位异步二进制加法计数器,画出实验电路图,按照要求完成(1)、(2)。
要画出Q1、Q2、Q3、Q4相对于CP的波形。
3.用两片74LS76组成四位异步二进制减法计数器,画出实验电路图,按1中的(1)、(2)要求完成该实验。
要画出Q1、Q2、Q3、Q4相对于CP的波形。
4.用两片74LS74组成四位异步二进制加法计数器,画出实验电路图,接好实验电路,观察和画出Q1、Q2、Q3、Q4相对于CP的波形。
第十周 实验四 译码器 显示器和数据选择器 实验内容:1. BCD 七段译码器测试P92. 测试74LS139的逻辑功能。
3. 将双2-4线译码器转换为3-8线译码器4. 数据选择器的测试与应用a).按图4.4接线,按表4.4条件,测试74LS153的功能,并填写表4.4。
5.用3-8译码器74LS138作数据分配器255 5 B 5 B 5 B 5 B 5 5 5 B 5 B 5 5 B 5 5 B 5 5 5 5 5 5 B 55 5B 5B 5 5 5 B 5 B 5B5 B 5 574LS138的数据功能表G 2=G 2A +G 2Ba)取 A=1、B=0、C=1、G 1=1、20B G =,2A G 接10kHz 脉冲信号,判断输出信号是从Y 0、Y 1、Y 2、Y 3、Y 4、Y 5、Y 6、Y 7中的那一个输出端输出,画下2A G 与输出波形。
标出输入与输出波形的频率及端口。
b) 取A=0、B=0、C=0、220A BG G ==,G 1接10kHz脉冲信号,判断输出信号是从Y 0、Y 1、Y 2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7中的那一个输出端输出,画下G1与输出波形。
标出输入与输出波形的频率及端口。
第十一周实验五集成计数器实验内容:1.十进制计数器74LS90的功能测试a)按P13图1.1接线,画出接线图,CP接单脉冲,将测量结果填入表5.1。
b) CP接连续脉冲,观察与画下Q A、Q B、Q C、Q D相对于CP的波形(先画CP,再画Q A,然后画Q B、Q C、Q D)。
2.用两片74LS163组成50进制计数器,要求采用同步连接方式,画出实验电路图,Q A、Q B、Q C、Q D接发光二极管观察,实验结果要由老师检查打分后,才能拆线。
3.用两片74LS90组成24、36、45进制计数器,Q A、Q B、Q C、Q D接到实验箱上的3#、4#数码管直接观察计数情况。
老师验收实验结果打分后才能拆线。
(任选一种)第十二周实验六波形产生及单稳态触发器实验内容:1.用CMOS非门CD4069构成多谐振荡器。
a)按P16图6.1接线,用示波器测量出该电路产生方波的频率变化范围。
b)保持C不变,输出f0=1kHz频率的方波,计算R0的值,并验证,分析误差。
c)要产生f1=10kHz,f2=100kHz的方波,选用上述电路并自行设计参数。
2.用以上实验中产生的1KHz的方波作为输入脉冲,按P17图6.2画好接线图并接线。
要求,选频率f=1kHz,观察A,B,C三点的同步波形,记录波形,并读出t po=_______ms,输出脉冲为1kHz。
第十三周实验七555定时器的应用实验内容:1.用555定时器构成一个多谐振荡器:a)按讲义P18图7.1接线,其中C1=0.033u, C2=0.047u, R1=15千欧, R2=5千欧,用示波器观察并测量OUT端波形的频率,和理论值进行比较,算出频率的相对误差。
b) 若将电阻值变为R1=15千欧, R2=10千欧,电容值不变,上述数据有何变化。
2.设计一个占空比可调的多谐振荡器,合理选择元件参数,使电路的占空比q=0.2,调试正脉冲宽度为0.2ms,测出所用元件的数值,估算出电路的误差。
3.用556的两个时基电路构成低频对高频调制的救护车警铃电路。
经老师检查后方可拆线。
第十四~十六周设计实验设计的预习实验要求:1. 写明实验目的2.要在如下表格中填入电路中所用到的元件:3.画出设计的电路图和接线图,图中要详细标出元件的标称值,数字芯片与外围元件连接的管脚号。
4. 写明实验原理5.要完成实验内容(表8.1与表8.2)最终实验报告的内容包括:1、实验名称、日期、班级、学生姓名、学号2、实验目的3、实验仪器与材料4、实验电路图(如有数码显示,要加上)5、具体的实验原理(不要照书抄)6、实验步骤7,实验现象及实验分析8、P24的思考题9、实验总结(设计实验,请大家写的详细点)。