03 第三讲 数字电路基础知识--力天手把手教你学单片机之入门篇

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版权：力天电子
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主讲人：尹延辉
版权：力天电子
www.LT430.com
数字电路基础知识 ——数制和码制
数制的定义

• • •
计数过程中一位数字通常是不够用的，多位数码中每一位的构成方法及 从低位向高位进位规则称为数制。 N进制数的通俗定义：逢N进1
十进制：逢十进一 十六进制：逢十六进一 二进制：逢二进一
常用数制
区别 内部结构 电源电压 输入高电平 (VCC=5V) 输入低电平 (VCC=5V)
TTL电路(74HCxx) 三极管 2~6V >3V <1.2V
CMOS电路(CDxxxx) MOS管 3~18V >3.5V <1V 版权：力天电子
主讲人：尹延辉
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手把手教你学51单片机
——之MCS-51入门篇
主 策 讲: 尹延辉 划：张 勇
开发板：LT-Super51
QQ群：31646346 网 址：www.lt430.com E-Mail：litianmcu@qq.com litianmcu@foxmail.com
入门篇 第三讲 ——数字电路基础知识
本讲内容提要

•
非易失型：掉电后内部数据不会丢失
掩膜ROM：一次成型工艺，价格便宜。数据不可更改，开模费用较高，适合大批 量场合。音乐芯片、闹钟芯片、计算器等 EPROM：紫外线擦除，高压编程器一次写入，现在基本已淘汰。 EEPROM：低压电擦除，可以按字节擦写。写入速度很慢，容量小(<1M字节) 价格较贵 Flash：按块擦除，按扇区写入，容量大、擦写速度快
主讲人：尹延辉
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数字电路基础知识 ——学习板IO扩展方法
Intel总线方式扩展单片机IO口
主讲人：尹延辉
D 1 0 OUT[0..7] ACS1 OUT[0..7] G N A A A A A A A A D D D D D D D D D 0 1 2 3 4 5 6 7 VCC 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 R D 74HC573 U26 Q Q Q Q Q Q Q Q G VCC 7 6 5 4 3 2 1 0 N D
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数字电路基础知识 ——课后习题
填空题
模拟量是____变化的量，而数字量是____变化的量。数字量的实质是 加入____的模拟量。 人类日常使用的数制是__进制，而计算机学中最常用的数制是__进制、 __进制。 数字电路中最基本的三个门电路是__门、 __门、 __门。 开发可编程器件的两种模式：________模式与____模式。 简述单片机内部SRAM与Flash存储器的区别。 简述Intel总线方式扩展单片机IO的基本原理。 参照LT-Super51学习板流水灯部分原理图，编写代码选中流水灯片选， 使得流水灯正常工作。
简答题
实验题(选作)
主讲人：尹延辉
版权：力天电子
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主讲人：尹延辉
版权：力天电子
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数字电路基础知识 ——存储器
存储器类型

•
易失型：掉电后内部数据会丢失
SRAM：读写速度快，但容量小 (<1M字节)。单片机、CPU高速缓 存 SDRAM：读写速度较快，容量大， 但读写时序较复杂，需要专门的控制 器。电脑内存条
存储器 类型
数字量和模拟量 数制和码制 算术运算和逻辑运算 数字芯片 常用数字芯片简介 可编程逻辑器件 存储器 学习板上扩展IO口 的实现
主讲人：尹延辉
版权：力天电子
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数字电路基础知识 ——数字量和模拟量
数字量和模拟量定义

•
模拟量：随时间连续变化的电压或电流信号称之为模拟量 数字量：随时间离散变化的量称之为数字量
数字量的实质为加入判决门限的模拟量
主讲人：尹延辉
版权：力天电子
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数字电路基础知识 ——数字电路’0’与’1’的定义
数字电路’0’与’1’的定义
TTL电平：电压+5V代表’1’，电压0代表’0’ LVTTL：+3.3V~’1’，0~’0’ RS232：-15V~’1’，+15V~’0’ LVDS：2根线上电压差的正负表示’1’或’0’
2种开发模式：图形VS硬件描述语言
基本的门电路、触发器组合 VHDL语言、VerilogHDL语言 四大生产商：
Altera Xilinx Actel Lattice

• •
Altera的CPLD/FPGA开发工具
上位机软件QuartusII：编译与下载 下载线：ByteBlusterMV/ByteBlusterII
与运算： Y A B 或运算： Y Aபைடு நூலகம் B 非运算： Y A 异或运算： Y A B
电
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A 0 0 1 1 A 0 0 1 1
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或
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逻辑代数的图形符号 组合逻辑 真值表
读取速度 (工作频率)
写入速度
SRAM
CACHE RAM SDRAM Flash EEPROM
102MHz
GHz 102MHz <101MHz 102KHz
102MHz
GHz 102MHz 101KHz 101KHz
常用型号 举例 HY62C256 HY61C256
电脑CPU CACHE
•
HY57V1620 AT29C020 AT45DB161 AT24C02
74HC138：3-8译码器 74HC02：4X2输入或非门 74HC573：8路锁存器/8路D触发器 CD4068：8输入与非门 CD4066：4路模拟开关
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数字电路基础知识 ——常用数字芯片简介
LT-Super51学习板上用到的数字芯片
主讲人：尹延辉
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A Y 0 1 1 0
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主讲人：尹延辉
版权：力天电子
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数字电路基础知识 ——数字芯片
数字芯片入门知识
正逻辑与负逻辑 二极管开关电路 三极管开关电路
二极管开关电路
三极管开关电路
三极管开关等效电路 版权：力天电子
主讲人：尹延辉
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数字电路基础知识 ——数字芯片
最简单的门电路
二极管与门电路 二极管或门电路 三极管非门电路
三极管 非门 电路
二极管与门电路
二极管或门电路 版权：力天电子
主讲人：尹延辉
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数字电路基础知识 ——数字芯片
TTL与CMOS电路
常用的数字芯片有74系列与CD系列 右下角引脚是GND 左上角引脚(最后一脚)是VCC

• • •
十进制、二进制、十六进制
人类有十个指头，所以习惯采用十进制 计算机只能识别0和1，采用二进制 为了计算机学中的数据书写方便，采用十六进制
主讲人：尹延辉
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数字电路基础知识 ——数制转换详解
数制间的转换
二-十转换 十-二转换 二-十六转换 十六-二转换 位（bit）：简写为b，表示二进制 数的一位。 字节（Byte）：简写为B，8位为 一字节。
核心思想：一位IO口映射为内存中的1bit数据
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数字电路基础知识 ——可编程逻辑器件
CPLD与FPGA

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基本原理：可编程的门电路
在一块芯片上集成大量门电路与触发器，相 互间连线可通过编程改变

• •
• • • •
位与字节的概念：
数制转换工具： Windows自带的计算器
主讲人：尹延辉
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数字电路基础知识 ——算术运算与逻辑运算
二进制算术运算
数之间的数值运算(加减乘除) 逢二进一
二进制逻辑运算

• • • •
‘1’表示真，’0’表示假 三种基本运算：与,或,非
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主讲人：尹延辉
版权：力天电子
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数字电路基础知识 存储器模型
对于8位单片机，其内部存储器均为8位。 RAM与ROM的模型 地址
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数据
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地址线
8位RAM
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0xcf 版权：力天电子