数字电路课件：绪论

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1、绪论数字电路数字电路沈阳航空航天大学沈阳航空航天大学电子信息工程学院电子信息工程学院绪论 数字电路在数字通信和电子计算机中扮演着数字电路在数字通信和电子计算机中扮演着举足轻重的重要角色，举足轻重的重要角色，是数字通信和电子计算机是数字通信和电子计算机的重要基石，构成了数字通信设备和电子计算机的重要基石，构成了数字通信设备和电子计算机的硬件基础。的硬件基础。绪论数字信号和数字电路数字信号和数字电路设计方法的变化设计方法的变化绪绪 论论绪论 数字信号和数字电路数字信号和数字电路数字量和模拟量数字量和模拟量模拟电路：模拟电路：数字电路：数字电路：处理的信号是处理的信号是离散离散的信号的信号处理的信号

2、是处理的信号是连续连续的信号的信号数字信号和模拟信号数字信号和模拟信号数字电路和模拟电路数字电路和模拟电路时间、数值上均离散时间、数值上均离散时间和数值上连续时间和数值上连续表示数字量的信号表示数字量的信号表示模拟量的信号表示模拟量的信号绪论数字电路的分类数字电路的分类1.按电路类型分类按电路类型分类(1)组合逻辑电路组合逻辑电路 输出只与当时的输入有关，如：编码器、加减法器、比输出只与当时的输入有关，如：编码器、加减法器、比较器、数据选择器。较器、数据选择器。(2)时序逻辑电路时序逻辑电路 输出不仅与当时的输入有关，还与电路原来的状态有关。输出不仅与当时的输入有关，还与电路原来的状态有关。如

3、：触发器、计数器、寄存器。如：触发器、计数器、寄存器。2.按半导体的导电类型分类按半导体的导电类型分类(1)双极型电路双极型电路(2)单极型电路单极型电路绪论集集成成电电路路首先介绍一下电子器件的发展首先介绍一下电子器件的发展电电子子管管晶晶体体管管小规模集成电路小规模集成电路(SSI)中规模集成电路中规模集成电路(MSI)大规模集成电路大规模集成电路(LSI)超大规模超大规模 集成电路集成电路 VLSI 1906年，福雷斯特等发明了电子管；电子年，福雷斯特等发明了电子管；电子管体积大、重量重、耗电大、寿命短。世界上管体积大、重量重、耗电大、寿命短。世界上第一台计算机用了第一台计算机用了1.8

4、万只电子管，占地万只电子管，占地170平方平方米，重米，重30吨，耗电吨，耗电150KW。目前在一些大功率。目前在一些大功率发射装置中使用。发射装置中使用。1948年，肖克利等发明了晶体年，肖克利等发明了晶体管，其性能在体积、重量方面明显管，其性能在体积、重量方面明显优于电子管，但器件较多时由分立优于电子管，但器件较多时由分立元件组成的元件组成的分立电路体积大、焊点分立电路体积大、焊点多、电路的可靠性差。多、电路的可靠性差。1960年集成电路出现，年集成电路出现，成千上万个器件集成在一块芯片，成千上万个器件集成在一块芯片，大大促进了电子学的发展，尤其大大促进了电子学的发展，尤其促进数字电路和微

5、型计算机的飞促进数字电路和微型计算机的飞速发展。速发展。芯片中集成上万个芯片中集成上万个等效门电路，目前等效门电路，目前高的已达上百万。高的已达上百万。3.按集成度分类按集成度分类(分立元件）分立元件）绪论3.按集成度分类按集成度分类绪论数字电路的特点数字电路的特点1、易集成化。两个状态、易集成化。两个状态“0”和和“1”，对元件精度要求低。，对元件精度要求低。数字电路研究二数字电路研究二值逻辑的内容值逻辑的内容 2、工作、工作信号信号是是离散离散的，因此电路中工作的的，因此电路中工作的半导体管半导体管多数多数工作在工作在开关状态开关状态。例如二极管工作在导通和截止态，三极管工。例如二极管工作

6、在导通和截止态，三极管工作在饱和态和截止态。作在饱和态和截止态。3、研究对象是、研究对象是输入输入和和输出输出的的逻辑关系逻辑关系，因此主要的，因此主要的分析分析工具是逻辑代数工具是逻辑代数，表达电路的功能主要是真值表、逻辑表达，表达电路的功能主要是真值表、逻辑表达式及波形图等。式及波形图等。绪论（4）抗干扰能力强，可靠性高。信号易辨别不易受）抗干扰能力强，可靠性高。信号易辨别不易受噪声干扰。噪声干扰。（5）便于长期存储。）便于长期存储。（6）通用性强，成本低，系列多。）通用性强，成本低，系列多。（7）保密性好。容易进行加密处理。）保密性好。容易进行加密处理。绪论数字电路的应用数字电路的应用

7、1 1在数字通信系在数字通信系统中，可以用若干统中，可以用若干个个0 0，1 1编制成各种编制成各种代码，分别代表不代码，分别代表不同的含义，用以实同的含义，用以实现信息的传递（全现信息的传递（全球通手机）。球通手机）。2 2利用数字电路利用数字电路的逻辑功能，可以的逻辑功能，可以设计出各种各样的设计出各种各样的数字控制装置用来数字控制装置用来实现对生产过程的实现对生产过程的自动控制，精密机自动控制，精密机床，巡航导弹床，巡航导弹。绪论3 3近代测量仪表中，也广泛采用了近代测量仪表中，也广泛采用了数字电路。例数字电路。例 ：数字万用表。：数字万用表。4 4当代最杰出的应用数字电路的当代最杰出的

8、应用数字电路的成就成就-计算机。今天，计算机不计算机。今天，计算机不仅成了近代自动控制系统中不可缺仅成了近代自动控制系统中不可缺少的一个组成部分，而且几乎渗透少的一个组成部分，而且几乎渗透到国民经济和人民生活的一切领域到国民经济和人民生活的一切领域中，并且在许多方面引起了根本性中，并且在许多方面引起了根本性的变革的变革。绪论例、例、8086/8088的运行过程的运行过程操作操作：2 和和 2000单元内的数单元内的数10 相加相加.指令：指令：mov al,2000 add al,02 hlt机器指令：机器指令：1010 0000 A0h mov al,2000 0000 0000 00h 0

9、010 0000 20h 0000 0100 04h add al,02 0000 0010 02h 1111 0100 F4h hlt 绪论绪论会议电视会议电视数字移动蜂窝电话数字移动蜂窝电话家庭信息中心家庭信息中心虚拟教育虚拟教育数字相机数字相机自动驾驶汽车自动驾驶汽车视觉感应器视觉感应器数据存储与处理数据存储与处理绪论 传统的设计方法：传统的设计方法：现代的设计方法：现代的设计方法：纯硬件电路逻辑设计，采用试凑纯硬件电路逻辑设计，采用试凑法；比较适合分立元件及小规模集成法；比较适合分立元件及小规模集成电路的设计，所设计的电路需要反复电路的设计，所设计的电路需要反复调试，而且所用的元器件较

10、多，出问调试，而且所用的元器件较多，出问题概率较高，电路的可靠性较差。题概率较高，电路的可靠性较差。从传统的硬件逻辑设计发展为硬从传统的硬件逻辑设计发展为硬件逻辑设计、软件逻辑设计及兼有两件逻辑设计、软件逻辑设计及兼有两者优点的集成电路的者优点的集成电路的ASIC设计。采设计。采用从上到下或从下到上的设计方法，用从上到下或从下到上的设计方法，出现了相应的电子设计自动化技术出现了相应的电子设计自动化技术（EDA）和复杂电路的测试技术。）和复杂电路的测试技术。设计方法的变化设计方法的变化绪论考考 试试1、旷课、旷课3次次（含（含3次）次）以上，以上，取消考试资格。取消考试资格。3、实验为、实验为7

11、次，任缺次，任缺1次者次者取消考试资格。取消考试资格。4、课程成绩课程成绩=期末考试试卷成绩期末考试试卷成绩70%+平时成绩；平时成绩；其中平时成绩包括实验、考勤、作业、课堂表现。其中平时成绩包括实验、考勤、作业、课堂表现。2、作业必须按时、认真、独立完成。（必须抄题，、作业必须按时、认真、独立完成。（必须抄题，用尺画图，否则返回重写），缺作业用尺画图，否则返回重写），缺作业4次以上（含次以上（含4次）者取消期末考试资格。次）者取消期末考试资格。绪论1、数字系统设计基础、数字系统设计基础沈嗣昌沈嗣昌航空工业出版社航空工业出版社2、数字电路与系统、数字电路与系统刘宝琴刘宝琴清华大学出版社清华大学出版社3、数字设计、数字设计张张 著著北京理工大学出版社北京理工大学出版社参考资料参考资料 本课程所选用的教材为：清华大学阎石主编的本课程所选用的教材为：清华大学阎石主编的数字电子技术基础数字电子技术基础（第五版），高等教育出版社。（第五版），高等教育出版社。4、数字电子技术基础、数字电子技术基础 康华光康华光 高等教育出版社高等教育出版社5、电子技术及其应用基础、电子技术及其应用基础 李哲英李哲英 高等教育出版社高等教育出版社绪论真的要退出真的要退出绪论绪论吗吗？是是Y否否N