华中科技大学电信系数电课件绪论

二进制数的一般表达式为:
系数
位权
(N)2 Ki2i,Ki[0,1]
i
谢谢！
模拟信号的数字表示 v /mV
20
15
模数转换：
取样＋量化 5
0 t tt t
0 123
d
0
t
0
t
1
t
2
t
3
t/s t/s
数字信号的描述方法
二值数字逻辑 在数字电路中，数字信号取值只有两种： 高和低。用逻辑0和逻辑1来表示。 逻辑0和逻辑1表示两种对立的逻辑状态 逻辑0和逻辑1可以很方便的和电路状态对 应（电子器件的开和关、电压的高和低）
课程目标
获得适应信息时代的数字电子技术方面的基本理论、基 本知识和基本技能。培养分析和解决实际问题的能力。
弄懂基本原理和概念 掌握方法 通过自学拓宽知识面
考核
平时成绩 20% 考试 80%
模拟信号和数字信号
模拟信号---时间和幅值均连续变化的电信号 数字信号---在时间上和幅值上均是离散的信号
电子管
电压控制器件
电真空技术
1906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。世界上第一台计算机用了1.8万 只电子管，占地170平方米，重30吨， 耗电150W。 目前在一些大功率发射装置中使用。
晶体管
电流控制器件 半导体技术
集成电路
数字系统的分类
按集成度
元件级（二极管、三级管、电阻电容等） 小规模集成电路级（与门、或门等） 中、大规模集成电路级（计数器等） 超大规模、甚大规模集成电路级（CPU等） 复杂数字系统
按电路结构和工作特点
组合逻辑电路 时序逻辑电路
本课程要学习的主要内容
数制——数制转换（自学）
二进制数的表示方法 二进制数只有0、1两个数码，它的表达、存储简单，在数字 电路和计算机中普遍采用。
二进制数中只有0和1两个数码。进位规律是：“逢二进一” 各位
的权都是2的幂。 例如：1+1= 10 = 1×21 + 0×20
注：数字电路中也使用多值逻辑
逻辑电平和电压的关系
在电路中用低、高电平表示0、1两种逻辑状态
逻辑电平与电压值的关系（正逻辑）
电压(V) +5 0
二值逻辑 1 0
电平 H(高电平) L(低电平)
不同的器件
可能会对应 不同的电压
数字Байду номын сангаас形的两种类型
(a)非归零型
(b)归零型
高电平
(a) 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0
数字系统的发展历史（续）
1947年，晶体管发明（贝尔实验室 ） 1959年，电话数字交换方案及实验室样机 20世纪60年代，集成电路出现 1971年，微处理器4004；Intel 20世纪70年代到80年代，数字技术迅猛发
展 ，广泛应用 从20世纪80年代开始，数字电路逐步采用超
大规模专用集成电路（ASIC）技术
华中科技大学电信系数电课件绪论
数字电路与逻辑设计
覃海峰 2007.3
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本课程的主要内容
数字电路的设计和分析
数字信号传输、变换、产生等。
模拟电路： 传送、变换、处理模拟信号的电子电路；
数字电路： 传送、变换、处理数字信号的电子电路；
课程的特点和学习目标
课程特点
发展快、应用广、工程实践性强
实际应用设计电路数学分析 计算机设计
数字电路的测试技术
电压表
测量高低电平
示波器
观察电路中的波型
逻辑分析仪
可同时观察大量波型
数字系统的发展历史
1642年，机械加法器； 1671年，机械乘法/除法器； 1847，布尔代数（George Boole）；
1938年，现代交换代数
（Claude Shannon ）； 1906年 真空三极管发明； 1946年，第一台电子计算机ENIAC；
数字电路－数字系统的基础
数字通信系统 计算机系统 数字视听系统 等等。。。
模拟电路－数字电路－数字系统
模拟电路是数字电路的基础 数字系统离不开模拟电子技术
数字电路的分析方法
数学基础：逻辑代数 工具：逻辑表达式、真值表、波型图等 使用计算机仿真
数字电路的设计方法
传统设计方法 应用问题电路问题数学问题
低电平
(b) Δt
Δt为一拍(一位） 数字波形
10
比特率 -------- 每秒钟转输数据的位数
有脉冲 无脉冲
数字电路的主要优点
1、)稳定性高,抗干扰能力强 2、)易于设计,精度高 3、)便于大规模集成,批量生产 ,体积小,通用性好,成本低.
4、)具可编程性,可实现硬件设计软件化 5、)高速度 低功耗 6、)便于加密 解密