数字电路基础-PPT课件
合集下载
《数字电路说课》课件
数字电路设计方法
单击此处添加文本具体内容
GENERAL WORK REPORT FOR FOREIGN
硬件描述语言
硬件描述语言（HDL）是一种用于描述数字电 路和系统的语言，它能够描述电路的结构、行 为和功能。常见的硬件描述语言包括Verilog 和VHDL。
HDL的主要优点是能够在高抽象层次上描述电 路，使得设计者能够更加关注电路的逻辑和行 为，而不是具体的实现细节。这有助于提高设 计的可重用性和可维护性。
数字电路说课
单击此处添加文本具体内容
GENERAL WORK REPORT FOR FOREIGN
CONTENTS
目录
1
WORKREVIEW
数字电路概述
2
UNDERWORK
数字电路基础知识
4
FUTUREOUTLOO K
数字电路的实现与 测试
5
Байду номын сангаас
UNDERWORK
数字电路的故障诊 断与排除
3
WORKHARVEST
数字电路基础知识
单击此处添加文本具体内容
GENERAL WORK REPORT FOR FOREIGN
逻辑门电路
总结词
逻辑门电路是数字电路的基本组成部 分，用于实现逻辑运算。
详细描述
逻辑门电路有与门、或门、非门等基本 类型，它们通过输入和输出的逻辑关系 实现逻辑运算，是构成复杂数字电路的 基础。
03
随着数字电路功能的日益复杂，设计与验证的难度越来越大，
需要更高效的设计与验证方法。
数字电路的未来展望
数字电路将继续在材料、工艺、设计方 法等方面取得创新突破，推动集成电路 技术的不断发展。
数字电路基础课件ppt
详细描述
首先，需要明确数字逻辑功能，并选择合适的硬件描述语言（如VHDL或Verilog）编写程序。然后，使用EDA工具进行综合和布局布线，生成可编程的配置文件。最后，将配置文件下载到FPGA或CPLD中实现设计的逻辑功能。
05
数字电路的测试与调试
输入输出测试
时序测试
负载测试
仿真测试
01
02
03
04
检查电路的输入和输出是否符合设计要求，验证电路的功能是否正常。
测试电路中各个逻辑门之间的信号传输是否符合时序要求，确保电路的时序逻辑正确。
测试电路在不同负载条件下的性能表现，验证电路的稳定性和可靠性。
利用仿真软件模拟电路的工作过程，发现潜在的设计缺陷和错误。
将电路划分为若干个部分，分别进行调试，逐步排查问题所在。
总结词
应用领域与趋势
详细描述
数字电路广泛应用于计算机、通信、控制等领域。随着技术的发展，数字电路的设计和制造工艺不断进步，集成电路的规模越来越大，数字电路的应用前景十分广阔。
总结词：差异比较
详细描述：数字电路和模拟电路在处理信号的方式、电路结构和功能等方面存在显著差异。模拟电路处理的是连续变化的信号，而数字电路处理的是离散的二进制信号。此外，数字电路具有更高的抗干扰能力和稳定性。
数字电路设计基础
总结词
详细描述
总结词ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
详细描述
组合逻辑电路是数字电路中最基本的电路，其设计主要基于逻辑代数和真值表。
组合逻辑电路由逻辑门电路组成，其输出仅取决于当前输入，不涉及任何记忆元件。常见的组合逻辑电路有加法器、比较器、编码器、译码器等。
组合逻辑电路的设计步骤包括定义逻辑问题、列出真值表、化简表达式、选择合适的门电路实现等。
数字电路ppt课件
数字电路PPT课件
目录
• 数字电路概述 • 数字电路基础知识 • 数字电路设计 • 数字电路的测试与验证 • 数字电路的优化与改进 • 数字电路的未来发展
01
数字电路概述
定义与特点
定义
数字电路是处理离散的二进制信 号的电路，这些信号通常表示为 高电平（逻辑1）和低电平（逻辑 0）。
特点
数字电路具有高可靠性、高稳定 性、易于大规模集成等优点，广 泛应用于计算机、通信、控制等 领域。
光数字电路的发展需要解决光子器件 的集成度和可靠性问题，以及光信号 的稳定性和可控制性问题。
光数字电路利用光波导、光调制器和 光探测器等光子器件实现信号的传输 和处理，可应用于高速通信、并行计 算等领域。
THANKS
感谢观看
确保其正常工作。
故障诊断
故障定位
通过测试和分析，确定故障发生的位置和原 因。
故障排除
针对故障模式，采取相应的措施排除故障， 恢复数字电路的正常工作。
故障模式识别
根据故障的表现形式，识别出故障的模式。
故障预防
通过分析和总结，预防类似故障的再次发生 。
可靠性分析
可靠性评估
对数字电路的可靠性进行评估，包括 平均无故障时间、失效率等指标。
02
数字电路基础知识
逻辑门电路
与门
实现逻辑与运算，当输入都为 高电平时，输出为高电平。
或门
实现逻辑或运算，当输入中至 少有一个为高电平时，输出为 高电平。
非门
实现逻辑非运算，当输入为高 电平时，输出为低电平；当输 入为低电平时，输出为高电平 。
异或门
当两个输入不同时，输出为高 电平；当两个输入相同时，输
可重构电路设计
目录
• 数字电路概述 • 数字电路基础知识 • 数字电路设计 • 数字电路的测试与验证 • 数字电路的优化与改进 • 数字电路的未来发展
01
数字电路概述
定义与特点
定义
数字电路是处理离散的二进制信 号的电路，这些信号通常表示为 高电平（逻辑1）和低电平（逻辑 0）。
特点
数字电路具有高可靠性、高稳定 性、易于大规模集成等优点，广 泛应用于计算机、通信、控制等 领域。
光数字电路的发展需要解决光子器件 的集成度和可靠性问题，以及光信号 的稳定性和可控制性问题。
光数字电路利用光波导、光调制器和 光探测器等光子器件实现信号的传输 和处理，可应用于高速通信、并行计 算等领域。
THANKS
感谢观看
确保其正常工作。
故障诊断
故障定位
通过测试和分析，确定故障发生的位置和原 因。
故障排除
针对故障模式，采取相应的措施排除故障， 恢复数字电路的正常工作。
故障模式识别
根据故障的表现形式，识别出故障的模式。
故障预防
通过分析和总结，预防类似故障的再次发生 。
可靠性分析
可靠性评估
对数字电路的可靠性进行评估，包括 平均无故障时间、失效率等指标。
02
数字电路基础知识
逻辑门电路
与门
实现逻辑与运算，当输入都为 高电平时，输出为高电平。
或门
实现逻辑或运算，当输入中至 少有一个为高电平时，输出为 高电平。
非门
实现逻辑非运算，当输入为高 电平时，输出为低电平；当输 入为低电平时，输出为高电平 。
异或门
当两个输入不同时，输出为高 电平；当两个输入相同时，输
可重构电路设计
《数字电路技术》PPT课件
精选课件ppt
（1-2）
模拟信号： 正弦波信号 u
锯齿波信号
u
精选课件ppt
t t
（1-3）
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。
精选课件ppt
（1-4）
精选课件ppt
（1-11）
每四位2进 十六进制与二进制之间的转换： 制数对应
一位16进 制数
(0101 1001)B= [027+1 26+0 25+1 24
+1 23+0 22+0 21+1 20]D
= [(023+1 22+0 21+1 20) 161
+(1 23+0 22+0 21+1 20) 160]D =(59)H
(10011100101101001000)O=
(10 011 100 101 101 001 000)D =
( 2 3 4 5 5 1 0 )O
=(2345510)O
精选课件ppt
（1-14）
（4）十进制与二进制之间的转换：
（N）D Ki 2i i0
两边除二，余第0位K0
（N 2） Di 1Ki 2i1K 20
精选课件ppt
（1-19）
在BCD码中，用四位二进制数表示 0~9十个数码。四位二进制数最多可以 表示16个字符，因此0~9十个字符与这 16中组合之间可以有多种情况，不同的 对应便形成了一种编码。这里主要介绍：
8421码 5421码
2421码 余3码
数字电路基础(全部课件)
②如果一个N进制数M包含ｎ位整数和ｍ位小数，即 (an-1 an-2 … a1 a0 ·a－1 a－2 … a－m)2
则该数的权展开式为： (M)2 ＝ an-1×Nn-1 ＋ an-2 ×Nn-2 ＋ … ＋a1×N1＋ a0 ×N0
＋a－1 ×N-1＋a－2 ×N-2＋… ＋a－m×N-m ③由权展开式很容易将一个N进制数转换为十进制数。
事物往往存在两种对立的状态，在逻辑代数中可以抽 象地表示为 0 和 1 ，称为逻辑0状态和逻辑1状态。
逻辑代数中的变量称为逻辑变量，用大写字母表示。 逻辑变量的取值只有两种，即逻辑0和逻辑1，0 和 1 称为 逻辑常量，并不表示数量的大小，而是表示两种对立的逻 辑状态。
1.3.1 基本逻辑运算
1、与逻辑（与运算）
2、二进制
数码为：0、1；基数是2。 运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。 二进制数的权展开式： 如：(101.01)2＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2
－2 ＝(5.25)10
各数位的权是２的幂
二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元 件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。
（3）对组成数字电路的元器件的精度要求不高， 只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可。
2、数字电路的分类
（1）按集成度分类：数字电路可分为小规模（SSI，每 片数十器件）、中规模（MSI，每片数百器件）、大规模 （LSI，每片数千器件）和超大规模（VLSI，每片器件数 目大于1万）数字集成电路。集成电路从应用的角度又可 分为通用型和专用型两大类型。
A
B
B
E
Y
E
Y
A接通、B断开，灯亮。
A、B都接通，灯亮。
则该数的权展开式为： (M)2 ＝ an-1×Nn-1 ＋ an-2 ×Nn-2 ＋ … ＋a1×N1＋ a0 ×N0
＋a－1 ×N-1＋a－2 ×N-2＋… ＋a－m×N-m ③由权展开式很容易将一个N进制数转换为十进制数。
事物往往存在两种对立的状态，在逻辑代数中可以抽 象地表示为 0 和 1 ，称为逻辑0状态和逻辑1状态。
逻辑代数中的变量称为逻辑变量，用大写字母表示。 逻辑变量的取值只有两种，即逻辑0和逻辑1，0 和 1 称为 逻辑常量，并不表示数量的大小，而是表示两种对立的逻 辑状态。
1.3.1 基本逻辑运算
1、与逻辑（与运算）
2、二进制
数码为：0、1；基数是2。 运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。 二进制数的权展开式： 如：(101.01)2＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2
－2 ＝(5.25)10
各数位的权是２的幂
二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元 件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。
（3）对组成数字电路的元器件的精度要求不高， 只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可。
2、数字电路的分类
（1）按集成度分类：数字电路可分为小规模（SSI，每 片数十器件）、中规模（MSI，每片数百器件）、大规模 （LSI，每片数千器件）和超大规模（VLSI，每片器件数 目大于1万）数字集成电路。集成电路从应用的角度又可 分为通用型和专用型两大类型。
A
B
B
E
Y
E
Y
A接通、B断开，灯亮。
A、B都接通，灯亮。
《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
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
数字逻辑电路大全PPT课件(2024版)
第6页/共48页
Rb1 4kΩ
Rc 2 1.6kΩ
Vc 2
1
+VCC（ +5V） Rc4 130Ω
3
T2 4
1
3
A
31
2T2
D Vo
B
T1
C
Ve 2
1
3
2T 3
Re2
1kΩ
输入级
中间级
输出级
第7页/共48页
2．TTL与非门的逻辑关系
（1）输入全为高电平3.6V时。
T2、T3导通，VB1=0.7×3=2.1（V ），
列。 6 ． 74AS 系 列 —— 为 先 进 肖 特 基 系
列， 它是74S系列的后继产品。 7．74ALS系列——为先进低 功耗肖特基系列， 是74LS系列的后继产品。
第30页/共48页
2.3
一、 NMOS门电路 1．NMOS非门
MOS逻辑门电路
VDD (+12V)
VDD (+12V)
VDD (+12V)
0.4V
高 电 平 噪 声 容 限 第1V5页NH/共＝48V页OH （ min ） - VON ＝ 2.4V-2.0V ＝
四、TTL与非门的带负载能力
1．输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH （1）输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入端
接低电平时，从门电路输入端流出的电流。
& Vo G0
呈 现 高 阻 ， 称 为 高 阻 态 ， 或 禁 止 态+V。CC
Rc2
Rc4
Rb1
Vc2 1
3
T2 4
A
&
B
L
EN
数字电路基础—数字电路的分类(电子技术课件)
三、数字电路的分类
• 根据电路结构不同分 分立元件电路
将晶体管、电阻、电容等元器件用导线 在线路板上连接起来的电路。
• 根据半导体的导电类型不同分 双极型数字集成电路
以双极型晶体管作为基本器件 例如 TTL
集成电路
将上述元器件和导线通过半导体制造工 艺做在一块硅片上而成为一个不可分割 的整体电路。
单极型数字集成电路
高集成度的数字逻辑系统 例如：各种型号的单片机，即在一片硅片上集成一 个完整的微型计算机
逻辑部件 包括：计数器、 译码器、编码器、数据选择器、 寄存器、算术运算器、比较器、转换电路等
大规模集成电路 100 ~ 1000 门/片或 1000 数字逻辑系统
LSI
~100000 个元件/片
包括：中央控制器、存储器门/片或大于
VLSI
10 万个元件/片
以单极型晶体管作为基本器件 例如 CMOS
三、数字电路的分类
• 根据集成密度不同分
集成电路分类
集成度
电路规模与范围
小规模集成电路 1 ~ 10 门/片或10 ~ 100 逻辑单元电路
SSI
个元件/片
包括：逻辑门电路、集成触发器
中规模集成电路 MSI
10 ~ 100 门/片或 100 ~ 1000 个元件/片
• 根据电路结构不同分 分立元件电路
将晶体管、电阻、电容等元器件用导线 在线路板上连接起来的电路。
• 根据半导体的导电类型不同分 双极型数字集成电路
以双极型晶体管作为基本器件 例如 TTL
集成电路
将上述元器件和导线通过半导体制造工 艺做在一块硅片上而成为一个不可分割 的整体电路。
单极型数字集成电路
高集成度的数字逻辑系统 例如：各种型号的单片机，即在一片硅片上集成一 个完整的微型计算机
逻辑部件 包括：计数器、 译码器、编码器、数据选择器、 寄存器、算术运算器、比较器、转换电路等
大规模集成电路 100 ~ 1000 门/片或 1000 数字逻辑系统
LSI
~100000 个元件/片
包括：中央控制器、存储器门/片或大于
VLSI
10 万个元件/片
以单极型晶体管作为基本器件 例如 CMOS
三、数字电路的分类
• 根据集成密度不同分
集成电路分类
集成度
电路规模与范围
小规模集成电路 1 ~ 10 门/片或10 ~ 100 逻辑单元电路
SSI
个元件/片
包括：逻辑门电路、集成触发器
中规模集成电路 MSI
10 ~ 100 门/片或 100 ~ 1000 个元件/片
数字电子技术基础ppt课件
R
vo K合------vo=0, 输出低电平
vi
K
只要能判
可用三极管 代替
断高低电 平即可
在数字电路中，一般用高电平代表1、低 电平代表0，即所谓的正逻辑系统。
2.2.2 二极管与门
VCC
A
D1
FY
B
D2
二极管与门
A
B
【 】 内容 回顾
AB Y 00 0 01 0 100 11 1
&
Y
2.2.2 二极管或门
一般TTL门的扇出系数为10。
三、输入端负载特性
输入端 “1”,“0”？
A
ui
RP
R1 b1
c1
T1
D1
•
R2
•
T2
•
R3
VCC
•
R4
T4 D2
•
Y
T5
•
简化电路
R1
VCC
ui
A ui
T1
be
RP
2
be 0
RP
5
RP较小时
ui
RP RP R1
(Vcc Von )
当RP<<R1时, ui ∝ RP
•
R4
T4 D2
•
Y
T5
•
TTL非门的内部结构
•
R1
R2
A
b1 c1
T1
•
T2
D1
•
R3
VCC
•
R4
T4 D2
•
Y
T5
•
前级输出为 高电平时
•
R2
R4
VCC
T4 D2
课件数字电路.ppt
将开关接通记作1，断开记作0；灯亮记作1，灯 灭记作0。可以作出如下表格来描述与逻辑关系：
功能表
开关 A 开关 B 灯 Y
A
断开 断开
灭
0
断开 闭合
灭
0
1
闭合 断开
灭
1
闭合 闭合 亮
BY
00 真 10 值
00 表
11
两个开关均接通时，灯才会 Ｙ＝Ａ•Ｂ
亮。逻辑表达式为：
实现与逻辑的电路称为与门。
对偶定理：如果两个逻辑式相等，则它们的对偶 式也相等。
利用对偶规则,可以使要证明及要记忆的公 式数目减少一半。
逻辑函数及其表示方法
逻辑函数
如果以逻辑变量作为输入，以运算结果作为 输出，当输入变量的取值确定之后，输出的取值 便随之而定。输出与输入之间的函数关系称为逻 辑函数。Y=F(A,B,C,…)
反演定理 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 演定理。
对偶定理
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 YD, YD称为Y的对偶 式。
基本公式
0-1
律：
A A
0 A 1 A
A 1 1 A 0 0
互补律： A A 1 A A 0
分别令A=0及 A=1代入这些 公式，即可证 明它们的正确 性。
重叠律： A A A A A A
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2）进一步学习设计专用集成电路(ASIC)
3.课程研究内容 ------数字信号传输、变换、产生等。内容涉及信号处
理的器件、功能电路及系统。
4.课程特点与学习方法
• 课程特点
1 ) 发展快
2 )应用广
3 )工程实践性强
每18个月芯片的集成度提高1倍,而功耗下降一半。
• 学习方法 打好基础、 关注发展、 主动更新、 注重实践
• 仅在确定的时间点上有定义(tn) • 定义时间点上的信号幅度仅有量化区间上的数值(量化编码)
0
t
数字逻辑信号和波形 用符号0和1来表示幅度，称为逻辑0和逻辑1 数字波形是逻辑电平对时间的图形表示。
1 0
(a) 非周期数字波形
1 0
(b) 周期数字波形
二进制数字波形（bit）
• 一个比特表示两个状态，多个状态要用更多比特才能表示 • 在数字电子技术和计算机应用中，采用多比特数字信号
20 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
LSB
21 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
位值 二值波形
22 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
23 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
MSB
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
MSB
(a)
打印机
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
143.75 = 1 102 4 101 3 100
7 10 1 5 10 2
任意一个十进制数N可以表示成：
6 AA 0
7 A + A =A
AA 1
AA=A
8 AA
9 A + AB =A
A (A+B) = A
10 A B A B
A+B A B
T/℃ 2 200.5 2 200.0 2 199.5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 t/s
温度波动曲线
模拟信号与数字信号
模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号
• 具有无限密集的时间定义区间 • 具有无穷密集的数值定义区间
O
tO
O
t
t
正弦波
三角波
调幅波
数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号
第一章 数字逻辑概论
1.1数字电路与数字信号 1.2数制 1.3逻辑函数及其表示方法
1.1数字电路与数字信号
信号承载信息，即信号是信息的物理表现形式
• 电子系统处理电信号，其物理形式是电压或电流波形 • 声音、图像、亮度、温度等等物理信息，都可以通过传感器转换而得到相
应的电信号
• 信号波形代表了相应物理量的变化
十进制数
多比特二进制信号的串行或并行处理
1）串行方式：多比特信号按比特位依次处理，要求信号按位依次传 送
2）并行方式：多比特信号的所有位同时处理，要求各比特位要同时 传送
时钟线 数据线
1 CP 0 0 1 2 3 4 5 6 7
串行 数据
1 MSB 0
LSB
00110110
t
计算机
LSB 0 0 1 1 0 1 1 0
LOGO
电子技术基础(数字部分)
张岩
1.课程性质：
是电类专业的：
具入门性质的、重要的专业基础课
2.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， 为以后学习与数字电子技术相关学科和专业应用打好以 下两方面的基础: 1）正确分析、设计数字电路，特别是集成电路
、D、E、F
任意一个十六进制数展开式为：M 16 hi 16i i
数置转换
1. 二 －十进制转换 2. 十 － 二进制转换 3. 十 － 二进制转换 4. 二进制 –八进制转换 5. 二进制 －十六进制转换 6. 十六进制－二进制转换 7. 十六进制数与十进制数的转换
M 10 ai 10i i ai：第i位的系数
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
（101.11）2 = 1 22 0 21 1 20 1 21 1 22 =（5.75）10
第二章 逻辑代数与硬件描述语言
2.1逻辑代数 2.2逻辑函数的卡诺图化简法
逻辑值
逻辑代数
逻辑变量 逻辑运算
运算的表示
逻辑函数与真值表
0、1－ 代表两种不同的状态 取值为逻辑值0 或 1 三个基本运算－与、或、非 最基本的表示－真值表
例：给定函数F=(A,B)
AB
F
两个自变量，共有四种取值组合 F(0,0)=0；F(0,1)=0； F(1,0)=1；F(1,1)=1；
课程学习中: 了解电路功能的应用背景,注重学习分析问题、解决问题
能力的培养。
注重理解和掌握功能部件的外特性、多练习、多动手
数电的内容
第1章 数字逻辑概论 第3章 逻辑门电路
第2章 逻辑代数与HDL基础 第4章 组合逻辑电路
第5章 锁存器与触发器 第6章 时序逻辑电路 第7章 存储器 复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列 第8章 脉冲波形的产生与变换 第9章 数模与模数转换器 第10章 数字系统设计基础
00
0
01
0
10
1
三个自变量，有八种取值组合
Байду номын сангаас
四个自变量，有十六种取值组合 …
11
1
序号
公式a
公式b
1 A0=0
A + 1=1
2 A1=A
A + 0 =A
3 AB=BA
A+B=B+A
4 A (B C) = (A B) C A + ( B + C)= (A + B) +C
5 A (B + C) = A B +A C A + B C= (A + B) (A + C)
任意一个二进制数N可以表示成：
M 2 bi 2i i
3. 八进制：以八为基数的记数体制表示数的 八个数码：0、1 、2、3 、4、5、6 、7
遵循逢八进一的规律
任意一个八进制数N可以表示成： M8 oi 8i i
4. 十六进制：
0 、 1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C
3.课程研究内容 ------数字信号传输、变换、产生等。内容涉及信号处
理的器件、功能电路及系统。
4.课程特点与学习方法
• 课程特点
1 ) 发展快
2 )应用广
3 )工程实践性强
每18个月芯片的集成度提高1倍,而功耗下降一半。
• 学习方法 打好基础、 关注发展、 主动更新、 注重实践
• 仅在确定的时间点上有定义(tn) • 定义时间点上的信号幅度仅有量化区间上的数值(量化编码)
0
t
数字逻辑信号和波形 用符号0和1来表示幅度，称为逻辑0和逻辑1 数字波形是逻辑电平对时间的图形表示。
1 0
(a) 非周期数字波形
1 0
(b) 周期数字波形
二进制数字波形（bit）
• 一个比特表示两个状态，多个状态要用更多比特才能表示 • 在数字电子技术和计算机应用中，采用多比特数字信号
20 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
LSB
21 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
位值 二值波形
22 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
23 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
MSB
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
MSB
(a)
打印机
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
143.75 = 1 102 4 101 3 100
7 10 1 5 10 2
任意一个十进制数N可以表示成：
6 AA 0
7 A + A =A
AA 1
AA=A
8 AA
9 A + AB =A
A (A+B) = A
10 A B A B
A+B A B
T/℃ 2 200.5 2 200.0 2 199.5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 t/s
温度波动曲线
模拟信号与数字信号
模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号
• 具有无限密集的时间定义区间 • 具有无穷密集的数值定义区间
O
tO
O
t
t
正弦波
三角波
调幅波
数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号
第一章 数字逻辑概论
1.1数字电路与数字信号 1.2数制 1.3逻辑函数及其表示方法
1.1数字电路与数字信号
信号承载信息，即信号是信息的物理表现形式
• 电子系统处理电信号，其物理形式是电压或电流波形 • 声音、图像、亮度、温度等等物理信息，都可以通过传感器转换而得到相
应的电信号
• 信号波形代表了相应物理量的变化
十进制数
多比特二进制信号的串行或并行处理
1）串行方式：多比特信号按比特位依次处理，要求信号按位依次传 送
2）并行方式：多比特信号的所有位同时处理，要求各比特位要同时 传送
时钟线 数据线
1 CP 0 0 1 2 3 4 5 6 7
串行 数据
1 MSB 0
LSB
00110110
t
计算机
LSB 0 0 1 1 0 1 1 0
LOGO
电子技术基础(数字部分)
张岩
1.课程性质：
是电类专业的：
具入门性质的、重要的专业基础课
2.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， 为以后学习与数字电子技术相关学科和专业应用打好以 下两方面的基础: 1）正确分析、设计数字电路，特别是集成电路
、D、E、F
任意一个十六进制数展开式为：M 16 hi 16i i
数置转换
1. 二 －十进制转换 2. 十 － 二进制转换 3. 十 － 二进制转换 4. 二进制 –八进制转换 5. 二进制 －十六进制转换 6. 十六进制－二进制转换 7. 十六进制数与十进制数的转换
M 10 ai 10i i ai：第i位的系数
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
（101.11）2 = 1 22 0 21 1 20 1 21 1 22 =（5.75）10
第二章 逻辑代数与硬件描述语言
2.1逻辑代数 2.2逻辑函数的卡诺图化简法
逻辑值
逻辑代数
逻辑变量 逻辑运算
运算的表示
逻辑函数与真值表
0、1－ 代表两种不同的状态 取值为逻辑值0 或 1 三个基本运算－与、或、非 最基本的表示－真值表
例：给定函数F=(A,B)
AB
F
两个自变量，共有四种取值组合 F(0,0)=0；F(0,1)=0； F(1,0)=1；F(1,1)=1；
课程学习中: 了解电路功能的应用背景,注重学习分析问题、解决问题
能力的培养。
注重理解和掌握功能部件的外特性、多练习、多动手
数电的内容
第1章 数字逻辑概论 第3章 逻辑门电路
第2章 逻辑代数与HDL基础 第4章 组合逻辑电路
第5章 锁存器与触发器 第6章 时序逻辑电路 第7章 存储器 复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列 第8章 脉冲波形的产生与变换 第9章 数模与模数转换器 第10章 数字系统设计基础
00
0
01
0
10
1
三个自变量，有八种取值组合
Байду номын сангаас
四个自变量，有十六种取值组合 …
11
1
序号
公式a
公式b
1 A0=0
A + 1=1
2 A1=A
A + 0 =A
3 AB=BA
A+B=B+A
4 A (B C) = (A B) C A + ( B + C)= (A + B) +C
5 A (B + C) = A B +A C A + B C= (A + B) (A + C)
任意一个二进制数N可以表示成：
M 2 bi 2i i
3. 八进制：以八为基数的记数体制表示数的 八个数码：0、1 、2、3 、4、5、6 、7
遵循逢八进一的规律
任意一个八进制数N可以表示成： M8 oi 8i i
4. 十六进制：
0 、 1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C