数字电路(非常详细)
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（1）数字电路的基本工作信号是用1和0表示的 二进制的数字信号，反映在电路上就是高电平和低 电平。
（2）晶体管处于开关工作状态，抗干扰能力强、 精度高。
（3）通用性强。结构简单、容易制造，便于集 成及系列化生产。
（4）具有“逻辑思维”能力。数字电路能对输 入的数字信号进行各种算术运算和逻辑运算、逻辑 判断，故又称为数字逻辑电路。
状态
例： 灯的开关－－2种取值———1位二进制数 人的性别－－2种取值———1位 学生的籍贯－－32种取值———5位
学生的民族－－56种取值———6位 (26 = 64 ≥56)
东西南北方位－－4种取值———2位
产品的计数－－N种取值——— n位，2n≥N
9
数字电路：处理和传输数字信号的电路。即能对数字信号进行 算术运算和逻辑运算。 三极管工作在开关状态，即饱和区或截止区。
12
（3）按集成电路规模分类
集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目
➢小规模集成电路(Small Scale IC，SSI)
10个门
10 ～100个元件
➢中规模集成电路(Medium Scale IC，MSI)
10 ～100个门 100 ～1000个元件
➢大规模集成电路(Large Scale IC，LSI)
11
0.2.5. 数字电路的分类 （1）按功能分类
组合逻辑电路：电路的输出信号只与当时的输入信号
有关，而与电路原来的状态无关。例：表决器
时序逻辑电路：电路的输出信号不仅与当时的输入信
号有关，而且还与电路原来的状态有关。例：计数器
（2）按结构分类 TTL 双极型（BJT） CMOS 单极型（FET）
100 ～1000个门 1000 ～10000个元件
➢超大规模集成电路(Very Large Scale IC，VLSI)
＞1000个门 ＞ 10000个元件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
➢特大规模集成电路(Ultra Large Scale IC，ULSI)
➢巨大规模集成电路(Gigantic Scale IC，GSI）
13
0.2.6. 当前数字电路设计的趋势
2
第二章逻辑代数基础
概念： ⒈ 基本逻辑关系； ⒉ 逻辑函数的几种表示方法； ⒊ 最小项及标准式； ⒋ 无关项。
函数化简： 公式法和卡诺图法。 要求： ⒈ 基本概念；
⒉ 两种化简方法。
3
第三章逻辑门电路
概念： ⒈ 基础门；
⒉ 集成门功能及电气特性及相应参数； ⒊ 特殊门的特点及应用。
主要参数： VON,VOFF,VOH,VOL,RON,ROFF,IIS,IIH
放大区。
7
0.2.3 数字电路 数字信号：
时间上离散：只在某些时刻有定义。 数值上离散：变量只能是有限集合的一个值， 常用0、1二进制数表示。
8
数字信号取值： 数字信号位数：
0和1两种。 即用二进制表示。
1位二进制表示 2 种状态； n位二进制表示 2n种状态,取2n ≥N
0和1不表示 数值的大小， 没有数值的 概念，仅表 示两种截然 不同的逻辑
一类是CPU的发展.自从晶体管级的CPU问世以来，其集成度几乎1-2年翻 一倍，性能提高一个数量级，例如：1971-1972年出现的Intel4004和4040 （4位），其集成度为2000晶体管，1976年生产的8085（8位），集成度 为9000晶体管/片；而1980年生产的Iapx43201（32位），集成度为100000 晶体管/片，目前奔腾芯片的集成度都达到几百万甚至上千万个晶体管。 工业用品的单片机也得到迅猛的发展，随着超大规模集成电路的发展， 单片机已从4位、8位字长，发展到16位、32位字长。
➢ 越来越大的设计 ➢ 越来越短的推向市场的时间（例如家电） ➢ 越来越低的价格（例如家电） ➢ 大量使用计算机辅助设计工具（EDA技术） ➢ 多层次的设计表述 ➢ 大量使用复用技术
IP（Intellectual Property）
14
集成电路的发展
从20世纪60年代以来数字集成电路经历了SSI 、MSI到LSI 、VLSI的发展 过程,70 年代初1K位存储器标志LSI问世后，微电子技术得到迅猛发展。 标志性的芯片主要有三类:
集成组合电路的应用： 注意使能端（控制端）的正确使用：
要求： ⒈ 概念；
⒉ 分析设计方法； ⒊ 集成电路应用；
5
0.2 数字电路
0.2.1. 基本概念
电信号：指随时间变化的电压和电流。 模拟信号：在时间和幅值上都为连续的信号。 数字信号：在时间和幅值上都为离散的信号。 模拟电路：处理和传输模拟信号的电路。 数字电路：处理和传输数字信号的电路。
考试时间
十一周（具体等教务通知） （100分钟）
考试地点 具体等教务通知
考试题型 简答题、计算题、设计题
半开卷考试
允许带矿大信纸一张，蓝色 圆珠笔书写任意想要写的重点， 考试结束时上交，算作平时成绩 的一部分。
书上例题、作业、实验
1
第一章 数制与编码
要求： ⒈ 会数制转换； ⒉ 符号数的代码表示及应用； ⒊ 8421BCD码、5421BCD码、余三码、格雷码；
算术运算－－对两个(及以上)数字信号进行加、减、 乘、除的算术加工。
逻辑运算－－对数字信号进行与、或、非及其它逻 辑关系的加工处理。
单元电路： 门电路、触发器 由单元电路 构成逻辑部件
逻辑设计： 把单元电路和逻辑部件组成系统，根据确定的
功能要求，设计出相应的数字电路。
10
0.2.4. 数字电路特点（与模拟电路相比）
6
0.2.2 模拟电路 模拟信号： 时间上连续：任意时刻有一个相对的值。 数值上连续：可以是在一定范围内的任意值。 例如：电压、电流、温度、声音等。 真实的世界是模拟的。 缺点：很难度量；容易受噪声 的干扰；难以保存。 优点：用精确的值表示事物。
模拟电路：处理和传输模拟信
号的电路。三极管工作在线性
No,tpd,
集成门使用接口：
要求： ⒈ 概念；
⒉ 接口应用； ⒊ 特殊门及应用； ⒋ 波形图。
输入、输出特性； 输入负载特性； 传输特性。
4
第四章组合逻辑电路
概念： ⒈ 组合电路特点；
⒉ 半加与全加、编码、译码、选择、比较； ⒊ 竞争与险象。
组合电路的分析与设计方法：
⒈ SSI——一般分析设计方法～由门实现； ⒉ MSI——真值表、表达式及变换为相应（逻辑部件）的形式。
（2）晶体管处于开关工作状态，抗干扰能力强、 精度高。
（3）通用性强。结构简单、容易制造，便于集 成及系列化生产。
（4）具有“逻辑思维”能力。数字电路能对输 入的数字信号进行各种算术运算和逻辑运算、逻辑 判断，故又称为数字逻辑电路。
状态
例： 灯的开关－－2种取值———1位二进制数 人的性别－－2种取值———1位 学生的籍贯－－32种取值———5位
学生的民族－－56种取值———6位 (26 = 64 ≥56)
东西南北方位－－4种取值———2位
产品的计数－－N种取值——— n位，2n≥N
9
数字电路：处理和传输数字信号的电路。即能对数字信号进行 算术运算和逻辑运算。 三极管工作在开关状态，即饱和区或截止区。
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（3）按集成电路规模分类
集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目
➢小规模集成电路(Small Scale IC，SSI)
10个门
10 ～100个元件
➢中规模集成电路(Medium Scale IC，MSI)
10 ～100个门 100 ～1000个元件
➢大规模集成电路(Large Scale IC，LSI)
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0.2.5. 数字电路的分类 （1）按功能分类
组合逻辑电路：电路的输出信号只与当时的输入信号
有关，而与电路原来的状态无关。例：表决器
时序逻辑电路：电路的输出信号不仅与当时的输入信
号有关，而且还与电路原来的状态有关。例：计数器
（2）按结构分类 TTL 双极型（BJT） CMOS 单极型（FET）
100 ～1000个门 1000 ～10000个元件
➢超大规模集成电路(Very Large Scale IC，VLSI)
＞1000个门 ＞ 10000个元件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
➢特大规模集成电路(Ultra Large Scale IC，ULSI)
➢巨大规模集成电路(Gigantic Scale IC，GSI）
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0.2.6. 当前数字电路设计的趋势
2
第二章逻辑代数基础
概念： ⒈ 基本逻辑关系； ⒉ 逻辑函数的几种表示方法； ⒊ 最小项及标准式； ⒋ 无关项。
函数化简： 公式法和卡诺图法。 要求： ⒈ 基本概念；
⒉ 两种化简方法。
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第三章逻辑门电路
概念： ⒈ 基础门；
⒉ 集成门功能及电气特性及相应参数； ⒊ 特殊门的特点及应用。
主要参数： VON,VOFF,VOH,VOL,RON,ROFF,IIS,IIH
放大区。
7
0.2.3 数字电路 数字信号：
时间上离散：只在某些时刻有定义。 数值上离散：变量只能是有限集合的一个值， 常用0、1二进制数表示。
8
数字信号取值： 数字信号位数：
0和1两种。 即用二进制表示。
1位二进制表示 2 种状态； n位二进制表示 2n种状态,取2n ≥N
0和1不表示 数值的大小， 没有数值的 概念，仅表 示两种截然 不同的逻辑
一类是CPU的发展.自从晶体管级的CPU问世以来，其集成度几乎1-2年翻 一倍，性能提高一个数量级，例如：1971-1972年出现的Intel4004和4040 （4位），其集成度为2000晶体管，1976年生产的8085（8位），集成度 为9000晶体管/片；而1980年生产的Iapx43201（32位），集成度为100000 晶体管/片，目前奔腾芯片的集成度都达到几百万甚至上千万个晶体管。 工业用品的单片机也得到迅猛的发展，随着超大规模集成电路的发展， 单片机已从4位、8位字长，发展到16位、32位字长。
➢ 越来越大的设计 ➢ 越来越短的推向市场的时间（例如家电） ➢ 越来越低的价格（例如家电） ➢ 大量使用计算机辅助设计工具（EDA技术） ➢ 多层次的设计表述 ➢ 大量使用复用技术
IP（Intellectual Property）
14
集成电路的发展
从20世纪60年代以来数字集成电路经历了SSI 、MSI到LSI 、VLSI的发展 过程,70 年代初1K位存储器标志LSI问世后，微电子技术得到迅猛发展。 标志性的芯片主要有三类:
集成组合电路的应用： 注意使能端（控制端）的正确使用：
要求： ⒈ 概念；
⒉ 分析设计方法； ⒊ 集成电路应用；
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0.2 数字电路
0.2.1. 基本概念
电信号：指随时间变化的电压和电流。 模拟信号：在时间和幅值上都为连续的信号。 数字信号：在时间和幅值上都为离散的信号。 模拟电路：处理和传输模拟信号的电路。 数字电路：处理和传输数字信号的电路。
考试时间
十一周（具体等教务通知） （100分钟）
考试地点 具体等教务通知
考试题型 简答题、计算题、设计题
半开卷考试
允许带矿大信纸一张，蓝色 圆珠笔书写任意想要写的重点， 考试结束时上交，算作平时成绩 的一部分。
书上例题、作业、实验
1
第一章 数制与编码
要求： ⒈ 会数制转换； ⒉ 符号数的代码表示及应用； ⒊ 8421BCD码、5421BCD码、余三码、格雷码；
算术运算－－对两个(及以上)数字信号进行加、减、 乘、除的算术加工。
逻辑运算－－对数字信号进行与、或、非及其它逻 辑关系的加工处理。
单元电路： 门电路、触发器 由单元电路 构成逻辑部件
逻辑设计： 把单元电路和逻辑部件组成系统，根据确定的
功能要求，设计出相应的数字电路。
10
0.2.4. 数字电路特点（与模拟电路相比）
6
0.2.2 模拟电路 模拟信号： 时间上连续：任意时刻有一个相对的值。 数值上连续：可以是在一定范围内的任意值。 例如：电压、电流、温度、声音等。 真实的世界是模拟的。 缺点：很难度量；容易受噪声 的干扰；难以保存。 优点：用精确的值表示事物。
模拟电路：处理和传输模拟信
号的电路。三极管工作在线性
No,tpd,
集成门使用接口：
要求： ⒈ 概念；
⒉ 接口应用； ⒊ 特殊门及应用； ⒋ 波形图。
输入、输出特性； 输入负载特性； 传输特性。
4
第四章组合逻辑电路
概念： ⒈ 组合电路特点；
⒉ 半加与全加、编码、译码、选择、比较； ⒊ 竞争与险象。
组合电路的分析与设计方法：
⒈ SSI——一般分析设计方法～由门实现； ⒉ MSI——真值表、表达式及变换为相应（逻辑部件）的形式。