数字电子技术基础全套课件提纲资料整理
合集下载
《数字电子技术基础》(第四版)
CPLD结构特点
CPLD（复杂可编程逻辑器件）是一种基于乘积项的可编程逻辑器件，具有简单的结构和较快 的处理速度。它采用与或阵列（AND-OR Array）来实现逻辑功能，适用于中小规模的数字 电路设计。
FPGA与CPLD比较
FPGA和CPLD在结构、性能和适用场景上有所不同。FPGA具有更高的逻辑密度和更灵活 的可编程性，适用于大规模的数字电路设计和复杂的算法实现；而CPLD则具有更简单的 结构和更快的处理速度，适用于中小规模的数字电路设计和控制应用。
容量和提高存取速度
应用实例
如计算机的内存条就是采用RAM 存储器进行扩展的；而一些嵌入 式系统中则采用ROM存储器来
存储固件和程序代码等
发展趋势
随着科技的不断发展，存储器的 容量不断增大，存取速度不断提 高，功耗不断降低，未来存储器 将更加智能化、高效化和绿色化
05 可编程逻辑器件与EDA技 术
PLD可编程逻辑器件概述
要点一
PLD定义与分类
可编程逻辑器件（PLD）是一种通用集 成电路，用户可以通过编程来配置其逻 辑功能。根据结构和功能的不同，PLD 可分为PAL、GAL、CPLD、FPGA等类 型。
要点二
PLD基本结构
PLD的基本结构包括可编程逻辑单元 、可编程互连资源和可编程I/O单元 等。其中，可编程逻辑单元是实现逻 辑功能的基本单元，可编程互连资源 用于实现逻辑单元之间的连接，可编 程I/O单元则负责与外部电路的连接 。
逻辑代数法
利用逻辑代数化简和变换电路 表达式
图形化简法
利用卡诺图化简电路
பைடு நூலகம்
状态转换表
列出电路的状态转换过程，便 于分析和理解电路功能
状态转换图
以图形方式表示电路的状态转 换过程，直观易懂
CPLD（复杂可编程逻辑器件）是一种基于乘积项的可编程逻辑器件，具有简单的结构和较快 的处理速度。它采用与或阵列（AND-OR Array）来实现逻辑功能，适用于中小规模的数字 电路设计。
FPGA与CPLD比较
FPGA和CPLD在结构、性能和适用场景上有所不同。FPGA具有更高的逻辑密度和更灵活 的可编程性，适用于大规模的数字电路设计和复杂的算法实现；而CPLD则具有更简单的 结构和更快的处理速度，适用于中小规模的数字电路设计和控制应用。
容量和提高存取速度
应用实例
如计算机的内存条就是采用RAM 存储器进行扩展的；而一些嵌入 式系统中则采用ROM存储器来
存储固件和程序代码等
发展趋势
随着科技的不断发展，存储器的 容量不断增大，存取速度不断提 高，功耗不断降低，未来存储器 将更加智能化、高效化和绿色化
05 可编程逻辑器件与EDA技 术
PLD可编程逻辑器件概述
要点一
PLD定义与分类
可编程逻辑器件（PLD）是一种通用集 成电路，用户可以通过编程来配置其逻 辑功能。根据结构和功能的不同，PLD 可分为PAL、GAL、CPLD、FPGA等类 型。
要点二
PLD基本结构
PLD的基本结构包括可编程逻辑单元 、可编程互连资源和可编程I/O单元 等。其中，可编程逻辑单元是实现逻 辑功能的基本单元，可编程互连资源 用于实现逻辑单元之间的连接，可编 程I/O单元则负责与外部电路的连接 。
逻辑代数法
利用逻辑代数化简和变换电路 表达式
图形化简法
利用卡诺图化简电路
பைடு நூலகம்
状态转换表
列出电路的状态转换过程，便 于分析和理解电路功能
状态转换图
以图形方式表示电路的状态转 换过程，直观易懂
数字电路技术基础全清华大学出版社PPT课件
《数字电子技术基础》
《数字电子技术基础》
电子课件
郑州大学电子信息工程学院 2020年6月16日
《数字电子技术基础》
第一章 逻辑代数基础
《数字电子技术基础》
1.1 概述
1.1.1 脉冲波形和数字波形
图1.1.1几种常见的脉冲波形，图(a)为 矩形波、图(b)为锯齿波、图(c)为尖峰波、 图(d)为阶梯波。
八进制有0~7个数码，基数为8，它的计数 规则是“逢八进一”。八进制一般表达式为
D 8 ki8i
《数字电子技术基础》
十六进制数的符号有0、1、2、…、8、9、 A、B、C、D、E和F，其中符号0~9与十进制符 号相同，字母A~F表示10~15。十六进制的计数 规则“逢十六进一”，一般表示形式为
D 16 ki 16 i
十进制数325.12用位置计数法可以表示为
D 1 0 3 1 2 2 0 1 1 5 0 1 0 1 0 1 1 0 2 1 20
任意一个具有n为整数和m为小数的二进制 数表示为
D 2 k n 1 2 n 1 k n 2 2 n 2 k 1 2 1 k 0 2 0 k 1 2 1 k m 2 m
14 2
12
4
10 8 6
• 0110 + 1010 =24 • 1010是- 0110对模24 （16） 的补码
《数字电子技术基础》
四、BCD码（Binary Coded Decimal）
8421BCD码与十进制数之间的转换是直接按位转 换，例如
(2.3 9 )D (001 10 0 . 0 01 0 )84 1 21 1 B
母A、B、C、…表示。其取值只有0或者l两 种。这里的0和1不代表数量大小，而表示两 种不同的逻辑状态，如，电平的高、低；晶 体管的导通、截止；事件的真、假等等。
《数字电子技术基础》
电子课件
郑州大学电子信息工程学院 2020年6月16日
《数字电子技术基础》
第一章 逻辑代数基础
《数字电子技术基础》
1.1 概述
1.1.1 脉冲波形和数字波形
图1.1.1几种常见的脉冲波形，图(a)为 矩形波、图(b)为锯齿波、图(c)为尖峰波、 图(d)为阶梯波。
八进制有0~7个数码，基数为8，它的计数 规则是“逢八进一”。八进制一般表达式为
D 8 ki8i
《数字电子技术基础》
十六进制数的符号有0、1、2、…、8、9、 A、B、C、D、E和F，其中符号0~9与十进制符 号相同，字母A~F表示10~15。十六进制的计数 规则“逢十六进一”，一般表示形式为
D 16 ki 16 i
十进制数325.12用位置计数法可以表示为
D 1 0 3 1 2 2 0 1 1 5 0 1 0 1 0 1 1 0 2 1 20
任意一个具有n为整数和m为小数的二进制 数表示为
D 2 k n 1 2 n 1 k n 2 2 n 2 k 1 2 1 k 0 2 0 k 1 2 1 k m 2 m
14 2
12
4
10 8 6
• 0110 + 1010 =24 • 1010是- 0110对模24 （16） 的补码
《数字电子技术基础》
四、BCD码（Binary Coded Decimal）
8421BCD码与十进制数之间的转换是直接按位转 换，例如
(2.3 9 )D (001 10 0 . 0 01 0 )84 1 21 1 B
母A、B、C、…表示。其取值只有0或者l两 种。这里的0和1不代表数量大小，而表示两 种不同的逻辑状态，如，电平的高、低；晶 体管的导通、截止；事件的真、假等等。
数字电子技术——第1章数字电子技术基础ppt
2421码的权值依次为2、4、2、1；余3码由8421码加0011 得到；格雷码是一种循环码，其特点是任何相邻的两个码字， 仅有一位代码不同，其它位相同。
用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符 号等信息称为编码。
用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的 二进制数称为代码。
二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进 制数中的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421 BCD码。
整数部分采用基数连除法， 先得到的余数为低位，后得 到的余数为高位。
小数部分采用基数连乘法， 先得到的整数为高位，后得 到的整数为低位。
2 44
余数
2 22 ……… 0=K0 2 11 ……… 0=K1 2 5 ……… 1=K2 2 2 ……… 1=K3 2 1 ……… 0=K4
0 ……… 1=K5
课程说明
主要内容：
• 数字逻辑基础 • 逻辑门电路 • 组合逻辑电路 • 触发器 • 时序逻辑电路 • 半导体存储器 • 脉冲波形的产生与整形 • 可编程逻辑器件和现场可编程门阵列 • 数/模和模/数转换
课程意义：
数字电路是一门硬件方面的重要基础课。 其任务是使同学们获得数字电路的基本理论、 基本知识、基本技能，掌握数字逻辑的基本 分析方法和设计方法，培养学生分析问题、 解决问题能力以及工程实验能力。
学习本门课程应注意的问题：
• ⑴ 应着重抓好基本理论、基本知识、基 本方法的学习。
• ⑵能熟练运用数字电路的分析方法和设 计方法。
• ⑶重视实验技术。
教材及参考书：
1. 数字电子技术基础简明教程 (第二版) 余孟尝 主编 高等教育出版社 1998
用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符 号等信息称为编码。
用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的 二进制数称为代码。
二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进 制数中的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421 BCD码。
整数部分采用基数连除法， 先得到的余数为低位，后得 到的余数为高位。
小数部分采用基数连乘法， 先得到的整数为高位，后得 到的整数为低位。
2 44
余数
2 22 ……… 0=K0 2 11 ……… 0=K1 2 5 ……… 1=K2 2 2 ……… 1=K3 2 1 ……… 0=K4
0 ……… 1=K5
课程说明
主要内容：
• 数字逻辑基础 • 逻辑门电路 • 组合逻辑电路 • 触发器 • 时序逻辑电路 • 半导体存储器 • 脉冲波形的产生与整形 • 可编程逻辑器件和现场可编程门阵列 • 数/模和模/数转换
课程意义：
数字电路是一门硬件方面的重要基础课。 其任务是使同学们获得数字电路的基本理论、 基本知识、基本技能，掌握数字逻辑的基本 分析方法和设计方法，培养学生分析问题、 解决问题能力以及工程实验能力。
学习本门课程应注意的问题：
• ⑴ 应着重抓好基本理论、基本知识、基 本方法的学习。
• ⑵能熟练运用数字电路的分析方法和设 计方法。
• ⑶重视实验技术。
教材及参考书：
1. 数字电子技术基础简明教程 (第二版) 余孟尝 主编 高等教育出版社 1998
《数字电子技术基础》(第五版)教学课件
与（AND）
或（OR）
非（NOT）
以A=1表示开关A合上，A=0表示开关A断开； 以Y=1表示灯亮，Y=0表示灯不亮； 三种电路的因果关系不同：
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
与
❖ 条件同时具备，结果发生 ❖ Y=A AND B = A&B=A·B=AB
AB Y 0 00 0 10 1 00 1 11
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
或
❖ 条件之一具备，结果发生 ❖ Y= A OR B = A+B
AB 00 01 10 11
Y 0 1 1 1
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
非
❖ 条件不具备，结果发生
❖ YANOT A
A
Y
0
1
1
0
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
几种常用的复合逻辑运算
公式（17）的证明（真值表法）：
ABC BC 000 0 001 0 010 0 011 1 100 0 101 0 110 0 111 1
A+BC 0 0 0 1 1 1 1 1
A+B A+C （A+B）(A+C)
0
0
0
0
1
0
1
00
1
1
1
1
1
1
1
11
1
1
1
1
1
1
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
ACBCADBCD
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
2.5 逻辑函数及其表示方法
❖ 2.5.1 逻辑函数 ❖ Y=F(A,B,C,······)
数字电子技术基础汇编ch71PPT课件
05 可编程逻辑器件
可编程逻辑器件概述
定义
可编程逻辑器件（PLD）是一种通用集成电路，可通过编 程实现对逻辑功能的定制。
发展历程
从早期的可编程逻辑阵列（PLA）和可编程阵列逻辑 （PAL）到复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门 阵列（FPGA）。
分类
根据结构和编程方式的不同，可编程逻辑器件可分为简单 PLD和复杂PLD两大类。
组合逻辑电路分析与设计
分析方法
根据逻辑表达式或真值表，确定输入与输出之间 的逻辑关系。
设计步骤
确定输入和输出变量；列出真值表；写出逻辑表 达式；化简逻辑表达式；画出逻辑电路图。
优化方法
采用卡诺图等化简方法，简化逻辑表达式，降低 电路复杂度。
典型组合逻辑电路介绍
编码器
将输入信号转换为二进制代码输出的 电路，用于数据压缩和传输。
仅与当前输入信号有关，还与电路原来的状态有关。
特点
02
时序逻辑电路具有存储和记忆功能，可以保存和传递信息，实
现各种复杂的逻辑功能。
分类
03
时序逻辑电路可分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路两
大类。
时序逻辑电路分析与设计
01
分析方法
时序逻辑电路的分析主要包括功能分析和性能分析两个方面。功能分析
是确定电路的逻辑功能，性能分析是研究电路在特定条件下的工作特性。
通信接口设计
数字信号处理
利用可编程逻辑器件实现各种通信接口协 议，如UART、SPI、I2C等。
通过FPGA实现数字信号处理算法，如滤波 器、FFT等。
06 数字系统设计与应用
数字系统设计方法学
自顶向下设计
从系统级别开始，逐步细化到各个模块和组件的设计。
数字电子技术基础全套课件提纲资料
阈值电压VTH
电 流 传 输 特 性
T2截止
CMOS反相器 在使用时应尽 量避免长期工 作在BC段。
T1截止
三、输入端噪声容限
在保证输出高、低电 平基本不变的条件下,输入 电平的允许波动范围称为 输入端噪声容限。
输入高电平时噪声容限：
VNH VOH(min)VIH(min)
输入低电平时噪声容限：
N
N
P
两个N区 SiO2绝缘层
栅极
D G
S
N沟道增强型
漏极 源极
vGS=0时
vGS vDS
iD=0
S GD
N
N
D、S间 相当于两 个背靠背 的PN结
P
S
D
不论D、S间有无
电压，均无法导通，
B
不能导电。
vGS>0时
源极与 衬底接 在一起
VGS VDS S GD
N
N
P N沟道
VGS(th)称为阈值电压(开启电压）
T2 NMOS管
vI=0
VDD
导通
TP
vI
vO
TN vo=“１”
截止
vI=1
VDD
截止
T1
vI
vO vo=“０”
T2
导通
静态下，无论vI是高电平还是低电平，T1、T2总有 一个截止，因此CMOS反相器的静态功耗极小。
二、电压传输特性和电流传输特性
T1导通T2截止
电
压
传
T1T2同时导通
输
特
性
T2导通T1截止
Y
Y=A·B
0
0
A
0
B
Y
1
《数字电子技术基础》全套课件(完整版)
表1-3 四位格雷码
格雷码
十进制数 二进制码
0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100
8
1000
9
1001
10
1010
11
1011
12
1100
13
1101
14
1110
15
1111
格雷码
1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
1.4.1 十进制编码 【例1-8】 把二进制数1001转换成格雷码。 解：
1.2 数字系统中的数制
1.2.1 十进制数表述方法
1.在每个位置只能出现（十进制数）十个数码中的一个。
特点
2.低位到相邻高位的进位规则是“逢十进一”，故称为十进制。
3.同一数码在不同的位置(数位)表示的数值是不同的。
(N )10 an110n1
n1
ai 10i im
a1101 a0100 a1101 am10m
● 格雷码到二进制码的转换 （1）二进制码的最高位（最左边）与格雷码的最高位相同。 （2）将产生的每个二进制码位加上下一相邻位置的格雷码位，作为 二进制码的下一位（舍去进位）。
1.4.1 十进制编码
十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7
二进制码
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
1.4 数字系统中数的表示方法与格式
1.4.1 十进制编码
1. 8421 BCD码
在这种编码方式中，每一位二进制代码都代表一个固定的数值， 把每一位中的1所代表的十进制数加起来，得到的结果就是它所代表 的十进制数码。由于代码中从左到右每一位中的1分别表示8、4、2、 1（权值），即从左到右，它的各位权值分别是8、4、2、1。所以把 这种代码叫做8421码。8421 BCD码是只取四位自然二进制代码的 前10种组合。
【精品PPT】数字电子技术基础全套课件-2(2024版)
一、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,…)
二、逻辑函数表示方法 常用逻辑函数的表示方法有：逻辑真值表（真
值表）、逻辑函数式（逻辑式或函数式）、逻辑 图、波形图、卡诺图及硬件描述语言。它们之间 可以相互转换。
( A B)
B A
( A B)
Y (( A B) ( A B)) ( A B)( A B) AB AB
5、波形图→真值表
A
1111
0000
B
11
11
00
00
C 1111
00
Y 11
00 11
0
00 0
ABC Y 00 0 0 t 00 1 1 01 0 1 t 01 1 0 10 0 0 t 10 1 1 11 0 0 t 11 1 1
A断开、B接通，灯不亮。
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。
与门的逻辑符号：
A
&
Y Ｙ＝Ａ•Ｂ
B
二、或逻辑（或运算）
或逻辑：当决定事件（Y）发生的各种条件A，B，
C，…)中，只要有一个或多个条件具备，事件（Y）
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,…)
二、逻辑函数表示方法 常用逻辑函数的表示方法有：逻辑真值表（真
值表）、逻辑函数式（逻辑式或函数式）、逻辑 图、波形图、卡诺图及硬件描述语言。它们之间 可以相互转换。
( A B)
B A
( A B)
Y (( A B) ( A B)) ( A B)( A B) AB AB
5、波形图→真值表
A
1111
0000
B
11
11
00
00
C 1111
00
Y 11
00 11
0
00 0
ABC Y 00 0 0 t 00 1 1 01 0 1 t 01 1 0 10 0 0 t 10 1 1 11 0 0 t 11 1 1
A断开、B接通，灯不亮。
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。
与门的逻辑符号：
A
&
Y Ｙ＝Ａ•Ｂ
B
二、或逻辑（或运算）
或逻辑：当决定事件（Y）发生的各种条件A，B，
C，…)中，只要有一个或多个条件具备，事件（Y）
数字电子技术基础PPT精品课程课件全册课件汇总
上页 下页 返回
数字电子技术基础
(2) 数位的权值 某个数位上数码为1时所表征的数值，称为该
数位的权值，简称“权”。
各个数位的权值均可表示成Ri的形式。
其中R是进位基数，i 表示相对小数点的位置。 i的确定方法： 以小数点为起点，自右向左依次为0，1， 2，…，n-1,自左向右依次为-1，-2, …，-m。n是整 数部分的位数，m是小数部分的位数。
上页 下页 返回
数字电子技术基础
(4) 保密性好，对于数字信号可以采用各种算法进行 加密处理，故对信息资源的保密性好。 (5) 有可能通过编程改变芯片的逻辑功能。 (6) 可完成数字运算和逻辑运算。 (7) 容易采用计算机辅助设计。 3. 数字电路研究的对象、方法与测试技术 (1) 研究的对象
上页 下页 返回
在电子技术中，常见的电信号分为两类： (1) 模拟信号
模拟信号的特点：
其量值的大小随时间连续变化。
t
上页 下页 返回
数字电子技术基础
(2) 数字信号 数字信号的特点： 其量值随时间是离散的、突变的。
2. 模拟电路和数字电路
t 上页 下页 返回
数字电子技术基础
(1) 模拟电路 处理模拟信号的电路。
数字 电路传递、处理的是二值信息，即高、 低电平，因此，凡是具有高、低电平的电路都可以 作为数字电路中的基本单元电路，由这种单元电路 又可以构成复杂的数字系统。因此，数字电路结构 简单，通用性强，设计使用方便。另外，数字电路 中的高低电平值往往是一个在一定范围内的数值， 所以对电路元件参数的精度要求不高，允许有较大 的分散性。
(2) 集成电路按集成度可分为：
中规模 (MSI) 大规模 (LSI)
超大规模 (VLSI)
数字电子技术基础
(2) 数位的权值 某个数位上数码为1时所表征的数值，称为该
数位的权值，简称“权”。
各个数位的权值均可表示成Ri的形式。
其中R是进位基数，i 表示相对小数点的位置。 i的确定方法： 以小数点为起点，自右向左依次为0，1， 2，…，n-1,自左向右依次为-1，-2, …，-m。n是整 数部分的位数，m是小数部分的位数。
上页 下页 返回
数字电子技术基础
(4) 保密性好，对于数字信号可以采用各种算法进行 加密处理，故对信息资源的保密性好。 (5) 有可能通过编程改变芯片的逻辑功能。 (6) 可完成数字运算和逻辑运算。 (7) 容易采用计算机辅助设计。 3. 数字电路研究的对象、方法与测试技术 (1) 研究的对象
上页 下页 返回
在电子技术中，常见的电信号分为两类： (1) 模拟信号
模拟信号的特点：
其量值的大小随时间连续变化。
t
上页 下页 返回
数字电子技术基础
(2) 数字信号 数字信号的特点： 其量值随时间是离散的、突变的。
2. 模拟电路和数字电路
t 上页 下页 返回
数字电子技术基础
(1) 模拟电路 处理模拟信号的电路。
数字 电路传递、处理的是二值信息，即高、 低电平，因此，凡是具有高、低电平的电路都可以 作为数字电路中的基本单元电路，由这种单元电路 又可以构成复杂的数字系统。因此，数字电路结构 简单，通用性强，设计使用方便。另外，数字电路 中的高低电平值往往是一个在一定范围内的数值， 所以对电路元件参数的精度要求不高，允许有较大 的分散性。
(2) 集成电路按集成度可分为：
中规模 (MSI) 大规模 (LSI)
超大规模 (VLSI)
《数字电子技术基础》课件
计数器
是一种用于计数的电路，能够实现二 进制数的加法运算。
计数器种类
包括二进制计数器、十进制计数器和 任意进制计数器等。
计数器特性
描述了计数器的位数、工作原理和状 态转换图等。
计数器应用
在数字电路中，计数器用于实现定时 器和控制器等。
2023
PART 03
数字电路的分析与设计
REPORTING
数字电路的分析方法
介绍数字电路调试的基本技巧和 方法，如使用示波器、逻辑分析 仪等工具进行调试。
2023
PART 04
数字系统设计实例
REPORTING
数字钟的设计与实现
总结词
功能全面、技术复杂
详细描述
数字钟是数字电子技术基础中的典型应用，它具备时、分、秒的基本计时功能，同时还可以进行闹钟、定时等扩 展功能的设计。在实现上，数字钟需要运用数字逻辑电路、触发器、计数器等数字电子技术基础中的知识，设计 过程相对复杂。
率先
19971小小抵抗 its197
your. its17. it the
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看
描述了逻辑门的输入、 输出关系，以及真值表
等。
逻辑门应用
在数字电路中，逻辑门 用于实现各种逻辑运算
和组合逻辑电路。
触发器
触发器
是一种具有记忆功能的电路， 能够存储二进制信息。
触发器种类
包括RS触发器、D触发器、JK 触发器和T触发器等。
触发器特性
描述了触发器的状态、输入、 输出关系，以及工作原理等。
交通灯控制系统的设计与实现
总结词
实际应用、安全性高
详细描述
交通灯控制系统是交通管理中的重要组成部分，用于控制交通路口的车辆和行人 流动，保障交通安全。在设计中，需要考虑红、绿、黄三种信号灯的控制逻辑， 以及不同交通状况下的灯控方案，以确保交通流畅且安全。
电子行业数字电子技术基础课件
电子行业数字电子技术基础课件1. 导论1.1 课程介绍本课程的目标是提供电子行业从业人员所需的数字电子技术基础知识。
通过对数字电子技术的学习，学员将能够理解和应用数字电子电路的原理和设计方法，以及数字电子系统的工作原理和应用场景。
1.2 前置知识要求学员应具备基本的电子电路和模拟电子技术的知识基础，了解电子元器件的基本原理和特性。
同时，对数学和逻辑的基本概念有一定了解。
2. 数字电子技术基础2.1 数制与编码•二进制数制•八进制数制•十进制数制•十六进制数制•BCD码与BCD码转换•原码、反码与补码•ASCII码2.2 基本逻辑门电路•与门•或门•非门•异或门•与非门•或非门•逻辑门的真值表和输出特性•逻辑门的逻辑表达式和电路图2.3 组合逻辑电路•码制转换电路•译码器和编码器•多路选择器•加法器和减法器•比较器•逻辑函数的最小化与化简2.4 时序逻辑电路•触发器•RS触发器•D触发器•JK触发器•触发器的工作原理和时序图•计数器的原理和应用3. 数字集成电路与系统设计3.1 数字集成电路•常见数字集成电路：逻辑门、触发器、计数器等•TTL与CMOS技术•集成电路的逻辑功能和电路图3.2 组合逻辑电路设计•逻辑函数转换为逻辑门电路图的设计方法•逻辑门级联和模块化设计•电路的布线和布局设计3.3 时序逻辑电路设计•触发器级联和计数器的设计方法•时序逻辑电路的状态转换和时序约束•时钟信号的产生与应用3.4 计算机系统基础•计算机的组成与工作原理•存储器和外设的接口设计•中央处理器的结构和运算原理4. 应用场景4.1 数字电子技术在通信领域的应用•数字通信系统的基本原理•数字调制与解调技术•数字传输线路和协议•数字电视与数字音频技术4.2 数字电子技术在计算机领域的应用•计算机内部数据表示与运算•总线与存储器的接口设计•输入输出设备的接口和控制4.3 数字电子技术在控制领域的应用•数字控制系统的基本原理•PLC的原理和应用•数字信号处理技术5. 实验与案例分析本课程将结合实验和案例分析，让学员通过实践掌握数字电子技术的应用和设计方法。
《数字电子技术基础》课件
数字信号的特点与优势
总结词
易于存储、传输和处理
详细描述
数字信号可以方便地存储在各种存储介质上，如硬盘、光盘等，并且可以轻松地 进行传输，如通过互联网或数字电视广播。此外，数字信号还可以通过各种数字 信号处理技术进行加工处理，如滤波、压缩、解调等。
数字信号的特点与优势
总结词：灵活性高
详细描述：数字信号可以方便地进行各种形式的变换和处理，如时域变换、频域 变换等，使得信号处理更加灵活和方便。
存储器设计
实现n位静态随机存取存储器（SRAM）。
移位器设计
实现n位左/右移位器。
微处理器设计
实现简单的微处理器架构。
CHAPTER 04
数字信号处理
数字信号的特点与优势
总结词
清晰、稳定、抗干扰能力强
详细描述
数字信号以离散的二进制形式表示，信号状态明确，不易受到噪声和干扰的影 响，具有较高的稳定性和抗干扰能力。
数字系统集成测试
对由多个数字电路组成的数字系统进 行集成测试，确保系统整体功能和性 能达标。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
对数字电路进行全面测试，确保产品质量 ，提高客户满意度。
数字电路的调试方法与技巧
分段调试
将数字电路分成若干段，逐段进行调试，以 确定问题所在的位置。
仿真测试
利用仿真软件对数字电路进行测试，模拟实 际工作情况，以便发现潜在问题。
逻辑分析
使用逻辑分析仪对数字电路的信号进行实时 监测和分析，以便快速定位问题。
编码器和译码器的应用
编码器和译码器在数字电路中有 着广泛的应用，如数据转换、数 据传输和显示驱动等。
CHAPTER 03
数字系统设计
相关主题
- 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)。
§10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器
单稳态触发器因为电路具有一个稳定状态 而得名。它由两个门电路、一个RC电路组成。 它的暂稳态通常都是靠RC电路的充、放电过 程来维持的，根据RC电路的不同接法，分为 微分型和积分型。
1
0
0
11 0
稳态
没有触发器电平时， vI为低电平，vO为低电 平，vO1为高电平。
1
00
1
1
稳态至暂稳态
当vI正跳变时，vO1由高到 低，vI2为低电平。于是vO为 高电平。即使vI 触发器信号 撤除，由于vO的作用，vO1仍 可为低电平。
脉冲宽度要窄
0
0
11 0
暂稳态至稳态
暂稳态期间，电源经电阻
R和门G1对电容C充电，vI2升 高，当vI2=VTH时，vO下降， vO1上升，但使vI2再次升高， 最终vO1=1，vO=0。
脉冲波形的 --产生和整形
教学内容
§10.1 概述 §10.2 施密特触发器 §10.3 单稳态触发器 §10.4 多谐振荡器 §10.5 555定时器及其应用
教学要求
一.重点掌握的内容：
(1)555定时器及其应用. (2)石英晶体多谐振荡器.
二.一般掌握的内容：
(1)施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工 作特点和典型应用。 (2)施密特触发器、单稳态触发器输入电压与输出电 压之间的关系；多谐振荡器振荡周期的估算方法。
10.4 多谐振荡器
多谐振荡器又称无稳电路，主要用于产生各种 方波或时间脉冲信号。它是一种自激振荡器，在接 通电源之后，不需要外加触发信号，便能自动地产 生矩形脉冲波。由于矩形脉冲波中含有丰富的高次 谐波分量，所以习惯上又把矩形波振荡器称为多谐 振荡器。
性能特点： ①没有稳态，有两个暂稳态。 ②工作不需要外加信号源，只需要：
3. 用 于 脉 冲 鉴 幅：
施密特触发器能将幅度大于VT+的脉冲选出。
4.用于构成多谐振荡器：
本节小结
施密特触发器具有两个稳定的状态，是一种能 够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形 脉冲的电路。而且由于具有滞回特性，所以抗干扰 能力也很强。
本节小结
单稳态触发器具有一个稳态和一个暂稳态。 在单稳态触发器中,由稳态到暂稳态需要输入触发 脉冲,暂稳态的持续时间即脉冲宽度是由电路的阻 容元件RC决定的,与输入信号无关。
单稳态触发器可以由门电路构成，也可以 由555定时器构成。
单稳态触发器可以用于产生固定宽度的脉冲 信号，用途很广。
不可重复触发型
可重复触发型
§10.3.3 单稳态触发器的应用
1、定时
只有在脉冲宽度 tpo内
的信号才能通过。
2、延时与整形
可将脉冲宽 度不等的矩形脉 冲整形成脉冲宽 度相等的矩形波。
3、消除噪声
通常噪声多表现为尖脉冲，宽度较窄，而有用的信号都具有 一定的宽度。因此，利用单稳态电路，将输出脉宽调节到大 于噪声宽度而小于信号宽度即可消除噪声。
10.1 概述
矩形脉冲信 号的获取方 法有两种：
产生:不用信号源，加上电源自 激振荡，直接产生波形。
整形:输入信号源进行整形.
脉冲产生电路:多谐振荡器
脉冲整形（变换）电路:施密特触发器、 单稳态触发器
上升时间tr 脉冲宽度
tW
下降时间 tf
占空比： q tW / T
脉冲幅度 Vm
脉冲周期T
10.2 施密特触发器
R1 R2
)VVTTH
R1
R2 R2
VTH
(1
R1 R2
)VTH
滞回电压传输特性，即输入电压的上升过程和下降过 程的阈值电平不同。这是施密特触发器固有的特性。
正向阈值电压
同相输出的施密特触发器 负向阈值电压
反相输出的施密特触发器
回差电压：ΔVT＝ VT＋－VT－
§10.2.3 施密特触发器的应用
内部电阻 （上升沿触发）
目前使用的集成单稳态触发器 有不可重复触发型和可重复触发 型两种。不可重复触发的单稳态 触发器一旦被触发进入暂稳态后， 再加入触发脉冲不会影响电路的 工作过程，必须在暂稳态结束后， 才接受下一个触发脉冲而转入暂 稳态。可重复触发的单稳态触发 器进入暂稳态后，如果再次加入 触发脉冲，电路将重新被触发， 使输出脉冲再继续维持一个tW宽度。
§10.4.5 石英晶体多谐振荡器
在许多应用场合下都对多谐振荡器的振荡频 率稳定性有严格的要求。前面几种电路频率稳定 性不是很高。在对频率稳定性有较高要求时，应 采用石英晶体多谐振荡器。
电路的振荡频 率取决于石英 晶体的固有振 荡频率。
本节小结
多谐振荡器没有稳定状态，只有两 个暂稳态。 工作不需要外加信号源，只 需要电源。
施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于 数字电路需要的矩形脉冲的电路。
§10.2.1 用门电路组成的施密特触发器
设G1、G2阈值电
压VTH≈VDD/2，
R1<R2（否则电
0
1
0
路进入自锁状态,
不能正常工作）
vvII 10
vvI IvvAAvvOO11vvOO
vA
VTH
R1VRT2R2 V(1T
施密特触发器可以由分立元件构成，也可以由 门电路及555定时器构成。
施密特触发器在脉冲的产生和整形电路中应用 很广。
10.3 单稳态触发器
工作特点：
1、电路中有一个稳态和一个暂稳态两个工作状态；
2、在外界触发脉冲作用下，电路能从稳态翻 转至暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，再自动翻 转至稳态；
3、暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的 参数与触发脉冲无关。
tW=0.69RC
当vI的脉冲宽度很宽时，在单稳态触发器 的输入端加一个RC微分电路，否则，在电路由 暂稳态返回到稳态时，由于门G1被vI封住了， 会使vo的下降沿变缓。
§10.3.2 集成单稳态触发器
功能表见表10.3.1
tW=0.69RextCext
图10.3.10
外接电阻 （下降沿触发）
§10.4.1 对称式多谐振荡器 T≈1.3RFC
§10.4.2 非对称式多谐振荡器 T≈2.2RFC
§10.4.3 环形振荡器
T=2ntpd
1
1
0 1
0 1
0 1 0
1
0
0
利用延迟负反馈产生振荡。将任何大于、
等于3的奇数个反相器首尾相连接成环形电路， 都能产生自激振荡。电路简单，但不实用。
§10.4.4 施密特触发器构成的多谐振荡器