数字逻辑概论
数字电路知识点总结(精华版)
数字电路知识点总结(精华版)数字电路知识点总结（精华版）第一章数字逻辑概论一、进位计数制1.十进制与二进制数的转换2.二进制数与十进制数的转换3.二进制数与十六进制数的转换二、基本逻辑门电路第二章逻辑代数逻辑函数的表示方法有：真值表、函数表达式、卡诺图、逻辑图和波形图等。
一、逻辑代数的基本公式和常用公式1.常量与变量的关系A + 0 = A，A × 1 = AA + 1 = 1，A × 0 = 02.与普通代数相运算规律a。
交换律：A + B = B + A，A × B = B × Ab。
结合律：(A + B) + C = A + (B + C)，(A × B) × C = A ×(B × C)c。
分配律：A × (B + C) = A × B + A × C，A + B × C = (A + B) × (A + C)3.逻辑函数的特殊规律a。
同一律：A + A = Ab。
摩根定律：A + B = A × B，A × B = A + Bc。
关于否定的性质：A = A'二、逻辑函数的基本规则代入规则在任何一个逻辑等式中，如果将等式两边同时出现某一变量 A 的地方，都用一个函数 L 表示，则等式仍然成立，这个规则称为代入规则。
例如：A × B ⊕ C + A × B ⊕ C，可令 L = B ⊕ C，则上式变成 A × L + A × L = A ⊕ L = A ⊕ B ⊕ C。
三、逻辑函数的化简——公式化简法公式化简法就是利用逻辑函数的基本公式和常用公式化简逻辑函数，通常，我们将逻辑函数化简为最简的与或表达式。
1.合并项法利用 A + A' = 1 或 A × A' = 0，将二项合并为一项，合并时可消去一个变量。
数电第01章数字逻辑概论康华光-课件
——相邻两组二进制数之间只变化一位二进制数
十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7
8421码 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
格雷码 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100
十进制数
8 9 10 11 12 13 14 15
加法运算规则如下：
0＋0＝0 1＋0＝1
0＋1＝1 1＋1＝10
——逢2进1
进位
例 : 1101+ 1001=？
2、减法运算 减法运算规则如下： 0-0＝0 1-0＝1 1-1＝0 0-1＝11
借位
例 : 1110－1001=？
1101 +1001
10 0 1
10 1 1 0
1110 -1 0 0 1
(2)并行方式(P15图1.2.3)
——n 位数据需n根连接线进行传输。传输速度快，传 输时间为串行方式的1/n 。工作时， n 位数据信号在 一个时钟脉冲的控制下同时传输。
2、二进制数的波形表示方法
低电平表示数据“0” 高电平表示数据“1”
0
1
0
（1-17）
一组波形如何用二进制数表示出来？
①串行方式时：
（1-4）
第一章 数字逻辑概论
重点： 1.了解数字电路的基本概念、数制； 2.掌握基本逻辑门的逻辑符号、真值表和 逻辑表达式； 3.掌握逻辑函数的各种表示方法及其相互 转换方法。
§1.1 数字电路的基本概念
一、模拟信号与数字信号
1、模拟信号 ——随时间连续变化的信号
u t 正弦波信号
2、数字信号 ——时间和幅度都是离散的
A
第01章数字逻辑概论
❖ Daniel M. Kaplan. Hands-On Electronics. Cambridge University Press. 2003
数模和模数转换
• 模拟电路中讲授
2021/5/6
北京化工大学电工电子中心
8
课程安排
❖课程名称：数字电子技术 ❖英文名称：Digital Electronics Technology ❖课程性质：学科基础理论必修课 ❖考核方式：考试 ❖开课专业：自控、电科 ❖开课学期： 4 ❖总学时： 56 ❖总学分： 3.5
第1章
作业
❖1.1.4
❖1.2.2 （2）（4）
❖1.2.6 （2）
❖1.3.1（2） （3）
❖1.4.1 （1）
补充： 1、现车牌为六位，前三位为英文字母，后三位 为十进数，求车牌容量。 2、一千个梨分放入十个葙中，如给定小于一千 任意数，都能整葙取走，如何分放？
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❖稳定性好，抗干扰能力强；
❖设计相对容易，集成度高；
❖信息处理能力强；
❖持久高精度；
❖便于存储和检索；
❖灵活的可编程能力；
❖低功耗；
1958年，Jack Kilby发明了集成电路（IC）
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34
1.1.4 数字电路与模拟电路的混合应用
许多系统融合了模拟电路与数字电路各自的优势。 一个典型的例子是CD播放器。通过CD驱动器接收CD唱 盘上的数字数据，通过数模转换为模拟信号并进行信号 放大。
数电02(逻辑概论)
通电
灭
3.
非运算
非逻辑真值表
A 0 1 L 1 0
非逻辑举例状态表 A 不通电 通电 非逻辑符号
A
1
灯 亮
灭 表示反相
L A
L
逻辑表达式
L=A
4. 几种常用复合逻辑运算 1)与非运算
与非逻辑符号
与非逻辑真值表
A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 L 1 1 1 0
A
B
有 0 出 1 全 1 出 0
逻辑真值表
A 0 0 B 0 1 L 0 0
1
1
0
1
0
1
与逻辑符号 A B 逻辑表达式 L A B 与逻辑： &
L
L = A · = AB Ｂ
２、或运算
只要在决定某一事件的各种条件中，有一个或几个条件具 备时，这一事件就会发生。这种因果关系称为或逻辑关系。 或逻辑举例
S1 S2 开关S1 断 电路状态表 开关S2 断 合 断 合 灯 灭 亮 亮 亮
1、逻辑函数的表示方法
◆
逻辑图法
采用规定的图形符号，构成的逻辑运算关系的网 络图形。
◆ 卡诺图法 一种几何图形，是由美国工程师卡诺首先提出的，
可以用来表示和简化逻辑函数表达式。
◆ 波形图（时序图）法 输入端在不同逻辑信号作用下，对应的输出信号的 波形图。是一种表示输入、输出信号动态变化的图形，反 映了函数值随时间变化的规律。 几种表示方法可以互相转换。
1.数字逻辑概论 2.逻辑代数与硬件描述语言概述 3.逻辑门电路 4.组合逻辑电路 5.锁存器与触发器 6.时序逻辑电路 7.存储器、复杂可编程器件和 现场可编程门阵列 8.脉冲波形的变换与产生 9.模数与数模转换器
第一章数字逻辑概论
数字信号波形 •数字电路和模拟电路：工作信号，研究的对象不同， 数字电路和模拟电路：工作信号，研究的对象不同， 分析、 分析、设计方法以及所用的数学工具也相应不同
3、模拟信号的数字表示 由于数字信号便于存储、分析和传输， 由于数字信号便于存储、分析和传输，通常都将模拟信号转换 为数字信号. 为数字信号. 模数转换的实现
2、数字波形 数字波形------是信号逻辑电平对时间的图形表示. 数字波形------是信号逻辑电平对时间的图形表示. ------是信号逻辑电平对时间的图形表示
(a) 用逻辑电平描述的数字波形
16位数据的图形表示 (b) 16位数据的图形表示
(1)数字波形的两种类型: (1)数字波形的两种类型: *非归零型 数字波形的两种类型 高电平
1.1数字电路与数字信号 数字电路与数字信号
1.1.1数字技术的发展及其应用 数字技术的发展及其应用
60~70代-IC技术迅速发展：SSI、MSI、LSI 、VLSI。 代 技术迅速发展： 、 技术迅速发展 、 。 10万个晶体管 片。 万个晶体管/片 万个晶体管 80年代后 ULSI ， 1 0 亿个晶体管 片 、 ASIC 制作技术成熟 年代后亿个晶体管/片 年代后 90年代后 97年一片集成电路上有 亿个晶体管。 年代后年一片集成电路上有40亿个晶体管 年代后 年一片集成电路上有 亿个晶体管。 目前-- 芯片内部的布线细微到亚微米(0.13~0.09µm)量级 目前 芯片内部的布线细微到亚微米 µ 量级 微处理器的时钟频率高达3GHz（109Hz） （ 微处理器的时钟频率高达 ） 将来- 高分子材料或生物材料制成密度更高、 将来 高分子材料或生物材料制成密度更高、三维结构的电路
2、数字集成电路的特点 、数字集成电路的特点 1)电路简单,便于大规模集成,批量生产 电路简单,便于大规模集成, 电路简单 2)可靠性、稳定性和精度高,抗干扰能力强 可靠性、稳定性和精度高, 可靠性 3)体积小,通用性好,成本低. 体积小,通用性好,成本低. 体积小 4)具可编程性,可实现硬件设计软件化 具可编程性, 具可编程性 5)高速度 低功耗 高速度 6)加密性好 加密性好
数字电子技术基础：1-1 数字逻辑概论
考核
平时成绩 考试 作业
20% 80%
两本作业本，写上姓名、班级、学号
每周交1次作业
答疑 时间待定
1.数字逻辑概论
1.1数字电路与数字信号 1.2 数制 1.3 二进制数的算术运算 1.4 二进制码 1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算 1.6 逻辑函数及其表示方法
教学基本要求
1、了解数字信号与数字电路的基本概念 2、了解数字信号的特点及表示方法 3、掌握常用二～十、二～十六进制数的转换 4、了解常用二进制码，熟悉8421 BCD码 5、掌握基本逻辑运算及逻辑函数的表示方法
1. 1 数字电路与数字信号
1.1.1 数字技术的应用及其发展 1.1.2 数字集成电路的分类及特点 1.1.3 模拟信号和数字信号 1.1.4 数字信号的描述方法
1 .1.1 数字技术的应用及其发展
1 )数字技术的应用
人类进入到数字时代,数字技术是发展最快 、 应用最广泛的技术.
航空航天
“勇气”号 火星探测器
2）按电路结构和工作特点不同划分： 可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类
2.数字集成电路的特点
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 ) 速度高、功耗低 6 )便于加密、解码
数字电子技术基础
（第五版）
课程介绍
1. 课程的性质 2. 教学目标 3. 课程研究内容 4. 课程特点与学习方法 5. 教材和参考书 6. 考核
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
数字逻辑概论英语版
1.Introduction to digital logic1.1Digital circuit and digital signal1.2Numerical systems1.3Binary arithmetic operation in1.4Binary Code1.5Binary logic variables and basic logical operation1.6 Logical function and its expression2. Logical algebra and foundation for hardware description language（HDL）2.1 Logic algebra2.2 Karnaugh Map simplification of logical function2.3 Fundamental of Verilog hardware description language3. Logic gates3.1 MOS Logic gate3.2 TTL Logic gate3.3 Emitter coupled logic gate3.4 Gallium arsenide logic gate3.5 Problems concerning logic description3.6 Problems in logic gate application3.7 Description of logic gate by Verilog hardware description language4. Combinational logic circuit4.1 Analysis of combinational logic circuit4.2 Design of combinational logic circuit4.3 Competition risks in combinational logic circuits4.4 Typical integrated combinational logic circuit4.5 Programmable combinational logic devices4.6 Description of combinational logic circuit by Verilog hardware description language 5．Latch and trigger5.1 Bistable memory unit circuit5.2 Latch5.3 Trigger circuit and working principle5.4 Trigger logic function5.5 Description of latch and trigger by Verilog hardware description language6. Sequential logic circuit6.1 Concept of sequential logic circuit6.2 Analysis of synchronous sequential logic circuit6.3 Design of synchronous sequential logic circuit6.4 Analysis of asynchronous sequential logic circuit6.5 Typical integrated sequential logic circuits6.6 Description of sequential logic circuit by Verilog hardware description language6.7 Sequential programmable logic devices7. Memory, complex programmable logic devices and field programmable gate array7.1 ROM7.2 RAM7.3 Complex programmable logic device7.4 Field programmable gate array7.5 Examples for designing programmable device by EDA technique8. Conversion and creation of pulse wave8.1 Monostable trigger8.2 Schmidt trigger8.3 Multi vibrator8.4 555 Timer and its applications9. D/A and A/D Convertors9.1 D/A Convertor9.2 A/D Convertor10. Fundamental for digital system design10.1 Introduction to digital system10.2 Arithmetic state machine10.3 Register transmission language10.4 Realization of digital system by programmable logic devices。
数字逻辑朱勇ppt课件
仿真工具
用于模拟和测试数字电 路的行为和功能。
布局布线工具
将逻辑电路转换为物理 版图，并生成制程需要
的掩膜。
05 数字信号处理
数字信号的特点
01
02
03
04
离散性
数字信号在时间或幅度上都是 离散的，表现为信号状态的突
然跳变。
稳定性
数字信号的幅度值范围较小， 因此信号相对稳定，不易受到
噪声干扰。
可存储性
数字信号可以方便地存储在计 算机存储器、数字磁带等介质
上。
抗干扰能力强
由于数字信号是离散的，因此 具有较强的抗干扰能力，传输
过程中不易失真。
数字信号处理的方法
时域分析法
频域分析法
通过观察信号在不同时间点的取值来分析 信号的特性。
将信号转换为频域表示，通过分析信号的 频率成分来理解信号特性。
数字逻辑还可以应用于加密、编码、图像处理等领域，为现代信息社会提供了重 要的技术支持。
02 数字逻辑基础
基本逻辑门
OR门
实现逻辑或运算， 当输入有一个为真 时，输出为真。
NAND门
实现逻辑与非运算 ，当输入都为真时 ，输出为假。
AND门
实现逻辑与运算， 当输入都为真时， 输出为真。
NOT门
实现逻辑非运算， 对输入取反。
时序逻辑电路
总结词
具有记忆功能的电路，输出不仅取决于当前的输入，还与过 去的输入状态有关。
详细描述
时序逻辑电路具有存储元件（如触发器），可以保存之前的 输入状态，因此其输出不仅取决于当前的输入，还与之前的 输入和状态有关。常见的时序逻辑电路有寄存器、计数器、 微处理器等。
可编程逻辑电路
数字逻辑概论
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一个10进制数即可表示数量大小，也可表示特定信息
402
表示数量大小 教室编号
10进制 进行数学运算
代码
一个2进制数即可表示数量大小，也可表示特定信息
表示数量大小
2进制 进行数学运算
1001
10进制数9
2进制代码
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二进制代码的位数( n ),与需要编码的事件（或信息）的个 数( N )之间应满 足以下关系：
-- 二值逻辑变量
➢ 逻辑运算： 逻辑运算表示的是变量和常量之间的运算关系。
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1、与运算
逻辑– 事件起因（电路输入）决定事件结果 （电路输出）
（1）与运算：只有当决定某一事件( L亮）的条件（A,B闭
合）全部具备时，这一事件才会发生。这种因果关系
称为与逻辑关系。
当A与B都闭合时，灯亮
式中小圆点“·”表示A、B 的与运算, 又称逻辑乘。
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（4）与运算运算法则
0 ·0 = 0 0 ·1 = 0 1 ·0 = 0
与门真值表
AB
L
00
0
01
0
1 ·1 = 1
10
0
1 1 与运算:输入有0，输出即为0；输入全1，输出才
1
为1.
L的情况： L=A·B·C…
010 +
1 00
AB
1 11
=
L = AB + AB
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3. 逻辑图 -- 由逻辑表达式直接得出。
可将逻辑函数式中所有的与、或、非运算符号用相
应的逻辑图符号代替，并按照逻辑运算的先后次序将这
第1章数字逻辑概论
第1章数字逻辑概论ʌ内容提要ɔ本章将探究为什么要学习数字电子技术㊁数字电路中的数值表达,以及计算机是如何进行运算和处理信息(数值㊁文字㊁符号㊁图形㊁声音和图像信号)等数字电路基础知识㊂主要内容有:数字信号的概念和数字电路的分类及特点,数字电路与模拟电路的比较,常用数制㊁码制以及各种数制间的转换㊂ʌ本章目标ɔ(1)了解数字信号与模拟信号的区别㊁数字电路的特点及分类㊂(2)掌握数字电路中1和0的含义,掌握二进制㊁八进制㊁十进制㊁十六进制数及其转换㊂(3)理解8421码㊁2421码㊁余3码及格雷码等㊂1.1概述当今世界,科学技术的发展日新月异,人类社会进入了一个前所未有的数字化㊁信息化的时代,计算机的应用已经普及到寻常百姓家㊂信息数字化,使得广播及通信变得多频道化㊁双向化和多媒体化㊂目前广泛应用的D V D㊁因特网㊁电子邮件㊁微博及微信等,无不在改变人们的工作方式㊁学习方式及生活方式㊂有人说,世界已进入数字经济时代,一切信息都将数字化㊂所有这些都是与数字电子技术密不可分的㊂数字电子技术是现代工程技术的重要组成部分,是信息技术的基础,与国民经济和社会生活的关系日益密切㊂计算机网络㊁广播㊁雷达㊁通信㊁电视及音像传媒㊁自动控制㊁医疗㊁电子测量仪表㊁核物理㊁航天等无一不与数字电子技术密切相关并因此获得了巨大的技术进步㊂例如,在通信系统中,应用数字电子技术的数字通信系统,不仅比模拟通信系统的抗干扰能力强㊁保密性好,而且还能应用计算机进行数字处理和控制,形成以计算机为中心的自动交换通信网;在测量仪表中,数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高㊁测试功能强,而且还易实现测试的自动化和智能化㊂随着集成电路技术(尤其是大规模和超大规模集成器件)的发展,各种电子系统可靠性大大提高,全世界正在经历一场数字化信息革命 即进入用数字0和1编码的信息时代㊂1.1.1模拟信号和数字信号1.模拟信号自然界广泛存在的物理量都是模拟量,如温度㊁压力㊁位移㊁声音等㊂这类物理量的变化在时间上和数值上都是连续的㊂表示模拟量的信号叫作模拟信号,处理和传输模拟信号的电路叫作模拟电路㊂温度是一个模拟量,因为它的取值是连续的,而且在连续变化过程中的任何一个取值都有具体的物理意义,即表示一个相应的温度㊂在一天中的某个时间段内,温度的变化不是从一个值跳变到另一个值,而是在值域范围内连续变化㊂例如,温度不会在一瞬间从20ħ跳变到30ħ,而是经历了从20ħ到30ħ之间的所有值㊂图1-1所示为气象台记录的某城市夏季一天内的气温曲线㊂其中,纵轴为温度值,横轴为一天的时间值㊂随着计算机的广泛应用,绝大多数电子系统都已经采用计算机来对信号进行处理㊂由于计算机无法直接处理模拟信号,所以需将模拟信号转换为数字信号㊂图1-1夏季某一天的温度变化曲线图1-2对图1-1中温度的取样(间隔为1h)2.数字信号图1-2所示为一天内每隔1h取样测量到的离散气温点图㊂由此可见,这类物理量的变化在时间上和数量上都是离散的,也就是说,它们的变化在时间上是不连续的,总是发生在一系列离散的瞬间㊂而且,它们数值的大小和每次的增减变化都是某一个最小数量单位的整数倍,而小于这个最小数量单位的数值没有任何物理意义㊂我们把这一类物理量称为数字量,把表示数字量的信号称为数字信号,并把工作在数字信号下的电子电路称为数字电路㊂例如,用一个电子电路记录信号灯闪亮的次数,信号灯每闪亮一次,就给电子电路一个信号,记作1;不闪亮时,不给电子电路信号,记作0㊂可见,电路工作信号的变化非0即1,即发生在离散信号的瞬间㊂又如电子表的秒信号㊁生产流水线上记录零件个数的计数信号㊁交通信号灯控制电路㊁智力竞赛抢答电路㊁计算机键盘输入电路中的信号,都是数字信号㊂不考虑温度的连续变化,只考虑时间轴上整点的温度值,这实际上是对温度曲线的特定点进行取样㊂如果取样点足够多,量化单位足够小,数字信号可以较真实地反映模拟信号㊂从一般的模拟信号到数字信号,要经过取样㊁保持㊁量化㊁编码,最终一个连续的模拟信号波形就变成了一串离散的㊁只有高低电平之分的 0101 变化的数字信号㊂如何实现模拟信号向数字信号的转化(数字化)是我们将要研究的数字电路问题㊂下面举例说明㊂传统电话线传输的是声音信号,计算机处理的是数字信号㊂利用传统的电话线即采用模拟传送线路的通信方式进行信息传递(E P上网)是过去许多家庭使用的一种方式㊂如图1-3所示,此种方式只能在1条通道上传递信息,因此用计算机进行数据传递时,还要通过MO D E M与传统的电话线路的模拟传送通路相连接,将模拟信号转换为数字信号㊂第1章数字逻辑概论图1-3模拟信号与数字信号之间的转换1.1.2数字电路的特点及优点随着计算机技术和数字技术的发展,现代电子设备已经实现从单纯用模拟电路到大范围地转变为数字电路㊂目前,大多只在模拟信号采集㊁微弱信号放大㊁高频大功率输出等局部电路采用模拟电路,其余部分广泛采用数字电子技术及数字电路㊂其广泛应用的主要原因是廉价集成电路的发展,以及显示㊁存储和计算机技术的应用㊂数字电路是数字电子技术的核心,是计算机和数字通信的硬件基础㊂与模拟电路相比,数字电路具有以下特点及优点㊂1.数字电路的特点(1)数字电路研究的是数字电路输入信号与输出信号间的因果关系,也称逻辑关系或逻辑功能㊂(2)由于数字电路的输入信号和输出信号都只有两种状态,所以工作在数字电路中的半导体二极管一般工作在开(导通)或关(截止)状态,对于半导体三极管,则不是工作在饱和状态就是工作在截止状态(而模拟电路中这类器件经常工作在放大状态),这两种状态的外部表现正是开关的通断㊁电流的有无㊁电压的高低㊂这种开与关㊁有与无㊁高与低㊁通与断㊁亮与灭㊁是与否㊁真与伪相对应的两种逻辑状态分别用逻辑1和逻辑0两个数码来表示(这里的1和0不是数值)㊂这种只有两种对立逻辑状态的逻辑关系称为二值逻辑,可以进行逻辑运算㊂数字电路能够对数字信号进行各种逻辑运算和算术运算,因此在数控装置㊁智能仪表以及计算机等方面得到了广泛应用㊂(3)数字电路的主要任务是进行逻辑分析和设计,运用的数学工具是逻辑代数,所以数字电路又叫逻辑电路㊂数字电路的研究可以分为两种:一种是对已有电路分析其逻辑功能,叫作逻辑分析;另一种是按逻辑功能要求设计出满足逻辑功能的电路,称为逻辑设计㊂而模拟电路研究的主要是对输入信号的放大和变换的电路㊂(4)数字电路的基本单元是逻辑门和触发器,而模拟电路的基本单元是放大器㊂(5)数字电路表达电路功能的方法主要有真值表㊁逻辑函数式㊁波形图㊁卡诺图及状态转换图(状态图)等,而模拟电路采用的分析方法是图解法和微变等效电路法㊂数字电路和模拟电路的主要区别见表1-1㊂2.数字电路的优点(1)数字电路实现简单,易于设计㊂以二进制为基础的数字逻辑电路,基本单元电路比较简单,只要能够可靠地区分0和1两种状态就可以正常工作,主要分析设计工具是逻辑代表1-1数字电路和模拟电路的主要区别类别数字电路模拟电路电路功能(研究问题)输入信号与输出信号间的逻辑关系如何不失真地进行模拟信号的放大工作信号数字信号(在时间上和数量上都离散)模拟信号(在时间上和数量上都连续)管子的作用及工作区域开关,工作在饱和区或截止区放大,工作在放大区研究对象逻辑功能放大性能基本单元电路逻辑门㊁触发器放大器主要分析工具真值表㊁逻辑函数式㊁卡诺图㊁波形图㊁状态图图解法和微变等效电路法数,不需要复杂的数学知识,电路元器件的精度要求不高,允许有较大的误差,制作时工艺要求相对低㊂因此,电路的分析和设计相对较容易㊂特别是采用计算机辅助设计工具以后,数字电路的设计时间要远远小于模拟电路的设计时间㊂(2)数字电路稳定性好,抗干扰能力强,精度高㊂数字电路主要是用高电平1和低电平0来表示信号的有和无,而高电平和低电平为一定的范围值(如T T L系列的高电平为3~ 5V),并不是一个固定值,只需要能区分信号两种截然不同的状态,不必精确地测量信号的大小,允许在一定范围内波动,从而大大提高了数字电路工作的可靠性,信号易辨别,不像模拟电路那样容易受噪声的干扰,噪声容限大㊂数字电路通过增加数字信号的位数就可以提高精度,它可以通过整形很方便地去除叠加于传输信号上的噪声与干扰,可以利用差错控制技术对传输信号进行查错和纠错,而模拟电路易受温度㊁电源电压㊁元器件老化及其他因素的影响㊂(3)数字信号更便于存储㊁加密㊁压缩㊁传输和再现㊂数字信息可以利用某种媒介,如磁带㊁磁盘㊁光盘等进行长时期的存储㊁携带和交换,可以方便地进行加密处理,保密性好,信息资源不易被窃取㊂(4)数字电路集成度高㊁产品系列多㊁通用性强㊁成本低㊂集成度高㊁体积小㊁速度高㊁功耗低是数字电路突出的优点之一㊂电路的设计㊁维修㊁维护灵活方便,随着集成电路技术的高速发展,数字逻辑电路的集成度越来越高,从元件级㊁器件级㊁部件级㊁板卡级上升到系统级㊂电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路模块单元连接而成㊂对于非标准的特殊电路还可以使用可编程逻辑阵列电路,通过编程的方法实现任意的逻辑功能㊂数字电路能够制造成系列化㊁标准化的数字部件,并以此构成各种各样的数字系统,产品系列多㊁通用性强㊁容易制造且成本低廉㊂(5)便于计算机处理,实现智能化㊂只有数字电路才能直接与计算机连接,容易实现算术和逻辑运算功能,实现自动化㊁智能化控制㊂1.1.3数字电路的发展与应用数字电子技术产生于20世纪30年代,是在通信技术(电报㊁电话)中首先引入二进制的信息存储技术㊂在1847年由英国科学家乔治㊃布尔(G e o r g eB o o l e)创立布尔代数,形成开关代数,有一套完整的数字逻辑电路的分析和设计方法,并在电子电路中得到应用㊂数字电子技术是一门应用学科,数字电路的发展与应用可分为5个阶段㊂初级阶段:20世纪40年代以电子管(真空管)作为基本器件,在电子计算机中得到应用,另外在电话交换和数字通信方面也有应用㊂第二阶段:1947年晶体管的出现,使得数字电子技术有一个飞跃发展,除了在计算机㊁通信领域应用外,在其他(如测量)领域也得到了应用㊂第三阶段:20世纪50年代末期集成电路的出现,使得数字电子技术有了更广泛的应用,如在医疗㊁雷达㊁卫星等领域㊂第四阶段:20世纪70年代中期到80年代中期,微电子技术的发展使得数字电子技术得到迅猛的发展,产生了大规模和超大规模的集成数字芯片,应用在各行各业和我们的日常生活中㊂第五阶段:20世纪80年代中期以后,产生了一些专用和通用的集成芯片,以及一些可编程的数字芯片,并且制作技术日益成熟㊂数字电路的设计模块化和可编程的特点,提高了设备的性能㊁适用性,并降低了成本㊂越来越大的设计㊁越来越短的推向市场的时间㊁越来越低的价格㊁多层次的设计表述㊁大量使用复用技术㊁大量使用计算机辅助设计工具(E D A技术)是数字电路今后发展的趋势㊂随着微电子技术及集成电路(I C)工艺技术的迅猛发展,数字电路在计算机㊁通信系统㊁仪器仪表㊁数控技术㊁家电等领域都得到了广泛应用㊂电子电路数字化是当今电子技术的发展趋势㊂对数字电路的分析与设计,成为电子工程技术人员必备的专业基础知识㊂1.1.4数字电路的分类1.按组成结构分类按组成结构,数字电路可分为分立电路和集成电路两大类㊂分立电路是指将电阻㊁电感㊁电容㊁变压器㊁开关等分立元器件用导线在电路板上逐个连接起来的电路,从外观上可以看到一个一个的电子元器件㊂当你打开一台高清晰度的液晶电视机的后盖,或当你拆开一部功能齐全的手机或笔记本电脑时,你所看到的电路板已经不再是密密麻麻的分立元件,而是排列整齐的一个个I C(集成)芯片,有的芯片集成了几十个电子元器件,有的集成了几十万个电子元器件(例如:奔腾ⅣC P U就集成了38万个之多的电子元器件)㊂集成电路是用特殊的半导体制作工艺将许多微小的电子元器件及连接导线制作在同一块半导体晶片上而成为一个不可分割的整体电路(集成芯片),从外观上看不到任何元器件,只能看到一个一个的引脚㊂通常把一个芯片封装后含有等效元器件的个数定义为集成度㊂随着微电子技术的发展和数字I C芯片集成度的不断提高,在不久的将来,量子器件和以分子(原子)为基础的纳米电子学将成为集成电路技术领域研究的热点㊂集成电路技术和其他新技术相结合,将形成新的技术增长点,智能计算机㊁光子计算机㊁生物芯片等将会出现在人们的现实生活中㊂2.按集成度分类按照传统的集成度划分方法,数字集成电路可划分为小规模集成电路(S m a l lS c a l e I n t e g r a t i o n,S S I)㊁中规模集成电路(M e d i u m S c a l eI n t e g r a t i o n,M S I)㊁大规模集成电路(L a r g eS c a l e I n t e g r a t i o n,L S I)㊁超大规模集成电路(V e r y L a r g eS c a l e I n t e g r a t i o n,V L S I)㊁特大规模集成电路(U l t r aL a r g eS c a l e I n t e g r a t i o n,U L S I)㊁巨大规模集成电路(G r e a tL a r g e S c a l e I n t e g r a t i o n,G L S I),见表1-2㊂不过,国际上最近出现了一种模糊了小规模集成电路与中规模集成电路之间的分类界限的集成电路,将它们统称为普通规模集成电路;同时也有。
第1章 数字逻辑概论
16
解：
2 57 2 28 2 14
27 23 21 0
余数
1 0 0 1 1
1
有效位 k0(最低位) k1 k2 k3 k4 k5(最高位)
17
0.6875
整数
有效位
×2
1.3750
1
k-1(最高位)
×2
0.7500
0
k-2
×2
1.5000
一、十进制（Decimal）
构成：十个数码（0～9）；逢十进一， 借一当十。
(5.5 ) 5 1 0 5 11 0 5 10 0 5 1 10
其中：101----位权 ；1----数位的序号；10----基数
10
一般情况下（n位整数，m位小数）；
n1
(N)10(N)D ki10i im
其中：i为正整数，ki ----0～9中任一数码。
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 二进制数的算术运算 1.4 二进制代码 1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算 1.6 逻辑函数及其表示方法
§1.1 数字电路与数字信号
• 本小节要点
– 什么是数字信号？ – 什么是数字电路？
2
一、模拟信号和数字信号
1.模拟信号：数值连续、时间连续
一般采用正逻辑，如：
逻辑1
逻辑1
逻辑0
逻辑0
逻辑0
4
4、数值“1”和“0”的波形表示
1）数值
1 1 0 10 0 0
（1）电位型 （非归零）
（2）脉冲型 （归零）
5
2）脉冲信号的部分参数
数字逻辑第1章概论精品文档
【例3】将八进制数(67.731)8写成权表示的形式。
解:
(67.731)8=6×81+7×80+7×8-1+3×8-2+1×8-3
【例4】 将十六进制数(8AE6)16写成权表示的形式。
解:
(8AE6)16=8×163+A×162+E×161+6×160
1.2 数制系统
【例5】分别将二进制数(11010.101)2和十六进制数(B6F.C)16转换为 十进制数。
十六进制数运算规则自行推导
1.3 有符号二进制数的编码表示
术语：
1、真值：二进制数值前用“－”、 “＋”符号表示二进制数负数和正数。这 种表示的二进制数的方法，称为符号数的 真值，简称真值。
2、机器数：将真值的符号部分数字 化以及真值的数值部分采用编码表示，称 为机器数。
真值的符号部分在机器数中称为符号 位，真值的数值部分在机器数中称为尾数。
【例1】将十进制数(2019.9)10写成权表示的形式。
解: (2019．9)10＝2×103+0×102+0×101+1×100+9×10-1
【例2】将二进制数(1101.101)2写成权表示的形式。
解: (1101.101)2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-
1.3 有符号二进制数的编码表示
1.3 有符号二进制数的编码表示
1.3 有符号二进制数的编码表示
1.3 有符号二进制数的编码表示
1.3 有符号二进制数的编码表示
1.3 有符号二进制数的编码表示
1.3 有符号二进制数的编码表示
第一章 数字逻辑概论
第一章 数字逻辑概论第一讲 教学内容： ① 模拟电路与数字电路的基本概念； ②几种常用数制；③不同数制间的相互转换。
教学要求： ①了解 理解数字电路的信号特点和电路性质；② 理解各种数制的特点；③ 掌握各种进制之间转换的方法 。
教学难点：不同数制间的相互转换。
1.1数字电路的基本概念一． 模拟信号和数字信号电子电路中的信号可以分为两大类：模拟信号和数字信号。
模拟信号——时间连续、数值也连续的信号。
数字信号——时间上和数值上均是离散的信号。
（如电子表的秒信号、生产流水线上记录零件个数的计数信号等。
这些信号的变化发生在一系列离散的瞬间，其值也是离散的。
）数字信号只有两个离散值，常用数字0和1来表示，注意，这里的0和1没有大小之分，只代表两种对立的状态，称为逻辑0和逻辑1，也称为二值数字逻辑。
数字信号在电路中往往表现为突变的电压或电流，如图1.1.1所示。
该信号有两个特点： （1）信号只有两个电压值，5V 和0V 。
我们可以用5V 来表示逻辑1，用0V 来表示逻辑0；当然也可以用0V 来表示逻辑1，用5V 来表示逻辑0。
因此这两个电压值又常被称为逻辑电平。
5V 为高电平，0V 为低电平。
（2）信号从高电平变为低电平，或者从低电平变为高电平是一个突然变化的过程，这种信号又称为脉冲信号。
二．正逻辑与负逻辑如上所述，数字信号是一种二值信号，用两个电平（高电平和低电平）分别来表示两个逻辑值（逻辑1和逻辑0）。
那么究竟是用哪个电平来表示哪个逻辑值呢？两种逻辑体制：(1)正逻辑体制规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。
(2)负逻辑体制规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。
如果采用正逻辑，图1.1.1所示的数字电压信号就成为如图1.1.2所示逻辑信号。
Âß¼0Âß¼1Âß¼0Âß¼1Âß¼0V t (V)(ms)5图1.1.2 逻辑信号三． 数字信号的主要参数一个理想的周期性数字信号，可用以下几个参数来描绘，见图1.1.3。
数字逻辑概论共28页
数字逻辑概论
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
பைடு நூலகம்
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
数字逻辑概论第五版
2、数字集成电路旳特点
（1）稳定性高，成果旳再现性好 （2）易于设计 （3）大批量生产，成本低廉 （4）可编程性 （5）高速度，低功耗
3、数字电路旳分析、设计与测试
（1）数字电路旳分析措施： 分析工具：逻辑代数、计算机仿真
（2）数字电路旳设计措施： 设计过程：方案旳提出、验证、修改 设计方式：老式旳设计方式；EDA软件设计方式
八进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17
十六进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
1.2.2 数制转换
将N进制数按权展开，即能够转换为十进制数。 1、二进制数与八进制数旳相互转换
（1）二进制数转换为八进制数： 将二进制数由小数点开始， 整数部分向左，小数部分向右，每3位提成一组，不够3位补 零，则每组二进制数便是一位八进制数。
（2）基 数：进位制旳基数，就是在该进位制中可能用到 旳数码个数。
（3） 位 权（位旳权数）：在某一进位制旳数中，每一位 旳大小都相应着该位上旳数码乘上一种固定旳数，这个固 定旳数就是这一位旳权数。权数是一种幂。
1、十进制 数码为：0～9；基数是10。 运算规律：逢十进一，即：9＋1＝10。 十进制数旳权展开式：
例1.3.3 求1001与1011旳积。
解：
1001
×) 1 0 1 1
1001
1001
0000
1001
1100011
11 1
即：1001×1011=1100011
可见，乘法运算法运算和除法运算
除法法则：
0 1 0 111
例1.3.4 求1010与111之商。
逻辑电平与电压值旳关系（正逻辑） ：
数字逻辑概论ppt
一、逻辑代数
•逻辑代数与普通代数: 与普通代数不同,逻辑代数中的变量只
有0和1两个可取值，它们分别用来表示完全 两个对立的逻辑状态。
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！
豫章故郡，洪都新府。星分翼轸，地 接衡庐 。襟三 江而带 五湖， 控蛮荆 而引瓯 越。物 华天宝 ，龙光 射牛斗 之墟； 人杰地 灵，徐 孺下陈 蕃之榻 。雄州 雾列， 俊采星 驰。台 隍枕夷 夏之交 ，宾主 尽东南 之美。 都督阎 公之雅 望，棨 戟遥 临；宇文新州之懿范，襜帷暂驻。十 旬休假 ，胜友 如云； 千里逢 迎，高 朋满座 。腾蛟 起凤， 孟学士 之词宗 ；紫电 青霜， 王将军 之武库 。家君 作宰， 路出名 区；童 子何知 ，躬逢 胜饯。 时维九月，序属三秋。潦水尽而寒潭 清，烟 光凝而 暮山紫 。俨骖 騑于上 路，访 风景于 崇阿； 临帝子 之长洲 ，得天 人之旧 馆。层 峦耸翠 ，上出 重霄； 飞阁流 丹，下 临无地 。鹤汀 凫渚， 穷岛屿 之萦回 ；桂殿 兰宫， 即冈峦 之体势 。 披绣闼，俯雕甍，山原旷其盈视，川 泽纡其 骇瞩。 闾阎扑 地，钟 鸣鼎食 之家； 舸舰迷 津，青 雀黄龙 之舳。 云销雨 霁，彩 彻区明 。落霞 与孤鹜 齐飞， 秋水共 长天一 色。渔 舟唱晚 ，响穷 彭蠡之 滨；雁 阵惊寒 ，声断 衡阳之 浦。 遥襟甫畅，逸兴遄飞。爽籁发而清风 生，纤 歌凝而 白云遏 。睢园 绿竹， 气凌彭 泽之樽 ；邺水 朱华， 光照临 川之笔 。四美 具，二 难并。 穷睇眄 于中天 ，极娱 游于暇 日。天 高地迥 ，觉宇 宙之无 穷；兴 尽悲来 ，识盈 虚之有 数。望 长安 于日下，目吴会于云间。地势极而南 溟深， 天柱高 而北辰 远。关 山难越 ，谁悲 失路之 人？萍 水相逢 ，尽是 他乡之 客。怀 帝阍而 不见， 奉宣室 以何年 ？ 嗟乎！时运不齐，命途多舛。冯唐易 老，李 广难封 。屈贾 谊于长 沙，非 无圣主 ；窜梁 鸿于海 曲，岂 乏明时 ？所赖 君子见 机，达 人知命 。老当 益壮， 宁移白 首之心 ？穷且 益坚， 不坠青 云之志 。酌贪 泉而觉 爽，处 涸辙以 犹欢。 北海 虽赊，扶摇可接；东隅已逝，桑榆非 晚。孟 尝高洁 ，空余 报国之 情；阮 籍猖狂 ，岂效 穷途之 哭！ 勃，三尺微命，一介书生。无路请缨 ，等终 军之弱 冠；有 怀投笔 ，慕宗 悫之长 风。舍 簪笏于 百龄， 奉晨昏 于万里 。非谢 家之宝 树，接 孟氏之 芳邻。 他日趋 庭，叨 陪鲤对 ；今兹 捧袂， 喜托龙 门。杨 意不逢 ，抚凌 云而自 惜；钟 期既 遇，奏流水以何惭？ 呜乎！胜地不常，盛筵难再；兰亭已 矣，梓 泽丘墟 。临别 赠言， 幸承恩 于伟饯 ；登高 作赋， 是所望 于群公 。敢竭 鄙怀， 恭疏短 引；一 言均赋 ，四韵 俱成。 请洒潘 江，各 倾陆海 云尔： 滕王高阁临江渚，佩玉鸣鸾罢歌舞。 画栋朝飞南浦云，珠帘暮卷西山雨。 闲云潭影日悠悠，物换星移几度秋。 阁中帝子今何在？槛外长江空自流。
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1.1 数字电路与数字信号
1.1.3 模拟信号和数字信号
3 模拟量的数字表示
由于数字信号便于存储、分析和传输，通常将模 拟信号转换成数字信号。
模数转换的实现
1.1 数字电路与数字信号
1.1.3 模拟信号和数字信号
3 模拟量的数字表示
采样：按一定时间间隔采集模拟 信号，得到离散的取样信号。
量化：选取一个量化单位，将 取样信号除以量化量单位并取 整。
a、设计 在计算机上利用软件平
台进行设计。
原理图输入
输入
HDL文本输入
状态机设计
1.1 数字电路与数字信号
1.1.2 数字电路的分类及特点
3 数字电路的分析、设计与测试
b、测试和仿真 c、下载
d、验证结果
1.1 数字电路与数字信号
1.1.2 数字电路的分类及特点
3 数字电路的分析、设计与测试
(3) 数字电路的测试技术
6
1
1.1 数字电路与数字信号
1.1.4 数字信号的描述方法 2 数字波形 (2) 周期性和非周期性数字波形
(a)非周期性数字波形
(b) 周期性数字波形
1.1 数字电路与数字信号
1.1.4 数字信号的描述方法 2 数字波形 周期性数字波形的参数 周期 (period) T 频率 (frequency) f
脉冲宽度 (pulse width) tW 高电平持续的时间
占空比 (duty ratio) q 脉冲宽度与周期的比值
tW q(% ) 100% T
1.1 数字电路与数字信号
1.1.4 数字信号的描述方法 2 数字波形
例1.1.2 设周期性数字波形的高电平持续6ms，低电平持
续10ms，求占空比q。 解：因数字波形的脉冲宽度tW = 6ms, 周期T = 6ms + 10ms = 16ms。
多位数码中每一位的构成方式，以及从低位到高位 的进位规则称为数制。 1.2.1 十进制 以10为基数的计数体制
数码： 位权：
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
统一表达式：
进位规则：逢十进一
10i
按权展开：
( 368.258 )D = 3×102+6×101+8×100
+2×10-1+5×10-2+ 8×10-3
1.1 数字电路与数字信号
1.1.2 数字集成电路的分类及特点 1 数字集成电路的分类 集成度分类
分类 SSI MSI LSI VLSI ULSI
门数（一 个芯片）
10 100 104 105 >105
典型电路 逻辑门、触发器 计数器、加法器 小型存储器、门阵列 大型存储器、微处理器
专用集成电路 ASIC 可编程逻辑器件 PLD
1.1 数字电路与数字信号
1.1.2 数字集成电路的分类及特点 2、数字集成电路的特点
① 稳定性高、结果的再现性好。 ② 电路简单、易于设计 ③ 体积小、成本低，便于大规模集成，批量生产。 ④ 可编程性，可实现硬件设计的软件化。
⑤ 高速度，低功耗
⑥加密性好。 ⑦抗干扰能力强。
1.1 数字电路与数字信号
高频模拟电路
电子电路 组合逻辑电路 数字电路 时序逻辑电路
1.1 数字电路与数字信号
1.1.2 数字集成电路的分类及特点 二极管、晶体管、场效应管工作在开关 状态，时而导通，时而截止，构成电子开关，
是组成逻辑门电路的基本单元。
将门电路集成在一块半导体芯片上就构 成了数字集成电路。
1.1 数字电路与数字信号
电子管时代
1.1 数字电路与数字信号
1.1.1 数字技术的发展及其应用
晶体管时代：半导体技术
半导体二极管、三极管
1.1 数字电路与数字信号
1.1.1 数字技术的发展及其应用
半导体集成电路
1.1 数字电路与数字信号
1.1.1 数字技术的发展及其应用 数字技术应用的典型代 表是电子计算机，数字电
子技术的发展导致计算机
tW q(%) 100 % T 6ms 100% 37 .5% 16 ms
1.1 数字电路与数字信号
1.1.4 数字信号的描述方法 2 数字波形 (3) 实际数字信号波形
非理想脉冲波形
1.1 数字电路与数字信号
1.1.4 数字信号的描述方法 2 数字波形
上升时间 tr
从脉冲幅值的10%上升到90%所用时间 下降时间 tf 从脉冲幅值的90%下降到10%所用时间 脉冲宽度 tw 脉冲幅值的50%的两个时刻所跨时间
n 1 (N)D K 10i i i m
1.2 数制
任意进制数的表达式： 系数
1.1.2 数字集成电路的分类及特点
1 数字集成电路的分类
SSI Small-Scale Integration
MSI Medium-Scale Integration 集成度
LSI Large-Scale Integration
VLSI Very-Large-Scale Integration
ULSI Ultra-Large-Scale Integration
1.1 数字电路与数字信号
1.1.4 数字信号的描述方法 2 数字波形 (4) 时序图 (timing diagram)
表明各信号之间时序关系的波形图。
由于各信号的路径不同 ，
它们之间不可能保持严格 的同步关系，各信号之间 允许一定的误差，但这些 误差必须限定在规定的范 围内。
时序图
1.2 数制
1.1 数字电路与数字信号
1.1.4 数字信号的描述方法 2 数字波形 又称为二值位形图。非归零信号的每 位数据占用一个位时间。
比特率 (Bit rate) 每秒钟转输数据的位数。 例1.1.1 某通信系统每秒传输1544000位数据，求每位数 据传输的时间。 解：每位数据传输的时间为
1.54410 9 647 . 67 10 s 648ns s
1.1 数字电路与数字信号
1.1.2 数字电路的分类及特点
3 数字电路的分析、设计与测试
(2) 数字电路的设计
基于EDA软件的设计方式借助于计算机来快速准确地完成
电路的设计。设计者提出方案后，利用计算机进行逻辑分析、性 能分析和时序测试，如发现错误或方案不理想，可以重复上述过
程直到得到满意的电路，然后进行硬件电路的实现。
Agilent
XMM1
XLA1
1
测试设备：
数字电压表、电子示波 器、逻辑分析仪等。 具体测试技术将在实验
XSC2
Tektronix
P G 1 2 3 4 T
课中进行介绍。
F
C Q T
1.1 数字电路与数字信号
1.1.3 模拟信号和数字信号 1 模拟信号 模拟量 在时间上连续变化、数值上也连续取值的物理 量，如温度、压力、模拟声音的音频信号等。 模拟信号 表示模拟量的信号,如正弦变化的交流信号。 模拟电路 处理模拟信号的电子电路。
的不断发展和完善。 数字技术被广泛应用于：
广播、电视、通信、医学
诊断、测量、控制、文化 娱乐以及家庭生活等方面。
1.1 数字电路与数字信号
1.1.1 数字技术的发展及其应用
数字技术被广泛应用于：
广播、电视、通信、医学诊 断、测量、控制、文化娱乐 以及家庭生活等方面。
1.1 数字电路与数字信号
1.1.2 数字集成电路的分类及特点 低频模拟电路 模拟电路
1.1 数字电路与数字信号
1.1.2 数字电路的分类及特点
3 数字电路的分析、设计与测试
(2) 数字电路的设计 传统的硬件电路设计全均由人工完成，硬件电路的
验证和调试是在电路构成后进行的，故电路中存在的
问题只能在验证后发现。若问题重大，可能要重新设
计，多数需经反复的调试、验证、修改后完成。设计
的周期长，资源的浪费大，不能满足大规模集成电路 设计的需要。
1.1 数字电路与数字信号
1.1.3 模拟信号和数字信号 1 模拟信号 用传感器将模拟量转换为成比例的电
压或电流信号，送到电子系统处理。
模拟信号波形
1.1 数字电路与数字信号
1.1.3 模拟信号和数字信号 2 数字信号 数字量 在时间和数值上都离散的物理量，如每
隔1小时测量的某天温度，各种脉冲信号等。 数字信号 表示数字量的信号。 数字电路 处理数字信号的电子电路。
采样信号
编码：用适当位数的0和1表示数字信号。
1.1 数字电路与数字信号
1.1.4 数字信号的描述方法 1.二值数字逻辑和逻辑电平 二值数字逻辑：数字信号用0、1两个数码表示，称 为二值数字逻辑，也简称为数字逻辑。
－－表示数量时称为二进制数。 －－表示两种不同的逻辑状态时称为二值数字逻辑
表示方式
在电路中用高、低电平表示0、1两种逻辑状态。
1.1.2 数字集成电路的分类及特点 1 数字集成电路的分类 双极型 (BJT) 电子器件 （结构、 工艺） 单极型 (FET) TTL(晶体管逻辑) ECL(射极耦合逻辑)
I2L(集成注入逻辑)
PMOS (P沟道金属氧化物半导体) NMOS(N沟道MOS) CMOS(互补MOS)
1.1 数字电路与数字信号
1.1 数字电路与数字信号
1.1.4 数字信号的描述方法 2 数字波形 是信号逻辑电平对时间的图形表示。
(a) 用逻辑电平表示数字波形
(b) 16位数据的图形表示
1.1 数字电路与数字信号
1.1.4 数字信号的描述方法 2 数字波形 (1) 数字波形的类型
① 非归零型
在一个时间拍内用高电平代表1，低电平
电子技术基础（数字部分）
1.本课程的性质