数字电路基本概念
《数字电子技术基础》(第四版)
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
数字电路基本概念
数字电路基本概念第一章由于模拟信息具有连续性，实用上难于存储、分析和传输，应用二值数值逻辑构成的数字电路或数字系统较易克服这些困难，其实质是利用数字1和0来表示这些信息。
1.二值数值逻辑：常用数字0和1来表示数字信号，这里的0和1不是十进制的数字，而是逻辑0和逻辑1。
2.二值数字逻辑的产生，是基于客观世界的许多事物可以用彼此相关又相互对立的两种状态表示；而且在电路上，可用电子器件的开关特性来实现，由此形成离散信号电压或数字电压。
(1)技术上容易实现。
用双稳态电路表示二进制数字0和1是很容易的事情。
(2)可靠性高。
二进制中只使用0和1两个数字，传输和处理时不易出错，因而可以保障计算机具有很高的可靠性。
(3)运算规则简单。
与十进制数相比，二进制数的运算规则要简单得多，这不仅可以使运算器的结构得到简化，而且有利于提高运算速度。
(4)与逻辑量相吻合。
二进制数0和1正好与逻辑量“真”和“假”相对应，因此用二进制数表示二值逻辑显得十分自然。
(5)二进制数与十进制数之间的转换相当容易。
人们使用计算机时可以仍然使用自己所习惯的十进制数，而计算机将其自动转换成二进制数存储和处理，输出处理结果时又将二进制数自动转换成十进制数，这给工作带来极大的方便。
3.逻辑状态：客观世界的许多事物可以用彼此相关又相互对立的状态。
4.脉冲波形：当某波形仅有两个离散值时。
数字波形是逻辑电平对时间的图形表示。
5..占空比表示脉冲宽度占整个周期的百分数。
6.上升时间：从脉冲幅值的10%到90%所经历的时间。
7.下降时间：从脉冲幅值的90%下降到10%所经历的时间。
8.脉冲宽度：脉冲幅值的50%的两个时间点跨越的时间。
9.数据率或比特率：每秒钟所传输数据的位数。
10.时序图：表示时间关系的多重数字波形图。
11.存储器：用来存储二值数据的数字电路。
12.正逻辑：1表示高电平，0表示低电平。
13.负逻辑：与正逻辑相反。
14.表达电路功能主要用：功能表、真值表、逻辑表达式、波形图。
数电面试知识点总结
数电面试知识点总结一、基本概念1.1 电路和信号电路是指由电阻、电容、电感等元件组成的系统，用于控制电流和电压的流动。
信号则是指携带信息的电流或电压，可以是模拟信号或数字信号。
1.2 基本元件常见的电路元件有电阻、电容、电感、二极管和晶体管等。
电阻用于限制电流，电容用于储存电荷，电感用于储存能量，二极管用于控制电流方向，晶体管用于放大、开关和稳定电压等功能。
1.3 信号处理信号处理是指利用电路对信号进行加工、处理和传输的过程，包括放大、滤波、混频、解调等操作。
1.4 模拟和数字模拟信号是连续变化的信号，如声音、光线等；数字信号则是离散的信号，如二进制数等。
模拟电路和数字电路分别处理模拟和数字信号。
1.5 基本定律基本电路定律包括欧姆定律、基尔霍夫定律、麦克斯韦方程等，用于描述电路中电压、电流和电阻之间的关系。
二、模拟电路2.1 放大电路放大电路是模拟电路的重要组成部分，包括共射放大器、共集放大器、共阴极放大器等，用于放大模拟信号的幅度。
2.2 滤波电路滤波电路用于滤除或选择特定频率范围的信号，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
2.3 混频电路混频电路用于将不同频率的信号进行混合，产生新的频率信号，如频率合成器、调频解调器等。
2.4 模拟集成电路模拟集成电路是集成了大量模拟电路元件的集成电路，包括放大器、滤波器、混频器等，用于实现各种模拟信号处理功能。
三、数字电路3.1 逻辑门逻辑门是数字电路的基本组成单元，包括与门、或门、非门、异或门等，用于实现逻辑运算和数字信号处理的功能。
3.2 组合逻辑电路组合逻辑电路由多个逻辑门组成，通过不同的逻辑运算来实现特定的数字逻辑功能，如加法器、比较器、多路选择器等。
3.3 时序逻辑电路时序逻辑电路包括寄存器、计数器、触发器等，用于实现时序控制和状态存储等功能。
3.4 存储器存储器用于存储数字信号，包括静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）等，分为RAM和ROM，用于存储计算机的程序和数据。
数电知识点
数电知识点数字电路知识点一：数字电路的概念与分类•数字电路：用离散的电信号表示各种信息，通过逻辑门的开关行为进行逻辑运算和信号处理的电路。
•数字电路的分类：1.组合逻辑电路：根据输入信号的组合，通过逻辑门进行转换得到输出信号。
2.时序逻辑电路：除了根据输入信号的组合，还根据时钟信号的变化进行状态的存储和更新。
知识点二：数字电路的逻辑门•逻辑门：由晶体管等元器件组成的能实现逻辑运算的电路。
•逻辑门的种类：1.与门（AND gate）：输出为输入信号的逻辑乘积。
2.或门（OR gate）：输出为输入信号的逻辑和。
3.非门（NOT gate）：输出为输入信号的逻辑反。
4.与非门（NAND gate）：输出为与门输出的逻辑反。
5.或非门（NOR gate）：输出为或门输出的逻辑反。
6.异或门（XOR gate）：输出为输入信号的逻辑异或。
7.同或门（XNOR gate）：输出为异或门输出的逻辑反。
知识点三：数字电路的布尔代数•布尔代数：逻辑运算的数学表达方式，适用于数字电路的设计和分析。
•基本运算：1.与运算（AND）：逻辑乘积，用符号“∙”表示。
2.或运算（OR）：逻辑和，用符号“+”表示。
3.非运算（NOT）：逻辑反，用符号“’”表示。
•定律：1.与非定律（德摩根定理）：a∙b = (a’+b’)‘，a+b =(a’∙b’)’2.同一律：a∙1 = a，a+0 = a3.零律：a∙0 = 0，a+1 = 14.吸收律：a+a∙b = a，a∙(a+b) = a5.分配律：a∙(b+c) = a∙b+a∙c，a+(b∙c) = (a+b)∙(a+c)知识点四：数字电路的设计方法•数字电路设计的基本步骤：1.确定输入和输出信号的逻辑关系。
2.根据逻辑关系，使用布尔代数推导出逻辑表达式。
3.根据逻辑表达式，使用逻辑门进行电路设计。
4.进行电路的逻辑仿真和验证。
5.实施电路的物理布局和连接。
知识点五：数字电路的应用•数字电路的应用领域：1.计算机：CPU、内存、硬盘等。
数字电路基本概念的理解
数字电路基本概念的理解1）数字电路中工作的信号是数字信号，这种信号在时间上和数值上都是离散的。
在二进制系统中，数码只有1和0两种可能，反映到电路上就是高电平和低电平或开关通断、电流有无等。
而在模拟电路中工作的信号是模拟信号，这种信号在时间上和数值上都是连续变化的。
时间上连续是指任意时刻有一个相对的值。
数值上连续是指可以是在肯定范围内的任意值。
2）数字电路是处理和传输数字信号的电路。
三极管工作在开关状态，即饱和区或截止区。
放大区只是一种过渡状态。
抗干扰力量强、精度高。
而模拟电路是处理和传输模拟信号的电路。
三极管工作在线性放大区，即放大状态。
3）数字电路讨论的主要问题是电路的输入和输出状态之间的规律关系，即电路的规律功能。
具有"规律思维"力量。
数字电路能对输入的数字信号进行各种算术运算和规律运算、规律推断，故又称为数字规律电路。
而模拟电路讨论的主要问题是怎样不失真地放大模拟信号。
4）数字电路中，分析和设计数字电路的重要工具是规律代数，描述电路规律功能的主要方法是真值表、规律函数表达式、状态转换图、波形图和和卡诺图。
常常遇到的问题则是怎样利用它们对已知电路进行规律分析，依据实际要求进行规律设计。
而在模拟电路中，常常利用图解法和微变等效电路法等对电路进行静态和动态的定量分析，以确定放大倍数是多少、波形是否失真、怎样改善电路的放大性能等问题。
5）从电路结构上看，模拟电路的主要单元电路是放大器。
而数字电路的主要单元电路则是规律门和触发器。
虽然适应各种需要的数字电路千变万化，但是分析和设计的方法基本上是一样的。
只要我们对这些单元电路的组成、工作原理和性能把握得比较好，而且又学会了规律分析和规律设计的基本方法，熟识了若干典型电路，那就可以说初步具备了分析和解决一般数字电路问题的力量。
数字电路基本原理及设计方法
数字电路基本原理及设计方法数字电路是由数字信号进行处理、传输和存储的电路系统。
它广泛应用于计算机、通信、控制系统等领域。
本文将介绍数字电路的基本原理及设计方法，帮助读者对数字电路有更深入的了解。
一、数字电路基本原理数字电路基于数字信号进行数据处理和运算，主要包括以下几个基本原理：1.1 逻辑门逻辑门是数字电路的基本构建模块，用于实现逻辑运算。
常见的逻辑门有与门、或门、非门等，它们通过不同组合的输入和输出信号进行逻辑运算。
1.2 布尔代数布尔代数是数字电路设计的基础，用于描述和分析逻辑运算。
它包括逻辑运算符（与、或、非等）、布尔恒等律、布尔原理、逻辑函数等内容，使得复杂的逻辑运算可以用简单的代数式表示和分析。
1.3 组合逻辑组合逻辑电路由逻辑门组成，输出只与输入有关，不依赖于时间。
这种电路通常用于实现逻辑功能，如加法器、多路选择器等。
1.4 时序逻辑时序逻辑电路的输出不仅依赖于输入，还依赖于时间。
它通常与时钟信号配合使用，实现存储和状态转移等功能，如触发器、计数器等。
二、数字电路设计方法设计数字电路时，需要遵循一定的设计方法，确保电路的正确性和可靠性。
下面介绍几种常用的数字电路设计方法：2.1 确定需求首先要明确所需的功能和性能，包括输入输出信号的要求、逻辑功能等。
对于复杂的数字电路，可以采用自顶向下的方法，先确定整体的功能和结构，再逐步细化。
2.2 逻辑设计逻辑设计主要包括逻辑方程的推导和逻辑图的绘制。
通过布尔代数和逻辑门的组合，将需求转化为逻辑电路图。
设计过程中，需要考虑电路的优化和简化，尽量减少逻辑门的数量。
2.3 电路实现根据逻辑设计得到的逻辑电路图，选择合适的器件和元件进行电路实现。
常见的器件包括与门、或门、触发器等。
这一步还需要考虑电路的布局和连接方式，确保信号的稳定性和传输效果。
2.4 电路测试设计完成后，需要进行电路的测试和调试，确保电路的正确性和稳定性。
常用的测试方法包括仿真测试和实物测试。
数字电路基本概念介绍
数字电路基本概念介绍数字电路是在现代电子技术领域中极为重要的一部分，它是基于数字信号进行运算和处理的电路系统。
本文将介绍数字电路的基本概念，包括数字信号、逻辑门、布尔代数、编码和译码等方面的内容。
一、数字信号数字信号是一种离散的信号，它的取值只有两种可能，通常表示为0和1。
数字信号可以通过不同的方式表示，例如电平表示、脉冲表示、磁性表示等。
在数字电路中，常用的是电平表示，即高电平表示1，低电平表示0。
数字信号的离散特性使得数字电路能够进行高效的逻辑运算和处理。
二、逻辑门逻辑门是数字电路的基本组成单元，它可以根据输入信号的不同组合产生不同的输出信号。
常见的逻辑门有与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、异或门（XOR）等。
逻辑门可以通过逻辑运算符（与、或、非、异或等）表示，它们之间可以通过连接和组合构成更复杂的数字电路，实现各种不同的功能。
三、布尔代数布尔代数是一种用于描述和分析逻辑运算的数学工具，它基于两个值的逻辑运算，即真（1）和假（0）。
布尔代数中定义了一系列逻辑运算规则和定理，用于推导和简化逻辑表达式。
在数字电路设计中，布尔代数是必不可少的工具，它可以帮助设计者分析和优化电路结构，提高电路的性能和可靠性。
四、编码和译码编码和译码是数字电路中常用的技术，用于将信息从一种形式转换为另一种形式。
编码通常是将多个输入信号转化为一个压缩的输出信号，而译码则是将压缩的信号还原为多个输出信号。
常见的编码和译码方式有BCD码、格雷码、ASCII码等，它们在数字电路中广泛应用于数据传输和处理。
总结：数字电路是基于数字信号进行运算和处理的电路系统，它的基本概念包括数字信号、逻辑门、布尔代数、编码和译码等方面。
数字电路在现代电子技术中扮演着重要的角色，广泛应用于计算机、通信、控制等领域。
掌握数字电路的基本概念对于理解和设计数字电路系统至关重要，希望本文能够对读者有所帮助。
数字电路的基本概念
数字电路的基本概念
一、数字信号
数字信号是一种离散的、不连续的信号形式，它表示两种状态之间的差异，通常是高电平和低电平。
在数字电路中，数字信号用于传递和处理信息。
二、数字电路
数字电路是一种用于处理和操作数字信号的电路。
它由各种逻辑门、触发器、寄存器、时序电路等组成，可以实现算术运算、逻辑运算、存储和时序控制等功能。
数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。
三、逻辑门
逻辑门是一种基本的数字电路元件，它实现一种特定的逻辑功能。
最基本的逻辑门包括与门、或门、非门等。
通过组合逻辑门，可以实现复杂的逻辑功能。
四、触发器
触发器是一种基本的存储元件，它可以存储一位二进制信息。
触发器有两个稳定状态，通常表示为0和1。
触发器可以在外部信号的作用下实现状态的翻转。
五、寄存器
寄存器是一种用于存储二进制数据的电路元件。
它可以保存一个二进制数，并且可以在时钟信号的控制下进行读取和写入操作。
寄存器是数字系统中常用的元件之一。
六、时序电路
时序电路是一种具有时序关系的数字电路，它由组合逻辑电路和存储元件组成。
时序电路的状态变化取决于时钟信号的周期和相位。
时序电路可以实现复杂的时序控制和定时功能。
七、数字系统
数字系统是由数字电路、逻辑门、触发器、寄存器等组成的复杂系统，可以实现特定的数字功能。
数字系统可以用于计算机、通信、控制等领域。
数字系统的复杂程度取决于其实现的功能和规模。
大学课程数电模电全称
大学课程：数字电路与模拟电路综合介绍一、课程简介大学课程《数字电路与模拟电路》是计算机工程、电子工程等专业的重要基础课程之一。
本门课程主要涉及数字电路和模拟电路两个方面的内容，是培养学生电子电路设计能力和理论基础的重要途径之一。
本文将综合介绍数字电路与模拟电路的相关知识。
二、数字电路1.数字电路的基本概念数字电路是由各种逻辑门组成的，能进行逻辑运算和储存信息的电路。
它是现代电子技术的基础，广泛应用于计算机、通信等领域。
数字电路的基本元件包括与门、或门、非门等逻辑门。
2.逻辑门电路的设计和分析介绍了常见逻辑门的特点、真值表和逻辑表达式，以及逻辑门之间的级联和并联组成更复杂的电路。
还介绍了用卡诺图进行逻辑电路的简化、多数判断、编码器和译码器的应用等。
3.组合逻辑电路组合逻辑电路的输出只与输入有关，没有记忆功能。
介绍了常见的组合逻辑电路，如加法器、比较器、多路选择器等，并讲解了它们的工作原理和应用。
4.时序逻辑电路时序逻辑电路在组合逻辑电路的基础上增加了存储功能，能够根据外部时钟信号进行状态转换。
介绍了触发器、计数器等常见的时序逻辑电路，并通过示意图和电路图进行详细说明。
三、模拟电路1.模拟电路的基本概念模拟电路是基于模拟信号进行运算和处理的电路。
与数字电路不同，模拟电路可处理连续变化的信号，广泛应用于电子设备中的信号放大、滤波和调节等方面。
2.基本模拟电路元件介绍了常见的模拟电路元件，如电阻、电容、电感等，并讲解了它们的特性和应用。
3.放大电路放大电路是模拟电路中最常见的一种电路，用于放大信号的幅度。
介绍了放大电路的基本原理、常见的放大电路类型（如共射、共基、共集放大电路）、放大电路的频率响应等。
4.滤波电路滤波电路用于对信号进行筛选和滤波，以剔除不需要的频率分量或保留需要的频率分量。
介绍了低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等常见的滤波电路。
四、课程总结大学课程《数字电路与模拟电路》是电子工程和计算机工程等专业的基础课程之一。
数电知识点总结
数电知识点总结数电，即数字电子技术，是现代电子科学和技术的重要组成部分。
它研究如何使用数字信号来处理和传输信息。
在这篇文章中，我们将对数电的一些基本概念和知识点进行总结和讨论。
一、数电基础理论1. 二进制二进制是计算机中常用的数字表示方式，使用0和1来表示数字。
它是整个数电系统中的基础。
2. 逻辑门逻辑门是数电中常用的基本单元。
有与门、或门、非门等。
通过组合不同的逻辑门可以实现各种电路功能。
3. 真值表真值表是描述逻辑门输入输出关系的表格。
它能够帮助我们清晰地了解逻辑门的工作原理和功能。
4. 布尔代数布尔代数是一种逻辑系统，它基于二进制值和逻辑运算。
它能够简化和优化逻辑电路的设计。
二、数电电路设计1. 加法器加法器是数电中重要的电路，用于实现数字的加法运算。
全加器是最基本的加法器。
2. 编码器编码器用于将一个多位数字编码为一个较小的码。
常见的是4-2编码器和8-3编码器等。
3. 解码器解码器正好与编码器相反，它用于将一个码解码为一个多位数字。
常见的是2-4解码器和3-8解码器等。
4. 翻转器翻转器是一种存储元件，可以存储和改变输入信号的状态。
常见的有RS触发器、D触发器和JK触发器等。
三、数电应用领域1. 计算机计算机是数电应用最广泛的领域之一。
计算机内部的逻辑电路和芯片基于数电原理。
2. 通信数字通信是现代通信技术的基础。
数电提供了快速、准确和可靠的数字信号处理方法。
3. 数字电视机数字电视机通过数电技术将模拟信号转换为数字信号，并在数字领域进行处理。
4. 数字音频设备数字音频设备使用数电技术处理和转换音频信号，提供更高的音频质量和灵活性。
结语数电是现代科技的基石之一，它通过数字信号的处理和传输，推动了科学技术的发展。
本文简要总结了数电的基础理论、电路设计和应用领域等知识点。
深入了解数电原理和应用，不仅能够更好地理解数字技术的工作原理，而且可以为我们进行相关领域的研究和应用提供帮助。
希望本文对读者有所启发和帮助。
数字电路论文
数字电路论文引言数字电路是一种将模拟信号转化为离散信号的电路，广泛应用于计算机、通信系统、数字信号处理等领域。
本论文将详细介绍数字电路的基本概念、设计原理以及应用案例。
一、基本概念1.1 数字电路的定义数字电路是指由一系列逻辑门组成的电路，能够对输入的二进制信号进行处理和运算，以产生相应的输出信号。
1.2 逻辑门与布尔代数逻辑门是数字电路的基本组成单元，它可以实现逻辑运算和信号转换。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门等。
布尔代数是一种用来描述逻辑运算的数学工具，通过与、或、非运算以及逻辑表达式的表示，能够灵活地对逻辑操作进行推导和分析。
1.3 时钟与触发器在数字电路中，时钟是用来同步电路中各个元件的信号的重要组成部分。
触发器是一种存储元件，可以存储和驱动信息，实现数字电路的时序控制。
常见的触发器包括D触发器、JK触发器和T触发器等。
二、数字电路设计原理2.1 组合逻辑电路设计组合逻辑电路是一种只有组合逻辑门的电路，其输出仅由输入决定，不受到时序的影响。
在组合逻辑电路设计中，需要进行真值表的分析、逻辑表达式的化简、逻辑门的选取等步骤，以满足相应的逻辑功能需求。
2.2 时序逻辑电路设计时序逻辑电路是一种具有存储功能的数字电路，它的输出不仅与当前输入有关，还与之前的输入历史有关。
在时序逻辑电路设计中，需要考虑时钟信号的生成和分配、触发器的选用和连接、状态转换图的绘制等步骤，确保电路能够按照预期的时序进行工作。
2.3 状态机设计状态机是一种描述具有状态转换行为的系统模型，常用于设计数字电路中的时序逻辑电路。
状态机设计包括状态的定义、状态转换图的绘制、状态转移表的生成等步骤，以实现复杂的时序控制功能。
三、数字电路的应用案例3.1 计算机中的数字电路计算机是数字电路应用的典型代表，由中央处理器和存储器等组件构成。
数字电路在计算机中起到了控制和运算的关键作用，通过逻辑门和触发器等元件，实现了计算机的基本功能。
3.2 通信系统中的数字电路数字电路在通信系统中也有广泛的应用,例如调制解调器、编码器、解码器等。
数字电路基本概念和分类
数字电路基本概念和分类数字电路是计算机科学和电子工程领域中的重要概念之一。
它是由逻辑门组成的电路，能够进行数字信号的处理和转换。
本文将介绍数字电路的基本概念和分类，并探讨其在现代科技中的重要性。
一、数字电路的基本概念数字电路是一种基于二进制逻辑的电路系统。
它使用0和1表示逻辑状态的开关，并在开关之间传递电信号来实现逻辑功能。
数字电路的基本元件是逻辑门，包括与门、或门、非门、异或门等。
这些逻辑门可以组合成复杂的电路，并通过电信号的传递来实现各种功能。
数字电路最基本的特征是离散性和可编程性。
与模拟电路相比，数字电路的运算对象是离散的信号，可以经过编程来改变其功能和行为。
这使得数字电路在信息处理和存储方面具有广泛的应用。
二、数字电路的分类根据不同的功能和应用，数字电路可以分为多种类型。
以下是几种常见的数字电路分类：1. 组合逻辑电路：组合逻辑电路是由多个逻辑门组成的电路，根据输入信号的组合来决定输出信号的电路。
组合逻辑电路没有存储器件，只依赖输入信号的状态进行计算，可以实现布尔代数的逻辑运算。
2. 时序逻辑电路：时序逻辑电路是在组合逻辑电路的基础上引入了存储器件，如触发器和寄存器。
它不仅依赖输入信号的组合，还依赖过去的状态和时钟信号来计算输出信号。
时序逻辑电路常用于存储和处理时序信息，如时钟频率的分频和同步信号的生成。
3. 存储器：存储器是一种特殊的数字电路，用于存储和读取信息。
它具有存储和检索数据的功能，是计算机系统的核心组成部分。
存储器按照不同的存取方式和工作原理，可以分为RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）等类型。
4. 程序逻辑控制器（PLC）：PLC是一种广泛应用于工业自动化控制系统的数字电路。
它通过组合逻辑和时序逻辑来控制和管理各种生产设备。
PLC具有高度的可编程性和灵活性，可以实现复杂的控制逻辑和协调多个设备的工作。
三、数字电路在现代科技中的应用数字电路广泛应用于计算机科学、电子通信、自动化控制等领域。
数字逻辑电路基础
5421 码
0000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100 5421
1.3 基本逻辑运算
一、基本逻辑运算
1．与运算
设：开关闭合=“1” 开关不闭合=“0”V 灯亮，L=1 灯不亮，L=0
与逻辑表达式：
L A B
A
B
A
B
灯L
不闭合 不闭合 不亮
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。
常用 BCD 码
十进制数 8421 码 余 3 码 格雷码 2421 码
0
0000 0011 0000 0000
1
0001 0100 0001 0001
2
0010 0101 0011 0010
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
二进制数的波形表示：
二、数制转换
1、N进制数转换为10进制数
将N进制数按权展开，即可以转换为十进制数。 2、二进制数与八进制数的相互转换
（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位分成一组，不够3位补 零，则每组二进制数便是一位八进制数。
Vm——信号幅度。 T——信号的重复周期。
tW——脉冲宽度。 q——占空比。其定义为：
q(%) tW
100%
T
实际的矩形脉冲
上升时间
tr
0.9Um
0.5Um
0.1Um
tw
什么是数字电路
什么是数字电路数字电路（Digital Circuit）是由逻辑门组成，利用二进制编码来处理数字信号的电路。
数字电路主要用于处理和传输数字信息，广泛应用于计算机、通信、控制系统等领域。
一、数字电路的基本概念数字电路由数字逻辑门组成，逻辑门是按照逻辑函数的要求设计的电子电路。
常见的数字逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。
这些逻辑门通过不同的组合和连接，可以实现不同的逻辑功能。
二、数字电路的工作原理数字电路通过电子元件的开关控制，表示逻辑的"0"和"1"。
数字电路中的"0"通常表示低电平，"1"表示高电平。
逻辑门根据输入信号的逻辑状态产生输出信号，实现逻辑运算和数据处理。
举例来说，一个与门具有两个输入信号A和B，输出信号C。
当输入信号A和B同时为高电平时，输出信号C为高电平；否则，输出信号C为低电平。
通过逻辑门的组合和连接，可以实现更加复杂的功能电路。
数字电路还可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。
组合逻辑电路的输出仅与当前输入信号有关；时序逻辑电路的输出还与过去的输入信号和内部的存储信息有关，具有记忆功能。
三、数字电路的应用数字电路广泛应用于计算机、通信、控制系统等领域，对现代科技发展起到了重要推动作用。
1. 计算机计算机是数字电路应用最广泛的领域之一。
计算机由中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备等组成。
CPU是计算机的核心部件，其中包含大量的数字电路，用于执行各种指令和数据处理。
2. 通信系统数字电路也是现代通信系统的关键组成部分。
电话、移动通信、互联网等通信设备和网络都是基于数字电路实现的。
数字电路可以对信号进行编码、解码、调制、解调等处理，实现高质量的数据传输和通信。
3. 控制系统数字电路被广泛应用于控制系统中，用于监测和控制各种设备和过程。
数字控制系统可以实现高精度、高速度的控制，提高生产效率和质量。
四、数字电路的优势和挑战数字电路相比于模拟电路具有如下优势：1. 抗干扰性强：数字信号具有高抗干扰性，能够有效屏蔽干扰信号，提高系统的可靠性。
第1章 数字电路基础知识
1.3 逻辑函数及其化简
1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5
逻辑代数基础 常用的组合逻辑运算 逻辑函数的表示方法 逻辑代数 逻辑函数的化简
1.3.1 逻辑代数基础
1．与运算(逻辑乘)
与逻辑运算的定义为一个事件的发生 如果具有多个条件，必须同时满足全部条 件，此事件才会发生。 以三变量为例，布尔表达式为： F=A· B· C
2．逻辑函数表式
逻辑函数表达式是描述输入逻辑变量 与输出逻辑变量之间逻辑函数关系的代数 式，是一种用与、或、非等逻辑运算复合 组合起来的表达式。逻辑函数的表达式不 是唯一的，可以有多种形式，并且能互相 转换。 逻辑函数的特点是：简洁、抽象，便 于简化和转换。
3．逻辑图
将逻辑函数表达式中各变量间的与、 或、非等运算关系用相应的逻辑符号表示 出来，就是逻辑函数的逻辑图。 逻辑图表示法的优点是：逻辑图与数 字电路的器件有明显的对应关系，便于制 作实际电路。缺点是不能直接进行逻辑推 演和变换。
1.1.4 数字电路的特点
数字电路主要具有以下一些优点： (1)基本单元电路简单，电路成本低。 (2)抗干扰能力强。 (3)通用性强。 (4)容易实现算术和逻辑运算功能。 (5)数据便于存储、携带和交换。 (6)系统故障诊断容易。 (7)保密性好。
1.2 数制与编码
1.2.1 常用的几种进位计数制 1.2.2 数制转换 1.2.3 编码
3．逻辑代数三项规则
逻辑代数除基本定律外，还有三项重 要规则。 (1)代入规则 对于任一个含有变量A的逻辑等式， 可以将等式两边的所有变量A用同一个逻 辑函数替代，替代后等式仍然成立。这个 规则称为代入规则。 (2)反演规则 (3)对偶规则
4．逻辑代数常用的公式
数电
第一章 数字电路基础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。
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。
V m ——信号幅度。
它表示电压波形变化的最大值。
T ——信号的重复周期。
信号的重复频率f =1/T 。
t W ——脉冲宽度。
它表示脉冲的作用时间。
q ——占空比。
它表示脉冲宽度t W 占整个周期T 的百分比，其定义为： %100(%)W⨯=Tt q 逻辑0逻辑1逻辑0逻辑1逻辑0V t (V)(ms)5(ms)图1.1.3 理想的周期性数字信号图1.1.4所示为三个周期相同（T =20ms ），但幅度、脉冲宽度及占空比各不相同的数字信号。
数字电路梯形符号
数字电路梯形符号
摘要：
1.数字电路基本概念
2.梯形符号的定义与作用
3.梯形符号的构成要素
4.梯形符号的表示方法
5.梯形符号的运算规则
6.梯形符号在数字电路中的应用
正文：
数字电路梯形符号是数字电路中常用的一种表示方法，它能够简洁明了地表示电路中各种逻辑关系，为电路的设计、分析和仿真提供便利。
首先，我们需要了解什么是数字电路。
数字电路是一种用电信号来表示和处理信息的电路，其工作原理主要基于逻辑门电路。
在数字电路中，信号只有两种状态，即0和1，这也是数字电路能够进行精确信息处理的基础。
梯形符号，又称梯形图，是一种用来描述数字电路中各种逻辑关系的图形符号。
它由一些基本的图形元素构成，包括线（wire）、逻辑门（gate）、触发器（flip-flop）等，通过这些元素的不同组合，可以表示各种复杂的逻辑关系。
梯形符号的构成要素主要包括：线、逻辑门、触发器等。
线用来表示信号的传输路径，逻辑门用来实现逻辑运算，触发器用来存储和控制信号。
在表示梯形符号时，通常采用特定的符号和规则。
例如，与门用一个矩形
表示，或门用一个圆圈表示，非门用一个倒置的矩形表示。
这些符号的使用，可以使电路图更加简洁，易于理解。
在梯形符号中，各种逻辑门的操作按照一定的规则进行。
例如，与门和或门的输出信号是所有输入信号的逻辑和，非门则是将输入信号取反。
最后，梯形符号在数字电路中有广泛的应用，从基本的逻辑门电路，到复杂的微处理器，都可以用梯形符号来表示。
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数字电路基本概念第一章由于模拟信息具有连续性，实用上难于存储、分析和传输，应用二值数值逻辑构成的数字电路或数字系统较易克服这些困难，其实质是利用数字1和0来表示这些信息。
1.二值数值逻辑：常用数字0和1来表示数字信号，这里的0和1不是十进制的数字，而是逻辑0和逻辑1。
2.二值数字逻辑的产生，是基于客观世界的许多事物可以用彼此相关又相互对立的两种状态表示；而且在电路上，可用电子器件的开关特性来实现，由此形成离散信号电压或数字电压。
(1)技术上容易实现。
用双稳态电路表示二进制数字0和1是很容易的事情。
(2)可靠性高。
二进制中只使用0和1两个数字，传输和处理时不易出错，因而可以保障计算机具有很高的可靠性。
(3)运算规则简单。
与十进制数相比，二进制数的运算规则要简单得多，这不仅可以使运算器的结构得到简化，而且有利于提高运算速度。
(4)与逻辑量相吻合。
二进制数0和1正好与逻辑量“真”和“假”相对应，因此用二进制数表示二值逻辑显得十分自然。
(5)二进制数与十进制数之间的转换相当容易。
人们使用计算机时可以仍然使用自己所习惯的十进制数，而计算机将其自动转换成二进制数存储和处理，输出处理结果时又将二进制数自动转换成十进制数，这给工作带来极大的方便。
3.逻辑状态：客观世界的许多事物可以用彼此相关又相互对立的状态。
4.脉冲波形：当某波形仅有两个离散值时。
数字波形是逻辑电平对时间的图形表示。
5..占空比表示脉冲宽度占整个周期的百分数。
6.上升时间：从脉冲幅值的10%到90%所经历的时间。
7.下降时间：从脉冲幅值的90%下降到10%所经历的时间。
8.脉冲宽度：脉冲幅值的50%的两个时间点跨越的时间。
9.数据率或比特率：每秒钟所传输数据的位数。
10.时序图：表示时间关系的多重数字波形图。
11.存储器：用来存储二值数据的数字电路。
12.正逻辑：1表示高电平，0表示低电平。
13.负逻辑：与正逻辑相反。
14.表达电路功能主要用：功能表、真值表、逻辑表达式、波形图。
15.当前两种主要的逻辑门电路是组合逻辑电路和时序逻辑电路。
16.逻辑门是数字电路的基本单元。
17.数字电路与数字集成器件的关系：现代数字电路使用半导体工艺制成的若干数字集成器件构造成而成的。
18.数字电路从整体上分为：小规模、中规模、大规模、超大规模、甚大规模五类。
19.集成度：每一片芯片上所包含的三极管的个数。
20.十进制：是以10为基数的计数体制，任何一个数都可以用1，2，3，4，5，6，7，8，9来表示，其计数规律是逢十进一。
21.位权：数值在不同位置上的倍率值，对于多位数，处在某一位上的“l”所表示的数值的大小，称为该位的位权。
22.为什么计算机或数字系统中通常用二进制数？答：（1）二进制的数字装置简单可靠，所用元件少；二进制只有两个数码0和1，因此，它的每一位数可用任何具有两个不同稳定状态的元件来表示。
（2）二进制的基本运算规则简单，运算操作方便。
缺点：二进制表示一个数时，位数多；将人们熟悉的十进制数输入计算机时，需要转换成二进制数，运算后，再将二进制数转换成十进制的数显示。
23.八进制和十六进制：由于使用二进制数经常是位数很多，不便书写和记忆，因此在数字计算机的资料中常采用十六进制和八进制来表示二进制数。
UNIX系统的档案权限使用八进制，十六进制常用于数字技术、微处理器、计算机和数据通信中。
24.BCD码：在这种编码中，用4位二进制数来表示十进制数中的0-9十个数码。
25.BCD码可分为有权码和无权码两类：有权BCD码有8421码、2421码、5421码，其中8421码是最常用的；无权BCD码有余3码、格雷码等。
26.8421 BCD码是最基本和最常用的BCD码，它和四位自然二进制码相似，各位的权值为8、4、2、1，故称为有权BCD码。
27.格雷码：相邻的两个码组之间仅有一位不同，因而常用于模拟量的转换中，当模拟量发生微小变化而可能引起数字量发生变化时，格雷码仅改变一位，这样与其他码同时改变两位或多位的情况相比更可靠，即减少出错的可能性。
28.奇偶校验码是一种通过增加冗余位使得码字中"1"的个数恒为奇数或偶数的编码方法,它是一种检错码。
29.为什么8421码是最常用的？30.逻辑代数，又称布尔代数：逻辑代数是按一定的逻辑规律进行运算的代数，虽然它和普通代数一样也是用字母表示变量，但逻辑代数中的变量（逻辑代数）只有两个值，即0和1，没有中间值，且0和1并不表示数量的大小，而是表示对立的逻辑状态。
31.与逻辑：只有当一件事的几个条件全部具备后，这件事才发生。
32.或逻辑：当一件事的几个条件只要有一个条件得到满足时，这件事就会发生，33.非逻辑：一件事情的发生是以其相反的条件为依据的。
34.真值表：表征逻辑事件输入和输出之间全部可能状态的表格。
35.分析数字电路或数字系统的工具是逻辑代数。
第二章1.用来接通或断开电路的开关器件应具有两种工作状态：一种是接通（要求其阻抗很小，相当于短路），另一种是断开（要求其阻抗很大，相当于开路）。
2.二极管的开关特性表现在正向导通与反向截止这样两种不同状态之间的转换过程。
3.反向恢复过程：二极管有正向导通转为反向截止所经过的转换过程。
4.二极管的开关速度受到限制的原因：反向恢复时间的存在。
5.产生反向恢复过程的原因：电荷存储效应。
6.电荷存储效应：正向导通时，非平衡少数载流子积累的现象。
7.二极管的开关转换过程中出现的反向恢复过程，实质上是由于电荷存储效应所引起的，反向恢复时间就是存储电荷消失所需要的时间8.开通时间：二极管从截止转为正向导通所需的时间。
9.数字电路中BJT工作在截止和饱和状态，截止相当于开关断开，饱和相当于开关闭合。
10.影响BJT开关速度的因素有：开通时间和关闭时间；开通时间是建立基区电荷时间，关闭时间是存储电荷消散的时间。
最主要的因素是关闭时间。
11.与门电路：输入作为条件，输出作为结果，输入与输出量之间能满足与逻辑关系的电路。
12.或门电路：输入输出量之间能满足或逻辑关系的电路。
13.非门电路：输入输出量之间满足非逻辑关系的电路。
14.BJT可以构成反相器，所以可以用来构成非门电路；模拟电路的反相器电压放大器与数字电路中的非门的不同：前者工作在放大区，后者工作在饱和区和截止区；15.利用二极管和BJT构成的与或非三种门电路的缺点：由于输出阻抗比较大，带负载能力差，开关性能也不理想，比较慢。
16.TTL逻辑门电路是由若干BJT和电阻构成的，其基本环节是带电阻负载的BJT反相器(非门)。
17.BJT反相器的动态性能：BJT开关速度受到限制的原因：由于BJT基区内存储电荷的影响，电荷的存入和消散需要一定的时间。
18.TTL采用输入级以提高工作速度，采用推拉式输出级以提高开关速度和带负载能力。
19.噪声容限表示门电路的抗干扰能力。
高电平（逻辑1）所对应的电压范围（输入高电平-输出高电平）和低电平（逻辑0）所对应的范围（输入低电平-输出低电平）称为高低电平的噪声容限。
20.灌电流负载：负载电流从外电路流入门电路21.拉电流负载：负载电流从门电路流入外电路22.扇入数：门电路允许的输入端的个数。
23.扇出数：门电路输出端所驱动同类型门的个数。
24.传输延迟时间：表征门电路开关速度的参数，它意味着门电路在输入脉冲波形的作用下，其输出波形相对于输入波形延迟了多长时间。
25.静态功耗是指没有状态转换时的功耗。
26.空载导通功耗是指输出为低电平时的功耗。
27.截止功耗是指输出为高电平时的功耗。
28.线与：将两个门的输出端并联以实现与逻辑的功能。
29.集电极开路：TTL与非门电路推拉式输出级中，删去电压跟随器。
除了可以实现多门的线与逻辑关系外，还可用于直接驱动较大电流的负载。
缺点：外接电阻受到一定限制，不能太小，影响了工作速度，同时由于省去了有源负载，使带负载能力下降。
30.TTL与非门电路的主要特点：电路的输入端采用了多发射极的BJT。
31.三态门：除了具备一般与非门输出电阻较小的高、低电平状态，还具有高输出电阻的第三状态，称为高阻态；既保持了推拉式输出级的优点，又能做线与连接。
32.肖特基势垒二极管SBD采用钳位的方法来达到抗饱和的效果：为了限制BJT的饱和深度，在BJT的基极和集电极并联上一个导通阈值电压较低的肖特基二极管，当BJT集电结的正向偏压刚要达到SBD的导通阈值电压时，这个二极管先导通，使集电结的正向偏压钳制在0.4V左右，如果流向基极的电流增大，企图使集电结正向偏压加大时，则一部分电流就会通过肖特基二极管直接流向集电极，而不会使BJT基极电流过大，因此，肖特基二极管起了抵抗BJT过饱和的作用。
33.肖特基TTL的改进：一是除了T4外，其余的BJT都采用了SBD钳位，已达到抗饱和效果。
二是基本电路中的所有电阻值都减半。
增加了功耗这两项改进使门电路的开关时间大为缩短。
34肖特基TTL（STTL）对基本TTL改进还有：（1）二极管D被T4和T5所组成的复合管构成，减少了电路对负载电容的充电时间。
（2）电路输入端加的SBD D A和D B，用来减少由门电路之间的连线而引起的杂散信号。
（3）增加有源下拉电路，提高了开关速度。
35.由于TTL门中的BJT工作在饱和状态，开关速度受到了限制，ECL（射极耦合逻辑门电路）是一种非饱和高速数字集成电路，是目前双极型电路中速度最高的。
36.ECL具有很高开关速度的原因：（1）BJT工作在放大和截止区，避免因工作在饱和状态而产生存储电荷的问题（2）负载电阻小，时间常数就小，有利于提高开关速度。
ECL的优点：开关速度高；逻辑功能强；负载能力强缺点：功耗大；抗干扰能力强；制造工艺要求高37.在集成电路分类中有一种说法就是有双极型和单极型之分。
所谓双极型和单极型主要指的是组成集成电路的晶体管的极性而言的。
双极型集成电路是由NPN或PNP型晶体管组成。
由于电路中载流子有电子和空穴两种极性，因此取名为双极型集成电路，就是人们平时说的TTL集成电路。
单极型集成电路是由MOS场效应晶体管组成的。
因场效应晶体管只有多数载流子参加导电，故称场效应晶体管为单极晶体管，由这种单极晶体管组成的集成电路就得名为单极型集成电路，就是平时说的MOS集成电路。
38.TTL—Transistor-Transistor Logic 三极管－三极管逻辑MOS—Metal-Oxide Semiconductor 金属氧化物半导体晶体管CMOS—Complementary Metal-Oxide Semiconductor互补型金属氧化物半导体晶体管39.TTL电路TTL电路以双极型晶体管为开关元件，所以又称双极型集成电路。
双极型数字集成电路是利用电子和空穴两种不同极性的载流子进行电传导的器件。