现代数字逻辑电路(精)

脉冲信号：
有效电平与周期之比（即占空比）较小。
数字信号也是一种脉冲信号。
第一章 数字逻辑基础 ——§1模拟信号和数字信号
（一）、二值数字逻辑和逻辑电 平
数字逻辑：变量的取值只有0和1两种，没有第三种 可能。
特点： 0、1不代表数值的大小，而是表示两种 对立的逻辑状态。
逻辑电平：表示在电路中，由电子器件的开关特性
第一章 数字逻辑基础
第一章 数字逻辑基础
教学要求
1.理解模拟信号的特点。
2.理解数字信号的特点及其表示方法。 3.掌握常用的数制及相互间的转换。
4.熟练掌握对数字的编码。
第一章
数字逻辑基础 ——教学要求
第一节 概述 第二节 数制及其转换 第三节 编码
第一章
数制与编码 ——目录
第一节
概述
1.1.1 模拟电子技术和数字电子技术
数字电子技术
数字量 矩形波
信号特点
基本器件 器件工作状态
在数值上、时间 在数值上百度文库时间 上连续 上离散 BJT、MOS BJT、MOS
线性放大状态 截止、饱和区 （开、关状态） 数字电路
集成电路IC
线性电路
1.1.2 数字信号
模拟信号：
时间连续、数值也连续的信号。
数字信号：
时间和数值都离散的信号，常用数字0和1表示。
第一章
数字逻辑基础
1.2.1
十进制
1、十进制定义：
以10为基数的计数体制，具有0、1…9十个 数码， 计数规律是“逢十进一”。
2、十进制数的表达式：
ND
i
ki 10

i
ki：第i位的系数 10i：第i位的权
例：4578 = 4×103+ 5×102+ 7×101+ 8×100
1.2.2
第一章
数字逻辑基础 ——§2数字电
3、数字电路的分类：
• 从整体分：组合逻辑电路和时序逻辑电路 • 从所用器件分：TTL、CMOS • 从集成度分：小规模、中规模、大规模、 超大规模、甚大规模
注：集成度－－每一芯片所包含的三极管的个数。
第一章
数字逻辑基础 ——§2数字电
二、数字电路的分析方法和 测试技术
基础知识
课程重点
课程安排
• • • • • 第七章 脉冲单元电路 第八章 数模和模数转换 第九章 程序逻辑电路 第十章 可编程逻辑器件 第十一章VHDL
省略
实用性电路
电路设计
新器件新方法
辅导答疑
• 辅导时间：每周三下午 3：00～5：00 • 辅导地点：二号教学楼2412 （微电子教研室） • 辅导老师：杨海燕 • 作业上交：每周一上课前
q：
脉冲宽度占整个周期的百分比。
q（%）= （tW / T）×100%
3、二值位形图：用数字波形表示二值数据。
u/V
6 4 2 0
1
0
1
0
1 50
1
0
1
1
1 100
0
t/s
位时间：1位数据所占用的时间。（10 s）
比特率（数据率）：每秒钟传输数据的位数。 （100k Bit）
（三）、模拟量的数字表示
形成的离散信号电压或数字电压。
逻辑电平和电压值的关系：
电压 二值逻辑 电平
+5 V（+3.6V）
0 （+0.7V）
1
0
H（高电平）
L（低电平）
第一章
数字逻辑基础 ——§1模拟信号和数字信号
（二）、数字波形
1、数字波形：逻辑电平对时间的图形表示
2、周期性数字波形的基本参数： ① 周期T（频率f）：两个相邻脉冲间的时间间隔。 ② 脉 冲 宽 度 tW：脉冲的作用时间。 ③ 占 空 比
现代数字逻辑电路
主讲教师：杨海燕 E-mail: yhy@guet.edu.cn 教 材 江国强．现代数字逻辑电路. 电子工业 出版社 参 考 书 1、阎 石. 数字电子技术基础.（第五版） 高等教育出版社 2、王毓银．脉冲与数字电路. 高等教育 出版社
课程安排
理论课＋实验课 理论课内容 • 第一章 数制与 编码 • 第二章 逻辑代数基础 • 第三章 门电路 • 第四章 组合逻辑电路 • 第五章 触发器 • 第六章 时序逻辑电路
二进制
1、二进制定义：
以2为基数的计数体制，只有0、1两个数码， 计数规律是“逢二进一”。
2、二进制数的表达式：
NB
i
k 2
i

i
ki：第i位的系数
10i：第i位的权
例：（1011）B = 1×23+ 0×22+ 1×21+ 1×20
3、二进制数的波形表示
０ １ ０ １ ０ １０ ０ ０ １ １ ０ ０１ １ １ １ １
•0、1状态，便于存储、传输和处理 存储：光盘中的数据 传输：数字电视信号 处理：通信中的检错、纠错码
•应用广泛（工业设备、家用电器的数字化） 数字电视
第一章 数字逻辑基础 ——§2数字电
2、数字电路的发展：
电子管 →半导体分立元件 →集成电路 小规模 →中规模 →大规模 →超大规模 TTL → CMOS PLD、FPGA
工作在模拟信号下。 电子电路——模拟电路： ——表示模拟量的信号。 ——时间上或数值上是连续的。 （ e.g. 正弦波 ） 数字电路： 工作在数字信号下。 ——表示数字量的信号。 ——时间上和数值上是离散的。 （ e.g. 矩形波 ）
1.1.1 模拟电子技术和数字电子技术
模拟电子技术
研究对象 典型波形 模拟量 正弦波
ＬＳＢ
０ ０ ０ ０ １ １１
ＭＳＢ ０ ０ ０ ０ ０ ００
第一章 数字逻辑基础
—— §3 数制
４、二进制数的传输
串行方式传输： 并行方式传输：
５、二进制数的特点
• 数字装置简单可靠，所用元件少； • 基本运算规则简单，运算操作方便； • 位数太多，不方便书写和阅读。
1. 分析方法： 采用逻辑代数做为分析工具； 用功能表、真值表、逻辑表达式、波形图 等表示电路的功能。
2. 测试技术： 数字电压表、数字示波器
第一章 数字逻辑基础 ——§2数字电
封装好的集成电路
第二节
• • • •
数制及其转换
十进制 二进制 十-二进制之间的转换 十六进制和八进制
数制的概念：
多位数字构成的方法，进位的规则。
数 字 输 出
模拟信号
模数 转换器
第一章
数字逻辑基础 ——§1模拟信号和数字信
1.1.3
数字电路
一、数字电路的发展和分类
1、数字电路的特点：
电路的结构以二值数字逻辑为基础； 处理的信号是离散的数字信号； 电路中的电子器件工作在开关状态。
第一章
数字逻辑基础 ——§2数字电
数字电路的特点：
•基本电路结构简单 －－－与、或、非门 大规模集成、功耗低、可靠性高、不用调试