应用电子技术导论 第06讲 数字电子技术

的目的，目的是掌握电路功能。 的目的，目的是掌握电路功能。
数字电路的分类
（1）按照逻辑功能的不同特点，逻辑电路可分为组合逻辑电路和 ）按照逻辑功能的不同特点， 时序逻辑电路。 时序逻辑电路。
组合逻辑电路
是指电路在任一时刻的输出状态只与同一时刻的各输入状态 的组合有关，而与电路在前一时刻的输出状态无关。 的组合有关，而与电路在前一时刻的输出状态无关。
图 6.10 JK触发器逻辑图与符号 触发器逻辑图与符号
时序逻辑电路分类： 时序逻辑电路分类：
同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。 同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。
时序逻辑电路基本分析方法； 时序逻辑电路基本分析方法； 举例1 举例 时序逻辑电路基本设计方法； 时序逻辑电路基本设计方法； 举例2 举例 典型模块： 典型模块：
二、课程内容概要
数字电子技术课程内容体系可以概括为： 数字电子技术课程内容体系可以概括为：
第一单元：数字电子技术的基础知识。 第一单元：数字电子技术的基础知识。
数制与编码； 数制与编码； 逻辑代数基础； 逻辑代数基础； 集成逻辑门电路。 集成逻辑门电路。
第二单元：组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计。 第二单元：组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计。
图中X1、 、 表示n个输 图中 、X2、X3…Xn表示 个输 表示 入信号， 、 、 表示m 入信号，Y1、Y2、Y3…Ym表示 表示 个输出信号。 则输出表达式为： 个输出信号。 则输出表达式为：
Y1 = f1 ( X 1、X 2 ⋯ X n ) Y2 = f 2 ( X 1、X 2 ⋯ X n )
常见的时序逻辑电路有计数器、寄存器、移位寄存器等。 常见的时序逻辑电路有计数器、寄存器、移位寄存器等。
举例3 举例
第三单元：实验 第三单元：
实践教学模块旨在提高学生的实际操作动手能力和技 术应用能力。实践教学以项目为主线，培养学生分析问题、 术应用能力。实践教学以项目为主线，培养学生分析问题、 解决问题的能力，分三部分展开，如图6.11所示。 6.11所示 解决问题的能力，分三部分展开，如图6.11所示。
（2）按照数字电路集成度的不同，逻辑电路通常分为SSI、 按照数字电路集成度的不同，逻辑电路通常分为SSI、
MSI、LSI、VLSI。 MSI、LSI、VLSI。
集成度： 集成度：一般把一块芯片中含有等效逻辑门的个数或元器件 的个数称为集成度。 的个数称为集成度。 表6.2 数字集成电路按集成度分类
二、课程内容概要
逻辑代数基础、集成门电路 逻辑代数基础、 组合逻辑电路★ 时序逻辑电路★ 电子技术与方法综合应用 实验
课程在现代科技领域中的地位
一、课程介绍 数字电子技术在现代科技领域中占有重要地位。 数字电子技术在现代科技领域中占有重要地位。
随着半导体技术、微电子技术飞速发展， 随着半导体技术、微电子技术飞速发展，集成电路制 造技术在现代科学技术领域中已占有越来越重要的地位， 造技术在现代科学技术领域中已占有越来越重要的地位， 从工业到民用无不渗透着现代电子技术的应用，如工农业 从工业到民用无不渗透着现代电子技术的应用， 生产中用到的数控机床、温度控制、气体检测、 生产中用到的数控机床、温度控制、气体检测、空调的温 度控制、数字电视、数字通信、宇宙通信和遥控遥测等， 度控制、数字电视、数字通信、宇宙通信和遥控遥测等， 由此也导致电子学是知识更新最快的学科之一。 由此也导致电子学是知识更新最快的学科之一。
举例3 举例
（2）时序逻辑电路的分析与设计； 时序逻辑电路的分析与设计； 基本逻辑单元触发器； 基本逻辑单元触发器； 触发器的共性：触发器具有两个稳定的状态， 触发器的共性：触发器具有两个稳定的状态，分别用二进 制数码0 表示； 制数码0和1表示；由一个稳态转到另一个稳态需要有外界信号 的触发；具有两个输出端，原码输出和反码输出。 的触发；具有两个输出端，原码输出和反码输出。 基本RS触发器： 基本RS触发器： RS触发器 钟控RS触发器： 钟控RS触发器： RS触发器
基本RS触发器逻辑图与符号 图 6.6 基本 触发器逻辑图与符号 钟控RS触发器逻辑图与符号 图 6.7 钟控 触发器逻辑图与符号
D触发器： 触发器：
T触发器： 触发器：
图 6.8 D触发器逻辑图与符号 触发器逻辑图与符号
图 6.9 T触发器逻辑图与符号 触发器逻辑图与符号
JK触发器 JK触发器： 触发器：
图6.1 组合逻辑电路模型
Ym f m ( X 1、X 2 ⋯ X n ) =
时序逻辑电路
是指电路在任Biblioteka Baidu时刻的输出状态不仅与该时刻的输入状态有 还与电路在前一时刻的输出状态有关。 关，还与电路在前一时刻的输出状态有关。
图6.2 时序逻辑电路模型 记忆元件即存储器件的种类很多，如触发器、延迟线、 记忆元件即存储器件的种类很多，如触发器、延迟线、磁性 器件等，但最常用的是触发器。 器件等，但最常用的是触发器。
组合逻辑电路； 组合逻辑电路； 触发器； 触发器； 时序逻辑电路； 时序逻辑电路； 脉冲产生与整形电路。 脉冲产生与整形电路。
第三单元：电子技术和方法综合运用。 第三单元：电子技术和方法综合运用。 第四单元：实验。 第四单元：实验。
第一单元： 第一单元：数字电子技术的基础知识
数制与编码的概念及相互转换方法； 数制与编码的概念及相互转换方法； 十六进制； 十进制 -- 二进制 -- 八进制 -- 十六进制； 8421BCD码。 码 逻辑代数基础； 逻辑代数基础； 逻辑代数是一门应用数学，是用于逻辑分析与设计的数学 逻辑代数是一门应用数学， 工具。逻辑函数的四种表示方法 逻辑函数表达式、真值表、 四种表示方法： 工具。逻辑函数的四种表示方法：逻辑函数表达式、真值表、 卡诺图、逻辑图。 卡诺图、逻辑图。如：F=AB（与逻辑） 。 （与逻辑）
表 6.2 与逻辑运算真值表
图 6.3 F卡诺图与逻辑图 卡诺图与逻辑图
第二单元： 第二单元：组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计
（1）组合逻辑电路的分析与设计； 组合逻辑电路的分析与设计； 基本逻辑单元是门电路； 基本逻辑单元是门电路；
图 6.4 与、或、非门 与非、或非、 图 6.5 与非、或非、异或门
数字电子技术课程目标、 数字电子技术课程目标、任务
数字电子技术课程任务是既要使学生掌握数字电子技术 课程知识为后续课程学习打下基础， 课程知识为后续课程学习打下基础，又要使学生掌握足够的新 知识、新技术，为今后的技术更新打下基础。 知识、新技术，为今后的技术更新打下基础。通过本课程的学 习应达到： 习应达到： 比较系统地掌握数字电路的基本知识、基本原理， 系统地掌握数字电路的基本知识 比较系统地掌握数字电路的基本知识、基本原理，为进一步学习 后续课程打下良好基础。 后续课程打下良好基础。 深刻理解数字电路的基本分析方法和设计方法 数字电路的基本分析方法和设计方法， 能深刻理解数字电路的基本分析方法和设计方法，并能比较灵活 地加以应用。 地加以应用。★ 了解大规模以及超大规模数字集成电路的基本原理以及简单应 能了解大规模以及超大规模数字集成电路的基本原理以及简单应 用。
《应用电子技术导论》 应用电子技术导论》
第6篇 数字电子技术
主讲教师： 主讲教师：王震宇 联系方式： 联系方式：wzy2000@hotmail.com 教学单位： 教学单位：信息学院电子工程系
第六篇
数字电子技术
● —— 主要内容
一、课程介绍
课程性质、地位、 课程性质、地位、作用 数字信号的特点 数字电子技术特点 数字电子技术课程学习方法
数字电子技术的特点
相位都连续的信号 都连续的信号， ：幅度和相位都连续的信号，或着说是幅 度和时间方面都连续的信号； 度和时间方面都连续的信号； 相位都离散的信号 都离散的信号， ：幅度和相位都离散的信号，或着说是幅 度和时间方面都离散的信号； 度和时间方面都离散的信号； 工作在模拟信号下的电子电路。 模拟信号下的电子电路 ：工作在模拟信号下的电子电路。 工作在数字信号下的电子电路。 数字信号下的电子电路 ：工作在数字信号下的电子电路。
真听讲，认真看演示，课下多练习，多看电子刊物， 真听讲，认真看演示，课下多练习，多看电子刊物，主动分析设计常用数字 电路系统，才能不断进步不断提高实践能力。 电路系统，才能不断进步不断提高实践能力。 3、数字电子技术是一门应用性很强的学科，在学习过程中应重电子 、数字电子技术是一门应用性很强的学科，
数字电子技术课程性质、地位、 数字电子技术课程性质、地位、作用
数字电子技术是电子信息工程专业、 数字电子技术是电子信息工程专业、通信工程专 业的一门专业基础课。电子技术领域的两大支柱是模 业的一门专业基础课。 拟电子技术和数字电子技术，它们是电类学生知识结 拟电子技术和数字电子技术， 构的重要组成部分， 构的重要组成部分，在人才培养中起着十分重要的作 用。数字电子技术课程的基本理论和实践技能是许多 其他后续课程的基础。 其他后续课程的基础。
工作信号 管子工作状态 基本单元电路 研究对象 分析工具
初学者应当在学习方法上适应数字电路的特点， 学习方法上适应数字电路的特点 初学者应当在学习方法上适应数字电路的特点，才能取得 良好的效果。 良好的效果。
1、学习数字电子技术，首先要培养对该门课程的兴趣。 、学习数字电子技术，首先要培养对该门课程的兴趣。 2、数字电子技术是一门实践性很强的学科，只有通过多做实验、课上认 、数字电子技术是一门实践性很强的学科，只有通过多做实验 多做实验、
数字电路的学习方法
数字电路在研究的对象和方法上都跟模拟电路有很大 的不同， 把它们作了一个简单的对比。 的不同，表6.1 把它们作了一个简单的对比。
表6.1 模拟电路与数字电路的比较
内
容
模 拟 电 路
模拟信号 放大 放大器 放大性能 图解法、 图解法、微变等效电路法
数 字 电 路
数字信号 饱和导通或截至 逻辑门、 逻辑门、触发器 逻辑功能 真值表、卡诺图、 真值表、卡诺图、 逻辑表达式、 逻辑表达式、状态 转换图、 转换图、布尔代数
数字电子技术的特点
简单地说，数字电子技术是一门研究数字信号的编码、 简单地说，数字电子技术是一门研究数字信号的编码、运 记忆、计数、存储、测量和传输的科学技术。 算、记忆、计数、存储、测量和传输的科学技术。数字电子技 术有以下特点： 术有以下特点： （1）在数码技术中一般都采用二进制：0和1； ）在数码技术中一般都采用二进制： 和 ； 数字信号通常是非连续变化的，通常只有两种状态， 数字信号通常是非连续变化的，通常只有两种状态，我们用 符号“ 和 来表示这两种状态。 符号“0”和“1”来表示这两种状态。例如电位的高与低、三极 来表示这两种状态 例如电位的高与低、 管的饱和与截止等。 管的饱和与截止等。 （2）数字电路易于集成化； ）数字电路易于集成化； （3）抗干扰能力强，精度高，逻辑关系确定，电路调试方便； ）抗干扰能力强，精度高，逻辑关系确定，电路调试方便； （4）易保存,保密性好。 ）易保存 保密性好。 保密性好 （5）通用性好，可采用标准化的逻辑部件来构成各种各样的数字 ）通用性好， 系统，而且是很多电子系统的改进和升级的方向。 系统，而且是很多电子系统的改进和升级的方向。
器件功能及应用， 结构分析。掌握各种电子器件的符号、 器件功能及应用，轻内部结构分析。掌握各种电子器件的符号、特性和使
用方法；学会查阅手册、选择元器件参数；重集成电路芯片的外特性， 用方法；学会查阅手册、选择元器件参数；重集成电路芯片的外特性，而内 部电路可当一黑盒子处理等。 部电路可当一黑盒子处理等。 4、由于数字集成电路技术的高度发展，数字电路更鲜明地体现了管路合 、由于数字集成电路技术的高度发展， 一的特点。初学者应充分注意这一特点。一般来说， 一的特点。初学者应充分注意这一特点。一般来说，学习电路结构不是我们
组合逻辑电路基本分析方法； 组合逻辑电路基本分析方法；
举例1 举例
组合逻辑电路基本设计方法； 组合逻辑电路基本设计方法；
举例2 举例
典型模块： 典型模块： 常见的组合逻辑电路有加法器、编码器、译码器、 常见的组合逻辑电路有加法器、编码器、译码器、 数据选择器、数据分配器、数值比较器等。 数据选择器、数据分配器、数值比较器等。