数字电路的基本特点

数字电路的基本特点
数字电路的基本特征
从信号处理的性质上看，现代电子电路可以分为模拟电路和数字电路。模拟电路所能处理的是模拟电压或电流信号，数字电路是指只能处理逻辑电平信号的电路，因此，数字电路又叫做数字逻辑电路。
? 数字电路是组成数字逻辑系统的硬件基础。数字电路的基本性质是：
（1）严格的逻辑性：数字电路实际上是一种逻辑运算电路，其系统描述是动态逻辑函数，因此数字电路设计的基础和基本技术之一就是逻辑设计。
（2）严格的时序性：为实现数字系统逻辑函数的动态特性，数字电路各部分之间的信号必须有着严格的时序关系。时序设计也是数字电路设计的基本技术之一。
（3）基本信号只有高、低两种逻辑电平或脉冲：数字电路既然是一种动态的逻辑运算电路，因此其基本信号就只能是脉冲逻辑信号。脉冲信号的特征是：只有高电平和低电平两种状态，两种电平状态各有一定的持续时间。
（4）与逻辑值（0或1）对应的电平随使用的实际电路而不同。
（5）固件特点明显：固件是现代电子电路，特别是数字电路或系统的基本特征，也是现代电子电路的发展方向。固件是指电路的结构和运行靠软件控制完成的电路或器件，这与传统的数字电路完全不同。传统数字电路完全由硬件实现，一旦硬件电路或系统确定之后，电路的功能是不能更改的。而固件由于硬件结构可以由软件决定，因此电路十分灵活，同样的电路芯片可以根据实际需要实现完全不同的功能电路，甚至可以在电路运行中进行电路结构的修改，例如可编程逻辑门阵列GAL和单片机等。
从电子系统要实现的工程功能来看，任何一个工程系统都可以被看成是一个信号处理系统，而信号处理的基本概念实际上就是一种数学运算。数字电路的工程功能，就是用硬件实现所设计的计算功能。不难看出，用模拟电路可以实现连续函数的运算功能，但由于系统的运算功能比较复杂，因此，模拟电路所能实现的系统功能是十分有限的。数字电路与模拟电路不同，数字电路可以实现基本的运算单元，用这些基本运算单元通过程序设计，可以直接进行各种计算公式，所以，数字电路可以实现各种复杂运算。目前，数字电路已经成为现代电子系统的核心和基本电路，掌握数字电路的基本工作特点和行为特性，是现代电子系统的基础之一。
由于数字电路所处理的是逻辑电平信号，因此，从信号处理的角度看，数字电路系统比模拟电路具有更高的信号抗干扰能力。
基本技术特性
数字电路中使用的基本器件是数字集成电路，数字集成电路的技术特点是以

实现逻辑功能为目标。一个数字电路能否满足设计要求，主要取决于数字集成电路电路的电路功能与技术参数指标。
数字电路的基本技术特性与电路工艺有关。只有了解了数字电路的基本技术特性，才能设计和描述一个数字逻辑电路系统，才能正确确定数字电子系统所需要的电路器件。因此，数字电路的基本技术特性，是数字电子系统设计、分析和调试技术的基础，也是数字电路系统的基本描述语言。
数字电路可以用来实现各种处理数字信号的逻辑电路系统。从系统行为上看，可以把数字电路分为静态电路和动态电路。
静态电路的基本特点是：
（1）电路信号的输出仅与当前输入有关，与信号输入和电路输出的历史无关。
（2）静态电路所关心的只是电路输入信号进入稳定状态后电路的状态，而对输入信号的变化过程并不关心。
在数字逻辑电路中，静态电路一般是指组合逻辑电路（一种无反馈的数字逻辑电路）。影响静态逻辑电路（组合逻辑电路）正常工作的一个重要因素是系统的工作速度，这是组合逻辑电路设计中必须十分注意的一个问题。
静态电路是实现各种逻辑系统基础，也是实现动态电路的基础。
动态电路包括同步时序电路和异步时序电路两种，其基本特点是：
（1）电路具有信号反馈（输出信号以某种方式反馈到输入端）。
（2）系统工作状态受信号延迟的影响。
（3）系统当前输出不仅与当前输入有关，还与系统的上一个状态有关（即与系统的历史有关）。
动态电路的基本分析方法是状态分析（如利用状态表或状态图），基本设计技术则是以系统状态分析为基础。动态电路的调试，主要是通过观察系统的状态分析系统的功能和性能。