数字电路的特点及应用

数字电路的特点及应用
用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路。

●数字电路概述
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。

●数字电路特点
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。

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）。

动态电路的调试，主要是通过观察系统的状态分析系统的功能和性能。

●数字电路的基本特性
1.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.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。

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。

●数字电路优于模拟电路的特点
1.结果再现性
给定相同的输入组，一个设计完好的数字电路总能精确的产生相同的结果。

2.易于设计
3.灵活性和功能性
一个问题一旦被简化成为数字的形式，就可以采用空间和时间上的一组逻辑步骤进行解决。

4.可编程性
可采用硬件描述语言将数字电路的结构和功能进行规范化和模型化，以此来测试硬件模型的运行情况。

5.快捷性
6.经济性
数字电路在很小的空间里提供大量的功能，同时用的电路可以被集成到单个芯片了，以低成本大量生产。

8.稳步发展的技术
●数字电路的应用
数字电路正不断替换模拟电路，扩展到生活的方方面面，如：
1.静止图片
2.录像
3.录音
4.汽车石油化
5.电话系统
6.交通灯
7.电影特技
数字电路应用于电视、雷达、通信、电子计算机、自动控制、航天等科学技术领域。