數(shù)字電路開(kāi)學(xué)第一課

1、2016-2017學(xué)年第1學(xué)期數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)盧艷紅盧艷紅 副教授副教授緒論緒論課程概述什么是數(shù)字電路？什么是邏輯1與0？一、一、本課程的性質(zhì)本課程的性質(zhì)電路、模擬電子技術(shù)等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課計(jì)算機(jī)原理、單片機(jī)原理、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電子工程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等等。性質(zhì)性質(zhì) ：前導(dǎo)課程前導(dǎo)課程 ：后續(xù)課程后續(xù)課程 ：三、三、本課程講授內(nèi)容本課程講授內(nèi)容緒緒 論論第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章第六章第六章第七章第七章 數(shù)字電路邏輯控制表示 組合邏輯電路 觸發(fā)器 時(shí)序邏輯電路 555時(shí)基集成電路 數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路邏輯門(mén)電路 二、二、學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法: :重視基礎(chǔ)，突出應(yīng)用；

2、重視外特性，少顧內(nèi)部結(jié)構(gòu)；加強(qiáng)實(shí)踐能力鍛煉。 要求：要求：掌握基本原理及分析、設(shè)計(jì)方法 說(shuō)明：掌握基本的分析、設(shè)計(jì)方法，難度和復(fù)雜程度都不是很大，以例題、作業(yè)為準(zhǔn)。適當(dāng)看一些參考書(shū)。完成規(guī)定的作業(yè)。四四、自學(xué)自學(xué)Multisim10.0Multisim10.0仿真軟件仿真軟件五五、數(shù)字電路的主要應(yīng)用數(shù)字電路的主要應(yīng)用數(shù)字智能化儀表數(shù)字化家用電器數(shù)碼產(chǎn)品數(shù)字電子計(jì)算機(jī)數(shù)字通訊自動(dòng)化生產(chǎn)線六六、考試、考試課程類(lèi)型：考試課程評(píng)分方式：總成績(jī)=考試成績(jī)（50%）+平時(shí)成績(jī)與實(shí)驗(yàn) 課成績(jī)（50%）o 數(shù)字電子技術(shù)第四版 閻石 高教出版社o 電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）(第3版) 康華光 高教出版社o 數(shù)字電

3、子技術(shù)基礎(chǔ)（電類(lèi)） 陳明義 中南大學(xué)出版社o 各類(lèi)數(shù)字電子技術(shù)習(xí)題集o http:/ http:/ 傳遞、處理模擬傳遞、處理模擬 信號(hào)的電子電路信號(hào)的電子電路 傳遞、處理數(shù)字傳遞、處理數(shù)字信號(hào)的電子電路信號(hào)的電子電路數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)時(shí)間上和幅度上都時(shí)間上和幅度上都斷續(xù)斷續(xù)變化的信號(hào)變化的信號(hào) 模擬信號(hào)模擬信號(hào)時(shí)間上和幅度上都時(shí)間上和幅度上都連續(xù)連續(xù)變化的信號(hào)變化的信號(hào)數(shù)字電路中典型信號(hào)波形數(shù)字電路中典型信號(hào)波形一、數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)一、數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào) 輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的對(duì)應(yīng)邏輯關(guān)系輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的對(duì)應(yīng)邏輯關(guān)系邏輯代數(shù)邏輯代數(shù)只有高電平和低電平兩個(gè)取值只有高電平和低電平兩個(gè)取值

4、導(dǎo)通導(dǎo)通( (開(kāi)開(kāi)) )、截止、截止( (關(guān)關(guān)) )便于高度集成化、工作可靠性高、便于高度集成化、工作可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)和保密性好等抗干擾能力強(qiáng)和保密性好等研究對(duì)象研究對(duì)象分析工具分析工具信信 號(hào)號(hào)電子器件電子器件工作狀態(tài)工作狀態(tài)主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)二、數(shù)字電路特點(diǎn)二、數(shù)字電路特點(diǎn) 將晶體管、電阻、電將晶體管、電阻、電容等元器件用導(dǎo)線在線路容等元器件用導(dǎo)線在線路板上連接起來(lái)的電路。板上連接起來(lái)的電路。將上述元器件和導(dǎo)線通過(guò)半將上述元器件和導(dǎo)線通過(guò)半導(dǎo)體制造工藝做在一塊硅片上而導(dǎo)體制造工藝做在一塊硅片上而成為一個(gè)不可分割的整體電路。成為一個(gè)不可分割的整體電路。根據(jù)電路結(jié)構(gòu)不同分根據(jù)電路結(jié)構(gòu)不同分

5、分立元件電路分立元件電路集集 成成 電電 路路根據(jù)半導(dǎo)體的導(dǎo)電類(lèi)型不同分根據(jù)半導(dǎo)體的導(dǎo)電類(lèi)型不同分 雙極型數(shù)字集成電路雙極型數(shù)字集成電路單極型數(shù)字集成電路單極型數(shù)字集成電路以雙極型晶體管以雙極型晶體管作為基本器件作為基本器件以單極型晶體管以單極型晶體管作為基本器件作為基本器件例如例如 CMOS例如例如 TTL、ECL三、數(shù)字電路的分類(lèi)三、數(shù)字電路的分類(lèi)集成電路集成電路分分 類(lèi)類(lèi)集集 成成 度度電路規(guī)模與范圍電路規(guī)模與范圍小規(guī)模集成小規(guī)模集成電路電路 SSI1 10 門(mén)門(mén)/片或片或10 100 個(gè)元件個(gè)元件/片片邏輯單元電路邏輯單元電路包括：邏輯門(mén)電路、集成觸發(fā)器包括：邏輯門(mén)電路、集成觸發(fā)器中規(guī)

6、模集成中規(guī)模集成電路電路 MSI10 100 門(mén)門(mén)/片片或或 100 1000 個(gè)元件個(gè)元件/片片邏輯部件邏輯部件 包括：計(jì)數(shù)器、包括：計(jì)數(shù)器、 譯碼器、譯碼器、編碼器、數(shù)據(jù)選擇器、寄存器、算術(shù)編碼器、數(shù)據(jù)選擇器、寄存器、算術(shù)運(yùn)算器、比較器、轉(zhuǎn)換電路等運(yùn)算器、比較器、轉(zhuǎn)換電路等 大規(guī)模集成大規(guī)模集成電路電路 LSI100 1000 門(mén)門(mén)/片片或或 1000 100000 個(gè)元件個(gè)元件/片片數(shù)字邏輯系統(tǒng)數(shù)字邏輯系統(tǒng)包括：中央控制器、存儲(chǔ)器、各種接包括：中央控制器、存儲(chǔ)器、各種接口電路等口電路等超大規(guī)模集超大規(guī)模集 成電路成電路 VLSI大于大于 1000 門(mén)門(mén)/片片或大于或大于 10 萬(wàn)個(gè)萬(wàn)個(gè)元

7、件元件/片片高集成度的數(shù)字邏輯系統(tǒng)高集成度的數(shù)字邏輯系統(tǒng)例如：各種型號(hào)的單片機(jī)，即在一片例如：各種型號(hào)的單片機(jī)，即在一片 硅片上集成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)硅片上集成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)根據(jù)集成密度不同分根據(jù)集成密度不同分Umtrtf Ttw 脈脈 沖沖 幅幅 度度 Um： 脈沖上升時(shí)間脈沖上升時(shí)間 tr：脈沖下降時(shí)間脈沖下降時(shí)間 tf：脈脈 沖沖 寬寬 度度 tw ：脈脈 沖沖 周周 期期 T ：脈脈 沖沖 頻頻 率率 f ： 占占 空空 比比 q ：脈沖電壓變化的最大值脈沖電壓變化的最大值 脈沖波形從脈沖波形從 0.1Um 上升到上升到 0.9Um 所需的時(shí)間所需的時(shí)間 脈沖上升沿脈沖上升沿

8、0.5Um 到下降沿到下降沿 0.5Um 所需的時(shí)間所需的時(shí)間 脈沖波形從脈沖波形從 0.9Um 下降到下降到 0.1Um 所需的時(shí)間所需的時(shí)間 周期脈沖中相鄰兩個(gè)波形重復(fù)出現(xiàn)所需的時(shí)間周期脈沖中相鄰兩個(gè)波形重復(fù)出現(xiàn)所需的時(shí)間 1 秒內(nèi)脈沖出現(xiàn)的次數(shù)秒內(nèi)脈沖出現(xiàn)的次數(shù) f = 1/T 脈沖寬度脈沖寬度 tw 與脈沖周期與脈沖周期 T 的比值的比值 q = tw/T 四、脈沖波形的主要參數(shù)四、脈沖波形的主要參數(shù) EXIT緒論緒論EXIT 用于描述客觀事物邏輯關(guān)系的數(shù)學(xué)工具，又稱(chēng)布爾代數(shù)用于描述客觀事物邏輯關(guān)系的數(shù)學(xué)工具，又稱(chēng)布爾代數(shù) ( (Boole Algebra) )或開(kāi)關(guān)代數(shù)。或開(kāi)關(guān)代數(shù)。

9、邏輯指事物因果關(guān)系的規(guī)律。邏輯指事物因果關(guān)系的規(guī)律。 邏輯代數(shù)描述客觀事物間的邏輯關(guān)系，相應(yīng)的函數(shù)邏輯代數(shù)描述客觀事物間的邏輯關(guān)系，相應(yīng)的函數(shù)稱(chēng)邏輯函數(shù)，變量稱(chēng)邏輯變量。稱(chēng)邏輯函數(shù)，變量稱(chēng)邏輯變量。邏輯變量和邏輯函數(shù)的取值都只有兩個(gè)，邏輯變量和邏輯函數(shù)的取值都只有兩個(gè)，通常用通常用 1和和 0 表示。表示。 與普通代數(shù)比較與普通代數(shù)比較用字母表示變量，用代數(shù)式描述客觀事物間的關(guān)系。用字母表示變量，用代數(shù)式描述客觀事物間的關(guān)系。 相似處相似處 相異處相異處運(yùn)算規(guī)律有很多不同。運(yùn)算規(guī)律有很多不同。 一、一、邏輯代數(shù)邏輯代數(shù)EXIT緒論緒論EXIT邏輯代數(shù)中的邏輯代數(shù)中的 1 和和 0 不表示數(shù)量大小，不表示數(shù)量大小，僅表示兩種相反的狀態(tài)。僅表示兩種相反的狀態(tài)。 注意注意例如：開(kāi)關(guān)閉合為例如：開(kāi)關(guān)閉合為 1 晶體管導(dǎo)通為晶體管導(dǎo)通為 1 電位高為電位高為 1 斷開(kāi)為斷開(kāi)為 0 截止