數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課件

1、 數(shù)字(shz)電子技術(shù)基礎(chǔ)課件 共三十頁課程(kchng)介紹1. 課程(kchng)的性質(zhì)3. 課程研究內(nèi)容5. 教材和參考書4. 課程特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法2. 教學(xué)目標(biāo)序言共三十頁數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程是自動化類專業(yè)具入門(r mn)性質(zhì)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是 學(xué)習(xí)微機(jī)原理、接口技術(shù)等計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的基礎(chǔ)。既有豐富的理論體系，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性。1.課程(kchng)性質(zhì) 獲得適應(yīng)信息時代的數(shù)字電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識和基本技能。培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問題的能力，為以后深入學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)及其相關(guān)學(xué)科和專業(yè)打好以下兩方面的基礎(chǔ):2.課程目標(biāo)1、正確分析、設(shè)計(jì)數(shù)字電路，特別是集成電路的基礎(chǔ)； 2

2、、為進(jìn)一步學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)專用集成電路的基礎(chǔ)。共三十頁3. 課程研究(ynji)內(nèi)容1.數(shù)字邏輯(lu j)概論 2.邏輯代數(shù)3.邏輯門電路4.組合邏輯電路5.鎖存器與觸發(fā)器6.時序邏輯電路8.模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換器7.脈沖波形的變換與產(chǎn)生共三十頁a、發(fā)展(fzhn)快b、應(yīng)用(yngyng)廣 (2)學(xué)習(xí)方法(1)課程特點(diǎn)摩爾定律:集成度按10倍/6年的速度發(fā)展。c、工程實(shí)踐性強(qiáng)4.課程特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法課前預(yù)習(xí)+課堂聽講+課后作業(yè)+擴(kuò)展習(xí)題演練+擴(kuò)展知識學(xué)習(xí)+ 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)大班授課，很難做到個性化授課，但是提倡“教師引導(dǎo)學(xué)生主導(dǎo)”的個性化自主學(xué)習(xí)方式 注重聯(lián)系專業(yè)，聯(lián)系生活，提出問題，解決問題共三十頁閻 石主編

3、數(shù)字電子(dinz)技術(shù)基礎(chǔ)第四版高等教育出版社蔡惟錚主編基礎(chǔ)電子技術(shù)(jsh) 集成電子技術(shù) 高等教育出版社 電子工程手冊編委會等編中外集成電路簡明速查手冊-TTL、CMOS電子工業(yè)出版社 5.主要教材及參考書李哲英主編電子技術(shù)及其應(yīng)用基礎(chǔ) 高等教育出版社鄭家龍、王小海主編集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 高等教育出版社 共三十頁7一起努力(n l)，學(xué)好課程！共三十頁1.數(shù)字(shz)邏輯基礎(chǔ)1.1 數(shù)字電路與數(shù)字信號1.2 數(shù)制1.3 二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)(sunsh)運(yùn)算1.4 二進(jìn)制代碼1.5 二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算1.6 邏輯函數(shù)及其表示方法共三十頁1.1.1 數(shù)字技術(shù)(jsh)的發(fā)展及其應(yīng)用1

4、.1.2 數(shù)字集成電路的分類(fn li)及特點(diǎn)1.1.3 模擬信號與數(shù)字信號1.1.4 數(shù)字信號的描述方法1.1 數(shù)字電路與數(shù)字信號共三十頁發(fā)展(fzhn)特點(diǎn):以電子器件的發(fā)展為基礎(chǔ)電子管時代(shdi)1906年，福雷斯特等發(fā)明了電子管；電子管體積大、重量重、耗電大、壽命短。目前在一些大功率發(fā)射裝置中使用。電壓控制器件電真空技術(shù)1.1.1數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號共三十頁晶體管時代(shdi)電流控制(kngzh)器件 半導(dǎo)體技術(shù)半導(dǎo)體二極管、三極管器件共三十頁80年代后- ULSI ， 1 0 億個晶體管/片 、 ASIC 制作(zhzu)技術(shù)成熟目前- 芯片內(nèi)部的

5、布線細(xì)微(xwi)到亞微米(0.130.09m)量級90年代后- 97年一片集成電路上有40億個晶體管。6070代-IC技術(shù)迅速發(fā)展：SSI、MSI、LSI 、VLSI。10萬個晶體管/片。將來- 高分子材料或生物材料制成密度更高、三維結(jié)構(gòu)的電路共三十頁半導(dǎo)體集成電路(jchng-dinl)共三十頁數(shù)碼相機(jī)智能儀器計(jì)算機(jī)數(shù)字(shz)技術(shù)的應(yīng)用共三十頁根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其對輸入信號的響應(yīng)(xingyng)規(guī)則的不同， -數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路。 從集成度不同 -數(shù)字集成電路(jchng-dinl)可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模、超大規(guī)模和甚大規(guī)模五類。 從電路的形式不同， -

6、數(shù)字電路可分為集成電路和分立電路從器件不同 -數(shù)字電路可分為TTL 和 CMOS電路1、數(shù)字集成電路的分類1.1.2、數(shù)字集成電路的分類及特點(diǎn)共三十頁可編程邏輯器件、多功能專用集成電路106以上甚大規(guī)模大型存儲器、微處理器10,00099,999超大規(guī)模小型存儲器、門陣列1009999大規(guī)模計(jì)數(shù)器、加法器1299中規(guī)模邏輯門、觸發(fā)器最多12個小規(guī)模典型集成電路門的個數(shù)分類集成度:每一芯片(xn pin)所包含的門個數(shù)共三十頁2、數(shù)字(shz)集成電路的特點(diǎn)1)電路(dinl)簡單,便于大規(guī)模集成,批量生產(chǎn)2)可靠性、穩(wěn)定性高,抗干擾能力強(qiáng)3)體積小,通用性好,成本低.4)具可編程性,可實(shí)現(xiàn)硬件

7、設(shè)計(jì)軟件化5)高速度 低功耗共三十頁3、數(shù)字電路的分析(fnx)、設(shè)計(jì)與測試(1)數(shù)字電路的分析方法數(shù)字電路的分析:根據(jù)(gnj)電路確定電路輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系。(2) 數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法數(shù)字電路的設(shè)計(jì):從給定的邏輯功能要求出發(fā)，選擇適當(dāng)?shù)倪壿嬈骷?，設(shè)計(jì)出符合要求的邏輯電路。 設(shè)計(jì)方式:分為傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式和基于EDA軟件的設(shè)計(jì)方式。 分析工具：邏輯代數(shù)。電路邏輯功能主要用真值表、功能表、邏輯表達(dá)式和波形圖。共三十頁-時間(shjin)和數(shù)值均連續(xù)變化的電信號，如正弦波、三角波等 uOt Otu1. 模擬信號1.1.3 數(shù)字信號與數(shù)字信號共三十頁2、數(shù)字信號 -在時間上和數(shù)值上均是離散(l

8、sn)的信號。數(shù)字電路和模擬電路：工作信號，研究的對象不同，分析、設(shè)計(jì)方法以及(yj)所用的數(shù)學(xué)工具也相應(yīng)不同且它們的數(shù)值是一個最小量值的整數(shù)倍共三十頁3、模擬信號的數(shù)字(shz)表示由于數(shù)字信號便于存儲、分析(fnx)和傳輸，通常都將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號. 0 0 模擬信號 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 3 V 數(shù)字輸出 0 0 0 0 1 1 模數(shù)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)共三十頁電壓(V)二值邏輯電 平+51H(高電平)00L(低電平)邏輯電平與電壓值的關(guān)系（正邏輯）1.1.4 數(shù)字信號的描述(mio sh)方法1、二值數(shù)字邏輯(lu j)和邏輯(lu j)電平 a 、在電路中用低、高電平表示0、1兩種邏輯狀態(tài) 0、1

9、數(shù)碼-表示數(shù)量時稱二進(jìn)制數(shù)表示方式二值數(shù)字邏輯 -表示事物狀態(tài)時稱二值邏輯共三十頁(a) 用邏輯(lu j)電平描述的數(shù)字波形(b) 16位數(shù)據(jù)的圖形(txng)表示2、數(shù)字波形數(shù)字波形-是信號邏輯電平對時間的圖形表示.共三十頁高電平低電平有脈沖(michng)*非歸零型*歸零型 比特率 - 每秒鐘傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)無脈沖(michng)(1)數(shù)字波形的兩種類型:共三十頁(2)周期性和非周期性 非周期性數(shù)字(shz)波形周期性數(shù)字(shz)波形 共三十頁例1.1.1 設(shè)周期性數(shù)字(shz)波形的高電平持續(xù)6ms，低電平持續(xù)10ms，求占空比q。解：因數(shù)字波形的脈沖(michng)寬度tw=6ms，

10、周期T=6ms+10ms=16ms。共三十頁非理想脈沖(michng)波形(3)實(shí)際(shj)脈沖波形及主要參數(shù)共三十頁幾個(j )主要參數(shù):占空比 Q - 表示脈沖寬度占整個(zhngg)周期的百分比上升時間tr 和下降時間tf -從脈沖幅值的10%到90% 上升 下降所經(jīng)歷的時間( 典型值ns )脈沖寬度 (tw )- 脈沖幅值的50%的兩個時間所跨越的時間周期 (T) - 表示兩個相鄰脈沖之間的時間間隔 tr脈沖寬度 tw 0.5V 4.5V 2.5V 幅值=5.0V 0.0V 5.0V tf0.5V 2.5V 4.5V 共三十頁(4)時序(sh x)圖-表明各個數(shù)字信號時序關(guān)系的多重波形圖。共三十頁內(nèi)容摘要數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課件。1、正確分析、設(shè)計(jì)數(shù)字電路，特別是集成電路的基礎(chǔ)。課前預(yù)習(xí)+課堂聽講+課后作業(yè)+擴(kuò)展習(xí)題演練+擴(kuò)展知識學(xué)習(xí)+ 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。大班授課，很難做到個性化授課，但是提倡“教師引導(dǎo)學(xué)生主導(dǎo)”的個性化自主學(xué)習(xí)方式。發(fā)展特點(diǎn):以電子器件的發(fā)展為基礎(chǔ)。-數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時序邏