北郵數(shù)電課件第00章緒論

數(shù)字電路與邏輯設(shè)計北京郵電大學(xué)信通院

教學(xué)資源QQ群課程群

36437175(1000人)人人網(wǎng)公共主頁網(wǎng)址：/601586108新浪微群微群號：1615436

(公開群，10萬人)網(wǎng)址：/1615436新浪微博：

模電數(shù)電微信公眾平臺二維碼微信號：bupt2013引論模擬和數(shù)字的概念集成電路的發(fā)展本課程主要內(nèi)容學(xué)習(xí)方法考試和參考書模擬和數(shù)字的概念模擬信號：時間和幅值上連續(xù)的信號模擬電路：實(shí)現(xiàn)模擬信號的處理基本單元：放大電路輸入、輸出為模擬信號數(shù)字信號：時間和幅值上離散的信號數(shù)字電路：實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號的處理基本單元：邏輯門電路輸入、輸出為數(shù)字信號引論模擬和數(shù)字的概念集成電路的發(fā)展本課程主要內(nèi)容學(xué)習(xí)方法考試和參考書集成電路的發(fā)展電子學(xué)近百年發(fā)展史上三個重要的里程碑：(以電子器件的更新?lián)Q代為標(biāo)志！)1906年電子管發(fā)明(真正進(jìn)入電子時代)1948年晶體管問世20世紀(jì)60年代集成電路出現(xiàn)

(SSI、MSI、LSI、VLSI)第一代電子器件——電子管1904年,英國人弗萊明發(fā)明真空電子二極管。第一只電子管的誕生，標(biāo)志著人類從此進(jìn)入電子時代。

真空二極管的發(fā)明得益于愛迪生發(fā)現(xiàn)的“愛迪生效應(yīng)”。愛迪生在研究白熾燈的壽命時，在燈絲附近焊上一小塊金屬片，他發(fā)現(xiàn)：金屬片雖未與燈絲接觸，但如果在它們之間加電壓，燈絲就會產(chǎn)生一股電流趨向附近的金屬片。

弗萊明用金屬圓筒代替金屬片，套在燈絲外面，和燈絲一起封在玻璃泡里，使接收電子的面積大大增加，構(gòu)成真空電子二極管。

第一代電子器件——電子管1906年，美國人福雷斯特（LeeDeFordst）發(fā)明真空電子三極管電子管，實(shí)現(xiàn)了第一個能放大電信號的電子器件。這是電子學(xué)發(fā)展史上第一個里程碑。用電子管可實(shí)現(xiàn)整流、穩(wěn)壓、檢波、放大、振蕩、變頻、調(diào)制等多種功能電路。

電子管體積大、重量重、壽命短、耗電大。世界上第一臺計算機(jī)用1.8萬只電子管，占地170m2，重30t，耗電150kW。電子管收音機(jī)第二代電子器件——晶體管1948年，肖克利（W.Shckly）等發(fā)明了半導(dǎo)體三極管，其性能明顯優(yōu)于電子管。晶體管的發(fā)明是電子學(xué)歷史上的第二個里程碑。1956年，肖克利、巴丁和布拉坦因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎。懷舊DIY－礦石收音機(jī)

礦石收音機(jī)原理古典的雙晶體檢波器：采用紅鋅礦和斑銅礦石輝鉬礦和金屬接觸，類似于鍺二極管。懷舊DIY－礦石收音機(jī)第三代電子器件——集成電路1958年，基爾比等提出將晶體管等元件和線路集成在一起的設(shè)想，三年后，集成電路實(shí)現(xiàn)了商品化。集成電路按集成度可分為：

(1)小規(guī)模集成電路（SSI）

(2)中規(guī)模集成電路（MSI）

(3)大規(guī)模集成電路（LSI）

(4)超大規(guī)模集成電路(VLSI)采用集成電路制作的電子鐘采用集成電路制作的電子鐘旋轉(zhuǎn)后的樣子遙控對時采用集成電路制作的電子鐘旋轉(zhuǎn)后的樣子旋轉(zhuǎn)后的樣子學(xué)生作品-數(shù)字電波鐘可接收河南商丘低頻時碼授時信號，30萬年誤差1秒。學(xué)生作品-數(shù)字電波鐘可接收河南商丘低頻時碼授時信號，30萬年誤差1秒。電波鐘主要器件時鐘芯片DS1302，0.8元溫度傳感器，3.0元2.5元1.2元0.5元1.5元0.3元電波鐘接收模塊，15元0.5元0.2元單片機(jī)STC89C52，4元0.3元74HC595達(dá)林頓驅(qū)動器，0.5元ULN2003穩(wěn)壓芯片，0.5元7805

市面上電波鐘產(chǎn)品JY8009-55E光動能可接收多局電波參考價：15000元AS5000-71A光動能電波參考價:4000元電波鐘，掛鐘，參考價：150元DIY作品，成本：幾十元指針式電波鐘機(jī)芯學(xué)生作品-無線遙控自動避障循跡小車無線遙控小車的電源筆記本電池和強(qiáng)光手電內(nèi)部用的都是這種型號電池。里面有4節(jié)這樣的電池典型的數(shù)字系統(tǒng):計算機(jī)1946年美國賓夕法尼亞大學(xué)機(jī)械計算器：算盤3000年前便攜式計算機(jī)臺式計算機(jī)

集成電路的發(fā)展，使數(shù)字設(shè)備變得越來越小巧，更加便于攜帶。由1萬8千個電子管、6千個開關(guān)、1萬個電容器、7萬個電阻、1千5百個繼電器組成的，占地170m2，重達(dá)30噸。數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用

視網(wǎng)膜屏：“當(dāng)你拿的東西距離你10-12英寸(約25-30厘米)時，只要分辨率達(dá)到300ppi(每英寸300個像素點(diǎn))，你的視網(wǎng)膜就無法分辨出像素點(diǎn)了?！睌?shù)字技術(shù)的應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)用舉例:

閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)引論模擬和數(shù)字的概念集成電路的發(fā)展本課程主要內(nèi)容學(xué)習(xí)方法考試和參考書本課程主要內(nèi)容邏輯代數(shù)組合邏輯電路時序邏輯電路可編程邏輯器件VHDL語言數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換引論模擬和數(shù)字的概念集成電路的發(fā)展本課程主要內(nèi)容學(xué)習(xí)方法考試和參考書學(xué)習(xí)方法課程基礎(chǔ)：二進(jìn)制數(shù)字：(51.625)10＝(110011.101)2符號：ASCII、GB2312數(shù)學(xué)工具:布爾代數(shù)常量：0，1邏輯變量：A，B邏輯運(yùn)算：與或非；與非、或非、異或等公理、定律、定理數(shù)字電路的分析和設(shè)計:基本邏輯門電路、復(fù)合邏輯門電路中、小規(guī)模集成電路大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路常用術(shù)語位（bit)：數(shù)字系統(tǒng)中最小的數(shù)據(jù)單位。字節(jié)（byte)：8個二進(jìn)制位，即1byte=8bits字(word)：若干個字節(jié)構(gòu)成一個字字長：指參與運(yùn)算的數(shù)的基本位數(shù)，決定了計算設(shè)備內(nèi)部寄存器、加法器以及數(shù)據(jù)總線等的位數(shù)，反映了計算設(shè)備的精度。

引論模擬和數(shù)字的概念集成電路的發(fā)展本課程主要內(nèi)容學(xué)習(xí)方法考試和參考書考試和參考書平時20%期中20%期末60%注：1每周交一次作業(yè)

2作業(yè)紙上寫小班編號

3采用簡體中文、宋體書寫，嚴(yán)禁使用草書考試和參考書數(shù)字電路與邏輯設(shè)計數(shù)字電路與邏輯設(shè)計學(xué)習(xí)指導(dǎo)對上課的建議寧可神游，也要親臨現(xiàn)場不要相信距離產(chǎn)生美青年是人生的黃金階段1925年，海森堡做出突破性貢獻(xiàn)時，剛24歲；愛因斯坦1905年提出光量子假說時，也才26歲；玻爾1913年提出原子結(jié)構(gòu)理論時，28歲；德布羅意1923年提出相波的時候，31歲。