第1周數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)課件大課

本文格式為Word版，下載可任意編輯——第1周數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)課件大課數(shù)字電路與規(guī)律設(shè)計(jì)主講宗建華曹淑寬鄧革本課程的性質(zhì)地位和作用數(shù)字電路與規(guī)律設(shè)計(jì)是電子通信計(jì)算機(jī)自動(dòng)操縱等專業(yè)重要的專業(yè)根基課它是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程主要任務(wù)是為學(xué)習(xí)專業(yè)學(xué)識(shí)和從事工程技術(shù)工作打好數(shù)字電子技術(shù)的理論根基電地暖教學(xué)目的和要求獲得適應(yīng)信息時(shí)代的數(shù)字電子技術(shù)方面的根本理論根本學(xué)識(shí)和根本技能掌管數(shù)字電路的分析與設(shè)計(jì)方法將理論與測(cè)驗(yàn)相結(jié)合加強(qiáng)根本技能的訓(xùn)練進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的才能為以后深入學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)內(nèi)容和專業(yè)應(yīng)用打好根基第1章數(shù)字概念第2章計(jì)數(shù)系統(tǒng)運(yùn)算和編碼第3章規(guī)律門第4章布爾代數(shù)和規(guī)律化簡(jiǎn)第5章組合規(guī)律第6章組合規(guī)律電路函數(shù)第7章鎖存器觸發(fā)器和定時(shí)器第8章計(jì)數(shù)器第9章移位寄放器課程內(nèi)容第10章內(nèi)存和外存第11章數(shù)字信號(hào)處理第12章集成電子技術(shù)測(cè)驗(yàn)安置將于11周后的小課安置測(cè)驗(yàn)主要分為以下幾片面1數(shù)字器件的熟悉與驗(yàn)證2組合規(guī)律電路測(cè)驗(yàn)3時(shí)序規(guī)律電路測(cè)驗(yàn)課程考核標(biāo)準(zhǔn)本門課程的最終勞績(jī)?yōu)楦黜?xiàng)勞績(jī)之和教材數(shù)字電子技術(shù)第九版美ThomasLFloyd著余璆等譯電子工業(yè)出版社20225參考教材數(shù)字電子技術(shù)根基閻石主編高等教導(dǎo)出版社20226數(shù)字電子技術(shù)其次版楊志宗主編高等教導(dǎo)出版社電子技術(shù)根基數(shù)字片面康華光主編高等教導(dǎo)出版社課程采用的教材參考書第1章數(shù)字概念11數(shù)字量和模擬量12二進(jìn)制數(shù)規(guī)律電平和數(shù)字波形教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求1理解數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的識(shí)別掌管數(shù)字量的概念2掌管二進(jìn)制數(shù)規(guī)律電平與數(shù)字波形之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)字技術(shù)的進(jìn)展及其應(yīng)用80年頭后ULSI10億個(gè)晶體管片ASIC制作技術(shù)成熟6070代IC技術(shù)急速進(jìn)展SSIMSILSIVLSI10萬個(gè)晶體管片將來高分子材料或生物材料制成密度更高三維布局的電路90年頭后97年一片集成電路上有40億個(gè)晶體管進(jìn)展特點(diǎn)以電子器件的進(jìn)展為根基電子管時(shí)代1906年福雷斯特等研發(fā)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放射裝置中使用電壓操縱器件電真空技術(shù)晶體管時(shí)代電流操縱器件半導(dǎo)體技術(shù)半導(dǎo)體集成電路集成度每一芯片所包含的門個(gè)數(shù)電路設(shè)計(jì)方法伴隨器件變化從傳統(tǒng)走向現(xiàn)代a傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法b現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法數(shù)碼相機(jī)計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用根據(jù)電路的布局特點(diǎn)及其對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)規(guī)矩的不同數(shù)字電路可分為組合規(guī)律電路和時(shí)序規(guī)律電路從電路的形式不同數(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電路從集成度不同數(shù)字集成電路可分為小規(guī)模中規(guī)模大規(guī)模超大規(guī)模和甚大規(guī)模五類1數(shù)字集成電路的分類數(shù)字集成電路的分類及特點(diǎn)2數(shù)字集成電路的特點(diǎn)1電路簡(jiǎn)樸便于大規(guī)模集成批量生產(chǎn)2穩(wěn)當(dāng)性穩(wěn)定性和精度高抗干擾才能強(qiáng)3體積小通用性好本金低4具可編程性可實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)軟件化5高速度低功耗6加密性好數(shù)字集成電路的分類及特點(diǎn)3數(shù)字電路的分析設(shè)計(jì)與測(cè)試1數(shù)字電路的分析方法根據(jù)電路確定電路輸出與輸入之間的規(guī)律關(guān)系分析工具規(guī)律代數(shù)電路規(guī)律功能主要用真值表功能表規(guī)律表達(dá)式和波形圖2數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法從給定的規(guī)律功能要求啟程選擇適當(dāng)?shù)囊?guī)律器件設(shè)計(jì)出符合要求的規(guī)律電路數(shù)字集成電路的分類及特點(diǎn)模擬量和數(shù)字量電子電路分為兩大類一類是模擬電路一類是數(shù)字電路模擬電路研究的是模擬量數(shù)字電路研究的是數(shù)字量模擬量具有連續(xù)的值數(shù)字量具有離散的值模擬量和數(shù)字量1模擬信號(hào)電子電路中的信號(hào)分為兩大類一類是模擬信號(hào)指在時(shí)間和數(shù)值上都是連續(xù)變化的信號(hào)如模擬話音溫度壓力等一類物理量的信號(hào)工作在模擬信號(hào)下的電子電路稱為模擬電路在工程上為了便于分析常用傳感器將模擬量轉(zhuǎn)換為電流電壓或電阻等電量再舉行分析模擬量和數(shù)字量時(shí)間溫度2數(shù)字信號(hào)另一類是數(shù)字信號(hào)指在時(shí)間和數(shù)值上都是離散的信號(hào)如各種脈沖信號(hào)等工作在數(shù)字信號(hào)下的電子電路稱為數(shù)字電路tmsVV5010203040數(shù)字電路和模擬電路工作信號(hào)研究的對(duì)象不同分析設(shè)計(jì)方法以及所用的數(shù)學(xué)工具也相應(yīng)不同模擬量和數(shù)字量模擬量和數(shù)字量時(shí)間溫度模擬信號(hào)的數(shù)字表示由于數(shù)字信號(hào)便于存儲(chǔ)分析和傳輸通常都將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)模擬電子系統(tǒng)模擬電子電路處理的是模擬信號(hào)擴(kuò)音系統(tǒng)是一個(gè)典型的模擬電子系統(tǒng)線性放大器原始聲音麥克風(fēng)音頻信號(hào)放大的音頻信號(hào)揚(yáng)聲器恢復(fù)的聲音使用數(shù)字方法和模擬方法的系統(tǒng)光盤播放器是一個(gè)同時(shí)使用數(shù)字電路和模擬電路的系統(tǒng)二進(jìn)制數(shù)規(guī)律電平和數(shù)值波形二值數(shù)字規(guī)律和規(guī)律電平在電路中用高低電平表示10兩種規(guī)律狀態(tài)01數(shù)碼表示數(shù)量時(shí)稱二進(jìn)制數(shù)1個(gè)二進(jìn)制數(shù)為1位1bit規(guī)律電平與電壓值的關(guān)系二進(jìn)制數(shù)規(guī)律電平和數(shù)值波形二值數(shù)字規(guī)律和規(guī)律電平無特殊說明通常指正規(guī)律規(guī)律電平用來表示1和0的電壓稱為規(guī)律電平一個(gè)電平表示高電壓另一個(gè)電平表示低電壓高電壓可以是指定的一個(gè)電壓取值范圍內(nèi)的任意值低電壓可以是指定的最小值和最大值之間的任意值二進(jìn)制數(shù)規(guī)律電平和數(shù)值波形數(shù)字信號(hào)所表現(xiàn)的形式是一系列高低電平組成的脈沖波即信號(hào)總是在高電平和低電平之間來回變化重要的是要能正確區(qū)分出信號(hào)的高低電平并正確反映電路的輸出與輸入之間的關(guān)系至于高低電平值精確為多少的電壓值那么無關(guān)緊要tmsVVa用規(guī)律電平描述的數(shù)字波形b16位數(shù)據(jù)的圖形表示數(shù)字波形數(shù)字波形是信號(hào)規(guī)律電平對(duì)時(shí)間的圖形表示二進(jìn)制數(shù)規(guī)律電平和數(shù)值波形波形特性周期性和非周期性二進(jìn)制數(shù)規(guī)律電平和數(shù)值波形非周期性數(shù)字波形周期性數(shù)字波形實(shí)際脈沖波形及主要參數(shù)占空比Q表示脈沖寬度占整個(gè)周期的百分比上升時(shí)間tr和下降時(shí)間tf從脈沖幅值的10到90上升下降所體驗(yàn)的時(shí)間典型值ns脈沖寬度tw脈沖幅值的50的兩個(gè)時(shí)間所跨越的時(shí)間周期T表示兩個(gè)相鄰脈沖之間的時(shí)間間隔周期與頻率成倒數(shù)例下圖為某周期數(shù)字波形的一片面單位為ms試計(jì)算周期頻率和占空比解a周期是10msb頻率是c占空比為例設(shè)周期性數(shù)字波形的高電平持續(xù)6ms低電平持續(xù)10ms求占空比q解因數(shù)字波形的脈沖寬度tw6ms周期T6ms10ms16ms數(shù)字波形攜帶二進(jìn)制信息計(jì)數(shù)系統(tǒng)處理的二進(jìn)制信息以波形的形式展現(xiàn)它表示一系列的二進(jìn)制位當(dāng)波形為高電平日表示1為低電平日表示0每個(gè)位在一個(gè)序列里所占的固定時(shí)間間隔稱為位時(shí)間數(shù)字波形攜帶二進(jìn)制信息全體波形都與一個(gè)根本時(shí)序波形同步稱之為時(shí)鐘時(shí)鐘是周期波每?jī)蓚€(gè)脈沖之間的間隔等于一個(gè)位時(shí)間波形A的位序列時(shí)鐘位時(shí)間數(shù)字波形攜帶二進(jìn)制信息時(shí)序圖表示兩個(gè)或以上個(gè)波形的實(shí)際時(shí)間關(guān)系在此時(shí)鐘周期內(nèi)AB和C信號(hào)都為高電平數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送就是把某種信息從一個(gè)電路傳遞到另一個(gè)電路假設(shè)是一位一位的傳送那么是串行傳送多位一起傳送那么是并行傳送數(shù)據(jù)傳送串行傳送并行傳送計(jì)算機(jī)調(diào)制解調(diào)器計(jì)算機(jī)打印機(jī)數(shù)據(jù)傳送例試給出下圖波形A中串行傳送8個(gè)位所需要的時(shí)間并指出位的依次時(shí)鐘以100khz為基準(zhǔn)并行傳送8個(gè)位需要多少時(shí)間數(shù)據(jù)傳送解由于時(shí)鐘的頻率為100kHz周期為傳送每位需要的時(shí)間傳送8位需要的時(shí)間為并行傳輸8位需要的時(shí)間為數(shù)字信號(hào)與數(shù)字電路模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換傳感器放大數(shù)字信號(hào)所表現(xiàn)的形式是一系列高低電平