數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程第三版課件

數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程第三版課件目錄contents數(shù)字電子技術(shù)概述數(shù)字電路基礎(chǔ)組合邏輯電路時(shí)序邏輯電路半導(dǎo)體存儲(chǔ)器與可編程邏輯器件數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)01數(shù)字電子技術(shù)概述總結(jié)詞數(shù)字電子技術(shù)的定義、特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)詳細(xì)描述數(shù)字電子技術(shù)是一種以二進(jìn)制形式處理信號(hào)和信息的電子技術(shù)。它具有精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高等特點(diǎn)，因此在計(jì)算機(jī)、通信、控制等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字電子技術(shù)的定義與特點(diǎn)數(shù)字電子技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用總結(jié)詞數(shù)字電子技術(shù)在計(jì)算機(jī)硬件、通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、測(cè)量、控制、自動(dòng)化等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如，在計(jì)算機(jī)硬件中，數(shù)字電子技術(shù)用于實(shí)現(xiàn)CPU、內(nèi)存等核心部件的控制和信號(hào)處理；在通信中，數(shù)字電子技術(shù)用于調(diào)制解調(diào)、信號(hào)壓縮、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫?。詳?xì)描述數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域總結(jié)詞數(shù)字電子技術(shù)的未來發(fā)展方向詳細(xì)描述隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)也在不斷進(jìn)步。未來，數(shù)字電子技術(shù)將朝著更高速度、更低功耗、更小體積的方向發(fā)展。同時(shí)，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的崛起，數(shù)字電子技術(shù)在智能控制、智能感知等領(lǐng)域的應(yīng)用也將得到更廣泛的發(fā)展。數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)02數(shù)字電路基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)邏輯與運(yùn)算，當(dāng)所有輸入為高電平時(shí)，輸出為高電平；否則輸出為低電平。與門或門非門實(shí)現(xiàn)邏輯或運(yùn)算，當(dāng)至少一個(gè)輸入為高電平時(shí)，輸出為高電平；否則輸出為低電平。實(shí)現(xiàn)邏輯非運(yùn)算，輸入為高電平時(shí)，輸出為低電平；輸入為低電平時(shí)，輸出為高電平。030201邏輯門電路有兩個(gè)輸入端R和S，當(dāng)R和S都為0時(shí)，輸出保持不變；當(dāng)R為0、S為1時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)；當(dāng)R為1、S為0時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)；當(dāng)R和S都為1時(shí)，輸出保持不變。RS觸發(fā)器有兩個(gè)輸入端J和K，當(dāng)J和K都為0時(shí)，輸出保持不變；當(dāng)J為0、K為1時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)；當(dāng)J為1、K為0時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)；當(dāng)J和K都為1時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)。JK觸發(fā)器觸發(fā)器用于存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)，由多個(gè)觸發(fā)器組成。寄存器用于對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行位移操作，可以將數(shù)據(jù)左移或右移。移位器寄存器與移位器將輸入的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為輸出的二進(jìn)制代碼。將輸入的二進(jìn)制代碼進(jìn)行解碼，得到相應(yīng)的輸出信號(hào)。編碼器與譯碼器譯碼器編碼器03組合邏輯電路分析步驟確定邏輯功能、列出真值表、化簡(jiǎn)表達(dá)式、確定電路類型。常用分析方法代數(shù)法、圖解法、表格法等。組合邏輯電路的基本結(jié)構(gòu)由輸入變量、邏輯門和輸出變量組成，沒有記憶功能。組合邏輯電路的分析編碼器譯碼器數(shù)據(jù)選擇器加法器常用組合邏輯電路01020304將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼的電路，分為普通編碼器和優(yōu)先編碼器。將二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)的電路，分為二進(jìn)制譯碼器和顯示譯碼器。從多個(gè)輸入中選擇一個(gè)輸出的電路，分為2選1、4選1、8選1等。實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制加法的電路，分為半加器和全加器。明確設(shè)計(jì)要求、列出真值表、選擇合適的門電路、畫出電路圖。設(shè)計(jì)步驟采用小規(guī)模集成電路（SSI）或中規(guī)模集成電路（MSI）。設(shè)計(jì)方法考慮輸入信號(hào)的個(gè)數(shù)、門的個(gè)數(shù)和布線等因素，確保電路可靠、經(jīng)濟(jì)和易于維護(hù)。設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)組合邏輯電路的設(shè)計(jì)04時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路是一種具有記憶功能的電路，其輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還與之前的輸入狀態(tài)有關(guān)。定義時(shí)序邏輯電路由組合邏輯電路和存儲(chǔ)元件（如觸發(fā)器）組成。組成時(shí)序邏輯電路在時(shí)鐘信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，按照一定的時(shí)序進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，并產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。工作原理時(shí)序邏輯電路的概述常用時(shí)序邏輯電路用于存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)，具有并行輸入、并行輸出和時(shí)鐘控制端。用于計(jì)數(shù)和控制時(shí)序，具有預(yù)定的狀態(tài)轉(zhuǎn)換序列。用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行位移操作，具有數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出和控制端。用于產(chǎn)生一定規(guī)律的順序脈沖信號(hào)。寄存器計(jì)數(shù)器移位器順序脈沖發(fā)生器

時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟確定邏輯功能、選擇合適的觸發(fā)器、設(shè)計(jì)組合邏輯電路、進(jìn)行時(shí)序分析和仿真驗(yàn)證。設(shè)計(jì)方法可以采用狀態(tài)圖、狀態(tài)表和狀態(tài)方程等方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)需要考慮電路的穩(wěn)定性、可靠性和可維護(hù)性，以及盡量減少元件數(shù)量和簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。05半導(dǎo)體存儲(chǔ)器與可編程邏輯器件半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可以分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）兩類。RAM可以隨時(shí)讀寫，速度較快，但斷電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失；ROM中的數(shù)據(jù)只能讀取，不能寫入，但斷電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器由存儲(chǔ)單元陣列、地址譯碼器和讀寫控制電路等部分組成。存儲(chǔ)單元陣列用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，地址譯碼器用于實(shí)現(xiàn)地址的譯碼，讀寫控制電路用于控制數(shù)據(jù)的讀寫操作。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的應(yīng)用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通信、控制系統(tǒng)等領(lǐng)域，作為計(jì)算機(jī)的內(nèi)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)；作為外存儲(chǔ)器，用于永久存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)和程序。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)可編程邏輯器件是一種數(shù)字集成電路，其基本結(jié)構(gòu)包括可編程輸入/輸出管腳、可編程內(nèi)部邏輯門和可編程內(nèi)部連線。通過編程，可以實(shí)現(xiàn)特定的邏輯功能?？删幊踢壿嬈骷梢苑譃楹?jiǎn)單可編程邏輯器件（SPLD）和復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）兩類。SPLD主要包括可編程邏輯陣列（PLA）和可編程陣列邏輯（PAL），CPLD主要包括復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）?？删幊踢壿嬈骷V泛應(yīng)用于數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理、通信等領(lǐng)域。通過編程，可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字電路和系統(tǒng)，具有靈活性高、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)?？删幊踢壿嬈骷姆诸惪删幊踢壿嬈骷膽?yīng)用可編程邏輯器件在系統(tǒng)可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)可編程邏輯器件是一種新型的可編程邏輯器件，其基本結(jié)構(gòu)包括可編程輸入/輸出管腳、可編程內(nèi)部邏輯門和可編程內(nèi)部連線。與傳統(tǒng)的可編程邏輯器件不同的是，在系統(tǒng)可編程邏輯器件可以在系統(tǒng)中進(jìn)行編程和配置。在系統(tǒng)可編程邏輯器件的優(yōu)點(diǎn)在系統(tǒng)可編程邏輯器件具有很多優(yōu)點(diǎn)，如可以在系統(tǒng)中進(jìn)行在線編程和配置，無需將器件從系統(tǒng)中取出；可以反復(fù)進(jìn)行編程和擦除操作，具有較高的靈活性；同時(shí)具有較短的研發(fā)周期和較低的開發(fā)成本等。在系統(tǒng)可編程邏輯器件的應(yīng)用在系統(tǒng)可編程邏輯器件廣泛應(yīng)用于數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)中，如數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理、通信等領(lǐng)域。通過在系統(tǒng)中進(jìn)行編程和配置，可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字電路和系統(tǒng)，具有很高的靈活性和適應(yīng)性。在系統(tǒng)可編程邏輯器件（ISP）06數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)波形圖設(shè)計(jì)法通過繪制輸入輸出波形的時(shí)序關(guān)系，確定所需的觸發(fā)器和門電路。邏輯設(shè)計(jì)法根據(jù)系統(tǒng)功能需求，利用邏輯門電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。真值表設(shè)計(jì)法根據(jù)系統(tǒng)功能，列出輸入輸出關(guān)系的真值表，然后根據(jù)真值表寫出邏輯表達(dá)式，最后根據(jù)邏輯表達(dá)式選擇合適的門電路。數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇合適的邏輯門電路、觸發(fā)器等元件。元件選擇根據(jù)設(shè)計(jì)方法得到的邏輯表達(dá)式或真值表，繪制出相應(yīng)的電路圖。電路圖繪制將繪制好的電路圖制作成電路板，將元件焊接在電路板上，完成數(shù)字系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)。電路板制作對(duì)制作好的數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，確保其功能符合設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)調(diào)試