《數(shù)字電子技術(shù)》教案1

學(xué)習(xí)情境1模擬量的數(shù)值表達(dá)學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評價(jià)學(xué)習(xí)目標(biāo)(1)了解數(shù)值量與模擬量的差異；（2）掌握數(shù)值量在電子系統(tǒng)中的表達(dá)方法。學(xué)習(xí)任務(wù)1.1數(shù)值量與模擬量在電子技術(shù)的世界里，我們需要處理的信號主要分為兩大類：模擬信號和數(shù)字信號。人體體溫變化曲線圖請同學(xué)們舉出三個以上生活中有關(guān)模擬量的例子？速度濃度空氣濕度色度······學(xué)習(xí)任務(wù)1.1數(shù)值量與模擬量假如我現(xiàn)在問你的體溫是多少，請問你會怎么回答？也許你會回答你的體溫大約在36.5℃或者36.6℃，又或者36.4℃。你應(yīng)該不會回答你的體溫大約在36.55℃，這是為什么呢？學(xué)習(xí)任務(wù)1.1數(shù)值量與模擬量學(xué)習(xí)任務(wù)1.1數(shù)值量與模擬量在日常生活中，我們?nèi)四X為了更好地處理模擬信號，就把模擬量量化為數(shù)字信號。模擬信號：在時間和數(shù)值上都是連續(xù)變化的信號，稱為模擬信號（時間上連續(xù)，幅值上連續(xù)）。數(shù)字信號：在時間和數(shù)值上都是離散的信號，稱為數(shù)字信號（時間上離散，幅值上連續(xù)離散）。學(xué)習(xí)任務(wù)1.1數(shù)值量與模擬量學(xué)習(xí)任務(wù)1.1數(shù)值量與模擬量模擬信號：

時間上連續(xù)：任意時刻有一個相對的值。數(shù)值上連續(xù)：可以是在一定范圍內(nèi)的任意值。例如：電壓、電流、溫度、聲音等。

真實(shí)的世界是模擬的

缺點(diǎn)：很難度量；容易受噪聲的干擾；難以保存。優(yōu)點(diǎn)：用精確的值表示事物。學(xué)習(xí)任務(wù)1.1數(shù)值量與模擬量數(shù)字信號：時間上離散：只在某些時刻有定義。數(shù)值上離散：變量只能是有限集合的一個值，常用0、1二進(jìn)制數(shù)表示。例如：開關(guān)通斷、電壓高低、電流有無。大教室擴(kuò)音系統(tǒng)工作過程學(xué)習(xí)任務(wù)1.1數(shù)值量與模擬量計(jì)算器工作過程學(xué)習(xí)任務(wù)1.1數(shù)值量與模擬量使用手機(jī)播放歌曲的工作過程學(xué)習(xí)任務(wù)1.1數(shù)值量與模擬量模擬電子系統(tǒng)數(shù)字電子系統(tǒng)以及模擬數(shù)字混合電子系統(tǒng)學(xué)習(xí)任務(wù)1.1數(shù)值量與模擬量數(shù)字電子系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如：具有數(shù)據(jù)壓縮功能；具有糾正錯誤的功能；抗干擾能力強(qiáng)，不易失真；傳輸容量大，便于多媒體集成；便于存儲、處理和交換。由于數(shù)字電子系統(tǒng)的明顯優(yōu)點(diǎn)，所以現(xiàn)代的通信、廣播、電視、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)染褜?shí)現(xiàn)或正在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。隨著數(shù)字電子系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)字電子技術(shù)將更深入地滲透到國民經(jīng)濟(jì)各個部門中，并產(chǎn)生越來越深刻的影響。目前的電子產(chǎn)品主要分為三大類學(xué)習(xí)任務(wù)1.2數(shù)值量的圖形表示在日常生活中使用最廣泛的就是十進(jìn)制，但是也有使用的不是十進(jìn)制的情況，請大家舉例?學(xué)習(xí)任務(wù)1.2數(shù)值量的圖形表示在電子系統(tǒng)中，我們使用的是二進(jìn)制，二進(jìn)制系統(tǒng)中有兩個數(shù)：1和0，稱為位（比特，bit，是binarydigit的縮寫）。那么在電子系統(tǒng)中用什么來表達(dá)1和0呢？答案是：電壓值。一般情況下，用高電壓表達(dá)1，用低電壓表達(dá)0，且這種表達(dá)方法稱為正邏輯，本課程全部使用正邏輯。為什么電子系統(tǒng)中都使用二進(jìn)制呢？■運(yùn)算簡單;■易于實(shí)現(xiàn);■節(jié)省設(shè)備。學(xué)習(xí)任務(wù)1.2數(shù)值量的圖形表示在電子系統(tǒng)中，用來表示1和0的電壓稱為邏輯電平。理想情況下，一個電平表示高電壓，另一個電平表示低電壓。但在實(shí)際的數(shù)字電路中，這種表達(dá)方法是沒法使用的。如圖所示，這里給了某電子系統(tǒng)中能夠出現(xiàn)的電壓區(qū)間，請問如何用該電壓區(qū)間的不同電平表達(dá)1和0最符合實(shí)際？學(xué)習(xí)任務(wù)1.2數(shù)值量的圖形表示那么在電子系統(tǒng)中大量的邏輯電平組合在一起會是什么樣子呢？在理想情況，其樣子如下圖所示。通過觀察上圖，我們可以發(fā)現(xiàn)它的組成元素主要有：正向脈沖、負(fù)向脈沖、波形周期（T）等。學(xué)習(xí)任務(wù)1.2數(shù)值量的圖形表示正向脈沖是在電壓從低電平變成高電平，再從高電平變回到低電平時產(chǎn)生的波形負(fù)向脈沖是在電壓從高電平變成低電平，再從低電平變回到高電平時產(chǎn)生的波形波形周期就是在一個固定的時間間隔里不斷重復(fù)自身，這個時間間隔稱為周期有些波形是沒有周期的學(xué)習(xí)任務(wù)1.2數(shù)值量的圖形表示在實(shí)際中，脈沖圖的上升沿與下降沿是無法實(shí)現(xiàn)瞬變的，它的變化是需要時間的。下圖給出了非理想脈沖的例子。請問為什么實(shí)際應(yīng)用中的脈沖波形會是如上圖所示的樣子呢？學(xué)習(xí)任務(wù)1.2數(shù)值量的圖形表示在電子系統(tǒng)的應(yīng)用中，經(jīng)常會涉及到周期脈沖序列的一些參數(shù)計(jì)算，如頻率（f）、占空比（DutyCycle:DC）等參數(shù)。頻率（f）是周期（T）的倒數(shù)，如下式所示：f=1/TorT=1/f在周期脈沖序列中,占空比是一個重要的特征,它是脈沖寬度（tw）和周期（T）的比值,可以用百分比來表示,如下式所示：DC=(tw/T)×100%學(xué)習(xí)任務(wù)1.2數(shù)值量的圖形表示如下圖所示為一個時鐘波形，波形A的每次電平轉(zhuǎn)換都是發(fā)生在時鐘波形的上升沿。在其他情況下，電平的轉(zhuǎn)變也可以在時鐘的下降沿。在每個位時間之內(nèi)，波形A或?yàn)楦唠娖交驗(yàn)榈碗娖?。這些高電平和低電平組合在一起就形成位序列，若干位組成一組就可以表示一個二進(jìn)制信息，如數(shù)字、字母等。而時鐘波形本身不攜帶任何信息。學(xué)習(xí)任務(wù)1.2數(shù)值量的圖形表示時序圖就是數(shù)字波形圖，它表示兩個或者兩個以上波形之間的實(shí)際時間關(guān)系及每個波形的變化與其他波形變化之間的相互關(guān)系。通過時序圖，可以確定任意時刻所有波形所處的狀態(tài)（高電平或低電平）及相對于其他波形一個波形改變狀態(tài)的準(zhǔn)確時刻。如右圖所示，它給出了4個波形組成的時序圖的例子。從這個時序圖中可以觀察到波形A、B和C僅在位時間7內(nèi)同為高電平（陰影部分），在位時間7結(jié)束時全部回到低電平。學(xué)習(xí)任務(wù)1.2數(shù)值量的圖形表示如右圖所示為一個時鐘波形，我們知道一個脈沖周期可以表達(dá)二進(jìn)制中