数字电子技术讲义杨志忠版.docx

绪论
概述
学习目标:了解数字电路的特点、应用概况; 熟悉逻辑电平、数字信号的概念;了解数字电路的优点;了解脉冲波形的主要参数。
教学重点:区分数字信号和模拟信号的区别
课时分配:2学时
教学过程:

信号分为两类:模拟信号、数字信号
模拟信号:指在时间上和数值上都是连续变化的信号。如电视图像和伴音信号。
数字信号:指在时间上和数值上都是断续变化的离散信号。如生产中自动记录零件个数的计数信号。
模拟电路:对模拟信号进行传输和处理的电路
数字电路:对数字信号进行传输和处理的电路


(1)按集成度分类:数字电路可分为小规模(SSI,每片数十器件)、中规模(MSI,每片数百器件)、大规模(LSI,每片数千器件)和超大规模(VLSI,每片器件数目大于1万)数字集成电路。集成电路从应用的角度又可分为通用型和专用型两大类型。
(2)按所用器件制作工艺的不同:数字电路可分为双极型(TTL型)和单极型(MOS型)两类。
(3)按照电路的结构和工作原理的不同:数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。组合逻辑电路没有记忆功能,其输出信号只与当时的输入信号有关,而与电路以前的状态无关。时序逻辑电路具有记忆功能,其输出信号不仅和当时的输入信号有关,而且与电路以前的状态有关。
数字电路的产生和发展是电子技术发展最重要的基础。由于数字电路相对于模拟电路有一系列的优点,使它在通信、电子计算机、电视雷达、自动控制、电子测量仪器等科学领域得到广泛的应用,对现代科学、工业、农业、医学、社会和人类的文明产生着越来越深刻地影响。

特点:
(1)工作信号是二进制的数字信号,在时间上和数值上是离散的(不连续),反映在电路上就是低电平和高电平两种状态(即0和1两个逻辑值)。
(2)在数字电路中,研究的主要问题是电路的逻辑功能,即输入信号的状态(0和1)和输出信号的状态(0和1)之间的关系。对于电路本身有分析电路和设计电路两部分。
(3)对组成数字电路的元器件的精度要求不高,只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可。
(4)数字电路的分析方法主要用逻辑代数和卡诺图法等进行分析。
(5)数字电路能够对数字信号0和1进行各种逻辑运算和算术运算。
优点:
易集成化。两个状态“0”和“1”,对元件精度要求低。
抗干扰能力强,可靠性高。信号易辨别不易受噪声干扰。
便于长期存贮。软盘、硬盘、光盘。
通用性强,成本低,系列多。(国际标准)TTL系例数字电路、门阵列、可编程逻辑器件。
保密性好。容易进行加密处理。
知识拓展脉冲波形的主要参数
在数字电路中,加工和处理的都是脉冲波形,而应用最多的是矩形脉冲。
脉冲波形的参数


脉冲幅度。脉冲电压波形变化的最大值,单位为伏(V)。
脉冲上升时间。。
脉冲下降时间。。
脉冲上升时间tr 和下降时间tf 越短,越接近于理想的短形脉冲。单位为秒(s)、毫秒(ms)、微秒( us)、纳秒(ns)。
脉冲宽度。 所需的时间,单位和 tr、tf 相同
脉冲周期T。在周期性脉冲中,相邻两个脉冲波形重复出现所需的时间,单位和tr 、tf 相同。
脉冲频率f:每秒时间内,脉冲出现的次数。单位为赫兹(Hz)、千赫兹(kHz)、兆赫兹(MHz),f =1∕T。
占空比q:脉冲宽度与脉冲重复周期T的比值。q = ∕T。
它是描述脉冲波形疏密的参数。
本节小结:
数字信号的数值相对于时间的变化过程是跳变的、间断性的。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。模拟信号通过模数转换后变成数字信号,即可用数字电路进行传输、处理。
习题: P3 思考题4
数制和码制
教学目标:理解进制的概念,二进制的表示方法。掌握二进制数、十进制数、八进制、十六进制数之间的相互转换方法。理解 BCD 码的含义,理解 8421BCD 码,了解其他常用 BCD 码。
教学重点:掌握二进制数、十进制数、八进制数、十六进制数之间相互转换方法。
教学难点:掌握二进制数、十进制数、八进制数、十六进制数之间相互转换方法。
课时分配:4学时
教学过程:


所谓数制就是计数的方法。在生产实践中,人们经常采用位置计数法,即将表示数字的数码从左至右排列起来。常见的有十进制、二进制、十六进制。
:表示数时,仅用一位数码往往不够用,必须用进位计数的方法组成多位数码。多位数码每一位的构成以及