自动化专业概论(4)数字电子

第4节数字电子技术（必修课。三上，60学时，4学分）数字电路：电信号是不连续的脉冲信号。4·1数字电路应用举例数字仪表：电压表、电流表、频率计、温度计、压力计·······控制设备：计算机、电厂、机床、电力机车、轮船、飞机、锅炉、······民用：手机、电视机、电子词典、VCD、DVD、······例：数字频率计。测量周期信号的频率。实现方法：1、信号“放大”、整形，变成幅值一定的矩形脉冲。2、送给门电路。控制通过、断开。3、计数、寄存、译码、显示。数字电路内容包括信号的产生、放大、整形、传送、控制、记忆、计数、运算、等等。其中的三极管、场效应管工作在饱和、截止状态，放大区只是其过渡状态。4·2数制数在电路中怎样表示？十进制是从十个手指发展而来。对电子器件，二进制最合理。只有0、1这两个数值。逢二进位。十进制数：123456······二进制数：11011100101110······二进制数太长，难写，为使用方便，常用十六进制数。十进制数：0、1、······9、10、11、12、13、14、15。十六进制数：0、1、······9、A、B、C、D、E、F。脉冲整形门电路计数显示秒脉冲发生器1秒十六计制：2B=16×2+11=4320=?H(hexadecimal)十六进制D(decimal)十二进制B(binary)二进制上式：H2B=D43H20=D32D20=H14八进制：0－7，逢八进位。4·3逻辑函数数字电路是开关电路，开关：闭合－导通。三极管：导通－截止。两种状态，用“1”与“0”来表示。数字电路中的信号，或者是高电平，或者是低电平。高电平为“1”，（逻辑“1”），低电平为“0”，（逻辑“0”）。数字电路的输入与输出间的关系，是一种因果关系，可用逻辑表达式来描述。数字电路又叫做逻辑电路。研究逻辑关系、逻辑电路的数学工具：逻辑代数一种特殊的数学。在逻辑代数中，变量只有两个值：0、1。——与二进制相似。但这里“0”、“1”分别表示两种相反的逻辑状态，（如电平的高、低）而不表示数值的大小。——与二进制不同。逻辑代数的基本运算：与、或、非（一）“与”运算逻辑真值表：ABL=A·B000010100111逻辑表达式：L＝A·B逻辑符号：ABL=A·B&逻辑与电路举例：（二）“或”运算逻辑真值表：ABL=A＋B000011101111逻辑表达式：L＝A＋B逻辑符号：ABL=A+B1逻辑或电路举例：（三）“非”运算逻辑真值表：_AL=A0110逻辑表达式：_L＝A逻辑符号：A_L=A电路举例：1上述三种基本逻辑运算，常用与门、或门、非门电路实现。用上述三种基本逻辑函数组合，可构成多种逻辑函数，如：___与非门：L＝A·BBA___F=AB&应用逻辑代数，可以方便地分析、设计逻辑电路。BA1___F=A+B_____或非门：L＝A＋B例:加法器二进制加法规则:0+0=01+0=10+1=11+1=0,进位1由此可做出半加器:(适用于最低位,无低位的进位.)&&&&1ABEC全加器:还要加上低位的进位,三个数相加.用两个半加器和一个或门组成.4·4组合逻辑电路，时序逻辑电路从机构、原理上分为两大类：4·1·1组合逻辑电路在任一时刻，输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而与先前状态无关的电路。电路特点：输出与输入之间没有反馈、延迟通路。不含记忆单元。前述门电路是组合逻辑电路的基本单元。4·4·2时序逻辑电路电路的输出状态不仅与输入变量的状态有关，而且与系统原先的状态有关。特点：（1）包括了组合逻辑电路和具有记忆功能的电路，或反馈电路，因此能把原先状态存储起来，或经过延迟，作为产生新状态的条件。（2）输入与输出之间至少有一条反馈路径。触发器是时序逻辑电路的基本单元。例：RS触发器两个输入：S－置位端，R－复位端。_两个输出：Q－同相输出，Q－反相输出。真值表：__RSQQ1001011011不改变（记忆）00不确定（应避免）如何看懂更复杂的电路?如何设计电路？——将在三年级全面学习。SRQ_Q