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数字电路与逻辑设计北京邮电大学信通院版权：孙文生版权：孙文生教学资源QQ群课程群36437175(1000人)人人网公共主页网址：新浪微群微群号：1615436(公开群，10万人)网址：新浪微博：模电数电微信公众平台二维码微信号：bupt2013版权：孙文生版权：孙文生引论模拟和数字的概念集成电路的发展本课程主要内容学习方法考试和参考书版权：孙文生版权：孙文生模拟和数字的概念模拟信号：时间和幅值上连续的信号模拟电路：实现模拟信号的处理基本单元：放大电路输入、输出为模拟信号数字信号：时间和幅值上离散的信号数字电路：实现数字信号的处理基本单元：逻辑门电路输入、输出为数字信号版权：孙文生版权：孙文生引论模拟和数字的概念集成电路的发展本课程主要内容学习方法考试和参考书版权：孙文生版权：孙文生集成电路的发展电子学近百年发展史上三个重要的里程碑：(以电子器件的更新换代为标志！)1906年电子管发明(真正进入电子时代)1948年晶体管问世20世纪60年代集成电路出现(SSI、MSI、LSI、VLSI)版权：孙文生版权：孙文生第一代电子器件——电子管1904年,英国人弗莱明发明真空电子二极管。第一只电子管的诞生，标志着人类从此进入电子时代。真空二极管的发明得益于爱迪生发现的“爱迪生效应”。爱迪生在研究白炽灯的寿命时，在灯丝附近焊上一小块金属片，他发现：金属片虽未与灯丝接触，但如果在它们之间加电压，灯丝就会产生一股电流趋向附近的金属片。弗莱明用金属圆筒代替金属片，套在灯丝外面，和灯丝一起封在玻璃泡里，使接收电子的面积大大增加，构成真空电子二极管。版权：孙文生版权：孙文生第一代电子器件——电子管1906年，美国人福雷斯特（LeeDeFordst）发明真空电子三极管电子管，实现了第一个能放大电信号的电子器件。这是电子学发展史上第一个里程碑。用电子管可实现整流、稳压、检波、放大、振荡、变频、调制等多种功能电路。电子管体积大、重量重、寿命短、耗电大。世界上第一台计算机用1.8万只电子管，占地170m2，重30t，耗电150kW。版权：孙文生版权：孙文生电子管收音机版权：孙文生版权：孙文生第二代电子器件——晶体管1948年，肖克利（W.Shckly）等发明了半导体三极管，其性能明显优于电子管。晶体管的发明是电子学历史上的第二个里程碑。1956年，肖克利、巴丁和布拉坦因此获得诺贝尔物理学奖。版权：孙文生版权：孙文生怀旧DIY－矿石收音机矿石收音机原理古典的双晶体检波器：采用红锌矿和斑铜矿石辉钼矿和金属接触，类似于锗二极管。版权：孙文生版权：孙文生怀旧DIY－矿石收音机版权：孙文生版权：孙文生第三代电子器件——集成电路1958年，基尔比等提出将晶体管等元件和线路集成在一起的设想，三年后，集成电路实现了商品化。集成电路按集成度可分为：(1)小规模集成电路（SSI）(2)中规模集成电路（MSI）(3)大规模集成电路（LSI）(4)超大规模集成电路(VLSI)版权：孙文生版权：孙文生采用集成电路制作的电子钟版权：孙文生版权：孙文生采用集成电路制作的电子钟旋转后的样子遥控对时版权：孙文生版权：孙文生采用集成电路制作的电子钟旋转后的样子旋转后的样子版权：孙文生版权：孙文生学生作品-数字电波钟可接收河南商丘低频时码授时信号，30万年误差1秒。版权：孙文生版权：孙文生学生作品-数字电波钟可接收河南商丘低频时码授时信号，30万年误差1秒。版权：孙文生版权：孙文生电波钟主要器件时钟芯片DS1302，0.8元温度传感器，3.0元2.5元1.2元0.5元1.5元0.3元电波钟接收模块，15元0.5元0.2元单片机STC89C52，4元0.3元74HC595达林顿驱动器，0.5元ULN2003稳压芯片，0.5元7805版权：孙文生版权：孙文生市面上电波钟产品JY8009-55E光动能可接收多局电波参考价：15000元AS5000-71A光动能电波参考价:4000元电波钟，挂钟，参考价：150元DIY作品，成本：几十元版权：孙文生版权：孙文生指针式电波钟机芯版权：孙文生版权：孙文生学生作品-无线遥控自动避障循迹小车版权：孙文生版权：孙文生无线遥控小车的电源笔记本电池和强光手电内部用的都是这种型号电池。里面有4节这样的电池版权：孙文生版权：孙文生典型的数字系统:计算机1946年美国宾夕法尼亚大学机械计算器：算盘3000年前便携式计算机台式计算机集成电路的发展，使数字设备变得越来越小巧，更加便于携带。由1万8千个电子管、6千个开关、1万个电容器、7万个电阻、1千5百个继电器组成的，占地170m2，重达30吨。版权：孙文生版权：孙文生数字技术的应用版权：孙文生版权：孙文生数字技术的应用视网膜屏：“当你拿的东西距离你10-12英寸(约25-30厘米)时，只要分辨率达到300ppi(每英寸300个像素点)，你的视网膜就无法分辨出像素点了。”版权：孙文生版权：孙文生数字技术的应用版权：孙文生版权：孙文生数字技术的应用版权：孙文生版权：孙文生数字技术的应用版权：孙文生版权：孙文生数字技术的应用版权：孙文生版权：孙文生应用举例:闭环数字控制系统放大电路(模拟)传感器模拟A/D转换电路模拟数字数字运算逻辑控制(数字电路)数字D/A转换电路功率放大(模拟)模拟执行机构模拟数字信号波形变换与整形数字信号时钟电路版权：孙文生版权：孙文生引论模拟和数字的概念集成电路的发展本课程主要内容学习方法考试和参考书版权：孙文生版权：孙文生本课程主要内容逻辑代数组合逻辑电路时序逻辑电路可编程逻辑器件VHDL语言数模与模数转换版权：孙文生版权：孙文生引论模拟和数字的概念集成电路的发展本课程主要内容学习方法考试和参考书版权：孙文生版权：孙文生学习方法课程基础：二进制数字：(51.625)10＝(110011.101)2符号：ASCII、GB2312数学工具:布尔代数常量：0，1逻辑变量：A，B逻辑运算：与或非；与非、或非、异或等公理、定律、定理数字电路的分析和设计:基本逻辑门电路、复合逻辑门电路中、小规模集成电路大规模/超大规模集成电路版权：孙文生版权：孙文生常用术语位（bit)：数字系统中最小的数据单位。字节（byte)：8个二进制位，即1byte=8bits字(word)：若干个字节构成一个字字长：指参与运算的数的基本位数，决定了计算设备内部寄存器、加法器以及数据总线等的位数，反映了计算设备的精度。版权：孙文生版权：孙文生引论模拟和数字的概念集成电路的发展本课程主要内容学习方法考试和参考书版权：孙文生版权：孙文生考试和参考书平时20%期中20%期末60%注：1每周交一次作业2作业纸上写小班编号3采用简体中文、宋体书写，严禁使用草书版权：孙文生版权：孙文生考试和参考书数字电路与逻辑设计数字电路与逻辑设计学习指导版权：孙文生版权：孙文生对上课的建议宁可神游，也要亲临现场不要相信距离产生美版权：孙文生版权：孙文生青年是人生的黄金阶段1925年，海森堡做出突破性贡献时，刚24岁；爱因斯坦1905年提出光量子假说时，也才26岁；玻尔1913年提出原子结构理论时，28岁；德布罗意1923年提出相波的时候，31岁。量子论的创始人之一狄拉克1933年获得诺贝尔物理奖时是31岁，他对卢瑟福说不想领这个奖，因为他讨厌在公众中的名声。卢瑟福一生至少培养了10位诺贝尔奖得主(还不算他自己)，他的头像出现在新西兰货币上，作为国家对他最崇高的敬意和纪念。卢瑟福劝他，如果不领奖的话，他的名声可就更响了。