01数字电子技术

1.1©2011.2电信系：瞿曌Email:[e-mail]电话：84483336数字电子技术1.2©2011.2电子技术模拟电子技术数字电子技术二极管及其应用三极管及其应用组合逻辑电路时序逻辑电路序言1.电子技术的组成电子技术研究电子器件及其应用1.3©2011.2工业控制•电机控制•机床控制•生产过程自动化控制•楼宇电梯控制2.电子技术的应用1.4©2011.2信号检测•压力、温度、水位、流量等的测量与调节•电子仪器•医疗仪器2.电子技术的应用1.5©2011.2家用电器•电灯、电话•广播、电视•冰箱、洗衣机1.6©2011.2汽车电子汽车电子电源发动机控制行驶装置报警与安全装置旅居性仪表娱乐通讯收音机、汽车电话、业余电台点火装置、燃油喷射控制、发动机电子控制车速控制、间歇刮水、除雾装置、车门紧锁….安全带、车灯未关报警、速度报警、安全气囊….空调控制、动力窗控制里程表、数字式速度表、出租车用仪表….1.7©2011.2第一讲数字逻辑基础幅值：连续离散随时间变化：连续变化不连续变化tX一、数字量与模拟量自然界的物理量依其变化规律，可分为：模拟量数字量1.8©2011.2数字信号和模拟信号电子电路中的信号模拟信号数字信号时间和幅值连续的信号时间和幅值都是离散的温度、压力、速度等人口、产品等1.9©2011.2模拟信号与模拟电路：tu正弦波信号t锯齿波信号u研究模拟电路时，注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。在模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态。1.10©2011.2数字信号与数字电路产品数量的统计。电机转速的测量。tu研究数字电路注重电路输出、输入间的逻辑关系，因此不能采用模拟电路的分析方法。分析工具主要是逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式及波形图表示。数字电路中，晶体管工作在开关状态，即工作在饱和与截止状态。1.11©2011.2二、数字电路的特点及应用模拟电路的特点：主要是研究微弱信号的放大以及各种形式信号的产生，变换和反馈等。1、只有0、1两个值。基本工作信号是二进制的数字信号，只有0，1两个状态，反映在电路上就是低电平和高电平两个状态。0，1不代表数值的大小，只代表状态如何表示数字、文字等？？1.12©2011.21.13©2011.24、易实现：利用三极管的导通（饱和）和截止两个状态。5、易集成:器件的特性要求不高。数字电路是由几种最基本的单元电路组成，这些基本单元中，对元件的精度要求不高，允许有一定的误差，只要在工作的时候能可靠地区分0，1两种状态即可。3、方便存储、传输、分析。2、稳定性高。不易受温度及电源等外界因素变化的影响。1.14©2011.2分类三极管的个数典型集成电路小规模最多12个门电路中规模12〜99计数器、加法器大规模100〜9999小型存储器超大规模10000〜106大型存储器，CPU甚大规模106以上可编程逻辑器件•（SSI）1960年，在一块硅片上包含10-100个元件或1-10个逻辑门。如逻辑门和触发器。•（MSI）1966年出现，在一块硅片上包含100-1000个元件或10-100个逻辑门。如：集成计数器，寄存器，译码器。•（LSI）1970年出现，在一块硅片上包含1000-10000个元件如：半导体存储器，某些计算机外设。•（VLSI）1975年出现在一块硅片上包含10000个以上的元件。如在一块硅片上能集成一个完整的微型计算机。1.15©2011.21．在数字通信系统中，可以用若干个0，1编制成各种代码，分别代表不同的含义，用以实现信息的传递（全球通手机）。2．利用数字电路的逻辑功能，可以设计出各种各样的数字控制装置用来实现对生产过程的自动控制，精密机床，巡航导弹。3.近代测量仪表中，也广泛采用了数字电路。例：数字万用表。二、数字电路的特点及应用1.16©2011.24．当代最杰出的应用数字电路的成就----计算机。今天，计算机不仅成了近代自动控制系统中不可缺少的一个组成部分，而且几乎渗透到国民经济和人民生活的一切领域中，并且在许多方面引起了根本性的变革。用计算机播放电影计算机就是一个典型的数字系统。1.17©2011.2文字符号—采用一定位数的二进制码来表示，这个特定二进制码称为“代码”，建立这种代码与十进制数值、字母、符号的一一对应关系称为“编码”。三、数制与码制数字系统中信息的分类数值信息文字符号（含控制符）数值信息—用二进制、八进制、十六进制等表示。1.18©2011.21.数制（1）十进制：以十为基数的计数体制数码：1、2、3、4、5、6、7、8、9、0运算：逢十进一、借一当十。157=012107105101++一个十进制数数N可以表示成：-==iiiD10K)N(权位值1.19©2011.2（2）二进制：以二为基数的计数体制表示数的两个数码：0、1运算：逢二进一、借一当二-==iiiB2KN）（（1001）B=012321202021+++=(9)D权位值1.20©2011.2用电路的两个状态-----开关来表示二进制数，数码的存储传输简单可靠。位数较多，使用不便；不合人们的习惯，输入时将十进制转换成二进制，运算结果输出时再转换成十进制数。1.21©2011.2225112206203211210(25)D=(11001)B（3）十进制与二进制之间的转换：整数部分:除2取余，直到商为0，余数倒排。余数1.22©2011.2(0.625)D=(0.101)B十进制与二进制之间的转换：小数部分:乘2取整，直到积为0，整数顺排。整数(0.625)D=()B0.6252=1.2510.252=0.500.52=1.01(25.625)D=(11001.101)B1.23©2011.2数字系统的信息数值文字符号二进制代码编码为了表示字符2.数码代码：以数字形式出现，已经没有数量的含义，而是用来表示不同事物的特征。这些数码称为代码。1.24©2011.2为了分别表示N个字符，所需的二进制数的最小位数：N2n遵循一定的规则编制代码，这些规则称为码制。编码可以有多种，数字电路中所用的主要是:二–十进制码（BCD码）。BCD码：十进制数的代码表示。具有二进制形式，却有十进制数特点。是一种以二进制形式编码的十进制数码（BinaryCodedDecimals）。简称BCD码。1.25©2011.2000000010010001101100111100010011010101111011110111101011100010001236789101113141551240123578964012356789403456782910123678549二进制数自然码8421码2421码5421码余三码1.26©2011.2？80+8+1=89权（89）10=（10001001）BCD十进制数BCD码（89）10=64+16+8+1=26+24+23+20=（01011001）BCDBCD码不是二进制的记数体制，它是将0~9十个十进制数符用固定的四位二进制数表示。