数字电子技术全套PPT课件.ppt

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数字电子技术数字电子技术安徽师范大学安徽师范大学物理与电子信息学院物理与电子信息学院陶文海陶文海一、理论课教学内容一、理论课教学内容绪论绪论

（1）第一章第一章数制和代码数制和代码（6）第二章第二章逻辑代数基础逻辑代数基础（10）第三章第三章逻辑门电路逻辑门电路（4）第四章第四章组合逻辑电路组合逻辑电路（12）第五章第五章触发器触发器（8）第六章第六章时序逻辑电路时序逻辑电路（14）第七章第七章脉冲的产生与整形脉冲的产生与整形（5）第八章第八章D/A与与A/D转换转换（选修选修）第九章第九章半导体存储器半导体存储器（选修选修）二、实验课教学内容二、实验课教学内容实验一实验一组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试实验二实验二数值比较器的设计、测试及其应用数值比较器的设计、测试及其应用实验三实验三数据选择器及其应用数据选择器及其应用实验四实验四译码器及其应用译码器及其应用实验五实验五触发器及其应用触发器及其应用实验六实验六时序逻辑电路的设计与测试时序逻辑电路的设计与测试实验七实验七计数器及其应用计数器及其应用实验八实验八寄存器及其应用寄存器及其应用三、教学参考书目三、教学参考书目.江国强江国强，现代数字逻辑电路现代数字逻辑电路，电子工业出版社，2002.8

（1）。

余孟尝余孟尝，数字电子技术基础简明教程数字电子技术基础简明教程，高等教育出版社，2006.7（3）。

2.教学参考书目教学参考书目1.教材教材.康华光康华光，电子技术基础电子技术基础（数字部分数字部分），高等教育出版社，2006.1（5）。

.RobertD.Thompson，数字电路简明教程数字电路简明教程，电子工业出版社，2003.7

（1）。

.阎石阎石，数字电子技术基础数字电子技术基础，高等教育出版社，1998.11（4）。

.余孟尝余孟尝，数字电子技术基础简明教程数字电子技术基础简明教程，高等教育出版社，1999.10

（2）。

四、教学考核四、教学考核1.平时成绩平时成绩10%.平时考勤平时考勤5%；.平时作业平时作业5%。

2.实验成绩实验成绩20%.实验操作实验操作10%；.实验报告实验报告10%。

3.期中成绩期中成绩10%4.期末成绩期末成绩60%数字电子技术数字电子技术绪绪论论数数制制和和代代码码逻逻辑辑代代数数基基础础逻逻辑辑门门电电路路组组合合逻逻辑辑电电路路触触发发器器时时序序逻逻辑辑电电路路脉脉冲冲的的产产生生与与整整形形绪绪论论电电子子信信号号的的分分类类数数字字电电路路的的特特点点数数字字电电路路的的分分类类数数字字电电路路的的应应用用返回返回一一、电子信号的分类电子信号的分类用来传递、加工和处理模拟信号处理模拟信号的电路，称作为模拟电路。

模拟信号的特征是，无论是从时间上或从大小上来看信号都是连续变化连续变化的。

如正弦波正弦波信号。

模拟电路模拟电路1.模拟信号和模拟电路模拟信号和模拟电路模拟信号模拟信号XL1正弦波信号正弦波信号2.数字信号和数字电路数字信号和数字电路返回返回用来传递、加工和处理数字信号处理数字信号的电路，称作为数字电路。

数字电路数字电路数字信号的特征是，无论是从时间上或从大小上来看信号都是离散的离散的、或是不连续的不连续的，又称为脉冲信号脉冲信号。

如方波方波、矩形波矩形波和锯齿锯齿波波。

数字信号数字信号图图XL2矩形波信号矩形波信号二、数字电路的特点二、数字电路的特点1.在数字电路中，一般都采用二进制的数字信号，只有0和1这两个基本数码，反映在电路上就是低电平低电平和高电平高电平这两种状态。

2.在数字电路中，稳态时的晶体管一般都工作在开开、关状态关状态。

3.数字电路都是由几种最基本的单元电路组成；由于只要元件具有两个稳定状态就可以用来表示二进制的0和1这两个基本数码，所以其基本单元电路简单，对元件的精度要求不高，允许有较大的分分散性散性，只要能可靠区分两种截然不同的状态“0”和“1”即可。

返回返回7.此外，数字电路还具有抗干扰能力强抗干扰能力强、精确度高精确度高、保密性好保密性好、通用性强通用性强、便于集成化集成化，数字信号便于长期储存长期储存。

6.数字电路能够对输入的数字信号进行各种算术运算算术运算和逻辑运算逻辑运算，包括逻辑推理逻辑推理和逻辑判断逻辑判断。

5.在数字电路中，使用的主要方法主要方法是逻辑分析逻辑分析和逻辑设计逻辑设计，主要主要工具工具是逻辑代数逻辑代数。

4.在数字电路中，研究的主要问题主要问题是输出信号输出信号和输入信号输入信号之间的关系，即所谓的逻辑关系逻辑关系。

三、数字电路的分类三、数字电路的分类2.按按集成度集成度分类分类.超大规模超大规模集成电路（VeryLargeScaleIC，VLSI）.小规模小规模集成电路（SmallScaleIC，SSI）.中规模中规模集成电路（MediumScaleIC，MSI）.巨大规模巨大规模集成电路（GiganticScaleIC，GSI）.特大规模特大规模集成电路（UltraLargeScaleIC，ULSI）.大规模大规模集成电路（LargeScaleIC，LSI）1.按按电路结构和工作原理电路结构和工作原理分类分类按照电路结构和工作原理的不同，数字电路可分为组合逻辑电组合逻辑电路路和时序逻辑电路时序逻辑电路两大类。

表表XL1集成度的标准集成度的标准返回返回划分集成电路规模集成电路规模（集成度集成度）的标准标准。

集成度是指每块集成电路芯片中所包含元器件元器件的数目。

集成度集成度四、数字电路的应用四、数字电路的应用返回返回由于数字电路具有上述特点，因而发展十分迅速，在电子计算电子计算机机、数控技术数控技术、通讯设备通讯设备、数字仪表数字仪表等方面具有十分广泛的应用。

第一章第一章数制和代码数制和代码概概述述数数制制数数制制间间的的转转换换二二进进制制正正负负数数表表示示法法二二进进制制代代码码返回返回概概述述一个数通常可以用两种不同的方法来表示。

一、按、按“值值”表示表示所谓按“值”表示，即选择某种进位制来确定某个数的值确定某个数的值或大小，这就是所谓的数制数制。

按“值”表示时需要注意三个问题1.恰当地选择数字符号（数码数码）及其组合规律组合规律；2.确定小数点小数点的位置；3.正确地表示出数的正正、负符号负符号。

返回返回二、按二、按“形形”表示表示所谓按“形”表示，就是按照一定的编码方法来形象地表示形象地表示某个数。

采用按“形”表示时，先要确定编码规则确定编码规则；然后按此编码规则编出一组代码编出一组代码；并给每一个代码赋以一定的含义给每一个代码赋以一定的含义，这就是所谓的码码制制或代码代码。

11数数制制数制中数的表示一般都采用位置计数法位置计数法。

3.基数基数是指该进位制所用数码的个数所用数码的个数。

每一个位置的“权”可以用基数的幂形式基数的幂形式来表示。

1.在一个数中，每一个数码数码和数码所在的位置位置共同决定了该数的大小。

2.数码本身是有大小的，而每一个数码所在的位置也同样具有确定该数大小的一个特定的数值，这个数值称为位置的位置的“权权”位“权权”。

一、十进制一、十进制（Decimal）2.基数基数3.计数规则计数规则1.数码数码0、1、2、3、4、5、6、7、8、910逢十进一逢十进一即一个有n位整数和m位小数的任意十进制数任意十进制数的位权展开式为：

（公式（公式1.1.1）4.位权展开式位权展开式位权二、二进制二、二进制（Binary）2.基数基数3.计数规则计数规则1.数码数码0、12逢二进一逢二进一即一个有n位整数和m位小数的任意二进制数任意二进制数的位权展开式为：

（公式（公式1.1.2）4.位权展开式位权展开式位权三、八进制三、八进制（Octal）2.基数基数3.计数规则计数规则1.数码数码0、1、2、3、4、5、6、78逢八进一逢八进一即一个有n位整数和m位小数的任意八进制数任意八进制数的位权展开式为：

（公式（公式1.1.3）4.位权展开式位权展开式位权四、十六进制四、十六进制（Hexadecimal）2.基数基数3.计数规则计数规则1.数码数码0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F（10、11、12、13、14、15）16逢十六进一逢十六进一即一个有n位整数和m位小数的任意十六进制数任意十六进制数的位权展开式为：

（公式（公式1.1.4）4.位权展开式位权展开式位权五、任意进位制五、任意进位制（r进制进制）2.基数基数3.计数规则计数规则1.数码数码0、1、2、（r-1）r逢逢r进一进一即一个有n位整数和m位小数的任意任意r进制数进制数的位权展开式为：

（公式（公式1.1.5）4.位权展开式位权展开式位权例例1.1.1例例1.1.2例例1.1.4例例1.1.3返回返回也就是说，一个任意进制数的位权展开式，可以由该数中每一个数码乘以它所在位置的“权”，然后再将这些乘积累加起来得到。

而且一个任意进制数位权展开式的值一定是十进制数位权展开式的值一定是十进制数。

例例1.1.512数制间的转换数制间的转换一、其他进制数转换为十进制数一、其他进制数转换为十进制数要将二进制数、八进制数、十六进制数以及r进制数转换为十进制数，只要按照位置计数法位置计数法，求出各个数码与所在位置的“权”的乘积，然后把各项乘积累加起来，即可得到转换结果。

二、十进制数转换为其他进制数二、十进制数转换为其他进制数任意一个十进制数都是由整数和小数两部分组成，对整数和小数部分分别进行转换，再将两部分的转换结果排列在一起两部分的转换结果排列在一起即可得到完整的转换结果。

1.对整数部分通常采用基数除法基数除法“除基反序取余法除基反序取余法”；直到商为商为0时停止时停止。

2.对小数部分通常采用基数乘法基数乘法“乘基顺序取整法乘基顺序取整法”；直到小数部分为小数部分为0时或达到需要的转换精度时停止时或达到需要的转换精度时停止。

基数除法原理基数除法原理（以十到二为例以十到二为例）1.对于一个任意的十进制整数，总是和某一个二进制整数一一对应，即：

。

2.而的位权展开式的位权展开式：

3.4.再将除以除以2，商为商为；余数为余数为，此为该二进制整数的倒数第二位数码。

5.连续地将商除以连续地将商除以2，就可依次得到、，直到商为0时停止，得到最高位数码。

将除以除以2后所得商为商为；余数为余数为，此为该二进制整数的最低一位数码。

1.对于一个任意的十进制小数，总是和某一个二进制小数一一对应，即：

。

2.而的位权展开式的位权展开式：

3.基数乘法原理基数乘法原理（以十到二为例以十到二为例）再将乘以乘以2，其中作为整数溢出作为整数溢出，此为该二进制小数第二位数码；括号中的数仍为小数仍为小数。

4.5.连续地将小数部分乘以连续地将小数部分乘以2，依次溢出得到、，直到小数部分为0时，溢出得到最低位数码；或达到需要的转换精度时停止。

将乘以乘以2，其中作为整数溢出作为整数溢出，此为该二进制小数最高一位数码；括号中的数仍为小数仍为小数。

例例1.2.2例例1.2.1解：

解：

除数除数被除数或商被除数或商余数余数2|1102|4112|2002|1002|512|20反反序序解：

解：

0.37520.75021.50021.000顺顺序序例例1.2.4例例1.2.3解：

解：

除数除数被除数或商被除数或商余数余数8|15318|1938|220反反序序解：

解：

0.2582.00顺序顺序三、二进制数和八进制数间的相互转换三、二进制数和八进制数间的相互转换由于，所以每一位八进制数与三位二进制数一一对应，如表表1.2.31所示。

表表1.2.311.二进制数转换为八进制数二进制数转换为八进制数从小数点开始从小数点开始；向左（对整数）、向右（对小数）