数字电路基础知识教案word版Word格式.doc

1、1904年发明电真空器件（电子管）电子管时代。1948年发明半导体器件晶体管时代。20世纪60年代制造出集成电路集成电路时代。3.电子技术的分类 电子技术：研究电信号的产生、传送、接收和处理。l 模拟电子技术l 数字电子技术1.1.2 数字电路与模拟电路1. 基本概念 电信号：指随时间变化的电压和电流。模拟信号：在时间和幅值上都为连续的信号。数字信号：在时间和幅值上都为离散的信号。模拟电路：处理和传输模拟信号的电路。数字电路：处理和传输数字信号的电路。时间上连续：任意时刻有一个相对的值。数值上连续：可以是在一定范围内的任意值。例如：电压、电流、温度、声音等。真实的世界是模拟的。缺点：很难度量；

2、容易受噪声的干扰；难以保存。优点：用精确的值表示事物。三极管工作在线性放大区。 时间上离散：只在某些时刻有定义。数值上离散：变量只能是有限集合的一个值，常用0、1二进制数表示。关通断、电压高低、电流有无。三极管工作在开关状态，即饱和区或截止区。数字化时代： 音乐：CD、MP3 电影：MPEG、RM、DVD 数字电视 数字照相机 数字摄影机 手机2. 数字电路特点（与模拟电路相比）（1）数字电路的基本工作信号是用1和0表示的二进制的数字信号，反映在电路上就是高电平和低电平。 （2）晶体管处于开关工作状态，抗干扰能力强、精度高。 （3）通用性强。结构简单、容易制造，便于集成及系列化生产。 （4）具

3、有“逻辑思维”能力。数字电路能对输入的数字信号进行各种算术运算和逻辑运算、逻辑判断，故又称为数字逻辑电路。1.1.3 数字电路的分类和学习方法 1. 数字电路的分类2.（1）按电路结构分类 组合逻辑电路：电路的输出信号只与当时的输入信号有关，而与电路原来的状态无关。时序逻辑电路：电路的输出信号不仅与当时的输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关（2）按集成电路规模分类集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目小规模集成电路（Small Scale IC，SSI） 中规模集成电路（Medium Scale IC，MSI） 大规模集成电路（Large Scale IC，LSI） 超大规模集成电路（

4、Very Large Scale IC，VLSI） 特大规模集成电路（Ultra Large Scale IC，ULSI） 巨大规模集成电路（Gigantic Scale IC，GSI）2. 数字电路的学习方法 （1）逻辑代数是分析和设计数字电路的重要工具，应熟练掌握。 （2）重点掌握各种常用数字逻辑电路的逻辑功能、外部特性及典型应用。对其内部电路结构和工作原理不必过于深究。 （3）掌握基本的分析方法。 （4）本课程实践性很强。应重视习题、基础实验和综合实训等实践性环节。 （5）注意培养和提高查阅有关技术资料和数字集成电路产品手册的能力3. 当前数字电路设计的趋势越来越大的设计 越来越短的推向

5、市场的时间 越来越低的价格 大量使用计算机辅助设计工具（EDA技术） 多层次的设计表述 大量使用复用技术 IP（Intellectual Property）。七、课后作业1、什么是数字信号？与模拟信号有何区别？2、什么是数字电路？数字电路有哪些特点？3、数字电路在生活中有哪些广泛应用？4、怎样才能学好数字电路？第1周 第3-4课时 1.2数制与编码1、掌握各种数制的定义2、掌握各种数制的转换3、理解编码的原理 1、各种数制的转换 2、编码的原理编码的原理 1.2.1 数制数码：由数字符号构成且表示物理量大小的数字和数字组合。计数制（简称数制）：多位数码中每一位的构成方法，以及从低位到高位的进制

6、规则。1、 十进制 数字符号（系数）：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9计数规则：逢十进一基数：10权：10的幂 例：（1999）10 =（1103+9102+9101+9100）102. 二进制 数字符号：0、1逢二进一22的幂（1011101）2 = （126+025+124+123+122+021+120）10 =（64+0+16+8+4+0+1）10 =（93）10数值越大，位数越多，读写不方便，容易出错！3. 八进制 07逢八进一88的幂（128）8 =（182+281+880）10 =（64+16+8）10 =（88）104. 十六进制 09、A、B、C、D、E、F逢十六进一1

7、616的幂（5D）16 =（5161+13160）10=（80+13）10 =（93）101.2.2 数制转换 1. 十进制数转换成二进制 整数部分的转换：除2取余法。求（217）10 =（）2 解： 2217余1 b02108余0 b1 254 余0 b2 227 余1 b3213 余1 b4 26 余0 b523 余1 b621余1 b7 （217）10 =（11011001）2小数部分的转换：乘2取整法。求（0.3125）10 =（ ）2 0.3125 2 = 0.625 整数为0 b- 1 0.625 2 = 1.25整数为1 b- 2 0.25 2 = 0. 5整数为0 b- 3 0

8、. 5 2 = 1.0整数为1 b- 4 （0.3125）10 =（0.0101）2说明：有时可能无法得到0的结果，这时应根据转换精度的要求适当取一定位数。2. 二进制与八进制、十六进制之间的转换 （1）二进制与八进制之间的转换三位二进制数对应一位八进制数。 （6574）8 =（110，101，111，100）2 =（110101111100）2（101011100101）2 =（101，011，100，101）2=（5345）8（2）二进制与十六进制之间的转换四位二进制数对应一位十六进制数。（9A7E）16 =（1001 1010 0111 1110）2 =（1001101001111110

9、）2（10111010110）2 =（0101 1101 0110）2 =（5D6）16表1-1 几种计数进制数的对照表1.2.3 编码 二进制代码：具有特定意义的二进制数码。编码：代码的编制过程。1. 二十进制编码（BCD码） BCD码：用一个四位二进制代码表示一位十进制数字的编码方法。表1-2 几种常用的BCD码（1）8421码（1）选取00001001表示十进制数09。按自然顺序的二进制数表示所对应的十进制数字。是有权码，从高位到低位的权依次为8、4、2、1，故称为8421码。l10101111等六种状态是不用的，称为禁用码。（1985）10 =（0001 1001 1000 0101）

10、8421BCD （2）5421码选取00000100和10001100这十种状态。01010111和11011111等六种状态为禁用码。是有权码，从高位到低位的权值依次为5、4、2、1。（3）余3码 选取00111100这十种状态。与8421码相比，对应相同十进制数均要多3（0011），故称余3码。2. 其它常用的代码 （1）格雷码（又称循环码） 特点：任意两个相邻的数所对应的代码之间只有一位不同，其余位都相同。循环码的这个特点，使它在代码的形成与传输时引起的误差比较小。表1-3 四位循环码的编码表（2）奇偶校验码 具有检错能力，能发现奇数个代码位同时出错的情况。构成：信息位（可以是任一种二进制代码）及一位校验位。校验位数码的编码方式： “奇校验”时，使校验位和信息位所组成的每组代码中含有奇数个1；“偶校验”时，使校验位和信息位所组成的每组代码中含有偶数个1。表1-4 奇偶校验码（以8421BCD码为例）（3）字符码