數(shù)字電子技術(shù)高職學(xué)習(xí)資料.ppt

書名：數(shù)字電子技術(shù)ISBN：978-7-111-41204-5作者：劉蘇英出版社：機(jī)械工業(yè)出版社本書配有電子課件,說課,一、數(shù)字電子技術(shù)在學(xué)科中的重要地位電工基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)電力電子技術(shù)二、如何學(xué)好這門課理實一體，尤其是實踐，學(xué)會在實踐中學(xué)習(xí)和鞏固理論,說課,三、學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容通過四個實際項目，學(xué)習(xí)數(shù)字電路基礎(chǔ)知識，組合邏輯電路，時序邏輯電路，電子綜合電路的分析和設(shè)計。四、學(xué)習(xí)過程中的要求不遲到，不早退，不曠課，上課認(rèn)真，態(tài)度端正，課下要求完成的作業(yè)和實踐項目要不折不扣的完成。五、考核理論+實操,項目1基本邏輯門功能及靜態(tài)參數(shù)測試,本項目主要是驗證基本邏輯門的功能和靜態(tài)參數(shù)。講述數(shù)字電路基礎(chǔ)知識，包括數(shù)字電路概述、數(shù)制與編碼、邏輯代數(shù)、邏輯函數(shù)的化簡及基本邏輯門的測試等內(nèi)容。,一、數(shù)字信號和數(shù)字電路,1.1概述,二、數(shù)字電路的特點,1、數(shù)字電路的工作信號是離散的數(shù)字信號。2、數(shù)字電路中，半導(dǎo)體器件均工作在開關(guān)狀態(tài)，即工作在飽和區(qū)和截止區(qū)。3、數(shù)字電路研究的主要問題是輸入、輸出之間的邏輯關(guān)系。4、數(shù)字電路的主要分析工具是邏輯代數(shù)。,三、數(shù)字電路的分類,只有多數(shù)載流子（電子或空穴）參與導(dǎo)電，故稱單極型器件。場效應(yīng)管,空穴和電子均參與導(dǎo)電，故稱雙極型器件。三極管,圖1-1模擬信號和數(shù)字信號波形圖,圖1-2邏輯函數(shù)各表示形式轉(zhuǎn)換圖,主要要求：,1.2數(shù)制與編碼,一、數(shù)制,1、十進(jìn)制(Decimal),十進(jìn)制有如下特點：,（1）它的數(shù)碼K共有十個，為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。,（2）相鄰位的關(guān)系：高位為低位的十倍，逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十，即十進(jìn)制是以10為基數(shù)的計數(shù)體制。,（3）任何一個十進(jìn)制都可以寫成以10為底的冪之和的形式。,例如：(11.51)10,11011100510-1110-2,權(quán)權(quán)權(quán)權(quán),10i稱十進(jìn)制的權(quán)10稱為基數(shù)09十個數(shù)稱數(shù)碼,數(shù)碼與權(quán)的乘積，稱為加權(quán)系數(shù),十進(jìn)制數(shù)可表示為各位加權(quán)系數(shù)之和，稱為按權(quán)展開式,(246.134)10=2102+4101+6100+110-1+310-2+410-3,2、二進(jìn)制(Binary),（XXX）2或（XXX）B,例如（1011）2或（1011）B,進(jìn)位規(guī)律：逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二,數(shù)碼：0、1權(quán)：2i基數(shù)：2系數(shù)：0、1,例如0+1=11+1=1011+1=100101=1,按權(quán)展開式表示,(1011)2=123+022+121+120,將按權(quán)展開式按照十進(jìn)制規(guī)律相加，即得對應(yīng)十進(jìn)制數(shù)。,(1011.11)2=123+022+121+120+12-1+12-2,=8+0+2+1+0.5+0.25=11.75,(1011.11)2=(11.75)10,3、八進(jìn)制(0ctal),(XXX)8或(XXX)O,例如：（46）8或（46）O,進(jìn)位規(guī)律：逢八進(jìn)一，借一當(dāng)八。,數(shù)碼：07權(quán)：8i基數(shù)：8系數(shù)：07,按權(quán)展開式表示,（46）8=481+680,（46）8=481+680=（38）10,將按權(quán)展開式按照十進(jìn)制規(guī)律相加，即得對應(yīng)十進(jìn)制數(shù)。,（46）8=（38）10,4、十六進(jìn)制(Binary),(XXX)16或(XXX)H,例如：（4E6）16或（4E6）H,進(jìn)位規(guī)律：逢十六進(jìn)一，借一當(dāng)十六。,數(shù)碼：09、AF權(quán)：16i基數(shù)：16系數(shù)：09、AF,按權(quán)展開式表示,（4E6）16=4162+E161+6160,（4E6）16=4162+14161+6160=（1254）10,將按權(quán)展開式按照十進(jìn)制規(guī)律相加，即得對應(yīng)十進(jìn)制數(shù)。,=（1254）10,（4E6）16=（1254）10,幾種進(jìn)制的優(yōu)缺點:,以十進(jìn)制和二進(jìn)制作比較,十進(jìn)制在日常生活中應(yīng)用最多,是人們最熟悉和習(xí)慣的計數(shù)體制,但其十個數(shù)碼在數(shù)字電路中難于找到十個狀態(tài)與之對應(yīng)數(shù)字電路的兩個狀態(tài)可用兩個數(shù)碼表示,故采用二進(jìn)制.二進(jìn)制計算規(guī)則簡單,但人們對它不習(xí)慣,另外其數(shù)位較多,不易讀寫.利用二進(jìn)制與十進(jìn)制和十六進(jìn)制的對應(yīng)關(guān)系對十進(jìn)制和十六進(jìn)制以及二進(jìn)制編碼,用起來就很方便了。,二、幾種不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換,1、二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制,可以將非十進(jìn)制寫為按權(quán)展開式,得出其相加的結(jié)果,就是對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù),例1,(11010)2=124+123+022+121+020,=24+23+21=(26)10,例2,(1001.01)2=123+022+021+120+02-1+12-2,=23+20+2-2=(9.25)10,例3,(174)16=1162+7161+4160,=256+112+4=(372)10,2、十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制,整數(shù)和小數(shù)分別轉(zhuǎn)換整數(shù)部分：除2、8、16取余法小數(shù)部分：乘2、8、16取整法,例1將十進(jìn)制數(shù)(26)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù),26余數(shù),13,6,3,1,2,2,2,2,2,0,讀數(shù)順序,0.875,2,1.7501,2,1.5001,2,1.0001,整數(shù),讀數(shù)順序,一直除到商為0為止,(26)10=(11010)2,0,1,0,1,1,例2將（0.875）10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù),（0.875）10=（0.111）2,乘到滿足誤差要求為止,補充：有效數(shù)字和有效數(shù)字位定義：從它最左端一位非零數(shù)字起，到最末一位所有數(shù)字都稱為有效數(shù)字。,意義：一個n位有效數(shù)字前（n-1）位是準(zhǔn)確可靠的，而末位一位是欠準(zhǔn)的估計數(shù)字。一般規(guī)定誤差不大于末位有效數(shù)字單位的一半。它表達(dá)了一定的準(zhǔn)確度，不能多寫，也不能少些。有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點無關(guān)，尾數(shù)的0也要寫出。,知識點：1）可以從有效數(shù)字的位數(shù)估計出測量誤差，一般規(guī)定誤差不超過有效數(shù)字末位單位的一半。2）“0”在最左面為非有效數(shù)字：3）有效數(shù)字不能因選用單位的變化而變化。例：0.1030A表示含有誤差：VIH，輸入低電平VIL，而如果輸入電平在閾值上下，也就是VILVIH這個區(qū)域，電路的輸出會處于不穩(wěn)定狀態(tài)。,（6）IOH：邏輯門輸出為高電平時的負(fù)載電流（為拉電流）。（7）IOL：邏輯門輸出為低電平時的負(fù)載電流（為灌電流）。（8）IIH：邏輯門輸入為高電平時的電流（為灌電流）。（9）IIL：邏輯門輸入為低電平時的電流（為拉電流）。,2、邏輯電平分類邏輯電平有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVDS、GTL、BTL、ETL、GTLP、RS232、RS422、RS485等標(biāo)準(zhǔn)。常用的邏輯電平有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL、RS232、RS422、LVDS等。,3、TTL和CMOS集成電路使用規(guī)則（1）TTL集成電路使用規(guī)則1）接插集成塊時，要認(rèn)清定位標(biāo)記，不得插反。2）電源電壓使用范圍為4.5V5.5V，一般接5V。3）閑置輸入端的處理方法：懸空直接接電源電壓VCC（也可以串入一只110K的固定電阻）或接至某一固定電壓(2.4V4.5V)的電源上。若前級驅(qū)動能力允許，可以與使用的輸入端并聯(lián)。,4）輸入端通過電阻接地，電阻值的大小將直接影響電路所處的狀態(tài)。5）輸出端不允許并聯(lián)使用（集電極開路門和三態(tài)輸出門除外）。6）輸出端不允許直接接地或直接接5V電源,（2）CMOS集成電路的使用規(guī)則1)VDD接電源正極，VSS接電源負(fù)極（通常接地）。CC4000系列的電源電壓允許在318V范圍內(nèi)選擇，通常接在515V范圍內(nèi)。2)所有輸入端一律不準(zhǔn)懸空閑置輸入端的處理方法：按照邏輯要求，直接接VDD（與非門）或VSS（或非門）。在工作頻率不高的電路中，允許輸入端并聯(lián)使用。,3)