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文檔簡介
《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》
一.本課程的性質(zhì)與任務(wù)
《電子技術(shù)基礎(chǔ)》包括兩大部分:模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù),它是電氣、自動化、檢測、信息類專業(yè)在電子技術(shù)方面的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。它具有自身的體系,是實踐性很強的一門課程,也是基礎(chǔ)課過渡到專業(yè)課的一門“接口”課程。模擬電路主要研究信號的放大,而數(shù)字電路對于信號的存儲、分析、傳輸則更方便,更具優(yōu)越性。數(shù)字信號可用邏輯0和邏輯1來方便表示,同時我們從生活、生產(chǎn)、科研中得到的模擬信號可以通過A/D轉(zhuǎn)換器變成相應(yīng)的數(shù)字信號,通過計算機對數(shù)字信號的處理后,根據(jù)需要又可用D/A轉(zhuǎn)換器還原成模擬信號去控制執(zhí)行機構(gòu),模擬與數(shù)字電路是互為關(guān)聯(lián)、既有聯(lián)系又有區(qū)別的電子電路。
在本學(xué)期所開的數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)中,其主要研究對象是數(shù)字集成器件的構(gòu)成、工作原理、特性及由這些器件組成的數(shù)字邏輯電路(裝置)的分析、設(shè)計及調(diào)試方法等。
任務(wù):要求通過此課程獲得電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識和基本技能。培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力,為今后進一步深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)和在專業(yè)課中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
二、本課程與其他課程的關(guān)系:本課程是介于基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的一門重要“接口”課程,在學(xué)習(xí)方法上將與前面的基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)有一個較大的轉(zhuǎn)折,更強調(diào)工程實際觀點,更強調(diào)實踐性。整個電子技術(shù)與先開課程高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路等密切相關(guān),與語言課中所學(xué)的邏輯概念、進制有關(guān)。后續(xù)課程如“計算機原理”、“微機控制技術(shù)”、“檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)”、“計算機接口與通訊”、“計算機輔助測試”、“數(shù)據(jù)通訊技術(shù)”等等都要以此為基礎(chǔ)。
三、學(xué)習(xí)方法
1.抓住3基:基本概念、基本理論、基本分析方法
2.熟悉各基本部件
3.重視實驗,建立工程觀點(這個在模擬電路中更突出)
4.認(rèn)真、獨立完成作業(yè)
四、問題
數(shù)字電路與模擬電路相比具備什么優(yōu)越性(或優(yōu)點)?(帶著問題去學(xué)習(xí)后面的內(nèi)容)第一章數(shù)字邏輯基礎(chǔ)§1.1
模擬信號與數(shù)字信號§1.2
數(shù)字電路§1.3
數(shù)值§1.4
二進制碼§1.5
基本邏輯運算§1.6
邏輯函數(shù)與邏輯問題的描述1.1模擬信號和數(shù)字信號電子電路中的信號模擬信號數(shù)字信號隨時間連續(xù)變化的信號時間和幅度都是離散的模擬信號:tu正弦波信號t鋸齒波信號u研究模擬信號時,我們注重電路輸入、輸出信號間的大小、相位關(guān)系。相應(yīng)的電子電路就是模擬電路,包括交直流放大器、濾波器、信號發(fā)生器等。在模擬電路中,晶體管一般工作在放大狀態(tài)。數(shù)字信號:數(shù)字信號產(chǎn)品數(shù)量的統(tǒng)計。數(shù)字表盤的讀數(shù)。數(shù)字電路信號:tu研究數(shù)字電路時注重電路輸出、輸入間的邏輯關(guān)系,因此不能采用模擬電路的分析方法。主要的分析工具是邏輯代數(shù),電路的功能用真值表、邏輯表達式或波形圖表示。在數(shù)字電路中,三極管工作在開關(guān)狀態(tài)下,即工作在飽和狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)。
數(shù)字信號的特點:在時間和數(shù)值上均是離散的,常用0和1表示,但不是十進制中0和1,而是邏輯0和邏輯1。因而稱之為二值數(shù)字邏輯或數(shù)字邏輯。
典型波形---脈沖波(信號)
處理數(shù)字信號的電路---數(shù)字電路
數(shù)字波形的表示:
正邏輯:1表示高電平,0表示低電平
負(fù)邏輯:0表示高電平,1表示低電平脈沖波形的參數(shù):
正脈沖:負(fù)脈沖:周期性0110TAA下降沿脈沖寬度周期幅度(脈沖躍變后的值比初始值高)數(shù)字波形:用0和1表示脈沖波形:用電壓值表示脈沖幅度A:脈沖變化的最大值周期T:
周期性脈沖信號前后兩次出現(xiàn)的時間間隔頻率f:
每秒鐘脈沖出現(xiàn)的次數(shù)f=1/T后沿前沿脈沖前沿:對正脈沖指上升沿
對負(fù)脈沖指下降沿脈沖后沿:對正脈沖指下降沿
對負(fù)脈沖指上升沿上升時間tr
:
脈沖幅值從10%上升到90%所經(jīng)歷時間(幾個納秒ns)下降時間tf
:
脈沖幅值從90%下降到10%所經(jīng)歷時間(幾個納秒ns)脈沖寬度tw
:
脈沖幅值的50%
的兩個點所跨越的時間占空比q%:
脈沖寬度占整個周期的百分比(方波的占空比為50%)
在數(shù)字電路中,通常是根據(jù)脈沖信號的有無、個數(shù)、寬度、和頻率來進行工作的,所以抗干擾能力強,準(zhǔn)確度(精度)較高。(誤差、失真較少)典型的宣傳:數(shù)字手機、數(shù)字電視、數(shù)字音響等。在數(shù)字信號的傳輸中,將傳輸一位數(shù)據(jù)(0或1)所占用的時間稱為位時間,每秒所傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)稱為數(shù)據(jù)率或比特率。
模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)模轉(zhuǎn)化在數(shù)字電路中,為了便于分析和處理模擬量,我們可以通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器,將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,反之亦可將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。
1.2數(shù)字電路
組合邏輯電路:不具有記憶功能,由邏輯門組成
時序邏輯電路:具有記憶功能,基本單元為觸發(fā)器分析方法:模擬電路中常用的“小信號模型分析法”不再適用,由于數(shù)字電路中的器件處于開關(guān)狀態(tài),因而所采用的分析工具是邏輯代數(shù)。表達電路的功能主要用功能表、真值表、邏輯表達式及波形圖測試:數(shù)字電壓表、示波器(在實驗中多留意)
1.3數(shù)制
在數(shù)字電路中,多采用二進制,有時也采用八進制或十六進制。
在數(shù)字電路中,二進制數(shù)便于表達、存取、傳輸、計算等。但我們生活中則習(xí)慣于十進制數(shù),所以要掌握二進制數(shù)于十進制之間的相互轉(zhuǎn)換。(自己看書)
1.4二進制碼用四位二進制碼來表示十進制數(shù)中的0~9十個數(shù)碼,稱為二~十進制編碼,簡稱BCD碼。四位二進制碼可以表示24=16種不同的狀態(tài),表示十進制數(shù)時,其中有6組是不用的,稱為禁用碼組或無效組合或非法碼。
BCD碼大致分為有權(quán)碼、無權(quán)碼、偏權(quán)碼等
注意:8421BCD碼與二進制碼的區(qū)別
例:1)用8421BCD表示十進制數(shù)(375)10
375001101110101即(375)10=(001101110101)8421BCD2)用二進制表示則不同。(自己做)
BCD碼書寫規(guī)則:書寫時每四位一組,之間留一定空格,且每個代碼必須寫全四位,不能省略最高位的零或最低位的零。
1.5基本邏輯運算
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