3.3.3,4,5数字电子技术基础
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数字电子技术基础第五版期末知识点总结摘要:《数字电子技术基础》作为电子工程领域的基础教材,涵盖了数字逻辑电路设计的基本原理和应用。
本文将对第五版教材的核心知识点进行总结,以帮助学生复习和掌握课程内容。
**关键词:**数字电子技术;逻辑电路;知识点总结;期末复习一、引言数字电子技术是现代电子工程的核心,它涉及到从基本的逻辑门到复杂的集成电路设计。
《数字电子技术基础》第五版为学生提供了一个全面了解数字电子世界的平台。
二、数字逻辑基础数制与编码:介绍了二进制、十进制、十六进制数制及其转换方法,以及常见的编码方式如BCD码、格雷码等。
逻辑代数基础:详细讲解了逻辑代数的基本规则、逻辑门电路的设计和逻辑表达式的化简。
三、逻辑门电路基本逻辑门:包括与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT)、异或门(XOR)和同或门(NOR)等。
复合逻辑门:介绍了通过基本逻辑门组合形成的复合门,如与非门(NAND)、或非门(NOR)等。
四、组合逻辑电路编码器和解码器:编码器将输入的二进制数转换为对应的输出信号,解码器则相反。
多路选择器:根据选择信号从多个输入中选择一个输出。
加法器:包括半加器和全加器,是构成算术逻辑单元(ALU)的基础。
五、时序逻辑电路触发器:包括SR触发器、JK触发器、D触发器和T触发器等,是构建时序逻辑电路的基础。
寄存器和计数器:寄存器用于存储数据,计数器则用于实现计数功能。
存储器:介绍了RAM和ROM的基本概念和应用。
六、脉冲波形的产生和整形555定时器:一种多功能的集成电路,可用于产生精确的时间延迟和振荡。
施密特触发器:用于消除噪声和稳定信号边缘。
七、半导体存储器随机存取存储器(RAM):可以随机访问和修改存储的数据。
只读存储器(ROM):存储的数据在制造时写入,用户不能修改。
八、数字系统设计系统设计流程:从需求分析到系统实现的整个设计过程。
硬件描述语言(HDL):如VHDL和Verilog,用于设计和模拟复杂的数字电路。
1.1.1 一数字信号的波形如图1.1.1所示,试问该波形所代表的二进制数是什么?解:0101 10101.2.1 试按表1.2.1所列的数字集成电路的分类依据,指出下列器件属于何种集成度器件:(1) 微处理器;(2) IC 计算器;(3) IC 加法器;(4) 逻辑门;(5) 4兆位存储器IC 。
解:(1) 微处理器属于超大规模;(2) IC 计算器属于大规模;(3) IC 加法器属于中规模;(4) 逻辑门属于小规模;(5) 4兆位存储器IC 属于甚大规模。
1.3.1 将下列十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数和8421BCD 码(要求转换误差不大于2-4): (1) 43 (2) 127(3) 254.25(4) 2.718解:(1) 43D=101011B=53O=2BH ; 43的BCD 编码为01000011BCD 。
(2) 127D=1111111B=177O=7FH ; 127的BCD 编码为00010010 0111BCD 。
(3) 254.25D=11111110.01B=376.2O=FE.4H ; 001001010100.0010 0101BCD 。
(4) 2.718D=10.1011 0111B=2.56O=2.B7H ; 0010.0111 00011000BCD 。
1.3.3 将下列每一二进制数转换为十六进制码: (1) 101001B(2) 11.01101B解:(1) 101001B=29H (2) 11.01101B=3.68H1.3.4 将下列十进制转换为十六进制数:(1) 500D(2) 59D(3) 0.34D(4) 1002.45D解:(1) 500D=1F4H(2) 59D=3BH(3) 0.34D=0.570AH(4) 1002.45D=3EA.7333H1.3.5 将下列十六进制数转换为二进制数:(1) 23F.45H(2) A040.51H解:(1) 23F.45H=10 0011 1111.0100 0101B(2) A040.51H=1010 0000 0100 0000.0101 0001B1.3.6 将下列十六进制数转换为十进制数: (1) 103.2H(2) A45D.0BCH解:(1) 103.2H=259.125D (2) A45D.0BCH=41024.046D2.4.3 解:(1) LSTTL 驱动同类门mA I OL 8(max)=mA I IL 4.0(max)=204.08==mAmAN OLmA I OH 4.0(max)=mAI IH 02.0(max)=2002.04.0==mAmAN OHN=20(2) LSTTL 驱动基本TTL 门mA I OL 8(max)=mA I IL 6.1(max)=56.18==mAmAN OLmA I OH 4.0(max)=mAI IH 04.0(max)= 1004.04.0==mAmAN OHN=52.4.5 解:ED BC ABE D BC AB L +++=⋅⋅⋅=__________________________2.6.3 解:B=0时,传输门开通,L=A ;B=1时,传输门关闭,A 相当于经过3个反相器到达输出L ,L=AA B L0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 所以,B A B A B A L ⊕=+=2.7.1 解:C ,__________BC CB =D ,__________DE D E =__________DE BC ⋅,______________________________________________________)(DE BC A DE BC A +=⋅__________GF AF ⋅,_______________________________________________________________________)()(G A EF GF AF E GF AF E +=+=⋅____________________________________________________________________)()()()(G A EF DE BC A G A EF DE BC A L +++=+⋅+=2.7.2 解:B A B A B A B A AB A B B A ⊕=+=+⋅=⋅⋅)(__________________________B A L ⊕==A ⊙B2.9.11 解:当没有车辆行驶时,道路的状态设为0,有车辆行驶时,道路的状态为1;通道允许行驶时的状态设为1,不允许行驶时的状态设为0。
数字电子技术基础知识总结一、模拟电路与数字电路的定义及特点:模拟电路(电子电路)模拟信号处理模拟信号的电子电路。
“模拟”二字主要指电压(或电流)对于真实信号成比例的再现。
其主要特点是:1.函数的取值为无限多个;2.当图像信息和声音信息改变时, 信号的波形也改变, 即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中(信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上)。
3、初级模拟电路主要解决两个大的方面: 1放大、2信号源。
4.模拟信号具有连续性。
数字电路(进行算术运算和逻辑运算的电路)数字信号用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路, 或数字系统。
由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能, 所以又称数字逻辑电路。
其主要特点是:1.同时具有算术运算和逻辑运算功能数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础, 使用二进制数字信号, 既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算(与、或、非、判断、比较、处理等), 因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。
2.实现简单, 系统可靠以二进制作为基础的数字逻辑电路, 可靠性较强。
电源电压的小的波动对其没有影响, 温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。
3.集成度高, 功能实现容易集成度高, 体积小, 功耗低是数字电路突出的优点之一。
电路的设计、维修、维护灵活方便, 随着集成电路技术的高速发展, 数字逻辑电路的集成度越来越高, 集成电路块的功能随着小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)的发展也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。
电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。
对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路, 通过编程的方法实现任意的逻辑功能。
二、模拟电路与数字电路之间的区别模拟电路是处理模拟信号的电路;数字电路是处理数字信号的电路。
《数字电子技术》课程教学大纲课程名称:数字电子技术英文名称:Digital Electronic Technology 课程代码: 课程类别: 必修专业基础学分: 2 学时: 32开课单位: 计算机科学与信息工程学院适用专业: 物联网工程制订人:谭晓东审核人:黄华升审定人: 陶程仁一、课程的性质和目的(一)课程性质本课程是计算机与技术、物联网工程等本科专业的必修专业基础课。
且为主干课程。
本课程主要讲述数字逻辑的基本概念、基本定律和基本分析方法,数字逻辑电路的特性、功能,分析方法及应用。
(二)课程目的课程教学所要达到的目的是:1.能正确理解本课程的基本概念、基本理论;2.掌握数字电路的工作原理、性能和特点;3.掌握数字电路的基本分析方法和设计方法;4.能独立的应用所学的知识去分析和求解从工程中抽象出的逻辑问题以及与专业有关的某些数字电路的实际问题,并具有工程计算和分析能力,为后续专业课程的学习打下基础。
二、与相关课程的联系与分工要求学生具备高等数学、大学物理、电路理论、半导体器件等方面的知识,才能进入该课程的学习,该课程为后续电子计算机及接口技术等方面的课程及专业课程中的电子电路实际应用奠定基础。
三、教学内容及要求第一章数制与代码本章是学习数字逻辑电路及其工作原理的基础,应掌握各种数制、代码的特点及相互之间的转换规律。
1.1 进位计数制1.1.1进位计数制的基本概念1.1.2 常用进位计数制1.2 数制转化1.2.1 非十进制转化成十进制数1.2.2 十进制数转化成其它进制数1.2.3 二进制数转化成八进制数或十六进制数1.2.4 八进制数或十六进制数转化成二进制数1.3 常用代码1.3.1 二—十进制码(BCD码)1.3.2 可靠性编码1.3.3 字符代码【重点与难点】本章主要讲述简单的逻辑运算及常用的逻辑门。
重点是熟练掌握基本逻辑运算、各种门电路的图形符号及其输出函数表达式,正确处理各种门电路使用中的实际问题。
数字电子技术基础数字电子技术基础数字电子技术是指使用数字电子技术进行数字信号的处理和转换的技术的总称,是现代电子技术中的一项基础技术。
它是利用数字电子技术的基本原理和基本方法,设计、制造、操作和应用数字电路和数字系统的技术,包括数字电路设计、数字信号处理、数字通信和组合逻辑电路等内容。
数字电子技术在计算机、通信、控制、测量、影像等领域发挥着重要作用。
1. 数字电子技术基础概述数字电子技术是指用离散的符号代表连续的声、光、电等信息的技术。
它的产生和发展是在人们对模拟电子技术进行了深入的研究之后,参考生物神经网络的原理,发现采用离散的二进制数码或多进制数码能够代替复杂的模拟系统,并用数字电路来实现这些数码的处理。
数字电子技术在应用方面的主要优点是:信号处理精度高,可靠性强,设计灵活、方便,可扩展性强,同时也具有良好的适应性和交互性。
2. 数字信号处理数字信号处理(DSP,Digital Signal Processing)是指使用数字技术进行信号的数字化、处理、转换、储存、传输和显示的技术。
它具有信号处理精度高、处理速度快、抗干扰能力强、具有灵活性和可靠性等特点。
数字信号处理的原理和方法包括线性系统的分析、非线性系统的分析、数字信号的代数转换、数字滤波器、功率谱分析和数字处理器等。
数字信号处理在通信、图像、音频、视频、雷达、医学、地震等领域都有广泛的应用。
3. 数字通信数字通信是指用数字信号进行交换和传输信息的技术。
数字通信在传输质量、传输效率和传输容量方面都有明显的优势。
数字通信的主要技术包括调制解调器、通道编码、信道等效和信号检测等。
4. 组合逻辑电路组合逻辑电路是由输入线、输出线和一些逻辑门组成,它的输出是根据输入信号和逻辑门的状态所产生的输出。
组合逻辑电路常用的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。
组合逻辑电路也常用于大规模数字集成电路和可编程逻辑器件中。
5. 计算机计算机是数字电子技术的典型代表,它将数字信号处理的原理和方法应用到计算机结构、系统软件和应用软件等方面。
《数字电子技术》目录第1章数制与编码1.1 数字电路基础知识1.1.1 模拟信号与数字信号1.1.2 数字电路的特点1.2 数制1.2.1 十进制数1.2.2 二进制数1.2.3 八进制数1.2.4 十六进制数1.3 数制转换1.3.1 二进制数与八进制数的相互转换1.3.2 二进制数与十六进制数的相互转换1.3.3 十进制数与任意进制数的相互转换1.4 二进制编码1.4.1 加权二进制码1.4.2 不加权的二进制码1.4.3 字母数字码1.4.4 补码1.5带符号二进制数的加减运算1.5.1 加法运算1.5.2 减法运算第2章逻辑门2.1 基本逻辑门2.1.1 与门2.1.2 或门2.1.3 非门2.2 复合逻辑门2.2.1 与非门2.2.2 或非门2.2.3 异或门2.2.4 同或门2.3 其它逻辑门2.3.1 集电极开路逻辑门2.3.2 集电极开路逻辑门的应用2.3.3 三态逻辑门2.4 集成电路逻辑门2.4.1 概述2.4.2 TTL集成电路逻辑门2.4.3 CMOS集成电路逻辑门2.4.4 集成逻辑门的性能参数2.4.5 TTL与CMOS集成电路的接口*第3章逻辑代数基础3.1 概述3.1.1 逻辑函数的基本概念3.1.2 逻辑函数的表示方法3.2 逻辑代数的运算规则3.2.1 逻辑代数的基本定律3.2.2 逻辑代数的基本公式3.2.3 摩根定理3.2.4 逻辑代数的规则3.3 逻辑函数的代数化简法3.3.1 并项化简法3.3.2 吸收化简法3.3.3 配项化简法3.3.4 消去冗余项法3.4 逻辑函数的标准形式3.4.1 最小项与最大项3.4.2 标准与或表达式3.4.3 标准或与表达式3.4.4 两种标准形式的相互转换3.4.5 逻辑函数表达式与真值表的相互转换3.5 逻辑函数的卡诺图化简法3.5.1 卡诺图3.5.2 与或表达式的卡诺图表示3.5.3 与或表达式的卡诺图化简3.5.4 或与表达式的卡诺图化简3.5.5 含无关项逻辑函数的卡诺图化简3.5.6 多输出逻辑函数的化简*第4章组合逻辑电路4.1 组合逻辑电路的分析4.1.1 组合逻辑电路的定义4.1.2 组合逻辑电路的分析步骤4.1.3 组合逻辑电路的分析举例4.2 组合逻辑电路的设计4.2.1 组合逻辑电路的一般设计步骤4.2.2 组合逻辑电路的设计举例4.3 编码器4.3.1 编码器的概念4.3.2 二进制编码器4.3.3 二-十进制编码器4.3.4 编码器应用举例4.4 译码器4.4.1 译码器的概念4.4.2 二进制译码器4.4.3 二-十进制译码器4.4.4 用译码器实现逻辑函数4.4.5 显示译码器4.4.6 译码器应用举例4.5 数据选择器与数据分配器4.5.1 数据选择器4.5.2 用数据选择器实现逻辑函数4.5.3 数据分配器4.5.4 数据选择器应用举例4.6 加法器4.6.1 半加器4.6.2 全加器4.6.3 多位加法器4.6.4 加法器应用举例4.6.5 加法器构成减法运算电路*4.7 比较器4.7.1 1位数值比较器4.7.2 集成数值比较器4.7.3 集成数值比较器应用举例4.8 码组转换电路4.8.1 BCD码之间的相互转换4.8.2 BCD码与二进制码之间的相互转换4.8.3 格雷码与二进制码之间的相互转换4.9 组合逻辑电路的竞争与冒险4.9.1 冒险现象的识别4.9.2 消除冒险现象的方法第5章触发器5.1 RS触发器5.1.1 基本RS触发器5.1.2 钟控RS触发器5.1.3 RS触发器应用举例5.2 D触发器5.2.1 电平触发D触发器5.2.2 边沿D触发器5.3 JK触发器5.3.1 主从JK触发器5.3.2 边沿JK触发器5.4 不同类型触发器的相互转换5.4.1 概述5.4.2 D触发器转换为JK、T和T'触发器5.4.3 JK触发器转换为D触发器第6章寄存器与计数器6.1 寄存器与移位寄存器6.1.1 寄存器6.1.2 移位寄存器6.1.3移位寄存器应用举例6.2 异步N进制计数器6.2.1 异步n位二进制计数器6.2.2 异步非二进制计数器6.3 同步N进制计数器6.3.1 同步n位二进制计数器6.3.2 同步非二进制计数器6.4 集成计数器6.4.1 集成同步二进制计数器6.4.2 集成同步非二进制计数器6.4.3 集成异步二进制计数器6.4.4 集成异步非二进制计数器6.4.5 集成计数器的扩展6.4.6 集成计数器应用举例第7章时序逻辑电路的分析与设计7.1 概述7.1.1 时序逻辑电路的定义7.1.2 时序逻辑电路的结构7.1.3 时序逻辑电路的分类7.2 时序逻辑电路的分析7.2.1时序逻辑电路的分析步骤7.2.2 同步时序逻辑电路分析举例7.2.3 异步时序逻辑电路分析举例7.3 同步时序逻辑电路的设计7.3.1 同步时序逻辑电路的基本设计步骤7.3.2 同步时序逻辑电路设计举例第8章存储器与可编程器件8.1 存储器概述8.1.1 存储器的分类8.1.2 存储器的相关概念8.1.3 存储器的性能指标8.2 RAM8.2.1 RAM分类与结构8.2.2 SRAM8.2.3 DRAM8.3 ROM8.3.1 ROM分类与结构8.3.2 掩膜ROM8.3.3 可编程ROM8.3.4 可编程ROM的应用8.4 快闪存储器(Flash Memory)8.4.1 快闪存储器的电路结构8.4.2 闪存与其它存储器的比较8.5 存储器的扩展8.5.1 存储器的位扩展法8.5.2 存储器的字扩展法8.6 可编程阵列逻辑8.6.1 PAL的电路结构8.6.2 PAL器件举例8.6.3 PAL器件的应用8.7 通用阵列逻辑8.7.1 GAL的性能特点8.7.2 GAL的电路结构8.7.3 OLMC8.7.4 GAL器件的编程与开发8.8 CPLD、FPGA和在系统编程技术8.8.1 数字可编程器件的发展概况8.8.2数字可编程器件的编程语言8.8.3数字可编程器件的应用实例第9章D/A转换器和A/D转换器9.1 概述9.2 D/A转换器9.2.1 D/A转换器的电路结构9.2.2 二进制权电阻网络D/A转换器9.2.3 倒T型电阻网络D/A转换器9.2.4 D/A转换器的主要技术参数9.2.5 集成D/A转换器及应用举例9.3 A/D转换器9.3.1 A/D转换的一般步骤9.3.2 A/D转换器的种类9.3.3 A/D转换器的主要技术参数9.3.4 集成A/D转换器及应用举例第10章脉冲波形的产生与整形电路10.1 概述10.2 多谐振荡器10.2.1 门电路构成的多谐振荡器10.2.2 采用石英晶体的多谐振荡器10.3 单稳态触发器10.3.1 门电路构成的单稳态触发器10.3.2 集成单稳态触发器10.3.3 单稳态触发器的应用10.4 施密特触发器10.4.1 概述10.4.2 施密特触发器的应用10.5 555定时器及其应用10.5.1 电路组成及工作原理10.5.2 555定时器构成施密特触发器10.5.3 555定时器构成单稳态触发器10.5.4 555定时器构成多谐振荡器第11章数字集成电路简介11.1 TTL门电路11.1.1 TTL与非门电路11.1.2 TTL或非门电路11.1.3 TTL与或非门电路11.1.4 集电极开路门电路与三态门电路11.1.5 肖特基TTL与非门电路11.2 CMOS门电路11.2.1 概述11.2.2 CMOS非门电路11.2.3 CMOS与非门电路11.2.4 CMOS或非门电路11.2.5 CMOS门电路的构成规则11.3 数字集成电路的使用。
数字电子技术知识点汇总引言概述:数字电子技术是一门基础性学科,涉及数字信号的产生、传输、处理和存储等方面。
随着现代科技的迅速发展,数字电子技术已经成为了许多领域的核心技术,包括计算机科学、通信技术、嵌入式系统、控制系统等等。
本文将对数字电子技术的知识点进行汇总和详细介绍,以帮助读者更好地理解和应用这一重要学科。
正文内容:一、数字信号和模拟信号1.1数字信号与模拟信号的基本概念1.2数字信号与模拟信号的特点1.3数字信号的采样和量化1.4模拟信号的离散化和数字化二、数字电路的基础知识2.1逻辑门和布尔代数2.2码制和编码技术2.3数字电路的基本组成2.4数字电路的时序逻辑与组合逻辑2.5数字电路的可靠性和容错技术三、数字系统的设计与实现3.1数字系统的层次结构和组成原则3.2组合逻辑电路的设计方法3.3时序逻辑电路的设计方法3.4状态机的设计与实现3.5FPGA和CPLD的应用四、数字信号处理技术4.1数字信号的基本运算和变换4.2数字滤波器的设计与实现4.3数字信号的储存与读取4.4声音和图像的数字化处理4.5数字信号处理器(DSP)的应用五、数字系统测试与调试5.1数字系统测试的基本概念和方法5.2组合逻辑电路的测试与调试5.3时序逻辑电路的测试与调试5.4集成电路的测试与调试5.5数字系统故障的排查与修复总结:数字电子技术是一门极为重要的学科,广泛应用于现代科技的各个领域。
本文对数字信号和模拟信号、数字电路的基础知识、数字系统的设计与实现、数字信号处理技术以及数字系统的测试与调试等方面的知识点进行了详细的阐述。
通过学习这些知识点,读者可以更好地理解和应用数字电子技术,提高自己在相关领域的能力和竞争力。
在数字化时代的今天,掌握数字电子技术是每个科技工作者必不可少的素质,希望本文能够对读者起到一定的指导和帮助作用。
数字电子技术基础简明教程教材教案
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1.存档教案要求一门课程一份,除了课后反思一栏要求每一位任课教师根据自己上课的情况填写外,其他内容可以是备课小组集体智慧的结晶,而且评估更注重集体备课、资源共享的情况。
2.课程名称请按《教学指导书》上的课程名称填写。
(以教务处网上发布的电子版《教学指导书》为准)
3.课程教案按开课学期分装成册并在封面注明是第几本和共几本。
4.课程类型请按《教学指导书》中的课程分类填写:公共类必修课/ 教育类必修课/学科类必修课/ 实践和研究课/ 公共类限选课/ 教育类限选课/学科类限选课/ 任选课。
5.授课教师请填写本学期本课程所有任课教师的姓名。
6.教材处理中的总体说明主要填写选用该教材的理由、该教材的主要特点。
7.教材处理情况中删减和补充的内容都必须写明变更的理由。
8.教材处理中的备注栏主要填写该课程选用的练习册、教参、教学辅助材料等。
9.具体教案要求以每一章节(课)为单位填写。
所制表格只是一个模板,特别是教学内容部分,不够填写的应根据实际情况增加页面将内容填写完整详尽。