数字电子技术基础
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数字电子技术基础知识点数字电子技术是现代电子领域中的重要分支,广泛应用于计算机、通信、控制系统等领域。
掌握数字电子技术的基础知识点对于从事电子工程技术的人员来说是至关重要的。
本文将介绍数字电子技术的基础知识点,帮助读者更好地了解和掌握这一领域的基础概念。
一、二进制系统在数字电子技术中,二进制系统是最基本的数制系统。
二进制系统由0和1两个数字构成,是一种适合于电子系统处理的数制系统。
在二进制系统中,每位数字称为一个比特(bit),8个比特组成一个字节(byte)。
通过不同的排列组合,可以表示各种不同的数字和字符。
二、逻辑门逻辑门是数字电路的基本组成单元,用于实现逻辑运算。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门等。
与门实现逻辑与运算,只有所有输入信号都为高电平时输出才为高电平;或门实现逻辑或运算,只要有一个输入信号为高电平输出就为高电平;非门实现逻辑非运算,对输入信号取反输出。
三、触发器触发器是数字电路中的存储元件,用于存储和延时信号。
常见的触发器包括RS触发器、D触发器、JK触发器等。
RS触发器由两个输入端和两个输出端组成,输入端用于控制信号的写入和清零,输出端用于输出存储的数据。
四、计数器计数器是一种特殊的触发器,用于实现计数功能。
计数器可以按照一定的规则递增或递减输出信号。
常见的计数器包括二进制计数器、BCD计数器等。
计数器在数字电子技术中被广泛应用于时序控制、频率测量等领域。
五、编码器和解码器编码器用于将输入信号编码为特定的代码,解码器用于将代码解码为特定的输出信号。
常见的编码器和解码器包括十进制编码器、十六进制编码器、BCD解码器等。
编码器和解码器在数字电子系统中扮演着重要的角色,用于数据传输和控制信号的处理。
六、存储器存储器是数字电子系统中的重要组成部分,用于存储程序和数据。
常见的存储器包括随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存等。
存储器按照数据访问速度和可擦写性能不同分为不同的类型,适用于不同的应用场景。
完整版数字电子技术基础教案第一篇:数字电子技术基础教案一、教学目标本节课我们将学习数字电子技术的概念、基本原理和常见应用场景,掌握各类数字电子元器件的特性和使用方法,并能够进行数字电路的设计与实现。
二、教学内容1. 数字电子技术的概念和基本原理2. 数字电路的逻辑门电路设计与实现3. 常见数字电子元器件及其特性、使用方法4. 数字电路的应用场景及其实现方式三、教学重点1. 数字电子技术的概念和基本原理2. 数字电路的逻辑门电路设计与实现3. 常见数字电子元器件及其特性、使用方法四、教学难点1. 数字电子技术的应用场景及其实现方式五、教学方法1. 讲授法2. 示范法3. 实验法六、教学过程1. 导入环节请学生想一想,哪些现代科技产品离不开数字电子技术?2. 理论讲授2.1 数字电子技术的概念和基本原理数字电子技术是以数字信号为信息载体的电子技术,也是现代电子技术的一个重要分支。
数字信号是由一系列固定幅度的脉冲构成,与模拟信号不同。
数字电路利用固定的电子元器件来处理、传输和存储数字信号。
数字电子技术已经广泛应用于计算机、通信、控制、测量等领域。
2.2 数字电路的逻辑门电路设计与实现逻辑门是数字电路的基本单元,常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。
各种逻辑门的逻辑功能可以实现所有的逻辑运算,因此能够完成复杂的数字电路设计。
2.3 常见数字电子元器件及其特性、使用方法常见数字电子元器件包括门电路、触发器、计数器、移位寄存器等。
这些元器件具有高速度、高可靠性、小尺寸、低功耗等特点,可以满足数字电路在各种应用场景下的需求。
3. 实践操作实际操作是数字电子技术教学中不可或缺的一环,通过实践操作,学生可以更深入地理解数字电路原理和应用。
3.1 逻辑门电路实验请学生通过实验掌握基本逻辑门电路的搭建方法和实现原理,并能够独立设计简单的逻辑运算。
3.2 数字电子元器件实验请学生通过实验了解不同数字电子元器件的特点和使用方法,并能够通过元器件选择和搭配实现复杂数字电路的设计和实现。
数字电子技术基础
数字电子技术是当今技术发展最快、应用最广泛的技术之一。
它基于计算机处理和分析大量信息,为世界上几乎所有工程领域带来关键技术支撑。
数字电子技术包括基础理论知识、设计方法、分析方法和应用技术四大部分。
它的基础理论包括电子学、信息论、数字信号处理和微电子学等,这些理论为硬件的设计和开发奠定了坚实的基础。
在设计方法上,它涵盖了设计组态、计算机辅助设计、软件设计和系统级设计等多领域,可以帮助系统设计者快速简便地实现丰富多样的设计方案。
数字电子技术的应用技术指的是将硬件和软件结合起来,创造出新的数据转换、处理和传输技术,以解决特定应用问题。
例如,数字电子技术在自动控制系统中应用十分广泛,可以实现过程控制、运动控制、诊断控制、参数调节等功能。
此外,数字电子技术还被广泛应用于动力电子、通信电子、生物电子、嵌入式技术等多个领域,为当今的社会发展贡献了重要的技术支撑。
总之,数字电子技术近年来取得了显著成就,已经在几乎所有领域得到了广泛应用。
它为社会发展提供了强大的技术支撑,也为我们的日常生活带来了极大的便利,具有着不可估量的价值。
数字电子技术理论基础数字电路是以数字量为研究对象的电子电路。
本章要紧讨论数字电子技术的基础理论知识,包括计数体制,逻辑代数及其化简。
同时,还给出了逻辑函数的概念、表示方法及相互转换。
1.1数字电路概述1.1.1数字信号与数字电路电子电路中的信号可分为两类,一类在时刻和幅度上差不多上连续的,称为模拟信号,如图1.1所示,例如电压、电流、温度、声音等信号。
传送和处理模拟信号的电路称为模拟电路;另一类在时刻和幅度上差不多上离散的,称为数字信号,如图1・2所示,例如讣时装置的时基信号、灯光闪耀等信号都属于数字信号。
传送和处理数字信号的电路称为数字电路。
图1.2数字信号数字电路的特点(1)信号是离散的数字信号。
数字信号常用0、1二元数值表示。
(2)半导体器件均工作在开关状态,即工作在截止区和饱和区。
(3)研究的要紧问题是输入、输出之间的逻辑关系。
(4)要紧分析工具是逻辑代数。
1.2数制和码制1.2.1数制数制即指计数的方法,日常生活中最常用的是十进制计数,而在数字电路和运算机中最常用的是二进制、八进制和十六进制。
1•十进制数十进制数的每一位都采纳0〜9共10个数码中的任何一个来表示,十进制的计数基数是10,超过9就必须用多位数来表示。
其相邻的低位和高位间的运算关系是“逢十进一”,即9 + 1 = 102.二进制数二进制计数体制中只有0和1两个数码,其基数是2,运算规律是“逢二进一”,即1 + 1 = 103.八进制数八进制数有0〜7共8个数码,计数基数是8,运算规律是“逢八进一”,即7 + 1 = 104.十六进制数十六进制中有0〜9,力(10), 5(11), 6*(12), 0(13), £(14),尸(15)共16 个不同的数码,计数基数是16,运算规律是“逢十六进一”,即尸+1 = 101.2. 2数制转换1.十进制数与二进制数的相互转换(1)二进制数转换成十进制数二进制数转换成十进制数的方法是按权展开,再求加权系数之和。
《数字电子技术基础》课程学习指导资料编写贾绍芝适用专业:电气工程及其自动化适用层次:专升本(业余)四川大学网络教育学院二零零三年十一月《数字电子技术基础》课程学习指导资料编写:贾绍芝审稿(签字):审批(主管教学负责人签字):本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的要求,参照现行采用教材《电子技术基础—数字部分第四版》(康华光主编,高等教育出版社,2000年)以及课程学习光盘,并结合远程网络业余教育的教学特点和教学规律进行编写,适用于电气工程及其自动化专科升本科学生。
第一部分课程的学习目的及总体要求一、课程的学习目的通过本课程的学习,使学生掌握数字电子技术的基础理论,掌握各类元件的特点及应用,培养学生应用数字电路元件和常用集成器件设计组合电路和时序逻辑电路的能力,同时掌握振荡器和模/数及数/模转换器的应用知识。
二、本课程的总体要求1.基本要求:学生应在具备电工原理的基础知识和模拟电路基本概念的前提下,掌握模拟电路与数字电路的区别;掌握数制的概念和转换方法;掌握组合逻辑电路的基本特点与设计方法及典型组合电路的工作原理与分析方法;掌握时序逻辑电路的基本特点与设计方法及典型时序电路的工作原理与分析方法;掌握常用数字电路的的特点与使用方法并完成课程设计的有关内容与要求。
2.技能要求:1)元器件的识别;2)电子线路的焊接;3)电路的调试与故障的分析和排除;4)原理图的设计与绘制。
3.素质要求:培养良好的分析问题和解决问题的能力,能综合运用所学内容独立完成课程设计,善于归纳总结,具有创新意识。
第二部分课程学习的基本要求及重点难点内容分析第一章数字逻辑基础1.本章学习要求1)应熟悉的内容数字电子技术的发展与应用;数字系统的基本概念;一些常用术语或定义二值数字逻辑、逻辑电平、脉冲波形和数字波形等。
建立逻辑问题的描述的概念。
2)应掌握的内容理解“基数”、“权”的概念;各种代码的特点。
初步建立逻辑变量与逻辑函数和与、或、非三种基本逻辑运算的概念。
3)应熟练掌握的内容各种代码和各种数制之间的转换。
2. 本章重点难点分析重点:各种代码与各种数制之间的转换。
难点:数与码的概念;逻辑问题的描述。
3. 本章典型例题:例1:选择题1)三位二进制数码可以表示的状态是()。
A. 2B. 4C. 6D. 8 答案:D2)十进制数25转换为二进制数为()。
A. 110001B. 10111C. 10011D. 11001答案:D3) BCD代码为(100011000100)表示的数为(594)10,则该BCD代码为()。
A. 8421BCD码B.余3 BCD码C. 5421BCD码D. 2421BCD码答案:C例2:判断题1. 格雷码是有权码。
()2. 二进制数1001和二进制代码1001都表示十进制数9。
()3. 十进制数只能用8421BCD码来表示。
()4. 四位二进制数码有16种组合,其中任意10种组合均可对应表示十进制数中的十个数码。
()答案:1. 2. 3. 4. √例3:填空题:00101010000)8421BCD=( )10=( )2=( )8=( )16答案:(151)(10010111)(227)(97)4. 本章作业:P26作业:1.3.1,1.3.2,1.3.3,1.3.6。
第二章逻辑门电路1.本章学习要求1)应熟悉的内容:半导体二极管、BJT的开关特性;门电路、数字电路及系统的工作速度;数字逻辑电路的正、负两种逻辑体制的概念和相互关系。
2)应掌握的内容:TTL和CMOS门电路的电路结构及工作原理。
正确处理各种门电路使用中的问题。
3)应熟练掌握的内容:各种逻辑门电路的图形符号及其输出函数表达式。
TTL和CMOS两类集成门电路的逻辑功能、特性、参数和使用方法。
2. 本章重点难点分析重点:各种逻辑门电路的图形符号及其输出函数表达式;TTL和CMOS门电路的逻辑功能、特性、参数和使用方法。
难点:各集成门电路的内部逻辑功能的分析。
3. 本章典型例题:例1:选择题:1.如果采用负逻辑分析,正与门即()。
A. 负与门B. 负或门C. 或门D. 非门2. TTL 与非门带同类门的个数为N ,其低电平输入电流为1.5mA ,高电平输入电流为10m A ,最大灌电流为15mA ,最大拉电流为400 m A ,选择正确答案为( )。
A. N=5B. N=10C. N=20D. N=40 3. 为实现“线与”逻辑功能,应选用( )。
A. OC 门B. 与门C. 异或门 4. 可以实现B A F ⊕= 的门电路的是( )。
答案:1.B 2. B 3. A 4. B例2:写出下面电路图完成的逻辑功能。
答案:CD AB L += )(CD AB E L +=4. 本章作业:P85作业:2.4.1;2.4.2;2.4.7; 2.6.2; 2.9.1; 2.9.11第三章 组合逻辑电路的分析与设计 1.本章学习要求1) 应熟悉的内容:组合逻辑电路中的竞争与冒险。
2) 应掌握的内容:常用的基本公式和三个基本法则;组合电路在电路结构和逻辑功能上的特点。
3) 应熟练掌握的内容:利用公式法化简逻辑函数;利用卡诺图法化简逻辑函数;六种表达式之间的相互转换;组合逻辑电路的分析与设计的基本方法。
2. 本章重点难点分析重点:逻辑代数的基本定律和定理;逻辑函数的化简和变换;组合逻辑电路的分析与设计的基本方法。
难点:逻辑函数的变换;组合逻辑电路的设计中的逻辑抽象和逻辑式的变换。
3. 本章典型例题(案例)分析(解答)例1:选择题(1)与BCAABC+函数式功能相等的函数表达式是()。
A. ABCB. AC. ACD. ABC+BC(2)逻辑函数))()((CACBBAF+++=的最小项标准形式为( )。
∑∑∑∑====)7,5,1,0()(.)5,3,2,0()(.)7,6,5,4,1()(.)3,2,0()(.ABCFDABCFCABCFBABCFA答案(1):B (2):A例2:利用代数法化简下列各式BCDCAABDABFDCABCBACBCABAFCBAABCF+++=++++=+++=)3()2()1(答案:;)3()2(;1)1(CAABFCBBAFF+=+==例3:利用卡诺图化简下列各式。
CBADBCADCBDCDBAFBADCABDCDBBAF+++++=++++=)()()2()()1(答案:C B A BCD D C B AB F +++=)1( D C A D B D B A F ++=)2(例4:逻辑函数式B A B A B A L +=⊕=按要求进行变换。
(1) 变成与非—与非的形式;(2) 变成无反变量输入的与非-与非的形式; (3) 变成或非-或非的形式;(4) 变成无反变量输入的或非-或非的形式。
解:(1)B A B A B A B A B A B A L •=+=+=; (2)B A B A L +=B B A A B A B A +++=()()B A B B A A +++=AB B AB A +=AB B AB A •=。
(3)B A AB L +=L L =()()B A B A ++=B A B A +++=。
(4)B A B A L +=B B A A B A B A +++=()()B A B B A A +++=B A B B A A +++++=B A B B A A +++++=。
例5:已知逻辑图如图所示,试分析逻辑功能。
解:B A B A B A AB B AB A Y ⊕=+=•=,完成异或的逻辑功能。
M B AM M B AM Y +=•=,当M=0时,Y=B ;当M=1时,Y=A 。
完成二选一数据选择器的逻辑功能。
例5:交通灯故障监测逻辑电路的设计。
设计要求红灯R ,黄灯Y ,绿灯G ,单独亮为正常,黄、绿同时亮也是正常,其它情况均不正常。
请设计该电路。
解:设:灯亮为“1”,不亮为“0”,正常为“0”,不正常为“1”。
1.列真值表如图所示。
2.进行卡诺图化简。
3.写表达式Z+R=。
+RYYRGG4.本章作业P119:作业3.1.3,3.2.2,3.3.3,3.3.2,3.3.6,3.4.4,3.4.6。
第四章常用组合逻辑功能器件1.本章学习要求1)应熟悉的内容:数字集成电路的发展与应用;数字集成电路的类别、型号以及手册查阅方法。
2)应掌握的内容:常用集成组合逻辑器件的逻辑功能及使用方法;逻辑器件上附加控制端(如使能端、选通输入端、片选端及禁止端)的功能。
3)应熟练掌握的内容:中规模集成电路组成组合逻辑电路的分析和设计方法,特别是译码器电路和数据选择器的应用及功能扩展。
2.本章重点难点分析重点: 常用集成组合逻辑器件的逻辑功能及使用方法;利用功能器件进行中大规模组合电路的分析。
难点:利用功能器件进行组合电路的综合及功能器件功能的扩展。
3.本章典型例题(案例)分析(解答)例1:选择题1. 既考虑低位进位,又考虑向高位进位,应选用( )。
A. 编码器B. 半加器C. 全加器D. 计数器 2. 欲使一路数据分配到多路装置应选( )。
A. 编码器B. 分配器C. 选择器D. 译码器 答案:1. C 2.B例2:用译码器74138和适当的逻辑门实现函数ABC C AB C B A C B A F +++=。
解:例3:设计题应用74151实现C B A C B A C B A Y ++=的逻辑功能。
答案:776655443322110054174151)1(D m D m D m D m D m D m D m D m y m m m C B A C B A C B A Y +++++++=++=++=输出用74151实现时取相应的数据输入D4=D5=D1=1,D0=D2=D3=D6=D7=0即可, 逻辑如图所示。
4.本章作业P142:例4.2.1 P147:例4.3.1 P173:4.2.3 P176:4.3.6第五章触发器1.本章学习要求1)应熟悉的内容触发器的概念,触发器的电路结构形式和触发方式与逻辑功能是两个不同的概念,它们之间没有固定的对应关系,触发器的分类。
集成触发器的型号和手册查阅方法。
2)应掌握的内容触发器的直接置位端Sd和直接复位端Rd的功能及优先级别。
各种触发器逻辑功能的描述方法。
3)应熟练掌握的内容各种触发器的工作原理和工作特点,建立现态与次态的概念;熟练掌握触发器逻辑功能的几种描述方法(功能表、特性方程及状态转换图等);掌握RS、JK、T 和D触发器各自的功能特点及在时钟作用下翻转时刻。
2.本章重点难点分析重点:各种功能触发器的功能特点和触发方式。
难点:主从JK存在一次变化现象的理解;触发器触发方式的理解。
3.本章典型例题(案例)分析(解答)例1:选择题1.为了使时钟控制的RS触发器的次态为1,RS的取值应为()。