脉冲与数字电路——数字电路的基础知识
- 格式:ppt
- 大小:757.50 KB
- 文档页数:58
项目10 数字电路基础学习目标1.知识目标(1) 掌握数字信号与模拟信号的特点。
(2) 熟悉数字电路的特点与分类。
(3) 掌握十进制、二进制、八进制以及十六进制之间的转换。
(4) 掌握一些常用的编码。
(5) 掌握逻辑函数的表示方法及相互间的转化。
(6) 掌握逻辑代数和卡诺图化简方法。
2.技能目标(1) 能识别数字信号与模拟信号。
(2) 能测量调节数字信号的各个参数。
生活提点由于自然界中的各种信号,例如光、电、声、振动、压力、温度等通常表现为在时间和幅度上都是连续的模拟信号,所以传统上对信号的处理大都采用模拟系统(或电路)来实现。
随着人们对信号处理要求的日益提高,以及模拟信号处理中一些不可克服的缺点,对信号的许多处理转而采用数字的方法来进行。
近年来由于大规模集成电路和计算机技术的进步,信号的数字处理技术得到了飞速发展。
数字信号处理系统无论在性能、可靠性、体积、耗电量、成本等诸多方面都比模拟信号处理系统优越得多,使得许多以往采用模拟信号处理的系统越来越多地被数字处理系统所代替,进一步促进了数字信号处理技术的发展,其应用领域包括通信、计算机网络、雷达、自动控制、地球物理、声学、天文、生物医学、消费类电子产品等国民经济的各个部门,已经成为信息产业的核心技术之一。
比如平时用到的手机、MP3、计算机等产品,均是基于数字信号处理基础上的数字化产品,而数显电容计中所用的也均为各种集成数字电路,接下来先来认识一下数字信号。
项目目标:使用信号发生器获取数字信号与模拟信号。
项目要求:通过示波器来检测各数字信号的幅度、周期、脉冲宽度及占空比。
项目提示:图10.1 所示为信号发生器输出的模拟信号及数字信号的波形的示波器截图。
(a) 模拟信号截图(b) 数字信号截图图10.1 数字及模拟信号截图接下来通过信号发生器和示波器测试数字信号。
测试器件清单见表10-1。
表10-1 项目测试器件清单测试步骤如下。
1.将信号发生器的输出端与示波器的输入正确相连。
数字电路知识点总结(精华版)数字电路知识点总结(精华版)第一章数字逻辑概论一、进位计数制1.十进制与二进制数的转换2.二进制数与十进制数的转换3.二进制数与十六进制数的转换二、基本逻辑门电路第二章逻辑代数逻辑函数的表示方法有:真值表、函数表达式、卡诺图、逻辑图和波形图等。
一、逻辑代数的基本公式和常用公式1.常量与变量的关系A + 0 = A,A × 1 = AA + 1 = 1,A × 0 = 02.与普通代数相运算规律a。
交换律:A + B = B + A,A × B = B × Ab。
结合律:(A + B) + C = A + (B + C),(A × B) × C = A ×(B × C)c。
分配律:A × (B + C) = A × B + A × C,A + B × C = (A + B) × (A + C)3.逻辑函数的特殊规律a。
同一律:A + A = Ab。
摩根定律:A + B = A × B,A × B = A + Bc。
关于否定的性质:A = A'二、逻辑函数的基本规则代入规则在任何一个逻辑等式中,如果将等式两边同时出现某一变量 A 的地方,都用一个函数 L 表示,则等式仍然成立,这个规则称为代入规则。
例如:A × B ⊕ C + A × B ⊕ C,可令 L = B ⊕ C,则上式变成 A × L + A × L = A ⊕ L = A ⊕ B ⊕ C。
三、逻辑函数的化简——公式化简法公式化简法就是利用逻辑函数的基本公式和常用公式化简逻辑函数,通常,我们将逻辑函数化简为最简的与或表达式。
1.合并项法利用 A + A' = 1 或 A × A' = 0,将二项合并为一项,合并时可消去一个变量。
数字电子技朮部分数字电子技术是研究电路的‘开’、‘关’状态及其相互间的逻輯关系的,俗称为‘开关电路’。
显然,在开关电路中,其工作状态只有‘开’ 或 ‘关’ 。
所谓‘数字系统’,就是由基本的数字电路(开关电路)组成的。
与模拟电路的线性变化相比,数字电路的电信号是跳变方式,即通常称之谓‘脉冲’。
包括电路中用RC 过渡过程形成的‘脉冲电压、电流’均属数字电子技术涉及的范围。
常用‘逻輯代数’(布尔代数)来分析、表达、设计数字电路及其系统;‘二进制’也是分析、表达电路及其工作过程的重要工具。
一、脉冲的基本概念1. 脉冲 :表示一种时间极短的突变电压或电流信号。
开关K 的通、断使U R 的变化是一种‘突变’——脉冲;波形图记录了电压脉冲U R 随时间突变的过程。
2. 脉冲波的参数:上升沿(上升时间):从0.1~0.9幅度用的时间,又称‘前沿’;下降沿(下降时间):从0.9~0.1幅度用的时间,又称‘后沿’; 脉冲宽度(t K ):脉冲持续时间;重复周期T:相邻间重复出现的时间;重复频率f=1/T;幅度:脉冲幅度变化的最大值;理想状态下,上升、下降时间应为0,但电路参数会引起波形的‘畸变’,故希望越短越好。
3. 常见脉冲波形:E矩形波 微分尖脉冲 锯齿波 三角波4. RC 电路充放电特点——脉冲形成的过渡过程;若:开关K 合上之前电容C 上无电压(初态为0):K 一合上,E 经R 对C 充电,u c 从0开始呈指数上升; 充电的快慢受时间常数τ= RC 约束;RC 小,充电快,u c 增长迅速;反之,缓慢; 特点:i 从最大值E/R →下降趋于0;uR 从最大值E→下降趋于0;uc 从0上升趋于E,均呈指数规律变化;若:电容C 充滿电(u c = E ),然后接通K:C将放电,从C 正端经R 到C负端;放电快慢受RC 约束,τ大→放电缓慢,τ小→放电迅速。
也呈指数规律。
从E 下降→趋于0;时间常数τ=RC 的单位为秒。
绪论一、数字电路特点1、什么是数字电路电子电路按信号分成二类模拟电路数字电路模拟电路:信号连续分布 举例模拟电路—线性电路 0IV K V = 一次线性方程 线性 非线性数字电路:信号不连续—脉冲数字电路也称脉冲电路数字电路主要应用矩形波正逻辑高电平 1低电平 0“”“”二元码2、数字电路工作状态数字信号0、1表示二个相反的状态,因此原则上凡是能够代表二个相反的状态的任何方法都可以表示为数字信号,典型机械开关 导通“1 断开“0→→所以数字电路也称开关电路3、数字电路抗干扰性强二、数字电路的应用1、数字通讯2、数控装置 计算机控制操作设备3、数字计算机(最广泛、最杰出的应用)算盘1857年,Hill计数器1890年人口普查使用的制表机第二代1951年,IBM开始决定开发商用电脑,聘请冯·诺依曼担任公司的科学顾问,1952年12月研制出IBM第一台存储程序计算机,也是通常意义上的电脑,这是IT历史上一个重要的里程碑。
它叫IBM 701。
第一代1946年启动“埃尼阿克”(ENIAC)计算机1958年8月16日第一个集成电路第三代1964年4月7日,IBM主席Tom Watson,System 360。
Jr.亲自发布System 360。
超级计算机IBM蓝色基因落户德日计算相当于1.5万台PC( 2006年)第一章逻辑代数基础前面二进制数表示方法不讲,其它学科介绍,本书不用这些概念。
二进制逢二进一1101,110 ++右面给出常用的四位二进制逐一递增的8.4.2.1码。
§1.1 基本概念公式和定理1.1.1 基本和常用逻辑运算一、三种基本逻辑运算1、 与逻辑(与运算、逻辑乘)与逻辑—全部条件具备,事件发生。
下图用机械开关来表示与逻辑运算。
功能表开、关,亮、灭是一个二元状态,可以用0、1码表示 ②真值表 ①赋值合,亮断10,灭→→③与逻辑式 YA B =⋅④逻辑图(符号)多端输入(多个开关) Y ABC =上述逻辑运算的器件称“门” 对应与逻辑称“与门”2、 或逻辑(逻辑加)或逻辑— 一个或一个以上条件具备,事件发生。