电工与电子技术-第11章 数字电路详述

11. 模拟单元包括函数器、坐标转换器、电子开关等。 此外，还有一些其他符号，如机械控制、操作件和操 作方法、非电量控制、接地、接机壳和等电位、理想电路 元件(电流源、电压源、回转器)、电路故障、绝缘击穿等。
电工电子技术基础课件第十一章
识图入门
（三）常用图形符号 由于电气图中涉及的电气图形符号种类繁 多，不能一一列举。
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5. 开关、控制和保护装置包括触点(触头)、开 关、开关装置、控制装置、电动机起动器、继电器、 熔断器、保护间隙、避雷器等。
6. 测量仪表、灯和信号器件包括指示、积算和 记录仪表、热电偶、遥测装置、电钟、传感器、灯、 喇叭和电铃等。
7. 电信：交换和外围设备包括交换系统、选择 器、电话机、电报和数据处理设备、传真机、换能器、 记录和播放器等。
电工电子技术基础课件第十一章
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(2) 双字母符号 双字母符号是由表10．1所列的一个表示种类 的单字母符号与另一个字母组成，其组合形式应以 单字母符号在前、另一个字母在后的次序列出。双 字母符号可以较详细和更具体地表述电气设备、装 置和元器件的名称。双字母符号中的另一个字母通 常选用该类设备、装置和元器件的英文名称的首位 字母，或常用缩略语及约定俗成的习惯用字母。
电工电子技术基础课件第十一章
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文字符号通常由基本符号、辅助符号和数字组成。 新的国家标准规定的文字符号是以国际电工委员 会(IEC)规定的通用英文含义为基础的，而旧的文字 符号则是以汉语拼音字母为基础，两者有很大的区别。 本节主要介绍新符号，并注意新旧符号的对照。 1. 基本文字符号 基本文字符号用以表示电气设备、装置、元器件以及 线路的基本名称和特性，它可分为单字母符号和双字 母符号两种。

结合在一起，来组成系统设计的不同版本；
5.库（Library）:存放已经编译的实体、构造体、包集 合和配置；
2019/3/10 第11章 硬件描述语言VHDL 11
例11.2.1 用VHDL描述一个具有异步清零的4位计数器。
library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; use ieee.std_logic_arith.all; -- 库、包集合调用。 entity cntm16 is port (clr : in std_logic; clk : in std_logic; q : buffer std_logic_vector(3 downto 0)); end cntm16; -- 实体。 architecture rtl of cntm16 is begin process (clk,clr) variable i:integer range 0 to 15; begin if(clr=‘0’)then i:=0; elsif( clk’event and clk=‘1’)then if (i=15)then i:=0; else i:=i+1; end if; end if; q<=conv_std_logic_vector(i,4); end process; end rtl; -- 结构体。
11.2.3 配置（CONFIGURATION）
11.2.4 库（LIBRARY） 11.2.5 包（PACKAGE）
2019/3/10 第11章 硬件描述语言VHDL 2
11.3 VHDL语言元素
11.3.1 VHDL词法规则与标识符
11.3.2 数据对象和数据类型 11.3.3 运算符(operator)

第11章数字电路综合案例内容提要前面的章节介绍了数字电路的基本知识、基本理论、常用器件，以及数字电路分析和设计的基本方法。

本章涉及到复杂数字系统的设计。

数设计对象从译码器、计数器等这些基本逻辑功能电路到了数字钟等综合的数字逻辑系统的设计；设计方法也由采用真值表到求逻辑表达式、画出电路图的方式到通过确定总体方案，采取从局部到整体，用各种中、大规模集成电路来满足要求的数字电路系统的方式。

本章结合数字钟这一实际的案例来介绍数字电路系统的设计方法，进一步提高学生的综合能力和解决实际问题的能力。

基本教学要求1.了解中小规模集成电路的作用及实用方法。

2.了解数字钟电路的原理。

3.掌握综合数字电路系统的设计流程和设计方法。

11.1概述数字系统的设计，采用从整体到局部，再从局部到整理的设计方法。

首先对系统的目标、任务、指标要求等进行分析，确定系统的总体方案；然后把系统的总体方案分成若干功能部件，绘出系统的方框图；之后运用数字电路的分析和设计方法分别进行设计，或者是直接选用集成器件去构成功能部件；最后把这些功能部件连接组合起来，便构成了完整的数字系统，通过对电路的分析和测试修改，完善与优化整个系统。

这是传统的数字系统的设计方法，也是下面要介绍的内容。

随着计算机技术的发展，电子设计自动化EDA成为了现代电子系统设计与仿真的重要手段，对于复杂系统的设计十分有效，尤其是硬件描述语言的使用，使硬件软件化，让数字系统的设计更加方便、高效。

下面以数字钟系统设计为例，介绍综合数字电路系统的设计方法。

数字钟是一种用数字电子技术实现时、分、秒计时的装置，与传统的机械式时钟相比具准确、直观、寿命长等特点。

目前广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。

数字钟也是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序逻辑电路。

通过数字钟的设计进一步了解数字系统设计时用到的中小规模集成电路的使用方法，进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。

分析 逻辑图 设计 功能
已知函数的逻辑图如图所示， 例 ： 已知函数的逻辑图如图所示，试求它的逻辑 函数式。 函数式。 从输入端A、 解: 从输入端 、 B开始逐个写出每 开始逐个写出每 个图形符号输出端 的逻辑式，即得： 的逻辑式，即得：
Y = A+ B+ A+ B
Y = A + B + A + B = ( A + B)( A + B) = ( A + B)( A + B)
第11章 组合逻辑电路 11章
脉 冲 信 号 模拟信号：在时间上和 数值上连续的信号。
u
数字信号：在时间上和 数值上不连续的（即离 散的）信号。
u t
数字信号波形(正脉冲） 数字信号波形(正脉冲）
t
模拟信号波形
对模拟信号进行传输、 对模拟信号进行传输、 处理的电子线路称为 模拟电路。 模拟电路。
对数字信号进行传输、 对数字信号进行传输、 处理的电子线路称为 数字电路。 数字电路。
数字电路的分类
按半导体类型可分为： a、按半导体类型可分为： 双极型电路和单极型电路 按半导体类型可分为 b、按电路的集成度可分为： 按电路的集成度可分为： 按电路的集成度可分为 SSI(Small Scale Integrated )电路 数十器件 片) 电路(数十器件 电路 数十器件/片 MSI(Medium Scale Integrated)电路 数百器件 片) 电路(数百器件 电路 数百器件/片 LSI(Large Scale Integrated )电路 数千器件 片) 电路(数千器件 电路 数千器件/片 VLSI (Very Large Scale Integrated )电路 数万器件 片) 电路(数万器件 电路 数万器件/片 ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路) CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件 ) FPGA(Filed Programmable Gate Array，现场可编程门阵列 ) IP核(Intellectual Property，知识产权) 硬件设计包 SoC(System on a Chip，单片电子系统) CPLD/FPGA—可编程专用IC，或可编程ASIC。 EDA(Electronic Design Automation，电子设计自动化)