数字电子技术基础全套课件

小结
日常生活中使用十进制，但在计算机中基本上使用二进制， 有时也使用八进制或十六进制。利用权展开式可将任意进制数
常用的几种 BCD 码
十进 制数 8421 BCD码 2421 BCD码 5121 BCD码 余 3码 余3 循环码
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
0000 0001 0010 0011 0100 1011 1100 1101 1110 1111
注意：如无特别说明，本课程中的BCD码一概指组合的8421BCD码。
格雷码（Gray）
任意两个相邻码组之间只有一位码元不同（0和最大 数之间也只有一位不同），因此格雷码也称为循 环码；这种编码在形成和传输时不易出错。
比如：十进制3转换为4时，对应二进制的每一位变化，都会产
生很大的尖峰电流脉冲

上述编码方式是针对 “一位” 十进制数字而言的，一个多位的十进制数 与相应的8421BCD码之间的转换关系如下例所示： 3 0 9 1 十进制数：
对应的8421BCD码：
0011
0000
1001
0001
这样得到的BCD码在存放或处理时有两种格式： • 组合BCD码格式：每位十进制数字对应的BCD编码以四个二进制位来存放； （3091）10＝（0011 0000 1001 0001）BCD • 非组合BCD码格式：每位十进制数字对应的BCD编码以八个二进制位来存放， 其中低四位存放真正的BCD码，高四位根据具体应用的不同定义为不同的 值 —— 如无特殊要求，高四位通常为全0； （3091）10＝（00000011 00000000 00001001 00000001）BCD

阈值电压VTH
电 流 传 输 特 性
T2截止
CMOS反相器 在使用时应尽 量避免长期工 作在BC段。
T1截止
三、输入端噪声容限
在保证输出高、低电 平基本不变的条件下,输入 电平的允许波动范围称为 输入端噪声容限。
输入高电平时噪声容限：
VNH VOH(min)VIH(min)
输入低电平时噪声容限：
N
N
P
两个N区 SiO2绝缘层
栅极
D G
S
N沟道增强型
漏极 源极
vGS=0时
vGS vDS
iD=0
S GD
N
N
D、S间 相当于两 个背靠背 的PN结
P
S
D
不论D、S间有无
电压，均无法导通，
B
不能导电。
vGS>0时
源极与 衬底接 在一起
VGS VDS S GD
N
N
P N沟道
VGS(th)称为阈值电压(开启电压）
T2 NMOS管
vI=0
VDD
导通
TP
vI
vO
TN vo=“１”
截止
vI=1
VDD
截止
T1
vI
vO vo=“０”
T2
导通
静态下，无论vI是高电平还是低电平，T1、T2总有 一个截止，因此CMOS反相器的静态功耗极小。
二、电压传输特性和电流传输特性
T1导通T2截止
电
压
传
T1T2同时导通
输
特
性
T2导通T1截止
Y
Y=A·B
0
0
A
0
B
Y
1

与门的逻辑符号：
A
&
Y Ｙ＝Ａ•Ｂ
B
二、或逻辑（或运算）
或逻辑：当决定事件（Y）发生的各种条件A，B，
C，…)中，只要有一个或多个条件具备，事件（Y）
就发生。表达式为：Ｙ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋…
功真能 值表 表
A
开A关 A 开关BB
Y灯 Y
B E
断0开 断开0
0灭
Y
断0开 闭合1
1亮
闭1合 断开0
1亮
电路图
5、波形图→真值表
A
1111
0000
B
11
11
00
00
C 1111
00
Y 11
00 11
0
00 0
ABC Y 00 0 0 t 00 1 1 01 0 1 t 01 1 0 10 0 0 t 10 1 1 11 0 0 t 11 1 1
三、逻辑函数的两种标准形式
最小项:
在n变量逻辑函数中，若m为包含n个因子的乘 积项，而且这n个变量都以原变量或反变量的形式在 m 中出现，且仅出现一次，则这个乘积项m称为该 函数的一个标准积项，通常称为最小项。
闭1合 闭合1
1亮
两个开关只L要=A有B一个接通，灯 就会亮。逻辑表达式为：
Ｙ＝Ａ+Ｂ
实现或逻辑的电路称为或门。 或门的逻辑符号：
A
≥1
B
Y=A+B
三、非逻辑（非运算）
非逻辑：指的是逻辑的否定。当决定事件（Y）发生的
条件（A）满足时，事件不发生；条件不满足，事件反
而发生。表达式为：Y＝A′
真功能值表表
Y (((A B)C)D)C
应用反演定理应注意两点：

自顶向下设计方法
从整体到局部，逐层细化，将复 杂系统分解为简单子系统。
自底向上设计方法
从局部到整体，先设计好底层模块， 再逐步向上集成。
IP核复用技术
利用已有的IP核（知识产权核）进 行系统设计，提高设计效率。
数字系统应用举例：交通信号灯控制系统
交通信号灯控制逻辑
01
根据交通规则和车流量情况，设计信号灯的控制逻辑。
硬件电路设计
02
包括信号灯驱动电路、传感器接口电路等。
软件编程实现
03
使用VHDL或Verilog等硬件描述语言进行编程实现。
数字系统应用举例：电子密码锁控制系统
密码锁控制逻辑
根据密码输入情况，控制锁的开 启或关闭。
硬件电路设计
包括键盘输入电路、显示电路、 锁控电路等。
软件编程实现
使用嵌入式C语言或汇编语言进 行编程实现。
课件按照教材的章节结构进行编排，包括数字电路基 础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、半导体存储器、
可编程逻辑器件、数字系统等章节。
输标02入题
每章包括本章导读、知识点讲解、例题解析、习题练 习等部分，内容丰富、详实。
01

课件还提供了丰富的实验和实践内容，帮助学生更好 地掌握数字电路的知识和技能。
04
非易失性，即断电后数据不会丢失。
02 03
ROM的工作原理
ROM在制造过程中将信息以掩膜方式写入，用户只能读取不能修改。 根据写入方式的不同，ROM可分为掩膜ROM、可编程ROM （PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）等。
ROM的应用领域
ROM广泛应用于计算机启动程序、设备驱动程序、嵌入式系统等领域， 用于存储固定不变的信息。