数字电子技术第一章

1数字逻辑导论，1.1.1数字技术的发展和应用，1.1.2数字集成电路的分类和特征，1.1.3模拟和数字信号，1.1.4数字信号的描述方法，1.1数字电路和数字信号，1.1.1数字技术的发展和应用，80后ULSI，90后97，集成电路上的40亿晶体管。在未来，基于电子器件的发展，由高分子材料或生物材料制成的具有更高密度和三维结构的电路具有：发展特征。在电子管时代，福勒斯特和其他人在1906年发明了电子管。电子管体积大、重量重、功耗大、使用寿命短。它目前被用在一些高功率发射装置中。电压控制器件电真空技术、晶体管时代、半导体二极管、电流控制器件、半导体技术、晶体管时代、半导体三极管、电流控制器件、半导体技术、半导体集成电路、电路设计方法，a)传统设计方法，b)现代设计方法，电路设计方法随着器件的变化从传统向现代转变，电子设计自动化、EDA技术以计算机为基本工具，借助软件设计平台，自动完成数字系统的仿真、逻辑综合、布局和布线。最后下载到芯片上实现系统功能。制作硬件设计软件。电子设计自动化1。EDA设计：原理图设计(ELECTRNICS工作台)、Verilog HDL语言设计、状态机设计、使用软件平台的计算机设计4。验证结果，实验板，下载线，数码相机，计算机，数字技术应用，1，数字集成电路的分类，1.1.2，数字集成电路的分类和特点，根据电路的结构特点和对输入信号的响应规则，根据电路的形式，数字集成电路可分为小规模，中等规模，大规模，超大规模和超大规模五大类。根据不同的器件和集成级别，集成级别为：2的每个芯片中包含的门的数量。数字集成电路的特点(自学)，1)电路简单，便于大规模集成和大规模生产，2)可靠性高，稳定性和精度高，抗干扰能力强，3)体积小，通用性好，成本低，4)可编程，软硬件设计实现，5)高速低功耗，6)加密好。3.数字电路的分析、设计和测试。(1)数字电路分析方法。根据电路输出和输入之间的逻辑关系，说明了电路实现的逻辑功能。分析工具：逻辑代数。电路逻辑功能主要使用真值表、函数表、逻辑表达式、卡诺图和波形图。(2)数字电路的设计方法，从给定的逻辑功能要求出发，选择合适的逻辑器件，设计出满足要求的逻辑电路。时间和数值连续变化的电信号，1。模拟信号，1.1.3模拟信号和数字信号，正弦波信号，三角波信号，时间和值都是离散信号，2。数字信号，3。模拟信号的数字表示，数字信号便于存储、分析和传输，模拟信号通常转换成数字信号，模数转换器，采样和保持，量化编码，模拟信号，数字信号，模拟电路和数字电路的区别，1。不同的工作任务：模拟电路研究输出和输入信号在大小、相位、失真等方面的关系。数字电路主要研究输出和输入之间的逻辑关系(因果关系)。模拟电路中的三极管工作在线性放大区域，是一个放大元件。数字电路中的三极管工作在饱和或截止状态，起着开关的作用。因此，基本单元电路、分析方法和研究范围是不同的。2，三极管工作状态不同：模拟电路研究问题，基本电路元件：基本模拟电路：数字电路研究问题，基本电路元件，基本数字电路，1.1.4数字信号描述方法，1，二进制数字逻辑和逻辑电平，0，1数字表示量表示二进制数，0，1逻辑表示物态表示二进制逻辑，1，表示电路中有低电平和高电平，2，数字波形，是si由逻辑电平描述的数字波形，16位数据的图形表示，高电平，低电平，脉冲，比特率-每秒传输的位数，无脉冲，(1)两种类型的数字波形：不归零型，归零型，非周期性数字波形，周期性数字波形，示例1.1.1通信系统每秒传输1544000位(1.544兆位)的数据以找到每一位数据的时间。根据主题，每个数据的时间是例如1.1.2，将周期性数字波形的高电平设置为持续6毫秒，将低电平设置为持续10毫秒，并且计算占空比q，解决方案：因为数字波形的脉冲宽度tw是6毫秒，周期t是6毫秒，10毫秒是16毫秒，(2)实际脉冲波形和主要参数，非理想脉冲波形，上升时间Tr(ns)，脉冲宽度tw，下降时间tf(ns)，(3)时序图，示出时序关系的多个波形图，END，1.2.1十进制，1.2十进制，1.2.2二进制，1.2.3二进制到十进制的转换，1.2.4十六进制和八进制，多位数数字中每个数字的组成和从低位数到高位数的进位规则，1.2.1十进制，数字，进位规则，0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，“每十进制”，4587.29=4103 5102 8101 7100基本操作规则简单，操作方便。二进制数的波形表示，(1)二进制数据的串行传输，(2)二进制数据的并行传输，1.2.3二进制和十进制之间的转换，二进制十进制，整数部分除以2得到余数，直到商为零，十进制部分乘以2得到整数，直到精度满足。因此，(44.375) d=(101100.011) b，解应该精确到小数点后10位，1/210=1/1024。(0.39)D被转换成二进制数，精确度为0.1%。1.2.4十六进制和八进制，数字，进位规则，每个的权重是16，0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，a，b，c，d，e，f的幂，“每一个十六进制”，十六进制，=(1010111110100.01110110) b，(af 4.76) h，1110100.011，(000，0)b，=(1d4.6) h 每个位的权重是8、0、1、2、3、4、5、6、7的幂，“每个八进制都是1”，(752.1) o=，(111101010.001) b，(10110.011) b=，(26.3) o，end)，1.3二进制算术运算，1.3.1无符号二进制算术运算，1.3.2有符号二进制算术运算，1，二进制加法，0 0=0，0 1=1 ，1.3.1无符号数算术运算，无符号二进制加法规则，2，二进制减法，0-0=0，1-1=0，1-0=1，0-1=11。无符号二进制减法规则，3，二进制乘法和除法运算，例1.3.4计算两个二进制数1010和111的商。1.3.2带符号二进制的减法。二进制数的最高有效位代表符号位，0代表正数，1代表负数。其余的以原始代码的形式表达。有符号的二进制数表示：(11) d=(01011) b (11) d=(11011) b，1。二进制数的补码表示当二进制数为正时，其补码和逆码与原始码相同。原始代码的值位逐位反转，然后通过将最低位加1得到补码。当二进制数为负数时，减法原理：减去一个正数，等于加上一个负数AB=A (B)，然后加上(b)。2.二进制补码的减法。用补码加减的步骤如下：(1)根据XY补码=X补码Y补码，分别求出X补码、Y补码和X Y补码。当添加(2)补码时，符号位参与运算。如果符号位有进位，它们将被自动丢弃。(3)根据xy补码的结果计算XY基元，然后获得XY结果。(2) 3补码-4补码是，必须指出，当两个补码相加时，如果生成的和超过有效数字所指示的范围，计算结果将是错误的。产生错误的原因是计算结果溢出，解决方法是加大字长。即符号位为1，因此3-4=-1，示例1.3.8使用4位二进制补码来计算5 7。溢出，解决溢出：位扩展。解决方法：因为(5 7)补码=(5)补码(7)补码=0101 0111=1100，4。溢出判别，当箱中的进位位与和数的符号位(即b3位)相反时，运算结果错误，导致溢出。END、1.4二进制码、1.4.1二进制-十进制码、1.4.2格雷码、1 . 4 . 3 SCII码、1.4二进制码1 .编码：多个0和1按照一定的规则排列在一起形成不同的码，每个码被赋予固定的含义。n位二进制码可以用来表示2n个不同的信号。如果有n项信息需要编码，2nNA。每组代码都可以被视为包含特定含义的符号。在每组代码和每组代码内每个比特之间没有特定的数字进位关系。信息和代码之间的对应完全是人为的，可以任意编辑。然而，当进行编码时，编码序列应该遵循某些规则。编码中要遵循的规则，编码系统，1.4.1二进制十进制代码(BCD代码)使用4位二进制代码来表示0-90位十进制数字。由于4位二进制码可以表示24=16个信号，所以在表示10个数字0-9时有不同的组合，即不同的编码方法：8421BCD码2421BCD码5421BCD码剩余3码：8421BCD码0011、加权码和剩余3码特征：当两个十进制数之和为10时，对应的二进制数正好为16，所以进位信号可以自动生成，而不需要校正剩余3码0。如图6和4所示，剩余的3个码循环码：两个相邻码之间只有一个比特的状态不同。当计数器由剩余3个码的循环码组成时，在每个转换过程中只有一个触发器被翻转，并且在解码过程中不会出现竞争风险现象。对于授权的BCD码，由BCD码表示的十进制数可以根据比特权重扩展获得。对于多位十进制数，需要几组具有相同十进制数的BCD码来表示它。不能省略！不能省略！例如，8421BCD码的十进制数为876，8421，例如，其余3个码876D=(101110101001)其余3个码的十进制数为876，876d=1101101101100 b=36ch，876d=(100001111010) 8421 BCD，1.4.2格雷码，格雷码是一种未授权码，编码特征该特性通常用于模拟转换，格雷码特性具有重要意义。例如，对应于两个相邻十进制数13和14的二进制码是1101和1110。如果二进制数通过加1来计数，二进制代码的最低两位将从13变为14，但事实上，这两个位的改变不能同时发生。如果首先将最低位设置为0，然后将较低的位再次设置为1，1101-1100-1110将出现在中间，即，将出现临时错误代码1100，而格雷码只有一个位改变，因此消除了这种错误的可能性。1 . 4 . 3美国标准信息交换代码。它有128个代码，可以代表大小写英文字母、十进制数、标点符号、操作符号、控制符号等。它通常用于计算机的键盘指令输入和数据。字符编码，使用7位二进制代码表示128个符号，ascii _ americastandardconformationinterchange，end，1.5二进制逻辑变量和基本逻辑运算，*逻辑运算：当0和1表示逻辑状态时，这两个二进制代码根据特定的因果关系进行运算。逻辑运算中使用的数学工具是逻辑代数。和，或，不是三个基本的逻辑运算，*逻辑代数和普通代数的区别！逻辑代数表达式，真值表，逻辑图，卡诺图，波形图，硬件描述语言(HDL)，基本逻辑关系和与否，基本逻辑运算，1。“与”操作，此事件仅在确定某个事件的所有条件都满足时才会发生。这种因果关系被称为逻辑关系。逻辑示例，电路状态表，逻辑符号，逻辑表达式：l=ab=ab，真值表特征：任何0都是0，所有1都是1，2，或运算，或逻辑示例，电路状态表，只要满足一个或多个确定事件的各种条件，事件就会发生。这种因果关系被称为逻辑关系。，或逻辑符号，或逻辑表达式：l=ab，特性： 1=1，全0=0，3。不是操作，当满足发生条件时，事件不会发生；当事件发生的条件不满足时，事件就会发生。这种因果关系被称为非逻辑关系。非逻辑示例、非逻辑符号、非逻辑表达式：特征：1是0，0是1，非逻辑符号是4。几种常见的复合逻辑运算，1)和非运算，2)或非运算，或非逻辑符号，以及3)异或运算。如果两个输入变量的值不同，则输出为1，否则为0。异或逻辑符号，4)与运算。如果两个输入变量的值相同，则输出为1，否则为0。与或逻辑符号、5)与或非操作、门摘要、门摘要、结束、逻辑代数表达式、真值表、逻辑图、卡诺图、波形图、硬件描述语言(HDL)、1.6逻辑函数建立及其表达方法、走廊灯开关图、1 .真值表表示、逻辑抽象、列表真值表、A、B : up-1 down-0L : on-1；关闭-0，确定变量和函数，并赋值；2.逻辑函数的表达式是逻辑函数与逻辑变量之间关系的逻辑代数表达式，它与“与”、“或”、“非”等运算相结合。通过用逻辑符号如“与”、“或”和“非”来表示逻辑函数中变量之间的逻辑关系而获得的图称为逻辑图。3。逻辑图表示法。波形图表示法，用输入端不同逻辑信号对应的输出信号的波形图来表示电路的逻辑关系。我想看一下桌子。0000010011100101110111，0001111111，逻辑关系表达式之间的转换：真值表表达式：在真值表中挑选函数值等于1的变量组合；变量组合中的变量被写成1的原始变量，并被写成0的逆变量。将组合中的变量相乘，使函数值为1的每个变量组合都可以写成乘积项，然后将这些乘积项相加，得到相应的逻辑表达式。练习：当输入端A、B和C中的两个有信号时，电路输出一个信号。试着列出真值表，写出逻辑函数表达式，画出逻辑图。根据问题的含义，真值表被列出，真值表的表达式：逻辑图：由0和1组成的二进制数可以