数字电路技术-课件-前言

1、电子工程系骆丽、李哲英数字电路技术 电子工程系骆丽、李哲英数字电路技术 简介教材及主要参考书 1. 电子技术及其应用基础，李哲英 主编 高等教育出版社 2. Digital Fundamentals（数字基础） 科学出版社 3 . 数字电子技术基础 阎 石 主编 高等教育出版社 4 . 电子技术基础 康华光 主编 高等教育出版社 简介教材及主要参考书 1. 电子技术及其应用基础，李哲英简介参考书数字逻辑与数字集成电路，清华大学出版社，王尔乾数字电路与系统，清华大学出版社，刘宝琴数字系统设计引论，高等教育出版社，沈嗣昌数字逻辑与电路，高等教育出版社，王瑜银电子技术虚拟实验，机械工业出版社，吴培明

2、VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计，西安电子科技大学出版社，侯伯亨简介参考书数字逻辑与数字集成电路，清华大学出版社，王尔乾简介考核方式平时成绩 10%仿真研究论文20%期末考试 70%简介考核方式平时成绩 10简介教学安排理论48学时 软件仿真及实验（课外）推荐软件： WorkBench(MultiSim) Maxplus II硬件实验（另外的课程）教学日历简介教学安排理论48学时 软件仿真及实验（课外）硬件实验数字电路技术典型应用分析和设计工具基本概念基本内容前言数字电路技术典型应用分析和设计工具基本概念基本内容前言前言基本概念IC 器件:数字 IC模拟 IC基本半导体器件： 二极管,三

3、极管, 场效应管导体, 半导体, PN结基本电路模型基本应用电路放大/滤波/电源/信号源基本逻辑电路静态, 动态 电路分析逻辑代数实验和测试分析和设计方法前言基本概念IC 器件:数字 IC模拟 IC基本半导体器件：前言数字信号: 1) 离散, 逻辑值 2) 关心结果t Vt V 连续时间信号离散时间信号 基本概念模拟信号: 1) 连续, 模拟量 2) 关心过程前言数字信号:t Vt V 连续时间信号离散时间信号 基本概数字逻辑: 1) 一门科学与工程技术 2) 描述和学习逻辑关系 3) 采用数学方法逻辑值: 0、1(二进制数字)逻辑运算: AND、 OR、NOT描述方法: 逻辑表达式、真值表、

4、时序图、状态图、逻辑图前言数字逻辑系统: 1) 处理基本逻辑信号（逻辑变量） 2) 处理逻辑变量之间的逻辑关系基本概念数字逻辑: 逻辑值: 0、1(二进制数字)前言数字逻辑系统数字逻辑模型: 描述实际的逻辑系统 1) 表示逻辑信号之间的逻辑关系 2) 反映数字逻辑系统的行为特性前言特点: 反映逻辑特性 各种表达式 各种模型基本概念数字逻辑模型: 描述实际的逻辑系统前言特点:基本概念数字电路: 数字逻辑系统的电路实验 工作在开关状态 处理数字信号 基于逻辑结构 实现逻辑运算+5VABR3R2R1R4YDT1T3T4T2前言数字电路模型 : 逻辑电路的功能和结构基本概念数字电路: 数字逻辑系统的电

5、路实验+5VABR3R2R1R4逻辑变量: 1) 表示逻辑事件 2) 逻辑值: 0 、 1前言逻辑信号: 1) 逻辑变量在数字电路中的表示 2) 逻辑值：逻辑电平用高、低电平代表逻辑值 在高、低电平之间快速切换用门限值来判定数字信号高电平低电平基本概念上升时间下降时间10%90%50%脉冲宽度上升沿下降沿逻辑变量: 前言逻辑信号:高电平低电平基本概念上升时间下降时数字系统: 用数字方式实现的系统 基于数字电路； 数字逻辑是分析和设计工具； 只能处理数字信号； 强调功能的完整性。前言例如:计算机系统（微处理器、存储器、控制器、时钟、总线接口）交通控制系统（时钟、显示控制）数字时钟系统（时钟、计数

6、器、显示控制）数字逻辑系统 数字电路系统基本概念数字系统: 用数字方式实现的系统前言例如:数字逻辑系统 前言数字信号、数字逻辑和数字电路: 数字信号是处理对象 数字逻辑是数字电路的数学描述 数字电路是数字逻辑的物理实现数字电路数字逻辑数字信号物理实现数学描述处理对象基本概念前言数字信号、数字逻辑和数字电路: 数字信号是处理对象 数基本逻辑门组合逻辑时序逻辑存储电路脉冲电路基本逻辑数字逻辑系统逻辑函数处理方法基本原理基本门, 三态门,OC门编码器/译码器,加法器,数据选择器,比较器ROM 、EPROM、RAM 触发器, 计数器, 寄存器多谐振荡器(稳态,不稳态,Smith)逻辑代数理论分析前言逻

7、辑功能电路基本逻辑电路块基本内容基本逻辑门组合逻辑时序逻辑存储电路脉冲电路基本逻辑数字逻辑系本课程包含两种技术: 前言2.数字电路技术1.数字逻辑技术分析: 分析现有数字逻辑系统的功能和性能设计: 根据设计要求，建立数字系统模型分析:分析现有数字电路系统的功能和性能，包括电路系统的原理设计:根据模型，用数字电路系统实现设计目标基本内容本课程包含两种技术: 前言2.数字电路技术1.数字逻辑基本概念:前言数制和编码逻辑代数和逻辑函数数字IC器件和电气特性组合逻辑和时序逻辑数字电路系统集成A/D 转换 and D/A 转换电子设计自动化（EDA）数字信号与数字信号处理基本内容基本概念:前言数制和编码

8、逻辑代数和逻辑函数数字IC器件和电气基本电路:前言基本逻辑运算电路组合逻辑电路时序逻辑电路A/D、D/A 转换电路FPGA 应用电路存储电路数字信号处理电路基本内容基本电路:前言基本逻辑运算电路组合逻辑电路时序逻辑电路A/D前言数字电路技术分离元件电路集成电路集成系统真空管晶体管SSIMSILSIVLSI100103104105前言数字电路技术分离元件电路集成电路集成系统真空管晶体管SM前言传统设计方法现代设计方法系统设计软件技术从下至上设计硬件逻辑设计建立硬件后再调试设计周期长很难设计从下至上/从上至下设计硬件/软件设计建立硬件之前仿真设计周期短容易设计数字电路技术前言传统设计方法现代设计方

9、法系统设计软件技术从下至上设计硬件前言典型应用移动通信系统声波模拟信号数字信号重建的声波模拟信号数字信号M/EA/DD/AE/MDSP前言典型应用移动通信系统声波模拟信号数字信号重建的声波模拟信前言控制系统 典型应用前言控制系统 典型应用前言测试系统典型应用前言测试系统典型应用前言会议电视数字移动电话家庭信息中心虚拟教育数码相机汽车虚拟传感器数据存储和处理DSP典型应用前言会议电视数字移动电话家庭信息中心虚拟教育数码相机汽车虚拟前言南北东西28 秒4秒28秒4秒十字路口交通管理系统交通控制器时钟东西南北典型应用前言南北东西28 秒4秒28秒4秒十字路口交通时钟东西药片计数及装瓶控制系统 前言比

10、较器 计数器1编码 转换 1显示 1编码寄存器 键盘编码 转换 2计数器2显示 2阀传感器 典型应用传送带控制药片计数及装瓶控制系统 前言比较器 计数器1编码 显示 1双向总线收发器前言通道选择器内部电路1总线缓冲器1缓冲器2缓冲器3选择1选择2选择3内部电路2内部电路3典型应用双向总线收发器前言通道选择器内部电路1总线缓冲器1缓冲器2缓前言键盘扫描电路 时钟 1列选择控制 +5V 行选择控制 时钟 2键盘编码电路计数器 1典型应用计数器 2前言键盘扫描电路 时钟 1列选择控制 +5V 行选择 时前言密码报警电路同步 密码控制电路键盘传感器电路 灯 报警密码设置使能报警使能典型应用前言密码报警

11、电路同步 密码控制电路键盘传感器电路 灯 报警密前言铁路公路交叉路口控制器防护栏传感器防护栏传感器东西典型应用前言铁路公路交叉路口控制器防护栏传感器防护栏传感器东西典型应前言汽车尾灯控制器 左123123右 3）刹车: 所有尾灯同时点亮 。如果在转向时刹车，转向侧的灯顺序点亮，另一侧灯同时点亮。 1）右转: 右转灯按1,2,3顺序周期性点亮，左转灯灭. 2）右转: 左转灯按1,2,3顺序周期性点亮，右转灯灭.典型应用前言汽车尾灯控制器 左123123右 3）刹车: 所有尾前言FIFO 存储器 写允许读允许清除数据空满数据时钟164 FIFO输出 输入数据 N数据 N-1数据 1典型应用前言FI

12、FO 存储器 写允许读允许清除数据空满数据时钟16前言字符发生器 输出 行选择输出 灯点阵 行选择典型应用前言字符发生器 输出 行选择输出 灯点阵 行选择典型应用前言分析和设计工具现代数字电路的分析和设计工具 在计算机上运行的分析和设计软件 称为仿真软件或工具仿真分析 利用计算机来研究数字电路，找出电路和系统的行为特性，修改设计。 前言分析和设计工具现代数字电路的分析和设计工具仿真分析前言使用一般IC仿真工具使用可编程IC仿真工具使用ASIC仿真工具WorkBenchOrCADMaxplus IIFundationCandenceMentor分析和设计工具前言使用一般IC仿真工具使用可编程IC仿真工具使用ASIC仿前言使用一般IC仿真工具设计输入参数设置仿真设置逻辑图虚拟仪器实际仪器硬件布局电路板制作电路板调试结构设计电路板制作电路调试分析和设计工具前言使用一般IC仿真工具设计输入参数设置仿真设置逻辑图虚拟仪前言使用可编程IC仿真工具电路板制作设计输入仿真调试电路下载和调试结构设计分析和设计工具前言使用可编程IC仿真工具电路板制作设计输入仿真调试电路下载前言使用ASIC仿真工具设计输入仿真调试芯片生产芯片调试结构设计分析和设计工具前言使用ASIC仿真工具设计输入仿真调试芯片生产芯片调试结构前言小结阅读：P1P12作业: P13P15 练习题 0-2,0-3 习