数字电路第1-2章

数字电路第1-2章contents目录数字电路概述数字逻辑基础组合逻辑电路时序逻辑电路脉冲波形的产生与整形数模与模数转换电路数字电路概述01离散的、不连续的信号，通过0和1表示信息，抗干扰能力强。数字信号连续的、平滑的信号，可以表示无限多的信息，但容易受到干扰。模拟信号数字信号与模拟信号数字电路以二进制为基础，通过逻辑运算实现各种功能。逻辑性强数字电路对元件参数变化不敏感，因此具有较好的稳定性。稳定性好数字电路的特点与应用易于集成：数字电路的基本单元简单，易于实现集成化。数字电路的特点与应用数字电路是计算机硬件的基础，包括CPU、内存、硬盘等。计算机通信自动控制数字电路在通信领域应用广泛，如手机、电话交换机等。数字电路在自动控制系统中发挥重要作用，如PLC、DCS等。030201数字电路的特点与应用触发器具有记忆功能的逻辑单元，用于存储二进制信息。逻辑门实现基本逻辑运算的电路单元，包括与门、或门、非门等。寄存器由多个触发器组成，用于暂存二进制信息。译码器将二进制代码转换为特定输出信号的电路。计数器实现计数功能的逻辑电路，可用于定时、分频等。数字电路的基本元件数字逻辑基础02

逻辑代数基本概念逻辑变量表示二值逻辑中的两种状态，通常用大写字母A、B、C等表示。逻辑函数描述逻辑变量之间关系的函数，其值域为{0,1}。逻辑运算包括与、或、非三种基本运算，分别用符号“·”、“+”、“¯”表示。逻辑函数的表示方法列出逻辑函数所有可能的输入组合及对应的输出值。用逻辑运算符和逻辑变量表示逻辑函数的式子。用图形符号表示逻辑函数，直观易懂。一种简化逻辑函数的方法，通过合并相邻项来减少函数中的项数。真值表逻辑表达式逻辑图卡诺图包括与、或、非的基本性质，如交换律、结合律、分配律等。基本公式包括一些常用的等价变换公式，如德摩根定律、吸收律等。常用公式包括代入定理、反演定理、对偶定理等，用于简化逻辑函数或证明逻辑等式。基本定理逻辑代数的基本公式和定理组合逻辑电路03逻辑函数的表示方法逻辑函数的化简组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的分析与设计真值表、逻辑表达式、卡诺图等。根据逻辑图写出逻辑表达式，化简并确定功能。公式法、卡诺图法。根据功能要求，选择适当的逻辑门电路实现。123将输入信号转换为二进制代码输出的电路，分为普通编码器和优先编码器。编码器将二进制代码转换为特定输出信号的电路，分为二进制译码器、二-十进制译码器和显示译码器等。译码器在数字系统中用于数据转换和传输。编码器与译码器的应用编码器与译码器数据分配器将一路输入信号分配到多路输出，也称为多路分配器或总线驱动器。数据选择器与分配器的应用在数字系统中用于数据传输和处理，如多路数据采集、多路显示等。数据选择器从多路输入信号中选择一路输出，也称为多路选择器或多路开关。数据选择器与分配器时序逻辑电路04触发器是一种具有记忆功能的逻辑电路，其输出状态不仅取决于当前输入信号，还取决于电路原来的状态。当输入信号满足一定条件时，触发器会从一种稳定状态翻转到另一种稳定状态。触发器的基本原理根据触发方式的不同，触发器可分为电平触发型和边沿触发型两大类。其中，电平触发型触发器在CP端施加有效电平时，根据输入信号决定输出状态；而边沿触发型触发器则在CP端上升沿或下降沿到来时，根据输入信号决定输出状态。触发器的类型触发器的基本原理与类型时序逻辑电路的分析时序逻辑电路的分析包括写出电路的状态方程、驱动方程和输出方程，并根据这些方程列出状态转换表或画出状态转换图。通过这些分析手段，可以了解电路的逻辑功能和工作原理。时序逻辑电路的设计时序逻辑电路的设计包括确定输入、输出变量和状态变量，选择触发器和设计组合逻辑电路等步骤。设计时需要考虑电路的稳定性、可靠性和经济性等因素。时序逻辑电路的分析与设计寄存器寄存器是一种能存储二进制信息的时序逻辑电路，具有并行输入、并行输出、清零和置数等功能。寄存器在数字系统中有着广泛的应用，如用于数据的暂存、缓冲和传输等。移位寄存器移位寄存器是一种具有移位功能的寄存器，它可以在时钟脉冲作用下将存储的数据逐位左移或右移。移位寄存器在数字系统中常用于实现数据的串行传输、序列检测和延时等操作。寄存器与移位寄存器脉冲波形的产生与整形05定义01多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。工作原理02主要由外部的触发信号来激励，由于电路内部加入了正反馈，使电路产生0和1两种饱和状态，在连续触发脉冲的作用下，电路会在这两个状态之间不断地自行翻转，从而产生振荡。应用03多谐振荡器常被用作定时、延时和产生各种复杂波形。多谐振荡器定义单稳态触发器只有一个稳定状态和一个暂稳态。在外加脉冲的作用下，单稳态触发器可以从一个稳定状态翻转到一个暂稳态。由于电路中RC延时环节的作用，该暂态维持一段时间又回到原来的稳态，暂稳态维持的时间取决于RC的参数值。工作原理当输入信号Vi保持低电平时，电路处于稳态，输出Vo为高电平。当输入信号Vi变为高电平时，电路进入暂稳态，输出Vo变为低电平。经过一段时间后，电路自动返回稳态，输出Vo恢复高电平。应用单稳态触发器被广泛应用于脉冲整形、延时和定时等场合。单稳态触发器定义施密特触发器是一种具有回差电压特性的门电路，可将模拟信号转换成矩形波。工作原理当输入信号从低电平逐渐上升时，电路状态保持不变，只有当输入信号达到某一阈值电压时，电路才发生翻转。同样地，当输入信号从高电平逐渐下降时，电路状态也保持不变，只有当输入信号降到另一个阈值电压时，电路才再次发生翻转。应用施密特触发器常用于波形整形、幅度鉴别和抗干扰等场合。施密特触发器数模与模数转换电路06D/A转换器基本原理D/A转换器是将数字信号转换为模拟信号的电路。其基本原理是通过将数字输入信号转换为与之成比例的模拟电流或电压输出。D/A转换器通常由电阻网络、运算放大器和数字开关等元件组成。D/A转换器应用D/A转换器广泛应用于音频、视频、通信和控制系统等领域。例如，在音频播放器中，D/A转换器将数字音频信号转换为模拟音频信号，以驱动扬声器播放声音。D/A转换器基本原理与应用VSA/D转换器是将模拟信号转换为数字信号的电路。其基本原理是通过采样、保持、量化和编码等步骤，将模拟输入信号转换为与之对应的数字输出信号。A/D转换器通常由比较器、计数器、寄存器和控制逻辑等元件组成。A/D转换器应用A/D转换器在数据采集、控制系统和通信等领域有广泛应用。例如，在温度测量系统中，A/D转换器将模拟温度传感器输出的电压或电流信号转换为数字信号，以便微处理器进行数据处理和控制。A/D转换器基本原理A/D转换器基本原理与应用要点三音频处理在音频处理系统中，数模与模数转换电路用于实现音频信号的数字化和模拟化。例如，CD播放器中的D/A转换器将数字音频数据转换为模拟音频信号，而麦克风前置放大器中的A/D转换器则将模拟音频信号转换为数字信号进行录制和处理。要点一要点二图像处理在图像处理领域，数模与模数转换电路用于实现图像信号的数字化和模拟化。例如，数码相机中的A/D转换器将图像传感器输出的模拟信号转换为数字信号进行存储和处理，而显示器中的D/A转换器则