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1、11数字电路的基本知识课程 课题 数字电子技术基础 章节 第1章 教师 陈燕熙 审批 课时 2 1.1数字电路基本知识 授课日期 授课班级 教学目的 与要求 了解数字电路的基本常识 教学重点 矩形脉冲的主要参数 教学难点 授课类型 教学方法 教 具 矩形脉冲的主要参数 专业理论课 班级授课 多媒体 解决重难 点的措施 深刻理解数字电路的基本理论、基本概念和基本方法，以便以后复杂知识的掌握和学习。 导入过程 设计 使学生在学完普通物理、电路分析基础等课程的基础上，系统地学习数字电子技术的基础理论、基本概念和基本方法。 教学过程 一、教学内容： 1.1数字电路概述 1.1.1 数字信号和数字电路
2、电子电路所传递和处理的信号的两种类型：模拟信号和数字信号 1. 基本概念： 模拟信号：是指在时间上和数值上都连续变化的电信号。声音、温度、速度等都是模拟信号。图1-1就是模拟信号的例子，正弦波信号是典型的模拟信号。 模拟电路：传递、处理模拟信号的 电路。 数字信号：是指在时间上和数值上都断续变化的电信号。十字路口的交通信号灯、数字式电子仪表、自动生产线上产品数量的统计等都是数字信号。图1-2就是数字信号的例子，矩形波信号是典型的数字信号。 由图1-2可以看出，数字信号的特点是：突变和不连续。数字电路中的波形都是这类不连续的波形，通常这类波形又称为脉冲。 数字电路：传递、处理数字信号的电路。 1
3、.1.2 数字电路的特点： 数字电路处理的信号包括反映数值大小的数字量信号和反映事物因果关系的逻辑量信号，它们是在时间和数值上都不连续变化的离散信号，在数字电路中用高、低电平表示，在运算中则用“0”和“1”来表示，因此数字电路具有以下特点。 数字电路所研究的问题是输入的高、低电平与输出的高、低电平之间的因果关系，称为逻辑关系。 研究数字电路逻辑关系的主要工具是逻辑代数。在数字电路中，输入信号也称为输入变量，输出信号称为输出变量，也称逻辑函数，它们均为二值量，非“0”即“1”。逻辑函数为二值函数，逻辑代数概括了二值函数的表示方式、运算规律及变换规律。 由于数字电路的输入和输出变量都只有两种状态，
4、因此组成数字电路的半导体器件绝大多数工作在开关状态。当它们导通时相当于开关闭合，当它们截止时相当于开关断开。 数字电路不仅可以对信号进行算术运算，而且还能够进行逻辑判断，即具有一定的逻辑运算能力，这就使它能在数字计算机、数字控制、数据采集和处理及数字通信等领域中获得广泛的应用。 因为数字电路的主要研究对象是电路的输入和输出之间的逻辑关系，所以，数字电路也称为逻辑电路。它的一套分析方法也与模拟电路不同，采用的是逻辑代数、真值表、卡诺图、特性方程、状态转换图和时序波形图等。 随着电子工业的飞速发展，数字电路的集成度越来越高，正以功能齐全、价格低廉、可靠性高而被广泛地应用于国民经济的各个领域。 模拟
5、电路与数字电路的比较： 内容 模拟电路 数字电路 工作信号 模拟信号 数字信号 管子工作状态 放大 饱和或截止 研究对象 放大性能 逻辑功能 基本单元电路 放大器 逻辑门、触发器 分析工具 图解法、微变等效电路法 真值表 1.13 数字电路的分类 1.按电路结构 分立元件电路 集成电路 集成电路的分类: 集成电路分类 集成度 电路规模与范围 1-10门/片 或 逻辑单元电路 小规模集成电路 10-100个元件/片 包括：逻辑门电路、集成触发器 10-100门/片 或 逻辑部件 100-1000个元件/片 包括:计数器、译码器、编码器、中规模集成电路 数据选择器、寄存器、算术运算器、比较器、转换
6、电路等 100-1000门/片 或 数字逻辑系统 大规模集成电路 1000-100000个元件包括：中央控制器、存储器、各/片 种接口电路等 超大规模集成电路 大于1000门/片 或 高集成度的数字逻辑系统 大于10万个元件/片 例如：各种型号的单片机 2、按电路所用的器件分 双极型电路：TTL、ECL 单级型电路：NMOS、CMOS 3、按电路逻辑功能分 组合逻辑电路 时序逻辑电路 1.1.4矩形脉冲的主要参数 1.脉冲参数 脉冲的幅度：脉冲的底部到脉冲的顶部之间的变化量称为脉冲的幅度，用Um表示。 脉冲的宽度：从脉冲出现到脉冲消失所用的时间称为脉冲的宽度，用t w表示。 脉冲的重复周期：在
7、重复的周期信号中两个相邻脉冲对应点之间的时间间隔称为脉冲的重复周期，用T表示。 实际的矩形脉冲往往与理想的矩形脉冲不同，即脉冲的前沿与脉冲的后沿都不是陡直的，如图1-4所示。实际的矩形脉冲可以用如下的五个参数来描述。 脉冲的幅度Um：脉冲的底部到脉冲的顶部之间的变化量。 脉冲的宽度t w：从脉冲前沿的0.5Um到脉冲后沿的0.5Um两点之间的时间间隔称为脉冲的宽度，又可以称为脉冲的持续时间。 脉冲的重复周期T：在重复的周期信号中两个相邻脉冲对应点之间的时间间隔称为脉冲的重复周期。 脉冲的上升时间t r ：指脉冲的上升沿从0.1Um上升到0.9Um所用的时间。 脉冲的下降时间t f ：指脉冲的下降沿从0.9Um下降到0.1Um所用的时间。 2.脉冲信号分类 若脉冲信号跃变后的值比初始值高称正脉冲 若脉冲信号跃变后的值比初始值低称负脉冲 二、课堂练习 1、数字电路的特点？ 2、数字电路的分类？ 三、教学小结： 1、数字电路的基本知识 2、矩形脉冲的主要参数 四、练习题 第34页 1-1、1-2 、1-3题
