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1、1,数字电子技术基础,主讲人： 王 波 办公室： 理学楼-B-207 电 话：68912462,81384186,第1章数字电路概述,2,数字电子技术基础,参考教材：数字电子技术基础第3版 李庆常主编，机械工业出版社 总学时：48学时,数字电子技术实验：单独设课 实验学时：16学时，1学分 实验教材：电子技术实验 张玉平主编，北京理工大学出版社,第1章数字电路概述,3,第1章 数字电路概述,1.1 数字信号与模拟信号 1.2 数字信号的表示方法 1.3 数字电路的基本功能及其应用 1.4 电路测试和故障排除 1.5 数字电路EDA仿真分析与设计,第1章数字电路概述,4,综 述,电子技术是20世
2、纪发展最迅速、应用最广泛的技术，已使人们的日常生活发生了根本的变革。,在我们的日常生活中有很多数字电子产品，如计算机、数码相机/摄像机、手机、DVD、MP3/MP4以及数字电视等。 因此，分析和设计数字电路已成为现代工程设计不可缺少的部分。,第1章数字电路概述,5,1.1 数字信号与模拟信号,在电子电路中，产生、传递、加工和处理的信号可以分为模拟信号和数字信号两大类。,模拟信号在时间和数值上都是连续的，即对应于任意时间均有确定的电流或电压值，并且其幅值是连续的，如正弦波信号就是典型的模拟信号。,第1章数字电路概述,6,1.1 数字信号与模拟信号,某天最低气温是15C，最高气温是25C，则一天的
3、气温变化是连续的。,第1章数字电路概述,7,1.1 数字信号与模拟信号,与模拟信号不同，数字信号在时间和数值上是离散的，或者说是不连续的，且其数值的变化都是某个最小量值的整数倍 。,第1章数字电路概述,8,1.1 数字信号与模拟信号,处理模拟信号的电路称为模拟电路。 处理数字信号的电路称为数字电路。,自然界存在大量的模拟信号和数字信号以及模拟系统和数字系统，并且这些系统往往并非独立，而是相互渗透的，因此在进行信号处理时需要将两者通过接口电路进行转换。,第1章数字电路概述,9,1.1 数字信号与模拟信号,数字电路与模拟电路相比较，具有以下特点： 一般采用二进制，易实现，易复制 抗干扰能力强，精度
4、高 可编程性强 便于长期存储，使用方便 保密性好,第1章数字电路概述,10,1.2 数字信号的表示方法,数字信号的表示采用二值逻辑。 1. 二值逻辑 在数字电路中，既可以用0和1组成二进制数，表示数量的大小，也可以用其表示一个事物的两种不同的逻辑状态。,当表示逻辑状态时，如：是与否、真与伪、有与无、开与关、高与低、通与断、亮与灭等，这里的0和1不是数值，而是逻辑0和逻辑1。,第1章数字电路概述,11,1.2 数字信号的表示方法,这种只有两种对立逻辑状态的逻辑关系称为 二值逻辑。 用0和1表示逻辑关系时，二进制数可以进行逻辑运算。,第1章数字电路概述,12,1.2 数字信号的表示方法,2. 逻辑
5、电平 在数字电路中，用电平的高低来表示逻辑1和逻辑0。因此，逻辑电平是指电路中表示逻辑1和逻辑0的电平。,不同工艺的数字集成电路具有不同的逻辑电平标准。当电源电压为5V时，数字集成电路的两大类TTL和CMOS电路对应的逻辑电平标准如下表所示。,第1章数字电路概述,13,1.2 数字信号的表示方法,第1章数字电路概述,14,1.2 数字信号的表示方法,3. 波形图 如果将数字电路的输入信号和输出信号的关系按时间顺序依次排列起来，就得到了其波形图，又称为时序图。,第1章数字电路概述,15,1.2 数字信号的表示方法,在画电路的波形图时，应特别注意输出与输入之间的对应关系 。第3章学习的反相器的波形
6、图如下图所示：,第1章数字电路概述,16,1.2 数字信号的表示方法,实际脉冲波形一般如下图所示 ：,第1章数字电路概述,17,1.3 数字电路的基本功能及其应用,典型的电子信息系统组成框图,第1章数字电路概述,18,1.3 数字电路的基本功能及其应用,某空调显示控制电路框图,第1章数字电路概述,19,1.4 电路测试和故障排除,故障排除是指系统地隔离、辨识及定位电路和系统故障的技术。,在进行故障排除时，需对电路进行测试，并进行故障诊断。故障诊断是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态的技术，以确定其整体或局部是否正常，早期发现故障及其原因将能预报故障发展趋势。,第1章数字电路概述,20,1.4
7、 电路测试和故障排除,电路测试组成框图,在数字电路的故障排除和测试中经常用到的仪器设备有：万用表、示波器、逻辑分析仪、逻辑笔和信号发生器等。,第1章数字电路概述,21,1.4.2 故障排除,故障排除的方法 直接观察法 参数测试法 信号跟踪法 部件替换法 断路法 短路法,第1章数字电路概述,22,1.5 数字电路EDA仿真分析与设计,随着现代电子系统的复杂化，计算机和相应的工程仿真软件已经成为现代电子技术的基本分析设计工具。仿真分析可以大大地缩短研制周期，节约成本，它已经具有举足轻重的作用。,所谓仿真分析，是指使用计算机对所设计电路的结构和行为进行预测，仿真器以文本形式或波形图等形式给出电路的输
8、出，以便设计者分析系统，修改系统设计。,第1章数字电路概述,23,1.5 数字电路EDA仿真分析与设计,EDA仿真软件已有很多种，常用的有PSpice和Electronics Workbench EDA（EWB）等。 EWB支持模拟和数字混合电路的分析和设计。,Multisim2001为用户提供了类型丰富的虚拟仪器，这些虚拟仪表主要包括示波器、万用表、函数发生器、失真度分析仪、频谱分析仪、逻辑分析仪和网络分析仪等，从而使电路仿真分析操作更符合电子工程技术人员的实验工作习惯。,第1章数字电路概述,24,本章小结,本章作为本书及数字电路的概述，介绍了数字信号的基本概念、数字信号的表示方法、数字电路的基本功能、数字电路的测试/故障排除及EDA仿真。,
