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1、第1章 绪论1.1 概述学习目标标：了解解数字电电路的特特点、应应用概况况； 熟熟悉逻辑辑电平、数数字信号号的概念念；了解解数字电电路的优优点；了了解脉冲冲波形的的主要参参数。 教学重点点：区分分数字信信号和模模拟信号号的区别别课时分配配：2学学时教学过程程：1.1.1数字字信号和和数字电电路 信号号分为两两类：模模拟信号号、数字字信号 模模拟信号号：指在在时间上上和数值值上都是是连续变变化的信信号。如如电视图图像和伴伴音信号号。 数数字信号号：指在在时间上上和数值值上都是是断续变变化的离离散信号号。如生生产中自自动记录录零件个个数的计计数信号号。 模模拟电路路：对模模拟信号号进行传传输和处处
2、理的电电路 数数字电路路：对数数字信号号进行传传输和处处理的电电路 1.1.2数字电电路的分分类（1）按按集成度度分类：数字电电路可分分为小规规模（SSSI，每每片数十十器件）、中中规模（MMSI，每每片数百百器件）、大大规模（LLSI，每每片数千千器件）和和超大规规模（VVLSII，每片片器件数数目大于于1万）数数字集成成电路。集集成电路路从应用用的角度度又可分分为通用用型和专专用型两两大类型型。（2）按按所用器器件制作作工艺的的不同：数字电电路可分分为双极极型（TTTL型型）和单单极型（MMOS型型）两类类。（3）按按照电路路的结构构和工作作原理的的不同：数字电电路可分分为组合合逻辑电电路
3、和时时序逻辑辑电路两两类。组组合逻辑辑电路没没有记忆忆功能，其其输出信信号只与与当时的的输入信信号有关关，而与与电路以以前的状状态无关关。时序序逻辑电电路具有有记忆功功能，其其输出信信号不仅仅和当时时的输入入信号有有关，而而且与电电路以前前的状态态有关。 数数字电路路的产生生和发展展是电子子技术发发展最重重要的基基础。由由于数字字电路相相对于模模拟电路路有一系系列的优优点，使使它在通通信、电电子计算算机、电电视雷达达、自动动控制、电电子测量量仪器等等科学领领域得到到广泛的的应用，对对现代科科学、工工业、农农业、医医学、社社会和人人类的文文明产生生着越来来越深刻刻地影响响。1.1.3数字电电路的
4、优优点和特特点特点：（1）工工作信号号是二进进制的数数字信号号，在时时间上和和数值上上是离散散的（不不连续），反反映在电电路上就就是低电电平和高高电平两两种状态态（即00和1两两个逻辑辑值）。（2）在在数字电电路中，研研究的主主要问题题是电路路的逻辑辑功能，即即输入信信号的状状态（00和1）和和输出信信号的状状态（00和1）之之间的关关系。对对于电路路本身有有分析电电路和设设计电路路两部分分。 （3）对对组成数数字电路路的元器器件的精精度要求求不高，只只要在工工作时能能够可靠靠地区分分0和11两种状状态即可可。（4）数数字电路路的分析析方法主主要用逻逻辑代数数和卡诺诺图法等等进行分分析。（5）
5、数数字电路路能够对对数字信信号0和和1进行行各种逻逻辑运算算和算术术运算。优点：（1） 易集成化化。 两两个状态态“0”和和“1”，对对元件精精度要求求低。（2） 抗干扰扰能力强强，可靠靠性高。 信号易易辨别不不易受噪噪声干扰扰。（3） 便于长期期存贮。 软盘、硬硬盘、光光盘。（4） 通用性强强，成本本低，系系列多。（国国际标准准）TTTL系例例数字电电路、门门阵列、可可编程逻逻辑器件件。（5） 保密性好好。 容容易进行行加密处处理。知识拓展展脉冲波波形的主主要参数数在数字字电路中中，加工工和处理理的都是是脉冲波波形，而而应用最最多的是是矩形脉脉冲。图图1.11.2 脉冲波波形的参参数(1)
6、脉冲幅度度 。 脉冲电电压波形形变化的的最大值值，单位位为伏（VV）。(2) 脉冲上升升时间。 脉冲波形从0.1Um上升到0.9Um所需的时间。(3) 脉冲下降降时间 。脉冲冲波形从从0.99Um下降到到0.11Um所需的的时间。脉冲上升时间tr 和下降时间tf 越短，越接近于理想的短形脉冲。单位为秒（s）、毫秒（ms）、微秒（ us）、纳秒（ns）。(4) 脉冲宽度度 。 脉冲上上升沿00.5UUm 到下下降沿00.5UUm 所需需的时间间，单位位和 ttr、tf 相同同(5) 脉冲周期期T。 在周期期性脉冲冲中，相相邻两个个脉冲波波形重复复出现所所需的时时间，单单位和ttr 、ttf 相同
7、同。(6) 脉冲频率率f：每每秒时间间内，脉脉冲出现现的次数数。 单单位为赫赫兹（HHz）、千千赫兹（kHz）、兆赫兹（MHz），f 1T。(7) 占空比qq：脉冲冲宽度 与脉冲冲重复周周期T的的比值。qq T。它是描述脉冲波形疏密的参数。(8)本节小结结：数字信号号的数值值相对于于时间的的变化过过程是跳跳变的、间间断性的的。对数数字信号号进行传传输、处处理的电电子线路路称为数数字电路路。模拟拟信号通通过模数数转换后后变成数数字信号号，即可可用数字字电路进进行传输输、处理理。 习题题： PP3 思考题题41.2 数制和和码制教学目标标：理解解进制的的概念，二二进制的的表示方方法。 掌握二二进制
8、数数、十进进制数、八八进制、十十六进制制数之间间的相互互转换方方法。理理解 BBCD 码的含含义，理理解 884211BCDD 码，了了解其他他常用 BCDD 码。教学重点点：掌握握二进制制数、十十进制数数、八进进制数、十十六进制制数之间间相互转转换方法法。教学难点点：掌握握二进制制数、十十进制数数、八进进制数、十十六进制制数之间间相互转转换方法法。课时分配配：4学学时教学过程程：1.2数数制和码码制1.2.1数制制所谓数制制就是计计数的方方法。在在生产实实践中，人人们经常常采用位位置计数数法，即即将表示示数字的的数码从从左至右右排列起起来。常常见的有有十进制制、二进进制、十十六进制制。1进位
9、位制：表表示数时时，仅用用一位数数码往往往不够用用，必须须用进位位计数的的方法组组成多位位数码。多多位数码码每一位位的构成成以及从从低位到到高位的的进位规规则称为为进位计计数制，简简称进位位制。2基 数：进进位制的的基数，就就是在该该进位制制中可能能用到的的数码个个数。3位 权（位位的权数数）：在在某一进进位制的的数中，每每一位的的大小都都对应着着该位上上的数码码乘上一一个固定定的数，这这个固定定的数就就是这一一位的权权数。权权数是一一个幂。(1)十十进制十进制数数是日常常生活中中使用最最广的计计数制。组组成十进进制数的的符号有有0，11，2，33，4，55，6，77，8，99等共十十个符号号
10、，我们们称这些些符号为为数码。在十进制制中，每每一位有有099共十个个数码，所所以计数数的基数数为100。超过过9就必必须用多多位数来来表示。十十进制数数的运算算遵循加加法时：“逢十十进一”，减减法时：“借一一当十”。十进制数数中，数数码的位位置不同同，所表表示的值值就不相相同。如如：55555表示55*10000+5*1100+5*110+55 也可可表示成成5*1103+5*1022+5*1011+5*1000同样的数数码在不不同的数数位上代代表的数数值不同同。103、1102、1001、1000称为十十进制的的权。各各数位的的权是110的幂幂。任意一个个十进制制数都可可以表示示为各个个数
11、位上上的数码码与其对对应的权权的乘积积之和，称称权展开开式。如：(2209.04)1022100201011910000101441002对于位一一十进制制数可表表示为： 式中：为09中的的位一数数码；110为进进制的基基数；110的ii次为第第i位的的权；mm,n为为正整数数，n为为整数部部分的位位数，mm为小数数部分的的位数。(2)二二进制二进制的的数码KK为0、11，基数数R=22。进/借位位的规则则为逢22进1，借借1当22，位权为22的整数数幂。其计算公公式为： 如：(1101.01)2 11222 0021112002111 22 (55.255)100由于二进进制数只只有0和和1
12、两个个数码，它它的每一一位都可可以用电电子元件件来实现现，且运运算规则则简单，相相应的运运算电路路也容易易实现。加法和乘乘法的运运算规则则加法乘法0+0=000=00+1=101=00+1=110=0(3)十十六进制制(Heexaddeciimall Nuumbeer)二进制数数在计算算机系统统中处理理很方便便，但当当位数较较多时，比比较难记记忆，而而且书写写容易出出错，为为了减小小位数，通通常将二二进制数数用十六六进制表表示。十六进制制是计算算机系统统中除二二进制数数之外使使用较多多的进制制，其遵遵循的两两个规则则为：其有有0,11,2,3,44,5,6,77,8,9,AA,B,C,DD,E
13、，FF等共十十六个数数码，其其分别对对应于十十进制数数的015进进制之间间的相互互转换。运算规则则：逢116进11。位权为116的整整数幂。其计算公公式为： 如：(DD8.AA)2 1131161 81600100 11611(2216.6255)100二进制数数和十六六进制数数广泛用用于计算算机内部部的运算算及表示示，但人人们通常常是与十十进制数数打交道道，这样样在计算算机的输输入端就就必须将将十进制制数转换换为二进进制数或或十六进进制数让让计算机机进行处处理，处处理的结结果计算算机必须须将二进进制数或或十六进进制数转转换为十十进制数数，否则则人们只只能看天天书了。数制的转转换可分分为两类类
14、：十进进制数与与非十进进数之间间的相互互转换；非十进进制数之之间的相相互转换换。1.2.2不同同数制间间的转换换(1)各种数数制转换换成十进进制二进进制、八八进制、十十六进制制转换成成十进制制时，只只要将它它们按权权展开，求求出各加加权系数数的和，便便得到相相应进制制数对应应的十进进制数。例：(2)十十进制转转换为二二进制将将十进制制数的整整数部分分转换为为二进制制数采用用“除22取余法法”；将将十进制制小数部部分转换换为二进进制数采采用“乘乘2取整整法”。例1.1.1将十进制数(107.625)10转换成二进制数。将十进制数的整数部分转换为二进制数采用“除2取余法”，它是将整数部分逐次被2除
15、，依次记下余数，直到商为0。第一个余数为二进制数的最低位，最后一个余数为最高位。解： 整数部分转换所以，小数部分转换将十进制小数部分转换为二进制数采用“乘2取整法”，它是将小数部分连续乘以2，取乘数的整数部分作为二进制数的小数。由此可得十进制数(107.625)10对应的二进制数为(107.625)10(1101011.101)2(3)二二进制与与八进制制、十六六进制间间相互转转换1)二进制制和八进进制间的的相互转转换二进制制数转换换成八进进制数。二进制数转换为八进制数的方法是：整数部分从低位开始，每三位二进制数为一组，最后不足三位的，则在高位加0补足三位为止；小数点后的二进制数则从高位开始，每三位二进制数为一组，最后不足三位的，则在低位加0补足三位，然后用对应的八进制数来代替，再按顺序排列写出对应的八进制数。例1
