第1周数字电路与逻辑设计课件大课精品.ppt

二进制数、逻辑电平和数值波形 二值数字逻辑和逻辑电平 无特殊说明，通常指正逻辑 电压(V) 二值逻辑 正逻辑 负逻辑 +5 1 H(高电平) L(高电平) 0 0 L(低电平) H(低电平) 逻辑电平 用来表示1和0的电压称为逻辑电平。一个电平表示高电压，另一个电平表示低电压。高电压可以是指定的一个电压取值范围内的任意值。低电压可以是指定的最小 值和最大值之间的任意值。 二进制数、逻辑电平和数值波形 　　数字信号所表现的形式是一系列高、低电平组成的脉冲波，即信号总是在高电平和低电平之间来回变化。重要的是要能正确区分出信号的高、低电平，并正确反映电路的输出与输入之间的关系，至于高、低电平值精确为多少的电压值则无关紧要。　 t (ms) V(V) (a) 用逻辑电平描述的数字波形 (b) 16位数据的图形表示 数字波形 数字波形------是信号逻辑电平对时间的图形表示。 二进制数、逻辑电平和数值波形 波形特性 周期性和非周期性 二进制数、逻辑电平和数值波形 非周期性数字波形 周期性数字波形 实际脉冲波形及主要参数 占空比 Q ----- 表示脉冲宽度占整个周期的百分比 上升时间tr 和下降时间tf ----从脉冲幅值的10%到90% 上升 下降所经历的时间( 典型值ns ) 脉冲宽度 (tw )---- 脉冲幅值的50%的两个时间所跨越的时间 周期 (T) ---- 表示两个相邻脉冲之间的时间间隔，周期与频率成倒数 t r 脉冲宽度 t w 0.5V 4.5V 2.5V 幅值 =5.0V 0.0V 5.0V t f 0.5V 2.5V 4.5V 例：下图为某周期数字波形的一部分，单位为ms，试计算： 周期、频率和占空比。 解： (a) 周期是 10ms (b) 频率是 (c) 占空比为 例： 设周期性数字波形的高电平持续6ms，低电平持续10ms， 求占空比q。 解：因数字波形的脉冲宽度tw=6ms， 周期T=6ms+10ms=16ms。 V t (ms) 0 V m w t T 　数字波形携带二进制信息 计数系统处理的二进制信息以波形的形式出现，它表示一系列的二进制位。当波形为高电平时，表示1；为低电平时，表示0. 每个位在一个序列里所占的固定时间间隔称为位时间。 　数字波形携带二进制信息 所有波形都与一个基本时序波形同步，称之为时钟。 时钟是周期波，每两个脉冲之间的间隔等于一个位时间。 波形A的位序列 时钟 位时间 　数字波形携带二进制信息 时序图：表示两个或以上个波形的实际时间关系。 在此时钟周期内，A、B和C信号都为高电平 数据传送 数据传送就是把某种信息从一个电路传递到另一个电路。 如果是一位一位的传送，则是串行传送；多位一起传送则是并行传送。 数据传送 串行传送 并行传送 计算机 调制解调器 计算机 打印机 数据传送 例：试给出下图波形A中串行传送8个位所需要的时间，并指出位的顺序，时钟以100khz为基准。 并行传送8个位需要多少时间？ 数据传送 解：因为时钟的频率为100kHz，周期为 传送每位需要 的时间，传送8位需要的时间为 并行传输8位需要的时间为 小结 数字信号与数字电路 模拟信号 数字信号 模数转换 传感器/放大 　　数字信号所表现的形式是一系列高、低电平组成的脉冲波，即信号总是在高电平和低电平之间来回变化。重要的是要能正确区分出信号的高、低电平，并正确反映电路的输出与输入之间的关系，至于高、低电平值精确为多少则无关紧要。　 数字电路 思考题 1. 数字信号与模拟信号的主要特征是什么？ 2. 位的含义是什么？ 3. 周期与频率的关系？ 预习内容 2.1 十进制数 2.2 二进制数 2.3 十进制数到二进制数的转换 * 数字电子技术的发展概况 数字电子技术是随着微电子器件的创新而发展的。早期的开关器件是电子管，20世纪40年代末，体积小、重量轻、寿命长、耗电省的半导体的出现，很快取代了电子管的地位，以分立元件为主的设计缩小了设备的体积，提高了运算速度。60年代集成电路问世，将数字电子技术发展推上了一个新的台阶。从此一直快速发展。小规模数字集成电路和中规模数字集成电路一度成为数字电路中的主要元件，至今还具有较强的生命力。大规模和超大规模数字电路主要在计算机技术中使用，是数字电子技术发展的典范。为了适应一些特殊用途，促进电子产品的小型化、