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数字电子技术基础考研重难点总结
第一章 数字逻辑基础
模拟信号与数字信号
模拟信号是指那些在时间和数值上都是连续变化的电信号。例如,模拟语言的音频信号、热电偶上得到的模拟温度的电压信号等,如图(a)所示。数字信号则是一种离散信号,它在时间上和幅值上都是离散的。也就是说,它们的变化在时间上是不连续的,只发生在一系列离散的时间上。最常用的数字信号是用电压的高、低分别代表两个离散数值1和0,如图 (b)所示。图中,U1称为高电平;U2称为低电平。
数字电路的特点
1.数字电路中数字信号是用二值量来表示的,每一位数只有0和1两种状态。
2.由于数字电路采用二进制,所以能够应用逻辑代数这一工具进行研究。
3.由于数字电路结构简单,又允许元件参数有较大的离散性,因此便于集成化。
1.1 数 制
1.1.1 进位计数制
按进位的原则进行计数,称为进位计数制。每一种进位计数制都有一组特定的数码,例如十进制数有 10 个数码, 二进制数只有两个数码,而十六进制数有 16 个数码。 每种进位计数制中允许使用的数码总数称为基数或底数。
在任何一种进位计数制中,任何一个数都由整数和小数两部分组成, 并且具有两种书写形式:位置记数法和多项式表示法。
1. 十进制数
① 采用 10 个不同的数码0、 1、 2、 …、 9和一个小数点(.)。
② 进位规则是“逢十进一”。
2. 二进制数
二进制数的进位规则是“逢二进一”,其进位基数R=2, 每位数码的取值只能是0或1,每位的权是2的幂。
3. 八进制数
八进制数的进位规则是“逢八进一”,其基数R=8,采用的数码是0、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7, 每位的权是 8 的幂。
4. 十六进制数
十六进制数的特点是:
① 采用的 16 个数码为0、 1、 2、 …、 9、 A、 B、 C、 D、 E、 F。 符号A~F分别代表十进制数的10~15。
② 进位规则是“逢十六进一”,基数R=16,每位的权是16的幂。
1.1.2 进位计数制之间的转换
1. 二进制数与十进制数之间的转换
1) 二进制数转换成十进制数——按权展开法
二进制数转换成十进制数时,只要将二进制数按权展开,然后将各项数值按十进制数相加,便可得到等值的十进制数。
同理,若将任意进制数转换为十进制数,只需将数(N)R写成按权展开的多项式表示式,并按十进制规则进行运算, 便可求得相应的十进制数(N)10。
2) 十进制数转换成二进制数
① 整数转换——除2取余法。若将十进制整数(N)10转换为二进制整数(N)2,则可以写成
如果将上式两边同除以2,所得的商为
余数就是a0。
同理,这个商又可以写成
显然,若将上式两边再同时除以2,则所得余数是a1。重复上述过程,直到商为0,就可得二进制数的数码a0、a1、…、an-1。
2. 二进制数与八进制数、十六进制数之间的相互转换
八进制数和十六进制数的基数分别为8=23,16=24, 所以三位二进制数恰好相当一位八进制数,四位二进制数相当一位十六进制数, 它们之间的相互转换是很方便的。
二进制数转换成八进制数的方法是从小数点开始, 分别向左、向右,将二进制数按每三位一组分组(不足三位的补0),然后写出每一组等值的八进制数。
1.2 编 码
了解一下,掌握原理即可
第二章 逻辑门电路
2.1 概 述
1.门电路:逻辑门电路是指能够实现各种基本逻辑关系的电路, 简称“门电路”或逻辑元件。最基本的门电路是与门、或门和非门。
2.在逻辑电路中, 逻辑事件的是与否用电路电平的高、低来表示。 若用1代表低电平、0代表高电平,则称为正逻辑。相反为负逻辑。
3.集成门按内部有源器件的不同可分为两大类:一类为双极型晶体管集成电路,主要有晶体管TTL逻辑、射极耦合逻辑ECL和集成注入逻辑I2L等几种类型;另一类为单极型MOS集成电路,包括NMOS、 PMOS和CMOS等几种类型。常用的是TTL和CMOS集成电路。
4.集成门电路按其集成度又可分为:小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)。
2.2 TTL 集成门电路主要参数
(1)输出高电平UOH和输出低电平UOL。电压传输特性曲线截止区的输出电压为UOH,饱和区的输出电压为UOL。
( 2)阈值电压Uth。电压传输特性曲线转折区中点所对应的输入电压为Uth,也称门槛电压。
(3)关门电平UOFF和开门电平UON。保证输出电平为额定高电平(2.7V左右
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