《电子信息科学》课件.pptVIP

*******************电子信息科学电子信息科学是研究信息获取、传输、处理和应用的科学，它涵盖了电子学、计算机科学、通信工程等多个领域。课程简介电子信息科学电子信息科学是研究信息的获取、传输、处理、存储、显示、控制等方面的科学课程内容本课程涵盖电子元器件、数字电路、微处理器、通信系统、大数据技术、人工智能、物联网、嵌入式系统等方面的内容培养目标培养具备扎实的电子信息科学理论基础和实践能力，能够从事电子信息相关领域的设计、开发、研究、管理等工作的高素质人才电子信息科学的基本概念信息与信号电子信息科学研究信息处理、传输和利用的技术，主要研究电子信号的产生、处理、传输、存储和应用。电子器件电子信息科学涉及各种电子器件，例如半导体器件、集成电路、微处理器等，用于构建信息处理和传输系统。电子元器件及其工作原理电子元器件是电子系统中不可或缺的组成部分，它们执行各种特定功能，例如放大信号、存储信息、控制电流等。1了解基本概念电阻、电容、电感等基础元件2学习工作原理如何根据元器件的特性构建电路3分析元器件性能根据实际应用选择合适的元器件掌握电子元器件及其工作原理是理解电子信息科学的核心基础，这将帮助我们深入理解各种电子设备的设计和实现。常用电子元器件的特性电阻器电阻器阻碍电流流动。它们会产生热量，其阻值决定电流通过的难易程度。电容器电容器存储电荷。它们能充放电，通常用于滤波、能量存储或耦合电路。电感器电感器储存磁能。它们抵抗电流变化，用于滤波、调谐或耦合电路。二极管二极管允许电流单向流动。它们用于整流、保护电路或检测电压。集成电路的工作原理1晶体管集成电路由晶体管组成，晶体管是电流的开关，控制电流的流动。2电路设计工程师设计电路，决定晶体管如何连接，从而实现特定功能。3制造工艺集成电路使用光刻技术将电路图案刻蚀在硅片上，然后进行封装。数字电路的基本知识11.数字信号数字信号由离散的电压或电流级别表示，通常为0或1。22.逻辑门电路逻辑门电路是数字电路的基本构建模块，执行逻辑运算。33.逻辑代数逻辑代数用于分析和设计数字电路，使用布尔代数和逻辑运算符。44.数字电路设计方法数字电路设计方法包括组合逻辑设计和时序逻辑设计。逻辑门电路及其应用与门与门电路的输出仅在所有输入都为高电平时为高电平。或门或门电路的输出在任何一个输入为高电平时为高电平。非门非门电路的输出与输入相反，输入为高电平时输出为低电平，反之亦然。异或门异或门电路的输出仅在输入信号不同时为高电平。组合逻辑电路设计组合逻辑电路是数字电路的一种重要类型，它没有记忆功能，其输出仅取决于当前输入。1电路设计定义逻辑功能。2真值表用表格表示输入和输出之间的关系。3逻辑表达式用逻辑运算符描述电路功能。4逻辑门电路用基本逻辑门实现逻辑函数。5电路实现用实际电路元件构建电路。时序逻辑电路设计状态机设计状态机是时序电路的核心，用于描述电路在不同状态下的行为。状态机设计涉及状态转移图、状态表、状态编码等步骤，以实现预期功能。触发器选择触发器是时序电路的基本单元，根据电路需求选择合适的触发器类型，例如D触发器、JK触发器、T触发器等。时序电路分析分析电路状态转移特性，例如状态转移图、时序图、波形图等，以验证电路设计是否满足要求。时序电路综合根据电路功能和性能指标，采用逻辑优化、电路布局布线等技术，优化电路设计，提高效率。信号采集与数字化1信号采集传感器获取物理量信息2信号放大增强信号强度3信号滤波去除噪声干扰4模数转换将模拟信号转换为数字信号信号采集与数字化是将现实世界中的物理量转化为计算机可处理的数字信号，是电子信息系统的重要环节。常用传感器及其工作原理温度传感器温度传感器根据温度变化产生的物理量变化进行工作，例如热电偶、热敏电阻等。光传感器光传感器可以感知光的强度、颜色等信息，例如光敏电阻、光电二极管等。压力传感器压力传感器用于测量气体或液体的压力，例如压阻式传感器、压电式传感器等。加速度传感器加速度传感器可以测量物体的加速度，例如MEMS加速度计等。微处理器及其编程微处理器微处理器是计算机系统中最重要的组件，负责执行指令，处理数据和控制所有其他组件。编程语言编程语言用于编写指令集，指导微处理器如何执行特定任务，控制系统行为和操作数据。架构设计微处理器架构设计涉及控制单元、算术逻辑单元、寄存器和其他组件的连接方式，影响性能和功能。操作系统及其基础知识操作系统概述操作系统是管理计算机硬件资源的软