数字电子技术基础：数字逻辑基础PPT教学课件.pptx

模块一数字逻辑基础数字电子技术基础

随着数字电子技术的快速发展，数字通信系统、高清晰数字电视、数字视听设备、数控机床等越来越多的数字化产品进入我们工作和生活的各个领域，让我们的生产、生活以及思维方式悄悄地发生着变革。那么，数字电子技术究竟是一门怎样的技术呢？为什么它能在近几十年取得如此瞩目的变化？现在就让我们一起探索其中的奥秘吧！序言

数字逻辑基础概述数制及二进制代码逻辑代数基础逻辑函数及其化简目录CONTENTS1234

数字逻辑基础概述1模拟信号和数字信号数字电路数字电路的特点

一、模拟信号和数字信号1、模拟量和数字量自然界中存在各种各样的物理量，从变化规律来看，大致可以分为模拟量和数字量两大类。（1）模拟量：具有时间上连续变化、值域内任意取值的特点，如温度、速度、压力、交流电压等就是典型的模拟量。（2）数字量：具有时间上离散变化、数值也离散取值的特点，如机床上记录零件个数的计数信号就是典型的数字量。

一、模拟信号和数字信号2、模拟信号和数字信号在电子设备中，无论是数字量还是模拟量都是以电信号的形式出现的。（1）模拟信号：用于表示模拟量的电信号，如图1-1(a)所示。（2）数字信号：用于表示数字量的电信号，如图1-1(b)所示。图1-1模拟信号和数字信号

一、模拟信号和数字信号3、数字信号数字信号在时间上和数值上均是离散的，常用数字0和1表示，这里的0和1是一种符号，称为逻辑0和逻辑1，用来表示客观世界中相互关联又相互对立的两种状态，如高低、真假、开关等，因而称之为二值数字逻辑，简称数字逻辑。数字逻辑在电路上可以很方便地通过电子器件的开关特性来实现，也就是用高、低电平分别表示逻辑1和逻辑0两种状态。表1-1所示为电压与逻辑电平的对照关系。表1-1电压与逻辑电平的对照关系电压二值逻辑逻辑电平+5V1H（高电平）0V0L（低电平）

一、模拟信号和数字信号（1）正逻辑：表1-1中用“1”表示高电平，用“0”表示低电平。（2）负逻辑：表1-1中用“0”表示高电平，用“1”表示低电平。（3）理想的脉冲波形：理想的脉冲波形的突变部分是瞬时的，不占用时间，如图1-2所示的方波信号。图1-2理想的脉冲波形

一、模拟信号和数字信号（4）实际的脉冲波形：脉冲电压从零值跃变到最大值时或从最大值跃变到零值时都需要经过一定的时间，如图1-3所示。①脉冲波形的上升时间（tr）：从脉冲幅值的10%到90%所经历的时间；②脉冲波形的下降时间（tf）：从脉冲幅值的90%下降到10%所经历的时间；③脉冲宽度（tW）：脉冲幅值的50%的两个时间点之间的部分；④占空比（q）：脉冲宽度占整个周期的百分比，可用如下公式表示二者之间的关系。

一、模拟信号和数字信号图1-3实际的脉冲波形

二、数字电路1、数字电路的概念工作于数字信号下的电路称为数字电路，它可以实现数字信号的变换、处理和传输。2、数字集成电路（1）概念：如果把数字电路的基本单元逻辑门电路集成在一块半导体芯片上，就构成了数字集成电路。（2）分类：表1-2为从集成度角度对数字集成电路进行的分类。另外，如果按照半导体材料、结构和生产工艺还可以把数字集成电路分为TTL型和CMOS型器件。

二、数字电路表1-2从集成度角度对数字集成电路进行的分类分类集成度典型集成电路小规模集成电路最多12个逻辑门、触发器中规模集成电路12～99计数器、加法器大规模集成电路100～9999小型存储器、门阵列超大规模集成电路10000～99999大型存储器、微处理器甚大规模集成电路以上可编程逻辑器件、多功能专用集成电路

三、数字电路的特点数字电路在信号的存储、处理和传输上比模拟电路具有更大的优势：(1)数字技术能够完成许多复杂的信号处理工作。数字电路主要对用0和1表示的数字信号进行运算和处理，只要能可靠地区分0和1这两种状态就可以正常工作，易于完成复杂信号的处理工作。(2)数字电路不仅能够完成算术运算，而且能够完成逻辑运算，具有逻辑推理和逻辑判断的能力，因此其也被称为数字逻辑电路或逻辑电路，这在控制系统中非常重要。(3)由数字电路组成的数字系统，抗干扰能力强，可靠性高，精确性和稳定性好，便于使用、维护和进行故障诊断，容易完成实时处理任务。

三、数字电路的特点(4)高速度，低功耗，可编程。现代化的生产工艺使得数字器件的工作速度越来越快，而功耗却可以越来越低，超大规模集成芯片的功耗甚至可以达到毫瓦级。另外，可编程器件的使用可以让用户根据自己的需要来定制芯片，提高了电路设计的灵活性，并大大缩短了研发周期。但数字电路也有自身的局限性，自然界中大多数物理量都是模