6.1数字电路概述（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人民邮电版）

第6章 数字电路基础 本章主要介绍数字电路的基础知识，各种数制、常用的编码以及逻辑代数的基本概念、基本公式、若干常用公式和重要法则。在此基础上，讨论逻辑函数的各种表示方法及其化简；公式法。 6.1数字电路概述 6.3逻辑代数及逻辑函数 化简 6.2基本逻辑运算 1 6.1数字电路概述 支撑着生活信息的数字化 数字化的应用在我们的生中无处不在，注意一下我们的周围，就不难发现，日常生活中人们已经离不开计算机了。如图6.4所示，如果没有计算机，就不能从ATM提取现金，也不能进行各种网上交易。使信息数字化，这样就使得广播及通信的多频道化、双向化、多媒体化。数字信号存在不易失真。且在传送过程中信号不易受干扰，能有效地利用计算机进行各种处理，而且数字化的数据及信息还能被简单、可靠的储存等优势。 6.1数字电路概述 6.1.1 数字电路 如图6.5所示,传统电话线传输的是声音信号，计算机处理的是数字信号。我们将这两种线路以工作信号的变化特点划分，一类为模拟信号，另一类为数字信号。 1. 数字信号与模拟信号 图6.5 模拟与数字之间传输 6.1数字电路概述 6.1.1 数字电路 模拟信号是指在时间上和数值上都连续变化的电信号。如图6.6（a）所示。如声音、温度、压力等电信号就是模拟信号，处理模拟信号的电路称模拟电路。 数字信号是指时间上和数值上都离散的信号。如图6.6（b）所示是一种脉冲信号。例如常用“0”与“1”表示，反映在电路中就是高电平与低电平两种状态的信号，处理数字信号的电路称数字电路。 图6.6 模拟信号和数字信号 6.1数字电路概述 6.1.1 数字电路 2.　数字电路的特点 （1）数字信号简单，只有0和1两个基本数字，反映在电路中就是高电平与低电平两种状态，电路结构简单，对元件的精度要求不高，便于集成和制造，价格便宜等优点。 （2）数字电路中，半导体管均处于开关状态，并利用管子的饱和与截止，来表示数字信号的高、低电平。因此数字系统具有工作可靠性高、抗干扰能力强。 （3）数字电路中侧重研究输入、输出的0、1序列间反映的逻辑关系及通过逻辑关系所反映的逻辑功能。 （4）数字电路分析使用的数学工具主要是逻辑代数。 （5）数字电路具有算术运算和逻辑运算能力，还可用在工业中进行各种智能化控制，减轻劳动强度，提高产品质量。   6.1数字电路概述 6.1.1 数字电路 3. 矩形脉冲信号的参数 图6.7 矩形脉冲参数 数字电路中常用理想的矩形波作为电路的工作信号，如图6.7（a）所示。实际的矩形脉冲前后沿都不可能达到理想脉冲那么陡峭，而是如图6.7（b）所示的形式。常用到以下几个参数。 6.1数字电路概述 6.1.1 数字电路 （1）脉冲幅度Um 脉冲信号变化的最大值，单位为　伏（V）。 （2）脉冲前沿tr 　从脉冲幅度的10%上升到90%所需的时间。单位为　秒（s）。 （3）脉冲后沿tf　 从脉冲幅度的90%下降到10%所需的时间。单位为　秒（s）。 （4）脉冲宽度to　 从脉冲前沿幅度的50%到后沿50%所需的时间。单位为　秒（s）。 （5）脉冲周期T　 在周期性脉冲中，相邻两个脉冲波形重复出现所需要时间。单位为秒（s）。 （6）脉冲频率f： 单位时间的脉冲数，f＝1/T。单位为赫兹（HZ）。 6.1数字电路概述 6.1.1 数字电路 图6.8 正、负脉冲 矩形脉冲有正脉冲和负脉冲之分如图6.8所示，如果脉冲跃变后的值比初始值高，则为正脉冲如图（a）所示；反之，则为负脉冲如图（b）所示。 6.1数字电路概述 6.1.1 数字电路 图6.9 常见的脉冲波 （a）矩形波 （b）锯齿波 （c）尖脉冲 （d）阶梯波 其他形式的脉冲波还有尖峰波、锯齿波、三角波、阶梯波等，如图6.9所示。 6.1数字电路概述 6.1.2 数制 1. 十进制 十进制数是人们最习惯采用的一种数制。十进制数是用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个不同数码，按一定规律排列起来表示的数。10是这个数制的基数。向高位数进位的规则是“逢十进一”，给低位借位的规则是"借一当十"，数码处于不同位置（或称数位），它所代表的数量的含义是不同的。 6.1数字电路概述 6.1.2 数制 任意一个十进制数都可以用加权系数展开式来表示，对于有n位整数十进制数用加权系数展开式表示，可写为 式中，ai——第i位的十进制数码； 10i——第i位的位权；（N）10——下标10表示十进制数。 6.1数字电路概述 6.1.2 数制 【例6.1】 写出十