8.1脉冲与数字信号(课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

第8单元 数字电路基础 知识目标： 理解模拟信号与数字信号的区别。 了解脉冲波形主要参数的含义及常见脉冲波形。 掌握数字信号的表示方法，了解数字信号在日常生活中的应用。 掌握与门、或门、非门基本逻辑门的逻辑功能，了解与非门、或非门、与或非门等复合逻辑门的逻辑功能。 了解TTL、CMOS 门电路的型号、引脚功能等使用常识。 了解逻辑代数的表示方法和运算法则。 技能目标： 会画常用逻辑门电路符号，会使用真值表。 会用逻辑代数基本公式化简逻辑函数，了解其在工程应用中的实际意义。 能根据要求，合理选用集成门电路。 能进行二进制、十进制数之间的相互转换。 会测试TTL、CMOS 门电路的逻辑功能。 脉冲与数字信号 1 　逻辑关系与逻辑门电路 2 　逻辑函数及其化简 3 　数制与编码 4 　技能实训 5 第1节　脉冲与数字信号 一、脉冲波形 二、数字信号 一、脉冲波形 形脉冲波形如图8.2、图8.3所示。 实验现象 知识探究 描述脉冲波形的基本参数是脉冲幅度、脉冲周期和脉冲宽度。在工程应用中，综合考虑电子产品的性价比，实际使用的矩形脉冲，其波形有时如图8.4 所示。与图8.2 相比，图8.4 所示的波形有一个上升沿和下降沿。因此，描述脉冲波形时，还需要增加上升时间和下降时间才能表述清楚。 1．脉冲幅度 脉冲幅度是指脉冲电压或脉冲电流变化的最大值。 2．脉冲周期 脉冲周期是指两个相邻脉冲重复出现的时间间隔，用T 表示。 3．脉冲上升时间 脉冲上升时间是指脉冲从0.1Um 上升到0.9Um 所需的时间，如图8.4 中的tr 所示。 4．脉冲下降时间 脉冲下降时间是指脉冲从0.9Um 下降到0.1Um 所需的时间，如图8.4 中的tf 所示。 5．脉冲宽度 脉冲宽度是指脉冲从上升沿的0.5Um 到下降沿的0.5Um 所需的时间，如图8.4 中的tw 所示。 二、数字信号 就电信号而言，数字电路中传输的信号是脉冲信号，表现为一种跃变的电压或电流，且持续时间极为短暂。这种跃变的电压或电流，通常表现为两种对立的状态：有脉冲、无脉冲或高电平、低电平。因此，可以将数字电路中传输的脉冲信号用两个最简单的数字“1”和“0”来表示。可以选用“1”表示“有脉冲”，“0”表示“无脉冲”，也可以选用“1”表示“无脉冲”，“0”表示“有脉冲”。这种用数字“0”、“1”表示的脉冲信号就称为数字信号。在实际应用中，无特别说明时通常选用“1”表示“有脉冲”，“0”表示“无脉冲”。 数字信号关注的是脉冲的有无、脉冲持续的时间（脉冲宽度）、脉冲频率，各种干扰与噪声，只对脉冲的幅度产生一定的影响，一般不会影响到脉冲的有无。因此，数字信号具有较强的抗干扰能力。 第2节　逻辑关系与逻辑门电路 一、基本逻辑关系 二、TTL 逻辑门电路 三、CMOS 逻辑门电路 一、基本逻辑关系 1．与逻辑 看一看： 按图8.5 所示连接电路，分别闭合、断开开关S1、S2，观察发光二极管的发光情况，并将观察到的结果记录于表8.1。 知识探究 分析表8.1 可知，控制发光二极管的两个开关同时闭合时，发光二极管才亮；只要有一个开关断开，发光二极管就不会亮。这种发光二极管“亮”或“不亮”与两个控制开关的“闭合”或“断开”之间的逻辑关系称为与逻辑，即开关S1 与S2 同时闭合成立时，发光二极管才亮，否则发光二极管不亮。 在实际应用中，将实现与逻辑功能的电路称为与门电路，简称为与门，并用如图8.7 所示的逻辑符号表示。图中，A、B 为门电路输入，Y 为门电路输出。 与逻辑可归纳为：只要输入有0，输出就为0；只有输入全为1 时，输出才为1， 即决定某个事件的各个条件全部具备时，该事件才会发生。 2. 或逻辑 按图8.8 所示连接电路，分别闭合、断开开关S1、S2，观察发光二极管的发光情况，并将观察到的结果记录于表8.4。 知识探究 分析表8.4 可知：开关S1 或S2 只要有一个闭合时，发光二极管就亮；只有开关S1、S2 都断开时，发光二极管才不亮。这种发光二极管“亮”或“不亮”与两个控制开关的“闭合”或“断开”之间的逻辑关系称为或逻辑。若用两只并联的三极管替换开关S1、S2 也能实现或逻辑功能。在实际应用中，将实现或逻辑功能的电路称为或门电路，简称或门，逻辑符号如图8.9 所示。 或逻辑可归纳为：只要输入有1，输出就为1；只有输入全为0 时，输出才为0， 即决定某个事件的各个条件中，只要具备一个以上时，该事件就会发生。 3. 非逻辑 按图8.10 所示连接电路，分别闭合、断开开关S，观察发光二极管的发光情况，并将观察到的结果记录于表8.6。 知识探究 表8.6 所示