第6单元 数字电路基础（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人民邮电版）

中等职业教育课程改革国家规划新教材PPT 电子技术基础与技能 (通信类) 第6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。 了解数字电路特点、应用、脉冲波形及5个主要参数的含义。 掌握二进制、十进制表示方法，会进行数制间的转换，熟知8421码 的表示形式。 熟知3种基本逻辑门及常用复合逻辑门的符号、逻辑功能。 冬熟知逻辑函数的表示方法。 了解逻辑代数的基本公式、基本定律。 会用公式法对逻辑函数进行化简。 技能目标： 初步具有使用示波器观察脉冲波形并读出主要参数的能力。 能够熟练使用真值表。 数字电路概述 2 基本逻辑运算 3 逻辑代数及逻辑函数化简 第1节数字电路概述 一、 数字电路 ■ 二、数制 三、编码 数字电路 1.数字信号与模拟信号 传统电话线传输的是声音信号，计算机处理的是数字信号。将这两种信号 以工作的变化特点划分，一类为模拟信号，另一类为数字信号。 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6.3(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为模拟电 路。 数字信号是指时间上和数值上都离散的信号。如图6.3(b)所示是一种脉 冲信号，例如常用“0”“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为数字电路。 (a)模拟信号 (b) 数字信号 图6.3 模拟信号和数字信号 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，对元器件的精度要求不高，便于 集成和制造，价格便宜。 (2)数字电路中，半导体管均处于开关状态，并利用半导体管的饱和 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、 抗干扰能力强等优点。 (3)数字电路中侧重研究输入、输出的0和1序列间的逻辑关系及其所 反映的逻辑功能。 (4)数字电路分析所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，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。 3.矩形脉冲信号的参数 0.9Um 0.5Um 0.IUm (a)理想矩形被 (b)实际矩形脉冲 图6.4矩形脉冲 (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t: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：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tw: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的时间。 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)。 矩形脉冲有正脉冲和负脉冲之分，如图6.5所示。 如果 脉冲跃变后的值比初始值高，则为正脉冲，如图6.5(a)所 示；反之，则为负脉冲，如图6.5(b)所示。 (a)正脉神 (b)负脉冲 图6.5正、负脉冲 二、 数制 1.十进制数 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。向高位数的进位规则是“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。 任意一个十进制数都可以用加权系数展开式来表示。n位整数、m位小数的 十进制数可写为 任意一个十进制数都可以用加权系数展开式来表示。n位整数、m位小数的十进制数可写为 10Fam1an2…a1aga-1a-2…a-m =a1×101+a-2×10m2+…+a×10°+a1×101+a2×102+…+am×10" (6-1) 式中，a,一第i位的十进制数码，10—第i位的位权，(。一下标10表示十进制数。 2.二进制数 二进制的数码只有两个：0和1。因此其基数为2，每个 数位的位权值是2的幂。计数方式遵循“逢二进一”和“借一当 二”的规则。按照十进制数的一般表示法，把10改为2就可得 到二进制数的一般表达式。例如n位整数、m位小数的二进 制数及其相应的十进制数值可写成 (N)2=a-1am2adoaa2am =an1×2r1+an2×2r2+…+a1×21+a0×2°+a1×21+a2×22+…+am×2m (6-2）】 式中，a—第i位的二进制数码，2—第i位的位权，(W2一下标2表示二进制数。