数电课件康华光电子技术基础-数字部分第五版完全

数电课件康华光电子技术基础-数字部分第五版REPORTING目录•数字电路概述•数字逻辑基础•门电路•组合逻辑电路•时序逻辑电路•半导体存储器与可编程逻辑器件•数模与模数转换器PART01数字电路概述REPORTING数字电路的定义与特点定义数字电路是处理离散信号的电路，其输入和输出信号通常为二进制形式（0和1）特点数字电路具有高可靠性、高稳定性、易于大规模集成、低成本等优点数字电路与模拟电路的区别信号形式01模拟电路处理连续变化的模拟信号，而数字电路处理离散的数字信号设计方法02模拟电路通常采用微变方法和近似计算，而数字电路则通过逻辑门电路和布尔代数进行设计应用领域03模拟电路广泛应用于信号放大、滤波、解调等，而数字电路则广泛应用于计算机、通信、控制等领域数字电路的应用与发展趋势应用数字电路被广泛应用于计算机硬件、通信设备、智能仪表、工业自动化等领域发展趋势随着微电子技术和计算机技术的不断发展，数字电路正朝着高速、高可靠性、低功耗、微型化的方向发展同时，随着物联网、云计算、大数据等新兴技术的兴起，数字电路的应用领域将进一步拓展PART02数字逻辑基础REPORTING逻辑代数的基本概念逻辑变量逻辑变量只有0和1两种取值，表示真和假、开和关等对立的概念基本逻辑运算包括逻辑与、逻辑或、逻辑非等基本逻辑运算，以及与非、或非、异或等常用逻辑运算运算规则包括分配律、交换律、结合律、吸收律等基本运算规则逻辑函数的表示方法真值表表示逻辑函数输入和输出之间对应关系的表格1逻辑表达式用逻辑运算符将逻辑变量连接起来的数学表达式2卡诺图一种直观表示逻辑函数的方法，通过填1和0的方3式表示逻辑变量的取值组合和输出之间的关系逻辑函数的化简方法公式化简法吸收法利用逻辑代数的基本运算规则利用吸收律对逻辑函数进行化对逻辑函数表达式进行化简简，如A+A↛B=A+B卡诺图化简法合并法利用卡诺图的特点，通过圈0和将多个相同或相似的项合并为填1的方式对逻辑函数进行化简一个项，如A+AB=APART03门电路REPORTING门电路的基本概念010203门电路的定义门电路的分类门电路的作用门电路是实现基本逻辑运根据工作原理和应用领域，门电路在数字电路中起到算的电子器件，其输出信门电路可分为与门、或门、信号传输、逻辑控制和状号取决于输入信号的逻辑非门、与非门、或非门等态转换等作用状态TTL门电路TTL门电路的工作原理TTL（Transistor-Transistor Logic）门电路采用双极型晶体管实现逻辑运算，具有高速度和低功耗的特点TTL门电路的优点TTL门电路具有高电平输出、低电平输出和抗干扰能力强等优点TTL门电路的应用场景TTL门电路广泛应用于计算机、通信、工业控制等领域CMOS门电路CMOS门电路的工作原理CMOS（Complementary Metal-OxideSemiconductor）门电路采用互补晶体管实现逻辑运算，具有低功耗和高可靠性的特点CMOS门电路的优点CMOS门电路具有低功耗、低噪声、高抗干扰能力和长寿命等优点CMOS门电路的应用场景CMOS门电路广泛应用于微处理器、存储器、数字信号处理器等领域PART04组合逻辑电路REPORTING组合逻辑电路的基本概念组合逻辑电路的定义01组合逻辑电路是指输出只与当前输入状态有关的逻辑电路组合逻辑电路的特点02无记忆功能，即输入变化后，输出立即发生变化，与过去的输入状态无关组合逻辑电路的表示方法03真值表、逻辑表达式、逻辑图等常用组合逻辑电路编码器将输入的无规律二进制码转换为有一定规律的二进制码或十进制码译码器将输入的二进制码或十进制码转换为对应的输出信号数据选择器根据选择控制信号从多个输入信号中选择一个输出加法器实现二进制数的加法运算组合逻辑电路的设计方法0102列出真值表写出逻辑表达式根据实际需求列出输入和输出的真根据真值表写出对应的逻辑表达式值表化简逻辑表达式画出逻辑图利用公式法或卡诺图法化简逻辑表根据化简后的逻辑表达式画出对应达式的逻辑图0304PART05时序逻辑电路REPORTING时序逻辑电路的基本概念同步时序逻辑电路所有触发器的时钟输入信号都由同一时钟源驱动异步时序逻辑电路触发器的时钟输入信号由不同的时钟源驱动寄存器寄存器的基本结构由D触发器构成，具有存储数据和寄存数据的功能寄存器的功能用于暂存数据，以便在时钟信号的驱动下将数据传输到其他电路或设备中寄存器的应用在数字系统中，寄存器用于数据的存储、缓冲和传递计数器计数器的基本结构由触发器和门电路构成，用于对输入的时钟信号进行计数计数器的功能对输入的时钟信号进行计数，并在达到预设值时输出相应的状态计数器的应用在数字系统中，计数器用于实现定时、分频、频率合成等功能PART06半导体存储器与可编程逻辑器件REPORTING半导体存储器的基本概念半导体存储器是利用半导体的特性制成的数字式存储器，具有体积小、集成度高、可靠性高等优点半导体存储器的基本单元由存储矩阵和地址译码器组成，通过地址译码器对存储矩阵进行寻址，实现数据的存储和读取半导体存储器的分类根据存储信息的不同，可以分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）只读存储器ROM只读存储器是一种只能写入一次数据的存储器，写入后数据无法修改或删除ROM的优点是可靠性高、集ROM的分类根据编程方式成度高、功耗低等的不同，可以分为掩膜编程ROM和紫外线擦除编程ROM随机存取存储器RAMRAM的分类根据存储单元的连接方式不同，可以分为静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）RAM的主要应用作为计算机的主存，用于存放程序和数据可编程逻辑器件PLD可编程逻辑器件是一种数字逻辑电路，可以通过1编程实现不同的逻辑功能PLD的优点是灵活性高、可重复编程、易于实现2复杂的逻辑功能等PLD的分类根据编程方式的不同，可以分为可3编程逻辑阵列（PLA）和可编程逻辑门阵列（FPGA）PART07数模与模数转换器REPORTING数模转换器DAC•总结词数模转换器是一种将数字信号转换为模拟信号的电子设备•详细描述数模转换器的作用是将数字信号转换为模拟信号，以便在模拟电路中进行处理它通常由数字输入、模拟输出和内部数字到模拟转换器组成•总结词数模转换器的性能指标包括分辨率、线性度、转换速率和噪声等•详细描述数模转换器的分辨率是指能够表示数字信号的位数，通常以二进制位表示线性度是指数模转换器输出模拟信号与输入数字信号之间的线性关系转换速率是指数模转换器完成转换的速度，通常以每秒转换的位数表示噪声是指在数模转换过程中产生的随机误差或干扰模数转换器ADC•总结词模数转换器是一种将模拟信号转换为数字信号的电子设备•详细描述模数转换器的作用是将模拟信号转换为数字信号，以便在数字电路中进行处理它通常由模拟输入、数字输出和内部模拟到数字转换器组成•总结词模数转换器的性能指标包括分辨率、量化误差、动态范围和采样率等•详细描述模数转换器的分辨率是指能够表示模拟信号的最小变化量，通常以电压或电流表示量化误差是指由于模数转换器的有限分辨率而引起的误差动态范围是指模数转换器能够处理的信号的最大和最小幅度范围采样率是指模数转换器对模拟信号进行采样的频率，通常以每秒采样的次数表示DAC与ADC的应用总结词详细描述数模转换器和模数转换器在许多领域都有广泛的应用，在通信领域，数模转换器和模数转换器用于将数字信如通信、测量、控制等号转换为模拟信号或模拟信号转换为数字信号，以便在电话、电视、广播等通信系统中传输在测量领域，数模转换器和模数转换器用于将测量得到的模拟信号转换为数字信号，以便进行数据处理和分析在控制领域，数模转换器和模数转换器用于将数字信号转换为模拟信号，以便控制各种物理量，如温度、压力、流量等THANKS感谢观看REPORTING。