单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,骆丽,电子工程系,骆丽、李哲英,数字电路技术,电子工程系骆丽、李哲英数字电路技术,简介,教材及主要参考书,1.,电子技术及其应用基础,，李哲英 主编 高等教育出版社,2.Digital Fundamentals,（数字基础）,科学出版社,3,.,数字电子技术基础,阎 石,主编 高等教育出版社,4,.,电子技术基础,康华光 主编 高等教育出版社,简介教材及主要参考书 1.电子技术及其应用基础，李哲英,简介,参考书,数字逻辑与数字集成电路,，清华大学出版社，王尔乾,数字电路与系统,，清华大学出版社，刘宝琴,数字系统设计引论,，高等教育出版社，沈嗣昌,数字逻辑与电路,，高等教育出版社，王瑜银,电子技术虚拟实验,，机械工业出版社，吴培明,VHDL,硬件描述语言与数字逻辑电路设计,，西安电子科技大学出版社，侯伯亨,简介参考书数字逻辑与数字集成电路，清华大学出版社，王尔乾,简介,考核方式,平时成绩,10%,仿真研究论文,20%,期末考试,70%,简介考核方式平时成绩 10,简介,教学安排,理论,48,学时,软件仿真及实验（课外）,推荐软件：,WorkBench(MultiSim),Maxplus II,硬件实验（另外的课程）,教学日历,简介教学安排理论48学时 软件仿真及实验（课外）硬件实验,数字电路技术,典型应用,分析和设计工具,基本概念,基本内容,前言,数字电路技术典型应用分析和设计工具基本概念基本内容前言,前言,基本概念,IC,器件,:,数字,IC,模拟,IC,基本半导体器件：,二极管,三极管,场效应管,导体,半导体,PN,结,基本电路,模型,基本应用电路,放大,/,滤波,/,电源,/,信号源,基本逻辑电路,静态,动态,电路分析,逻辑代数,实验和测试,分析和设计方法,前言基本概念IC 器件:数字 IC模拟 IC基本半导体器件：,前言,数字信号,:,1),离散,逻辑值,2),关心结果,t,V,t,V,连续时间信号,离散时间信号,基本概念,模拟信号,:,1),连续,模拟量,2),关心过程,前言数字信号:t Vt V 连续时间信号离散时间信号 基本概,数字逻辑,:,1),一门科学与工程技术,2),描述和学习逻辑关系,3),采用数学方法,逻辑值,:,0,、,1(,二进制数字,),逻辑运算,:,AND,、,OR,、,NOT,描述方法,:,逻辑表达式、真值表、时序图、状态图、逻辑图,前言,数字逻辑系统,:,1),处理基本逻辑信号（,逻辑变量,）,2),处理逻辑变量之间的,逻辑关系,基本概念,数字逻辑:逻辑值:0、1(二进制数字)前言数字逻辑系统,数字逻辑模型,:,描述实际的逻辑系统,1),表示逻辑信号之间的逻辑关系,2),反映数字逻辑系统的行为特性,前言,特点,:,反映逻辑特性,各种表达式,各种模型,基本概念,数字逻辑模型:描述实际的逻辑系统前言特点:基本概念,数字电路,:,数字逻辑系统的电路实验,工作在开关状态,处理数字信号,基于逻辑结构,实现逻辑运算,+,5V,A,B,R,3,R,2,R,1,R,4,Y,D,T,1,T,3,T,4,T,2,前言,数字电路模型,:,逻辑电路的功能和结构,基本概念,数字电路:数字逻辑系统的电路实验+5VABR3R2R1R4,逻辑变量,:,1),表示逻辑事件,2),逻辑值,:0,、,1,前言,逻辑信号,:,1),逻辑变量在数字电路中的表示,2),逻辑值：逻辑电平,用高、低电平代表逻辑值,在高、低电平之间快速切换,用门限值来判定数字信号,高电平,低电平,基本概念,上升时间,下降时间,10%,90%,50%,脉冲宽度,上升沿,下降沿,逻辑变量:前言逻辑信号:高电平低电平基本概念上升时间下降时,数字系统,:,用数字方式实现的系统,基于数字电路；,数字逻辑是分析和设计工具；,只能处理数字信号；,强调功能的完整性。,前言,例如,:,计算机系统（微处理器、存储器、控制器、时钟、总线接口）,交通控制系统（时钟、显示控制）,数字时钟系统（时钟、计数器、显示控制）,数字逻辑系统 数字电路系统,基本概念,数字系统:用数字方式实现的系统前言例如:数字逻辑系统,前言,数字信号、数字逻辑和数字电路,:,数字信号是处理对象,数字逻辑是数字电路的数学描述,数字电路是数字逻辑的物理实现,数字电路,数字逻辑,数字信号,物理实现,数学描述,处理对象,基本概念,前言数字信号、数字逻辑和数字电路:数字信号是处理对象 数,基本逻辑门,组合逻辑,时序逻辑,存储电路,脉冲电路,基本逻辑,数字逻辑系统,逻辑函数处理方法,基本原理,基本门,三态门,OC,门,编码器,/,译码器,加法器,数据选择器,比较器,ROM,、,EPROM,、,RAM,触发器,计数器,寄存器,多谐振荡器,(,稳态,不稳态,Smith),逻辑代数理论,分,析,前言,逻辑功能电路,基本逻辑电路块,基本内容,基本逻辑门组合逻辑时序逻辑存储电路脉冲电路基本逻辑数字逻辑系,本课程包含两种技术,:,前言,2.,数字电路技术,1.,数字逻辑技术,分析,:,分析现有数字逻辑系统的功能和性能,设计,:,根据设计要求，建立数字系统模型,分析,:,分析现有数字电路系统的功能和性能，包括电路系统的原理,设计,:,根据模型，用数字电路系统实现设计目标,基本内容,本课程包含两种技术:前言2.数字电路技术1.数字逻辑,基本概念,:,前言,数制和编码,逻辑代数和逻辑函数,数字,IC,器件和电气特性,组合逻辑和时序逻辑,数字电路系统集成,A/D,转换,and D/A,转换,电子设计自动化（,EDA,）,数字信号与数字信号处理,基本内容,基本概念:前言数制和编码逻辑代数和逻辑函数数字IC器件和电气,基本电路,:,前言,基本逻辑运算电路,组合逻辑电路,时序逻辑电路,A/D,、,D/A,转换电路,FPGA,应用电路,存储电路,数字信号处理电路,基本内容,基本电路:前言基本逻辑运算电路组合逻辑电路时序逻辑电路A/D,前言,数字电路技术,分离元件电路,集成电路,集成系统,真空管,晶体管,S,S,I,M,S,I,L,S,I,V,L,S,I,100,10,3,10,4,10,5,前言数字电路技术分离元件电路集成电路集成系统真空管晶体管SM,前言,传统设计方法,现代设计方法,系统设计软件技术,从下至上设计,硬件逻辑设计,建立硬件后再调试,设计周期长,很难设计,从下至上,/,从上至下设计,硬件,/,软件设计,建立硬件之前仿真,设计周期短,容易设计,数字电路技术,前言传统设计方法现代设计方法系统设计软件技术从下至上设计硬件,前言,典型应用,移动通信系统,声波,模拟信号,数字信号,重建的声波,模拟信号,数字信号,M/E,A/D,D/A,E/M,DSP,前言典型应用移动通信系统声波模拟信号数字信号重建的声波模拟信,前言,控制系统,典型应用,前言控制系统 典型应用,前言,测试系统,典型应用,前言测试系统典型应用,前言,会议电视,数字移动电话,家庭信息中心,虚拟教育,数码相机,汽车,虚拟传感器,数据存储和处理,DSP,典型应用,前言会议电视数字移动电话家庭信息中心虚拟教育数码相机汽车虚拟,前言,南,北,东,西,28,秒,4,秒,28,秒,4,秒,十字路口,交通管理系统,交通,控制器,时钟,东,西,南,北,典型应用,前言南北东西28 秒4秒28秒4秒十字路口交通时钟东西,药片计数及装瓶控制系统,前言,比较器,计数器,1,编码,转换,1,显示,1,编码,寄存器,键盘,编码,转换,2,计数器,2,显示,2,阀,传感器,典型应用,传送带控制,药片计数及装瓶控制系统 前言比较器 计数器1编码 显示 1,双向总线收发器,前言,通道选择器,内部电路,1,总线,缓冲器,1,缓冲器,2,缓冲器,3,选择,1,选择,2,选择,3,内部电路,2,内部电路,3,典型应用,双向总线收发器前言通道选择器内部电路1总线缓冲器1缓冲器2缓,前言,键盘扫描电路,时钟,1,列选择控制,+5V,行选择,控制,时钟,2,键盘,编码,电路,计数器,1,典型应用,计数器,2,前言键盘扫描电路 时钟 1列选择控制+5V 行选择 时,前言,密码报警电路,同步,密码控制电路,键盘,传感器电路,灯,报警,密码设置使能,报警使能,典型应用,前言密码报警电路同步 密码控制电路键盘传感器电路 灯 报警密,前言,铁路公路交叉路口控制器,防护栏,传感器,防护栏,传感器,东,西,典型应用,前言铁路公路交叉路口控制器防护栏传感器防护栏传感器东西典型应,前言,汽车尾灯控制器,左,1,2,3,1,2,3,右,3,）,刹车,:,所有尾灯同时点亮。如果在转向时刹车，转向侧的灯顺序点亮，另一侧灯同时点亮。,1,）,右转,:,右转灯按,1,2,3,顺序周期性点亮，左转灯灭,.,2,）,右转,:,左转灯按,1,2,3,顺序周期性点亮，右转灯灭,.,典型应用,前言汽车尾灯控制器 左123123右 3）刹车:所有尾,前言,FIFO,存储器,写允许,读允许,清除,数据,空,满,数据,时钟,16,4,FIFO,输出,输入,数据,N,数据,N-1,数据,1,典型应用,前言FIFO 存储器 写允许读允许清除数据空满数据时钟16,前言,字符发生器,输出,行选择输出,灯点阵,行选择,典型应用,前言字符发生器 输出 行选择输出 灯点阵 行选择典型应用,前言,分析和设计工具,现代数字电路的分析和设计工具,在计算机上运行的分析和设计软件,称为仿真软件或工具,仿真分析,利用计算机来研究数字电路，找出电路和系统的行为特性，修改设计。,前言分析和设计工具现代数字电路的分析和设计工具仿真分析,前言,使用一般,IC,仿真工具,使用可编程,IC,仿真工具,使用,ASIC,仿真工具,WorkBench,OrCAD,Maxplus II,Fundation,Candence,Mentor,分析和设计工具,前言使用一般IC仿真工具使用可编程IC仿真工具使用ASIC仿,前言,使用一般,IC,仿真工具,设计输入,参数设置,仿真设置,逻辑图,虚拟仪器,实际仪器,硬件布局,电路板制作,电路板调试,结构设计,电路板制作,电路调试,分析和设计工具,前言使用一般IC仿真工具设计输入参数设置仿真设置逻辑图虚拟仪,前言,使用可编程,IC,仿真工具,电路板制作,设计输入,仿真调试,电路下载和调试,结构设计,分析和设计工具,前言使用可编程IC仿真工具电路板制作设计输入仿真调试电路下载,前言,使用,ASIC,仿真工具,设计输入,仿真调试,芯片生产,芯片调试,结构设计,分析和设计工具,前言使用ASIC仿真工具设计输入仿真调试芯片生产芯片调试结构,前言,小结,阅读：,P1P12,作业,:,P13P15,练习题,0-2,0-3,习 题,0-1,0-2,0-4,0-7,0-8,0-12,基本逻辑门,组合逻辑,时序逻辑,存储电路,脉冲电路,基本逻辑,数字逻辑系统,逻辑函数处理方法,基本原理,基本门,三态门,OC,门,编码器,/,译码器,加法器,数据选择器,比较器,ROM,、,EPROM,、,RAM,触发器,计数器,寄存器,多谐振荡器,(,稳态,不稳态,Smith),逻辑代数理论,分,析,逻辑功能电路,基本逻辑电路块,前言小结阅读：P1P12基本逻辑门组合逻辑时序逻辑存储电路,