数字电子技术概述
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第一章 数字电子技术概述
本课程与其它课的关系
先修课：电工与电子技术；离散数学 后续课：计算机组成原理
微机原理与接口 计算机系统结构 单片机原理及应用
……
2
第一章 数字电子技术概述
内容简介
基础知识：数制和码制、逻辑代数基础
数
门电路：二极管、三极管、CMOS、TTL门电路
字
组合逻辑：分析与设计、组合逻辑器件、竞争-冒险
（2）重点掌握各种常用数字逻辑电路的逻辑功能、外部 特性及典型应用。对其内部电路结构和工作原理不必过于 深究。
（3）掌握基本的分析和设计方法。 （4）本课程实践性很强。应重视习题、基础实验和综合 实训等实践性环节。 （5）此外，注意培养和提高查阅有关技术资料和数字集 成电路产品手册的能力。
5
第一章 数字电子技术概述
数字量（Digital Value）：时间上和数值上均作断续变化的量
1.1.2 数字信号与数字系统
数字信号（Digital Signal）：是表示数字量的信号。一般指在两 个稳定状态之间作阶跃式变化的信号。表示法有：电位型与 脉冲 型。
数字系统（Digital System）：使用数字量来传递和加工处理信息
模(VLSI) 集成度：指在同一块集成芯片上制作的逻辑门电路或元器件数量的多少。 小规模集成电路(Small Scale IC，SSI) 中规模集成电路(Medium Scale IC，MSI) 大规模集成电路(Large Scale IC，LSI) 超大规模集成电路(Very Large Scale IC，VLSI) 特大规模集成电路(Ultra Large Scale IC，ULSI) 巨大规模集成电路(Gigantic Scale IC，GSI） (3)按构成电路的半导体器件——双极型电路、单极型电路 (4)按电路有无记忆功能——组合逻辑电路、时序逻辑电路
逻
辑
时序逻辑：触发器、分析与设计、时序逻辑器件
半导体存储器：ROM、RAM
可编程逻辑器件：PAL、GAL、EPLD、CPLD、FPGA
3
第一章 数字电子技术概述
课程内容的安排
第1章 数字电子技术概述（4学时） 第2章 逻辑代数基础及基本逻辑门电路（10学时）
第3章 组合逻辑电路（16学时） 第5章 时序逻辑电路（16学时）
主要参考书：
[1]王永军、李景华主编.《数字逻辑与数字系统》（第二版）.电子工业出版社， 2002.2
[2]沈嗣昌主编 . 《数字设计引论》 . 高等教育出版社， 2000.8 在
7
第一章 数字电子技术概述
第一章 数字电子技术概述
1.1 数字电子技术和模拟电子技术的区别 1.2 半导体器件的开关运用特性 1.3 数制 1.4 码制
第一章 数字电子技术概述
m课程的目课程的目的和任 务的和任务
• 阐明数字逻辑电路的基本概念和分析设计方法。
• 由门电路构成逻辑部件的“”作为一种基本技能 训练。
• 加强以全加器、译码器、多路选择器、多路 分配器、触发器、寄存器、计数器，以及 ROM 、PLA等较复杂逻辑器件来构成更复 杂的逻辑部件的分析与设计方法，进而掌握 数字系统单元电路的逻辑功能。
学习方法
• 保证基础（第1、2章）
熟练掌握有关逻辑设计的基础知识、设计方法
• 中小规模集成电路（第3、4、5、6）
理解电路的逻辑功能
应用它设计逻辑电路
贯穿课程的始终的是： 逻辑电路分析、设计
第7章自学
补充内容：VHDL 6
第一章 数字电子技术概述
教材及主要参考书
教材：
[1]吴继娟主编. 《数字逻辑》. 哈尔滨工程大学出版社，2004.
的实际工程系统。
9
第一章 数字电子技术概述
1.为什么要用数字系统 数字电子器件的飞速发展，数字信息的传递和加工速度达到很高水平（传送延迟 10-9），即使串行速度也相当可观。成本降低，对模拟系统的竞争愈来愈强。数 字系统具有标准化、通用性、灵活性特点，便于修改和改进。除了信息的数值运 算，还可以进行逻辑加工。 2.数字电路的分类 (1)按电路组成结构——分立元件电路、集成电路 (2)按电路集成度大小——小规模(SSI)、中规模(MSI)、大规模(LSI)、超大规
8
第一章 数字电子技术概述
1.1 数字电子技术和模拟电子技术的区别
1.1.1 模拟量与数字量
信息（Information）：表征物理量数值特征的量叫做信息。
模拟量（Analogue Value）：时间上和数值上均作连续变化的量
离散量（Discrete Value）：将物理量在一定精度以数值表示出来
10
第一章 数字电子技术概述
划分集成电路规模的标准
类别
SSI MSI LSI VLSI ULSI GSI
数字集成电路
MOS IC 双极IC
＜102
＜100
102～103 100～500
103～105 500～2000
105～107
＞2000
107～109
＞109
模拟集成电路
＜30 30～100 100～300 ＞300
iD ( mA)
IF
D
+
+
U BR
uD (V)
0
0.5 0.7
Ui>0.5V时，
二极管导通。
伏安特性
D
+
ui=0V －
+ RL uuoo
－百度文库
ui
RL uo
－
－
开关电路
D
+ +－
+
ui=5V 0.7V RL －
uu－oo
ui=0V 时的等效电路 ui＝0V时，二极管截止， 如同开关断开，uo＝0V。
ui=5V 时的等效电路 ui ＝ 5V 时 ， 二 极 管 导 通 ， 如 同 0.7V 的 电 压 源 ， uo ＝ 4.3V 。
第4章 触发器（10学时） 第六章 存储器（8学时） 第七章 脉冲的产生与变换（自学）
4
VHDL
第一章 数字电子技术概述
学习方法
课前预习，课堂理解，课后练习，温故知新 把握重点，突破难点，注重特点，融会贯通 重视实践，勤思多练，善于归纳，勇于创新
（1）逻辑代数是分析和设计数字电路的重要工具，应熟 练掌握。
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第一章 数字电子技术概述
1.2 半导体器件的开关特性
逻辑0和1： 电子电路中用高、低电平来表示。 获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件的导 通、截止（即开、关）两种工作状态。
1.2.1 二极管开关运用特性
二极管符号：
正极
＋ uD －
负极
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第一章 数字电子技术概述
Ui<0.5V时，二极管 截止，iD=0。
第一章 数字电子技术概述
本课程与其它课的关系
先修课：电工与电子技术；离散数学 后续课：计算机组成原理
微机原理与接口 计算机系统结构 单片机原理及应用
……
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第一章 数字电子技术概述
内容简介
基础知识：数制和码制、逻辑代数基础
数
门电路：二极管、三极管、CMOS、TTL门电路
字
组合逻辑：分析与设计、组合逻辑器件、竞争-冒险
（2）重点掌握各种常用数字逻辑电路的逻辑功能、外部 特性及典型应用。对其内部电路结构和工作原理不必过于 深究。
（3）掌握基本的分析和设计方法。 （4）本课程实践性很强。应重视习题、基础实验和综合 实训等实践性环节。 （5）此外，注意培养和提高查阅有关技术资料和数字集 成电路产品手册的能力。
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第一章 数字电子技术概述
数字量（Digital Value）：时间上和数值上均作断续变化的量
1.1.2 数字信号与数字系统
数字信号（Digital Signal）：是表示数字量的信号。一般指在两 个稳定状态之间作阶跃式变化的信号。表示法有：电位型与 脉冲 型。
数字系统（Digital System）：使用数字量来传递和加工处理信息
模(VLSI) 集成度：指在同一块集成芯片上制作的逻辑门电路或元器件数量的多少。 小规模集成电路(Small Scale IC，SSI) 中规模集成电路(Medium Scale IC，MSI) 大规模集成电路(Large Scale IC，LSI) 超大规模集成电路(Very Large Scale IC，VLSI) 特大规模集成电路(Ultra Large Scale IC，ULSI) 巨大规模集成电路(Gigantic Scale IC，GSI） (3)按构成电路的半导体器件——双极型电路、单极型电路 (4)按电路有无记忆功能——组合逻辑电路、时序逻辑电路
逻
辑
时序逻辑：触发器、分析与设计、时序逻辑器件
半导体存储器：ROM、RAM
可编程逻辑器件：PAL、GAL、EPLD、CPLD、FPGA
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第一章 数字电子技术概述
课程内容的安排
第1章 数字电子技术概述（4学时） 第2章 逻辑代数基础及基本逻辑门电路（10学时）
第3章 组合逻辑电路（16学时） 第5章 时序逻辑电路（16学时）
主要参考书：
[1]王永军、李景华主编.《数字逻辑与数字系统》（第二版）.电子工业出版社， 2002.2
[2]沈嗣昌主编 . 《数字设计引论》 . 高等教育出版社， 2000.8 在
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第一章 数字电子技术概述
第一章 数字电子技术概述
1.1 数字电子技术和模拟电子技术的区别 1.2 半导体器件的开关运用特性 1.3 数制 1.4 码制
第一章 数字电子技术概述
m课程的目课程的目的和任 务的和任务
• 阐明数字逻辑电路的基本概念和分析设计方法。
• 由门电路构成逻辑部件的“”作为一种基本技能 训练。
• 加强以全加器、译码器、多路选择器、多路 分配器、触发器、寄存器、计数器，以及 ROM 、PLA等较复杂逻辑器件来构成更复 杂的逻辑部件的分析与设计方法，进而掌握 数字系统单元电路的逻辑功能。
学习方法
• 保证基础（第1、2章）
熟练掌握有关逻辑设计的基础知识、设计方法
• 中小规模集成电路（第3、4、5、6）
理解电路的逻辑功能
应用它设计逻辑电路
贯穿课程的始终的是： 逻辑电路分析、设计
第7章自学
补充内容：VHDL 6
第一章 数字电子技术概述
教材及主要参考书
教材：
[1]吴继娟主编. 《数字逻辑》. 哈尔滨工程大学出版社，2004.
的实际工程系统。
9
第一章 数字电子技术概述
1.为什么要用数字系统 数字电子器件的飞速发展，数字信息的传递和加工速度达到很高水平（传送延迟 10-9），即使串行速度也相当可观。成本降低，对模拟系统的竞争愈来愈强。数 字系统具有标准化、通用性、灵活性特点，便于修改和改进。除了信息的数值运 算，还可以进行逻辑加工。 2.数字电路的分类 (1)按电路组成结构——分立元件电路、集成电路 (2)按电路集成度大小——小规模(SSI)、中规模(MSI)、大规模(LSI)、超大规
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第一章 数字电子技术概述
1.1 数字电子技术和模拟电子技术的区别
1.1.1 模拟量与数字量
信息（Information）：表征物理量数值特征的量叫做信息。
模拟量（Analogue Value）：时间上和数值上均作连续变化的量
离散量（Discrete Value）：将物理量在一定精度以数值表示出来
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第一章 数字电子技术概述
划分集成电路规模的标准
类别
SSI MSI LSI VLSI ULSI GSI
数字集成电路
MOS IC 双极IC
＜102
＜100
102～103 100～500
103～105 500～2000
105～107
＞2000
107～109
＞109
模拟集成电路
＜30 30～100 100～300 ＞300
iD ( mA)
IF
D
+
+
U BR
uD (V)
0
0.5 0.7
Ui>0.5V时，
二极管导通。
伏安特性
D
+
ui=0V －
+ RL uuoo
－百度文库
ui
RL uo
－
－
开关电路
D
+ +－
+
ui=5V 0.7V RL －
uu－oo
ui=0V 时的等效电路 ui＝0V时，二极管截止， 如同开关断开，uo＝0V。
ui=5V 时的等效电路 ui ＝ 5V 时 ， 二 极 管 导 通 ， 如 同 0.7V 的 电 压 源 ， uo ＝ 4.3V 。
第4章 触发器（10学时） 第六章 存储器（8学时） 第七章 脉冲的产生与变换（自学）
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VHDL
第一章 数字电子技术概述
学习方法
课前预习，课堂理解，课后练习，温故知新 把握重点，突破难点，注重特点，融会贯通 重视实践，勤思多练，善于归纳，勇于创新
（1）逻辑代数是分析和设计数字电路的重要工具，应熟 练掌握。
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第一章 数字电子技术概述
1.2 半导体器件的开关特性
逻辑0和1： 电子电路中用高、低电平来表示。 获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件的导 通、截止（即开、关）两种工作状态。
1.2.1 二极管开关运用特性
二极管符号：
正极
＋ uD －
负极
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第一章 数字电子技术概述
Ui<0.5V时，二极管 截止，iD=0。