电子技术基础(数字部分)
(完整版)电子技术基础(数字部分)康华光(第五版)习题解答
1.1.1一数字信号的波形如图1.1.1所示，试问该波形所代表的二进制数是什么？解：0101 10101.2.1试按表1.2.1所列的数字集成电路的分类依据，指出下列器件属于何种集成度器件：(1) 微处理器；(2) IC计算器；(3) IC加法器；(4) 逻辑门；(5) 4兆位存储器IC。
解：(1) 微处理器属于超大规模；(2) IC计算器属于大规模；(3) IC加法器属于中规模；(4) 逻辑门属于小规模；(5) 4兆位存储器IC属于甚大规模。
1.3.1将下列十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数和8421BCD码（要求转换误差不大于2-4）：(1) 43 (2) 127 (3) 254.25 (4) 2.718解：(1) 43D=101011B=53O=2BH；43的BCD编码为0100 0011BCD。
(2) 127D=1111111B=177O=7FH；127的BCD编码为0001 0010 0111BCD。
(3) 254.25D=11111110.01B=376.2O=FE.4H；0010 0101 0100.0010 0101BCD。
(4) 2.718D=10.1011 0111B=2.56O=2.B7H；0010.0111 0001 1000BCD。
1.3.3将下列每一二进制数转换为十六进制码：(1) 101001B (2) 11.01101B解：(1) 101001B=29H (2) 11.01101B=3.68H1.3.4将下列十进制转换为十六进制数：(1) 500D (2) 59D (3) 0.34D (4) 1002.45D解：(1) 500D=1F4H (2) 59D=3BH (3) 0.34D=0.570AH(4) 1002.45D=3EA.7333H1.3.5 将下列十六进制数转换为二进制数： (1) 23F.45H(2) A040.51H解：(1) 23F.45H=10 0011 1111.0100 0101B(2) A040.51H=1010 0000 0100 0000.0101 0001B1.3.6 将下列十六进制数转换为十进制数： (1) 103.2H(2) A45D.0BCH解：(1) 103.2H=259.125D (2) A45D.0BCH=41024.046D2.4.3 解：(1) LSTTL 驱动同类门mA I OL 8(max)= mA I IL 4.0(max)= 204.08==mA mAN OL mA I OH 4.0(max)=mA I IH 02.0(max)=2002.04.0==mAmA N OHN=20(2) LSTTL 驱动基本TTL 门mA I OL 8(max)= mA I IL 6.1(max)=56.18==mA mAN OL mA I OH 4.0(max)=mA I IH 04.0(max)=1004.04.0==mAmA N OHN=52.4.5 解：E D BC AB E D BC AB L +++=⋅⋅⋅=__________________________2.6.3 解：B=0时，传输门开通，L=A ；B=1时，传输门关闭，A 相当于经过3个反相器到达输出L ，L=A A B L 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0所以，B A B A B A L ⊕=+= 2.7.1 解：C ，__________BC C B =D ，__________DE D E =__________DE BC ⋅，______________________________________________________)(DE BC A DE BC A +=⋅__________GF AF ⋅，_______________________________________________________________________)()(G A EF GF AF E GF AF E +=+=⋅____________________________________________________________________)()()()(G A EF DE BC A G A EF DE BC A L +++=+⋅+=2.7.2 解：B A B A B A B A AB A B B A ⊕=+=+⋅=⋅⋅)(__________________________B A L ⊕==A ⊙B2.9.11 解：当没有车辆行驶时，道路的状态设为0，有车辆行驶时，道路的状态为1；通道允许行驶时的状态设为1，不允许行驶时的状态设为0。
电子技术基础(数字部分)
= 0V
C
电容充电
vC vO
vI
当 v I =V 时， TH
vI
v O1
迅速使G1导通、 G2截止
vO1 =0 vO2=1 电路进入第二暂态
G1 TP D1 vI D2 TN R vO1 D3 充电 vO2 D4 TN TP G2 VDD
v O 1=0
vI
VDD VTH 0
Байду номын сангаас
v O =1
t
vO
C
VDD 0
Q L L L L
Q
H H H H
不可触发，保持稳态不变
B为高电平，且A1、A2中有一个 或两个为下降沿， 剩下的为高 电平时电路被触发 A1、A2中有一个或两个为低电平，
L
L
在B端输入上升沿时电路被触发
输入控制电路中锁存器的作用？
A1和A2是两个下降沿有效的触发信号输入端，B是上升沿有效的触发信号输入端。
G1 vI G2 vO1 R
G1 G2 TP D3 v O1 D2 TN TN vO +VDD
1
1
C
vO
D1
TP
vI
R
D4
组成的多谐振荡器
VC C
2. 工作原理
（1）第一暂稳态（初态）电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态 电路初态：v =1 v O =0 （是偶然的） v 假定 VTH VDD / 2
CMOS或非门构成的微分型 单稳态触发器
稳态为0
vO1 vO 1 D vI2 vC R VDD C G2
vO 1 D vI2 R
G1 1 vI Cd vd Rd
G1 & vI Cd vd Rd
《电子技术基础(数字部分)》课程标准
《电子技术基础（数字部分）》课程标准适用专业：应用电子技术等专业课程类别：专业基础课程参考学时：74 参考学分：4.51、课程定位和课程设计1.1 课程性质与作用《电子技术基础（数字部分）》课程是面向应用电子技术专业、测控仪器与仪表专业和生产过程自动化技术专业的专业主干课程。
通过本课程的学习，从培养学生的基本技能入手，提高学生分析问题、解决问题以及实践应用能力，为学习其它有关课程和毕业后从事电子技术、测控技术、自动化以及计算机应用技术方面的工作打下必要的基础。
本课程是在学习完前导课程《电工技术》的基础上开设的，学生在掌握基本电工技术和模拟电子技术的基本原理之后，为《单片机及接口技术》、《电子产品设计制作》、《CPLD应用技术实训》等后续课程的学习奠定了良好的基础。
1.2 课程设计理念课程设计、建设和实施过程中，贯彻以下教育理念：终身学习的教育观：在现代信息社会，高等职业教育的目标已经由单一的满足上岗要求，走向贯穿职业生涯、适应社会发展，由终结教育演变为终身教育，职业能力的内涵已由狭义的职业技能拓展到兼具任务能力和整体能力的综合素质。
因此教师应从传授者变为引导者，使“教学”向“学习”转换，引导学生变成自我教育的主体，掌握终身学习的能力。
多元智能的学生观：高职学生不仅在学习基础、专业层次、应用导向上区别于本科院校，而且内部还存在多元性、差异化的智能结构、自我定位和心理调适能力。
教育者要因材施教，在保持职业教育共性的同时，尽力发掘学生潜能，发展个性；让学生体验开启智慧和增强自信的经历，培养能适应社会、适应各类专门岗位的人才。
行动导向的教学观：学生作为学习的行动主体，要以职业情境中的行动能力为目标，以基于岗位能力需求的学习情境中的行动过程为途径，实现行动过程与学习过程的统一。
通过师生间互动合作，建构属于自己的经验和知识体系。
只有在教学中重视实践能力的培养，培养出来的学生才能具有较强的动手能力，实现“零距离”上岗。
现代电子技术基础(数字部分)知识点
一、数电知识要点第一章 数制与编码1、码制：各种码制之间的转换(整数,小数)2、带符号数的原码、反码和反码3、二进制编码：自然二进制码、格雷码4、BCD 码：8421BCD 码、余三码等第二章 逻辑函数及其化简1、逻辑代数的基本运算及复合运算：与、或、非、与非、或非、异或、同或与运算： 全1得1，有0得0；或运算：有1得1，全0得0； 非运算：10 01==异或：相同得0，相异得1同或：相同得1，相异得02、逻辑运算基本公式及常用规则：1) 十个基本公式2) 逻辑运算常用规则：代入规则；反演规则；对偶规则3、逻辑函数表示方法1）真值表2）逻辑函数表达式：与或表达式；或与表达式；与非-与非表达式；或非-或非表达式；最小项表达式；最大项表达式（概念、性质、两者之间的关系）3）逻辑电路图(与电路分析设计结合)：由逻辑表达式到电路图；由电路图写逻辑表达式；4）卡诺图（化简：最多四变量）求逻辑函数的最简与或表达式和或与表达式第三章组合逻辑电路1、集成电路主要电气指标：输入/输出电压；输入/输出电流；噪声容限；扇出系数；输出结构：推拉式输出；开路输出；三态输出2、常用组合逻辑模块3-8译码器、数据选择器、加法器、数值比较器3、组合逻辑电路分析分析步骤：1）由给定的逻辑图逐级写出逻辑函数表达式；2)由逻辑表达式列出真值表；3)分析、归纳电路的逻辑功能。
4、组合电路的设计设计步骤：列真值表—写出适当的逻辑表达式—画电路图。
其中第二步写逻辑表达式时根据设计要求有所不同：1)用门电路设计：与或电路/与非-与非电路：卡诺图化简求最简与或表达式或与电路/或非-或非电路：卡诺图化简求最简或与表达式2)用3-8译码器+与非门设计：写最小项表达式3)用3-8译码器+与门设计：写最大项表达式4)用数据选择器设计：通过卡诺图降维得出数据选择器的各位地址信号Ai和各路数据Di的表达式5、逻辑险象的判别和消除第四章时序电路分析1、各类触发器的特性方程、约束方程、状态表、状态图(RS,JK,D)2、集成计数器74163工作原理、功能及应用（如何构成任意模的计数器、序列信号发生器）3、时序电路的分析1)由触发器构成的米里型/莫尔型同步时序电路的分析步骤：分析电路类型—写激励方程和输出方程—求次态方程—状态表、状态图—功能。
电子技术基础数字部分
数字部分是电子技术基础中的一个重要组成部分，涉及数字电路和数字系统的基本原理和应用。
以下是数字部分的主要内容：
二进制系统：介绍二进制数的表示方法、二进制运算和逻辑运算。
逻辑门电路：介绍逻辑门的基本类型，包括与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等，以及它们的真值表和逻辑功能。
组合逻辑电路：介绍由逻辑门组成的组合逻辑电路，包括多路选择器、译码器、编码器、加法器和比较器等，以及它们的设计和应用。
时序逻辑电路：介绍由触发器构成的时序逻辑电路，包括RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等，以及它们的工作原理和应用。
计数器和时钟：介绍二进制计数器、同步计数器和异步计数器的原理和设计，以及时钟信号的生成和应用。
存储器：介绍存储器的基本类型，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM），以及它们的特点、应用和工作原理。
数字系统：介绍数字系统的组成和层次结构，包括数据表示、编码和解码，数字信号处理和数字通信等。
数字信号处理：介绍数字信号处理的基本原理和方法，包括数字滤波、频谱分析、离散傅里叶变换和数字信号处理器（DSP）的应用。
数字通信：介绍数字通信的基本原理和技术，包括数字调制、数字解调、误码控制和数字传输系统等。
以上是电子技术基础中数字部分的主要内容。
深入学习和理解这些知识将有助于理解和设计数字电路和数字系统，以及应用于电子设备和通信领域中的相关技术和应用。
电子技术基础数字部分康光华主编课件 189 优质课件
触发器的新状态由CP脉冲下降沿到来之前的R、S信 号决定。
优点：克服了空翻，提高了工作的可靠性。
2019/11/18
9
3. 功能表（只在CP从1变为0时有效）
由于触发器接受输入信号及状态的翻转均是在 CP20脉19/1冲1/18 上升沿前后完成的，故称为边沿触发器。 19
3. 时序图
当CP图从4-01变4 为维1持时—，阻Q塞将边由沿CDP触上发升器沿时到序图来之前一
瞬201间9/11D/18 的状态决定。
20
2. 工作原理 3. 功能表（在CP=1期间有效）
现态：CP脉冲作用前触发器的原状态，用Qn表示； 次态：CP脉冲作用后触发器的新状态，用Qn+1表示。
表4-2 同步RS触发器功能表
R为高电平 有效触发
R、S不允许
同时有效
S为高电平
2019/11/18
有效触发
5
4. 工作波形（又称为时序图，设初态为0 ）
4.2 同步触发器
4.2.1 同步RS触发器 4.2.2 主从RS触发器 4.2.3 CMOS主从D触发器 4.2.4 边沿D触发器
2019/11/18
1
复习
触发器有什么特点？ 请画出与非门实现的基本ＲＳ触发器的电路图。 请列出基本ＲＳ触发器的功能表。 什么叫现态？次态？ 基本RS触发器的触发方式？
2019/11/18
14
可知，工作过程分为两步：
第一步，CP=1时，主触发器接收D的信号，并有 Q′=D，而从触发器是维持原来的状态不变。
康华光《电子技术基础-数字部分》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
第1章 数字逻辑概论1.1 复习笔记一、模拟信号与数字信号 1．模拟信号和数字信号 （1）模拟信号在时间上连续变化，幅值上也连续取值的物理量称为模拟量，表示模拟量的信号称为模拟信号，处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。
（2）数字信号 与模拟量相对应，在一系列离散的时刻取值，取值的大小和每次的增减都是量化单位的整数倍，即时间离散、数值也离散的信号。
表示数字量的信号称为数字信号，工作于数字信号下的电子电路称为数字电路。
（3）模拟量的数字表示①对模拟信号取样，通过取样电路后变成时间离散、幅值连续的取样信号； ②对取样信号进行量化即数字化；③对得到的数字量进行编码，生成用0和1表示的数字信号。
2．数字信号的描述方法（1）二值数字逻辑和逻辑电平在数字电路中，可以用0和1组成的二进制数表示数量的大小，也可以用0和1表示两种不同的逻辑状态。
在电路中，当信号电压在3.5～5 V 范围内表示高电平；在0～1.5 V 范围内表示低电平。
以高、低电平分别表示逻辑1和0两种状态。
（2）数字波形①数字波形的两种类型非归零码：在一个时间拍内用高电平代表1，低电平代表0。
归零码：在一个时间拍内有脉冲代表1，无脉冲代表0。
②周期性和非周期性周期性数字波形常用周期T 和频率f 来描述。
脉冲波形的脉冲宽度用W t 表示，所以占空比100%t q T=⨯W③实际数字信号波形在实际的数字系统中，数字信号并不理想。
当从低电平跳变到高电平，或从高电平跳到低电平时，边沿没有那么陡峭，而要经历一个过渡过程。
图1-1为非理想脉冲波形。
图1-1 非理想脉冲波形④时序图：表示各信号之间时序关系的波形图称为时序图。
二、数制 1．十进制以10为基数的计数体制称为十进制，其计数规律为“逢十进一”。
任意十进制可表示为：()10iDii N K ∞=-∞=⨯∑式中，i K 可以是0～9中任何一个数字。
如果将上式中的10用字母R 代替，则可以得到任意进制数的表达式：()iR ii N K R ∞=-∞=⨯∑2．二进制（1）二进制的表示方法以2为基数的计数体制称为二进制，其只有0和1两个数码，计数规律为“逢二进一”。
电子技术基础数字部分
电子技术基础数字部分
数字部分是指在电子技术中涉及到数字信号处理、数字电路设计等方面的知识。
以下是一些电子技术基础数字部分的主要内容：
1. 二进制系统：了解二进制表示法、二进制转换和二进制的基本运算。
2. 布尔代数：了解布尔运算、逻辑门及其真值表、卡诺图和布尔表达式等。
3. 組合逻辑电路设计：了解数制转换、编码器、译码器、多路选择器、加法器、减法器、挑选器、计数器和寄存器等。
4. 时序逻辑电路设计：了解触发器、时钟、状态机、计时器和定时器等。
5. 数字信号处理：了解数字信号的采样与量化、离散傅里叶变换、数字滤波器和数字信号传输等。
6. 数字集成电路：了解数字集成电路的设计和应用，例如门电路、触发器、存储器、ALU和微处理器等。
7. 数字系统设计：了解数字系统的设计方法和技术，如采样和保持电路、时钟和定时电路、数据转换电路和控制电路等。
8. FPGA和CPLD：了解可编程逻辑器件的架构、编程语言和设计流程，并能进行基本的FPGA和CPLD设计。
以上是电子技术基础数字部分的一些主要内容。
掌握这些知识可以帮助你理解和设计数字电路，并为深入学习更高级的数字电路和系统提供基础。
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第8章 脉冲波形的产生与变换
第9章 数模与模数转换器 第10章 数字系统设计基础
第一章 数字逻辑概论
❖1.1数字电路与数字信号 ❖1.2数制 ❖1.3逻辑函数及其表示方法
1.1数字电路与数字信号
信号承载信息，即信号是信息的物理表现形式
• 电子系统处理电信号，其物理形式是电压或电流波形 • 声音、图像、亮度、温度等等物理信息，都可以通过传感器转换而得到相
任意一个二进制数N可以表示成：制：以八为基数的记数体制表示数的 八个数码：0、1 、2、3 、4、5、6 、7
❖ 遵循逢八进一的规律
❖任意一个八进制数N可以表示成： M8 oi 8i i
❖4. 十六进制：
❖0 、 1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C
逻辑描述
一个控制楼梯照明灯的电路。A、B是两个单刀双 掷开关，A装在楼上，B装在楼下。共同控制灯F
的亮、灭。试写出灯F亮的逻辑函数。
a A
F
b B
问题分析
~
c
d
220
只有开关A、B 都接上面或都接下面时，灯F才亮。 而一个接上面，另一个接下面时，灯不亮。
逻辑描述示意
假设输入变量为A、B； 用0表示开关接下面，1表示接上面
正弦波
三角波
调幅波
数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号
• 仅在确定的时间点上有定义(tn) • 定义时间点上的信号幅度仅有量化区间上的数值(量化编码)
0
t
数字逻辑信号和波形 用符号0和1来表示幅度，称为逻辑0和逻辑1 数字波形是逻辑电平对时间的图形表示。
1 0
(a) 非周期数字波形
1 0
(b) 周期数字波形
23 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
MSB
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
十进制数
❖ 多比特二进制信号的串行或并行处理
❖ 1）串行方式：多比特信号按比特位依次处理，要求信号按位依次传 送
❖ 2）并行方式：多比特信号的所有位同时处理，要求各比特位要同时 传送
课程学习中: 了解电路功能的应用背景,注重学习分析问题、解决问题
能力的培养。
注重理解和掌握功能部件的外特性、多练习、多动手
数电的内容
第1章 数字逻辑概论 第3章 逻辑门电路
第2章 逻辑代数与HDL基础 第4章 组合逻辑电路
第5章 锁存器与触发器 第6章 时序逻辑电路 第7章 存储器 复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列
LOGO
电子技术基础(数字部分)
1.课程性质：
是电类专业的：
具入门性质的、重要的专业基础课
2.课程目标： 获得适应信息时代的数字电子技术方面的基本理论、
基本知识和基本技能。培养分析和解决实际问题的能力， 为以后学习与数字电子技术相关学科和专业应用打好以 下两方面的基础:
1）正确分析、设计数字电路，特别是集成电路
时钟线 数据线
计算机
1 CP 0 0 1 2 3 4 5 6 7
串行 数据
1 MSB 0
LSB
00110110
t
LSB 0 0 1 1 0 1 1 0
MSB
(a)
打印机
1.2数制
❖1. 十进制： ❖ 以十为基数的记数体制表示数的十个数码： ❖ 1、2、3、4、5、6、7、8、9、0 ❖ 遵循逢十进一的规律
三个自变量，有八种取值组合 四个自变量，有十六种取值组合 …
AA 0
AA AB AB
AA 1
A+B A B
例 证明
A B A B ， AB A B ，按A、B取值
情况列出真值表，从表中可以直接得出结果。
A B AB
工程上，一般先提出逻辑命题，然后用真值表加以描述，最后写出 逻辑函数表达式。
应的电信号
• 信号波形代表了相应物理量的变化
T/℃ 2 200.5 2 200.0 2 199.5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 t/s
温度波动曲线
模拟信号与数字信号
模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号
• 具有无限密集的时间定义区间 • 具有无穷密集的数值定义区间
O
tO
O
t
t
、D、E、F
❖任意一个十六进制数展开式为：M 16 hi 16i i
数置转换
❖1. 二 －十进制转换 ❖2. 十 － 二进制转换 ❖3. 十 － 二进制转换 ❖4. 二进制 –八进制转换 ❖5. 二进制 －十六进制转换 ❖6. 十六进制－二进制转换 ❖7. 十六进制数与十进制数的转换
❖第二章 逻辑代数与硬件描述语言
143.75 = 1 102 4 101 3 100
7 10 1 5 10 2
任意一个十进制数N可以表示成：
M 10 ai 10i i ai：第i位的系数
❖2. 二进制： ❖ 以二为基数的记数体制表示数的两个数码： ❖ 0、1 ❖ 遵循逢二进一的规律
（101.11）2 = 1 22 0 21 1 20 1 21 1 22 =（5.75）10
2）进一步学习设计专用集成电路(ASIC)
3.课程研究内容 ------数字信号传输、变换、产生等。内容涉及信
号处理的器件、功能电路及系统。
4.课程特点与学习方法
• 课程特点
1 ) 发展快
2 )应用广
3 )工程实践性强
每18个月芯片的集成度提高1倍,而功耗下降一半。
• 学习方法 打好基础、 关注发展、 主动更新、 注重实践
假设输出变量为F； 用0表示灯灭，用1表示灯亮
则输入输出变量之间的关系可以用真值表来表示
❖2.1逻辑代数 ❖2.2逻辑函数的卡诺图化简法
逻辑值
逻辑代数
逻辑变量 逻辑运算
运算的表示
逻辑函数与真值表
0、1－ 代表两种不同的状态 取值为逻辑值0 或 1 三个基本运算－与、或、非 最基本的表示－真值表
例：给定函数F=(A,B)
两个自变量，共有四种取值组合 F(0,0)=0；F(0,1)=0； F(1,0)=1；F(1,1)=1；
❖ 二进制数字波形（bit）
• 一个比特表示两个状态，多个状态要用更多比特才能表示 • 在数字电子技术和计算机应用中，采用多比特数字信号
20 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
LSB
21 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
位值 二值波形
22 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1