数字电子技术概述
电子行业数字电子技术-
电子行业数字电子技术概述数字电子技术是电子行业中的一项重要技术，它在现代科技发展中起着重要的作用。
本文将介绍数字电子技术的基本概念，应用领域以及未来的发展趋势。
什么是数字电子技术数字电子技术是一种利用二进制数字信号进行信息处理和传输的技术。
它通过将连续的模拟信号转换为离散的数字信号来实现信号的处理和传输。
数字电子技术具有高精度、高可靠性、高抗干扰性等优点，广泛应用于通信、计算机、电子设备等领域。
数字电子技术基于布尔逻辑和门电路的原理进行工作。
布尔逻辑是一种数学逻辑，通过与、或、非等运算符以及相应的逻辑门电路来实现对输入信号的处理。
门电路包括与门、或门、非门等，通过这些门电路的组合就可以实现复杂的逻辑功能。
数字电子技术的基本组成数字电子技术主要由数字电路和数字信号处理器（DSP）组成。
数字电路是实现逻辑功能的基本单元，包括逻辑门电路、触发器、寄存器等。
数字信号处理器是一种专用的数字处理芯片，用于实现数字信号的高速处理和复杂算法运算。
数字电子技术的应用领域通信领域数字电子技术在通信领域有着广泛的应用，包括数字电视、移动通信、卫星通信等。
数字电视通过数字信号传输实现了画质更清晰、语音更清晰的优势，提升了电视观看体验。
移动通信则利用数字电子技术实现了更高的通信质量和更大的通信容量，让人们可以随时随地进行通信。
卫星通信则通过高速的数字信号处理和传输实现了远距离的通信。
计算机领域数字电子技术是计算机的核心技术之一，计算机利用数字电子技术进行信息的处理和存储。
数字电路和数字信号处理器在计算机中扮演着重要的角色，实现了复杂的逻辑运算和高速的数据处理。
计算机的发展离不开数字电子技术的不断进步，数字电子技术也得到了计算机的广泛应用。
电子设备领域数字电子技术在各种电子设备中也有重要的应用。
例如，数字摄像机利用数字信号处理实现图像的采集和处理，使图像的质量得到了提升。
数字音频设备利用数字信号处理实现音频信号的采集、处理和传输，保证了音频的高保真和高音质。
数字电子技术.
数字电子技术.数字电子技术是指基于数字电路设计、制造和应用的电子技术。
这种技术采用数字信号进行数据处理、存储和传输，相对于模拟电子技术来说，具有精度高、干扰小、处理速度快等优点。
在信息化时代的今天，数字电子技术已经成为了人们日常工作和生活中必不可少的一部分。
数字电子技术的发展历程可以追溯到20世纪50年代的计算机起源，随着计算机技术和电子技术的不断进步，数字电子技术逐渐成为了一个独立的学科，并广泛应用于市场。
现在，数字电子技术已经涉及到了各个领域的应用，如通信、医疗、工业控制、消费电子、安防等等领域。
数字电子技术的基础是数字电路。
数字电路是指用逻辑门和触发器等数字器件构成的能够进行数字信号处理的电路。
常见的数字电路设备包括振荡器、计数器、移位寄存器、门电路等。
数字电路设备的特点是具有广泛的逻辑功能，能够快速处理大量的数字信号。
数字电子技术的发展离不开数字集成电路技术的不断革新。
数字集成电路是在单一晶体芯片上集成了大量数字器件，以实现特定的功能。
数字集成电路的种类非常多，包括数字信号处理器、数字模拟转换器、逻辑单元、存储器等等，这些电路可以通过软件编程实现不同的功能。
在数字集成电路的基础上，数字电子技术得以生产出各式各样的数字产品，如芯片、控制器、芯片级系统等，大大推动了数字电子技术的发展。
数字电子技术的应用范围非常广泛。
在通信领域，数字电子技术在手机、电脑、路由器等设备中广泛运用，同时也促进了数字通信系统的升级改进。
在医疗领域，数字影像技术和数字信号处理技术带来了先进的医疗设备，如数字断层扫描仪、超声波诊断设备、电子心电图仪等等，为医生的病人治疗提供了更多便利。
在工业领域，数字电子技术可以应用于自动化生产线、机器人控制、信息传输等方面，提高了生产效率和产品质量。
在消费电子领域，数字电视、手机、数码相机等数码产品也已经深入人们的日常生活，促进了当今数字娱乐文化的发展。
尽管数字电子技术具有诸多优点，但是也会面临挑战。
数字电子技术
数字电子技术什么是数字电子技术？数字电子技术是一种基于数字信号处理和逻辑电路的电子技术，用于处理、存储和传输数字信号。
与模拟电子技术不同，数字电子技术使用离散的、二进制的信号，通过逻辑门、触发器等数字元件进行逻辑运算和电路设计。
数字电子技术已经在计算机、通信、数据存储和数字音视频等领域得到广泛应用。
它能够提供更高的可靠性、较低的功耗和更灵活的功能，为现代电子设备的发展提供了基础。
数字电子技术的基本原理数字电子技术的基本原理是将所有信号表示为离散的、二进制的形式。
在数字电子技术中，使用的是数字逻辑门来实现不同的逻辑功能。
数字逻辑门是指由逻辑元件组成的集成电路，可以执行布尔逻辑运算，例如与门、或门和非门等。
这些逻辑门不仅可以执行简单的逻辑功能，还可以构建更复杂的逻辑电路。
数字电子技术使用的二进制表示法将信号分为高电平和低电平。
高电平表示1，低电平表示0。
通过逻辑门的组合，可以对这些二进制信号进行逻辑运算和电路设计。
数字电子技术的应用计算机在计算机中，数字电子技术广泛应用于中央处理器（CPU）、内存和输入输出设备等关键组件。
CPU是计算机的核心部件，它包含大量的逻辑门和触发器来执行各种算术和逻辑运算。
内存是用于存储数据和程序的地方，它使用存储芯片来实现数据存储和读写操作。
输入输出设备通过数字电子技术实现与计算机之间的数据交互。
通信在通信领域，数字电子技术用于数字信号处理、数据压缩和编解码等功能。
数字信号处理可以将模拟信号转换为数字信号，并对数字信号进行滤波、变换和频谱分析等操作。
通过这些操作，可以提高信号的质量和可靠性，使数据传输更加稳定。
数据压缩是将数据编码为较小的形式，在数据传输和存储中占用更少的空间。
通过数字电子技术，可以使用各种压缩算法来实现数据压缩和解压缩。
编解码技术用于将数字信号转换为模拟信号或其他格式的数字信号，以便在不同的通信系统之间进行数据交换。
数据存储数字电子技术在数据存储领域也有广泛应用。
数字电子技术中的数字信号和数字电路概述
数字电子技术中的数字信号和数字电路概述数字电子技术是电子工程的一个重要分支，主要研究数字信号和数字电路，包括数字信号的产生、处理、传输和存储，以及数字电路的设计和实现。
数字电子技术的发展极大地推动了信息技术和通信技术的进步，为现代社会的发展和进步提供了基础支撑。
数字信号是指用数字形式表示的信息信号，它是任意时刻某个量的离散值，包括模拟信号经过采样、量化、编码等方式转化为数字形式的数字信号和数字计算机等设备内部的处理信号等。
数字信号以二进制形式存储和传输，它具有噪声干扰抗性强、可靠性高、处理速度快等优点。
数字信号的处理方式与模拟信号不同，数字信号的处理采用数值计算的方法，可以通过逻辑运算、加减乘除、滤波等方式实现。
数字电路是指由数字元器件（如逻辑门、寄存器、计数器等）组成的电路，用于处理和控制数字信号。
数字电路是将数字信号划分为若干逻辑状态，通过逻辑门的开关、计数器的计数等方式实现逻辑运算、存储和控制等功能。
数字电路主要应用于计算机、通信、控制等领域，在现代电子设备中占有非常重要的地位。
数字信号处理是数字电子技术的重要领域，它主要涉及数字信号的采样、量化、编码、滤波、变换等技术。
其中，数字信号的采样是将模拟信号在一定时间段内以一定频率采集成数字信号；量化是将模拟信号转化为数字信号的过程，将采样得到的模拟信号值转化为一定精度下的数字信号值；编码是将数字信号通过一定的编码方式转化为二进制形式表示的数字信号；滤波是对数字信号进行滤波处理，去除高频噪声和干扰信号，使得数字信号更加稳定；变换是通过变换算法将数字信号从时域转换到频域，分析数字信号的频谱特征。
数字电路的设计包括组合逻辑电路和时序逻辑电路两部分。
组合逻辑电路是只由逻辑门组成的电路，通过对输入信号的逻辑运算输出相应的逻辑信号。
时序逻辑电路是不仅包括逻辑门，还包含寄存器、计数器等电路元器件，可以存储状态和计数。
数字电路的设计过程包括逻辑设计、电路设计、电路测试等步骤。
数字电子技术
数字电子技术数字电子技术简介数字电子技术是一种基于数字信号处理的技术，其核心是数字逻辑电路。
它主要利用数字信号表示和处理信息，数字信号具有稳定性好、可靠性高、抗干扰性强等优点。
数字电子技术广泛应用于电子设备中的控制系统、通信系统、嵌入式系统、数字信号处理器、数字电视、数字音频、数字相机、计算机等领域。
数字电子技术的目的是将复杂的模拟信号转换成简单的数字信号，并对数字信号进行分析、处理、传输和存储，实现高速、高精度、低成本、可靠性高的信号处理。
通过数字电子技术，我们可以实现数字信号转换、数字信号增益、数字滤波、数字乘法、数字逻辑运算、数字编码、数字解码、数字调制等一系列操作。
数字电子技术的发展数字电子技术起源于20世纪60年代，当时由于集成电路技术的发展，实现大规模数字集成电路已成为可能。
上世纪70年代初，数字电子技术实现了一系列重要的技术突破，例如MOS技术、FPGA技术、EDA技术等。
这些技术的发展加速了数字电子技术的普及和应用。
数字电子技术的发展过程中涌现出了一批著名的公司，包括英特尔、AMD、IBM、TI、Motorola 等。
这些公司不断推出新产品和新技术，推动了数字电子技术的快速发展。
数字电子技术的应用领域数字电子技术在电子信息领域应用非常广泛，其主要应用领域包括以下几个方面：1. 控制系统：数字电子技术在工业控制、自动化控制、交通控制、航空航天、军事控制等领域中起着重要作用。
数字电子技术能够处理复杂的控制算法，实现高速、高精度的控制。
2. 通信系统：数字电子技术在通信领域中广泛应用。
例如数字移动通信、数字电视、数字音频、数字相机等。
数字电子技术能够实现高速、高质量的信号传输和处理，并提高通信领域的效率。
3. 嵌入式系统：数字电子技术与嵌入式系统相结合，可用于智能家居、智能手机、车载导航、安防监控等领域。
数字电子技术能够实现低功耗、高可靠性、小尺寸的嵌入式系统。
4. 数字信号处理器：数字信号处理器是一种专用于处理数字信号的芯片。
数字电子技术
01
高速、高带宽
随着通信技术的发展，数字电子技术正朝着高速、高带宽的方向发展。
这使得数字信号的传输速度更快，数据吞吐量更大。
02
低功耗、绿色环保
随着能源问题的日益突出，数字电子技术正朝着低功耗、绿色环保的方
向发展。这有助于减少能源消耗，降低环境污染。
03
人工智能、物联网
人工智能和物联网技术的快速发展为数字电子技术提供了新的应用场景。
对未来的展望与建议
展望
未来，数字电子技术将继续发挥重要作用，推动社会的进步和发展。同时，数字电子技术将与各领域深度融合， 形成更加智能、高效、环保的应用模式。
建议
为了更好地发展数字电子技术，需要加强基础研究，提高自主创新能力；加强人才培养，提高技术队伍素质；加 强产学研合作，推动科技成果转化；加强政策支持，优化发展环境。
迭代设计
在系统设计过程中不断进行迭代和优 化，以达到更好的设计效果。
数字系统设计流程
逻辑设计
根据需求分析结果，进行逻辑 电路设计和逻辑功能验证。
元件选择与布局
选择合适的元件和芯片，进行 元件布局和布线设计。
需求分析
明确系统需求和功能，进行系 统规格说明。
电路设计
将逻辑设计转化为实际电路， 进行电路设计和仿真验证。
通过实际案例，如计数器、交通灯控制器等，深 入理解数字系统设计的实际应用。
数字信号处理实践
数字信号处理基本概念
数字信号处理应用
了解数字信号处理的基本概念，如采 样、量化、滤波等。
通过实际应用案例，如音频处理、图 像处理等，深入理解数字信号处理的 实际应用。
数字信号处理算法实现
掌握常见的数字信号处理算法，如 FFT、滤波器设计等，并能够利用编 程语言实现。
数字电子技术概述
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 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
十进制数用下标“10”表示，也可用D表示，也可省
8 100 2 101 5 102 8 103
十进制数人们最熟悉， 但机器实现起来困难。
21
第一章 数字电子技术概述
2. 二进制 与十进制数类似，二进制数也由两个主要特点，每
个数位规定使用的数码为0，1，共2个数码，故其进位
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 ＜102 102～103 103～105 105～107 107～109 ＞109
数字电子技术中的数字信号和数字电路概述
数字电子技术中的数字信号和数字电路概述
数字电子技术是指将模拟信号转换成离散化的数字信号，然后通过逻辑电路运算来实
现各种模拟信号的处理和控制。
数字信号是指在时间和幅度上都是离散的信号，其在描述
和处理方面具有很多优点，比如可靠性和稳定性高，易于精确测量和控制，因此在现代电
子技术中广泛应用。
数字信号的基本特征是二进制编码，也就是通过一系列的0和1来表示原始模拟信号。
这样可以直接通过数字电路进行处理，如数据编解码、加密解密、数值计算、数字化调制等。
数字信号的处理方法有很多，基本包括采样、量化、编码和解码等步骤。
数字电路是指由数字元件和逻辑元件组成的电路，它能够实现各种数字信号的传输和
处理。
数字元件包括电子逻辑门、触发器、计数器等，逻辑元件包括与门、或门、非门等。
数字电路的设计和实现可以通过仿真软件、硬件描述语言或者直接布线电路实现。
数字电
路的重要特点是精度高、抗干扰性强、工作稳定可靠，并且非常适合大规模集成。
数字信号和数字电路在人们的生产生活中已经无处不在，它们被广泛应用于各种领域，如通讯、计算机、控制系统、数字音频、数字视频、医疗设备等。
数字技术的发展史便是
数字信号和数字电路的发展史，每一次技术进步都带来了巨大的变革和发展，比如数字化
通信、数字化音乐、数字卫星等。
总之，数字信号和数字电路作为数字电子技术的重要组成部分，不仅已经改变了我们
的生产和生活方式，也给技术人员提出了更多的挑战和机会。
随着未来技术的不断创新和
进步，数字电子技术在各领域应用的广泛性和深入程度也将大大提高。
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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
Ui<0.5V时，二极管 截止，iD=0。
iD ( mA)
IF
D
+
+
U BR
u D ( V)
0
0.5 0.7
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
iB≥IBS
0.7V
离散量（Discrete Value）：将物理量在一定精度以数值表示出来
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。
（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。
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
VHDL
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。
（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。
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“经典方法”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。
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
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.
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
1.2.2、三极管的开关运用特
性
+ V C C iB (μ A )
R c iC
R b b c uo
ui iB e
0 0.7 uB E (V )
工 作 原 理 电 路
输 入 特 性 曲 线
截止状态
+VCC
＋
Rb b c Rc
＋
ui=UIL<0.7V
uo=+VCC
－
e
－
饱和状态
+VCC
＋
Rb
ui=UIH
Ui>0.5V时，
二极管导通。
伏安特性
D
+
ui=0V －
+ RL uuoo
－
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 。
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
1.2 半导体器件的开关特性
数字系统（Digital System）：使用数字量来传递和加工处理信息 的实际器件的飞速发展，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
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
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
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
……
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
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
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） 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）