电子技术基础数字部分
电子技术基础数字部分第六版教学设计
电子技术基础数字部分第六版教学设计一、教材及参考资料教材：•《电子技术基础——数字部分》第六版上海交通大学出版社参考资料：•《数字电路与逻辑设计》（第三版）范巫龙•《数字电路设计与Verilog HDL基础》曾四清•《数字电子技术基础》（第二版）李国健二、教学目标本学期数字部分的教学目标主要是让学生：1.掌握数字系统的基本概念和表示方法；2.掌握组合电路与时序电路的分析和设计方法；3.理解数字信号处理的基本原理及其在实际应用中的基本应用。
三、教学内容第一章数字系统基础1.数字信号与模拟信号的比较2.二进制数及其基本运算3.串/并联进位加法器的设计和应用4.码制转换及BCD码的设计与应用第二章组合逻辑电路1.布尔代数及其基本定理2.组合逻辑电路的基本结构和分析方法3.组合逻辑电路的设计方法和应用技巧4.学习使用Verilog语言进行组合电路的设计与模拟第三章时序逻辑电路1.学习时序逻辑电路的概念和特殊性质2.学习触发器电路的原理，分析和应用3.学习时序逻辑电路的基本分析法和设计方法4.学习使用Verilog语言进行时序电路的设计与模拟第四章数字信号处理1.离散信号及其重要性2.快速傅立叶变换（FFT）3.数字信号滤波和二进制序列的编码四、教学方式为了保证教学效果，本学期将采用以下教学方式：1.针对每一章节进行详细的讲解与示范；2.每章节结束后进行相应的习题讲解；3.每周进行一次实验，要求学生按时完成实验并提交实验报告；4.在每两周的末尾进行课程总结，对学生进行知识点测验和回答问题。
五、教学评估为了全面地进行教学评估，我们采用以下方式：1.对于学生的实验成绩和报告进行考核；2.对于学生出席率和听课效果进行考核；3.对于学生知识掌握情况进行期末考试。
六、教学安排时间内容第1-2周数字系统基础第3-4周组合逻辑电路第5-6周时序逻辑电路第7-8周数字信号处理第9-12周组合电路和时序电路综合设计第13周考试复习及总结第14周期末考试七、教学师资本课程的主要教师为 xxx，拥有多年电子技术基础的教学经验和实际设计经验。
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
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
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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。
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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
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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？
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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。
电子技术基础数字部分第五版康光华主编第1~6章章节详细习题答案
第一章习题答案1.1.4 一周期性信号的波形如图题1.1.4所示，试计算：（1）周期；（2）频率；（3）占空比012（ms）图题1.1.4解： 周期T=10ms 频率f=1/T=100Hz 占空比q=t w /T ×100%=1ms/10ms ×100%=10%1.2.2 将下列十进制数转换为二进制数、八进制数和十六进制数，要求误差不大于2-4： （1）43 （2）127 （3）254.25 （4）2.718 解：1. 转换为二进制数：（1）将十进制数43转换为二进制数，采用“短除法”，其过程如下：2 43 ………………………余1……b 02 21 ………………………余1……b 12 1 ………………………余1……b 52 2 ………………………余0……b 42 5 ………………………余1……b 32 10 ………………………余0……b20高位低位从高位到低位写出二进制数，可得（43）D =（101011）B（2）将十进制数127转换为二进制数，除可用“短除法”外，还可用“拆分比较法”较为简单： 因为27=128，因此（127）D =128-1=27-1=（1000 0000）B -1=（111 1111）B（3）将十进制数254.25转换为二进制数，整数部分（254）D =256-2=28-2=（1 0000 0000）B -2=（1111 1110）B 小数部分（0.25）D =（0.01）B （254.25）D =（1111 1110.01）B（4）将十进制数2.718转换为二进制数 整数部分（2）D =（10）B小数部分（0.718）D =（0.1011）B 演算过程如下：0.718×2=1.436……1……b-1 0.436×2=0.872……0……b-2 0.872×2=1.744……1……b-3 0.744×2=1.488……1……b-4 0.488×2=0.976……0……b-5 0.976×2=1.952……1……b-6高位低位要求转换误差小于2-4，只要保留小数点后4位即可，这里算到6位是为了方便转换为8进制数。
电子技术基础数字部分第六版康华光
模拟信号 3V
模数转换器
00000011 数字输出
1.1.4 数字信号的描述方法
1、二值数字逻辑和逻辑电平 二值数字逻辑
0、1数码---表示数量时称二进制数
表示方式
---表示事物状态时称二值逻辑
a 、在电路中用低、高电平表示0、1两种逻辑状态
逻辑电平与电压值的关系（正逻辑）
电压(V) 二值逻辑
3、数字电路的分析、设计与测试
(1)数字电路的分析方法 数字电路的分析:根据电路确定电路输出与输入之间的逻辑关系。 分析工具：逻辑代数。 电路逻辑功能主要用真值表、功能表、逻辑表达式和波形图。
(2) 数字电路的设计方法 数字电路的设计:从给定的逻辑功能要求出发，选择适当的 逻辑器件，设计出符合要求的逻辑电路。 设计方式:分为传统的设计方式和基于EDA软件的设计方式。
1.8万个电子管
保存80个字节
晶体管时代
器件
电流控制器件 —半导体技术
半导体二极管、三极管
半导体集成电路
电路设计方法伴随器件变化从传统走向现代
a)传统的设计方法： 采用自下而上的设计方法；由人工组装,经反复调试、验证、 修改完成。所用的元器件较多，电路可靠性差,设计周期长。
b)现代的设计方法： 现代EDA技术实现硬件设计软件化。采用从上到下设计方 法，电路设计、 分析、仿真 、修订 全通过计算机完成。
--数字电路可分为TTL 和 CMOS电路
从集成度不同 --数字集成电路可分为小规模、中规模、大规模、超
大规模和甚大规模五类。
集成度:每一芯片所包含的门个数
分类
小规模 中规模 大规模 超大规模
甚大规模
门的个数
典型集成电路
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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。