数字电子技术基础全套-7课件
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精品课件-数字电子技术-第7章
(D3 23 +D2
22
+D121+D0 20 )
（7.1.2）
第7章 数/模(D/A)与模/数(A/D)转换器
对于n位输入的权电阻网络D/A转换器， 当负反馈电阻取 为R/2时， 输出电压为
vO
=
VREF 2n
(Dn1 2n1 +Dn2 2n2 + …
+D121+D0 20 )
=
VREF 2n
第7章 数/模(D/A)与模/数(A/D)转换器
第７章 数/模(D/A)与模/数(A/D)转换器
7.1 D/A转换器 7.2 A/D转换器 7.3 集成D/A转换器Multisim 10仿真实验 实验与实训 本章小结 习题
第7章 数/模(D/A)与模/数(A/D)转换器
7.1 D/A 7.1.1 权电阻网络D/A
第7章 数/模(D/A)与模/数(A/D)转换器
由图7.1.2所示电路还可以看出， 由于工作在线性反相 输入状态的运算放大电器的反相输入端相当于接地（虚地）， 所以无论模拟开关Si合于何种位置， 与Si相连的倒T型2R电阻 支路从效果上看总是接“地”的， 即流经每条倒T型2R电阻 支路的电流与模拟开关Si的状态无关； 从R—2R倒T型电阻网 络的A、 D、 C、 D每个节点向左看， 每个二端网络的等效 电阻均为R， 故从基准电压UREF输出的电流恒为I=UREF/R， 而流经倒T型2R电阻支路的电流从高位到低位按2的负整数幂 递减， 从右到左分别为I3=I/2， I2=I/4， I1=I/8 ， I0=I/16。
第7章 数/模(D/A)与模/数(A/D)转换器
由图7.1.2所示电路， 有
iΣ =I3 +I2 +I1+I0
数字电子技术基础教学课件PPT
小结
日常生活中使用十进制，但在计算机中基本上使用二进制， 有时也使用八进制或十六进制。利用权展开式可将任意进制数
常用的几种 BCD 码
十进 制数 8421 BCD码 2421 BCD码 5121 BCD码 余 3码 余3 循环码
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
0000 0001 0010 0011 0100 1011 1100 1101 1110 1111
注意：如无特别说明，本课程中的BCD码一概指组合的8421BCD码。
格雷码（Gray）
任意两个相邻码组之间只有一位码元不同（0和最大 数之间也只有一位不同），因此格雷码也称为循 环码；这种编码在形成和传输时不易出错。
比如：十进制3转换为4时，对应二进制的每一位变化，都会产
生很大的尖峰电流脉冲
上述编码方式是针对 “一位” 十进制数字而言的，一个多位的十进制数 与相应的8421BCD码之间的转换关系如下例所示： 3 0 9 1 十进制数：
对应的8421BCD码：
0011
0000
1001
0001
这样得到的BCD码在存放或处理时有两种格式： • 组合BCD码格式：每位十进制数字对应的BCD编码以四个二进制位来存放； （3091）10＝（0011 0000 1001 0001）BCD • 非组合BCD码格式：每位十进制数字对应的BCD编码以八个二进制位来存放， 其中低四位存放真正的BCD码，高四位根据具体应用的不同定义为不同的 值 —— 如无特殊要求，高四位通常为全0； （3091）10＝（00000011 00000000 00001001 00000001）BCD
精品课件-数字电子技术-第7章
第7章 集成逻辑门电路简介
7.4 已知电路和输入信号的波形如图7.12所示，信号 的重复频率为1 MHz，每个门的平均延迟时间tpd=20 ns，试 画出：（1） 不考虑tpd影响时的波形；（2） 考虑tpd影响
第7章 集成逻辑门电路简介
图7.12 题7.4图
第7章 集成逻辑门电路简介
7.5 电路如图7.13所示。（1） 分别写出Y1、Y2、Y3、 Y4的逻辑函数表达式；（2） 若已知A、B、C的波形，试分别 画出Y1、Y2、Y3、Y4
(4) DE段。当UI≥1.4 V时，V2、V5饱和，V4截止，输 出为低电平, 与非门处于饱和状态, 所以把DE段称为饱和
第7章 集成逻辑门电路简介
4. （1） 输出高电平UOH和输出低电平UOL。电压传输特性 曲线截止区的输出电压为UOH，饱和区的输出电压为UOL。 一般产品规定UOH≥2.4 V，UOL＜0.4 V （2） 阈值电压Uth。电压传输特性曲线转折区中点所 对应的输入电压为Uth，也称门槛电压。一般TTL与非门的 Uth≈1.4 V
Y=Y1·Y2
第7章 集成逻辑门电路简介
图7.4 实现“线与”功能的电路
第7章 集成逻辑门电路简介
但是普通TTL逻辑门的输出端是不允许直接相连的，如 图7.5所示电路：设门1的输出为高电平（Y1=1）， 门2的输 出为低电平（Y2=0），此时门1的V4管和门2的V5管均饱和导通， 这样在电源UCC的作用下将产生很大的电流流过V4、V5管使V4、 V5
第7章 集成逻辑门电路简介
（3） 关门电平UOFF和开门电平UON。保证输出电平为 额定高电平（2.7 V左右）时，允许输入低电平的最大值， 称为关门电平UOFF。通常UOFF≈1 V ， 一般产品要求 UOFF≥0.8 V。 保证输出电平达到额定低电平（0.3 V）时， 允许输入高电平的最小值，称为开门电平UON。通常 UON≈1.4 V，一般产品要求UON≤1.8 V
数字电路技术基础全清华大学出版社PPT课件
《数字电子技术基础》
《数字电子技术基础》
电子课件
郑州大学电子信息工程学院 2020年6月16日
《数字电子技术基础》
第一章 逻辑代数基础
《数字电子技术基础》
1.1 概述
1.1.1 脉冲波形和数字波形
图1.1.1几种常见的脉冲波形，图(a)为 矩形波、图(b)为锯齿波、图(c)为尖峰波、 图(d)为阶梯波。
八进制有0~7个数码，基数为8，它的计数 规则是“逢八进一”。八进制一般表达式为
D 8 ki8i
《数字电子技术基础》
十六进制数的符号有0、1、2、…、8、9、 A、B、C、D、E和F，其中符号0~9与十进制符 号相同，字母A~F表示10~15。十六进制的计数 规则“逢十六进一”，一般表示形式为
D 16 ki 16 i
十进制数325.12用位置计数法可以表示为
D 1 0 3 1 2 2 0 1 1 5 0 1 0 1 0 1 1 0 2 1 20
任意一个具有n为整数和m为小数的二进制 数表示为
D 2 k n 1 2 n 1 k n 2 2 n 2 k 1 2 1 k 0 2 0 k 1 2 1 k m 2 m
14 2
12
4
10 8 6
• 0110 + 1010 =24 • 1010是- 0110对模24 （16） 的补码
《数字电子技术基础》
四、BCD码（Binary Coded Decimal）
8421BCD码与十进制数之间的转换是直接按位转 换，例如
(2.3 9 )D (001 10 0 . 0 01 0 )84 1 21 1 B
母A、B、C、…表示。其取值只有0或者l两 种。这里的0和1不代表数量大小，而表示两 种不同的逻辑状态，如，电平的高、低；晶 体管的导通、截止；事件的真、假等等。
《数字电子技术基础》
电子课件
郑州大学电子信息工程学院 2020年6月16日
《数字电子技术基础》
第一章 逻辑代数基础
《数字电子技术基础》
1.1 概述
1.1.1 脉冲波形和数字波形
图1.1.1几种常见的脉冲波形，图(a)为 矩形波、图(b)为锯齿波、图(c)为尖峰波、 图(d)为阶梯波。
八进制有0~7个数码，基数为8，它的计数 规则是“逢八进一”。八进制一般表达式为
D 8 ki8i
《数字电子技术基础》
十六进制数的符号有0、1、2、…、8、9、 A、B、C、D、E和F，其中符号0~9与十进制符 号相同，字母A~F表示10~15。十六进制的计数 规则“逢十六进一”，一般表示形式为
D 16 ki 16 i
十进制数325.12用位置计数法可以表示为
D 1 0 3 1 2 2 0 1 1 5 0 1 0 1 0 1 1 0 2 1 20
任意一个具有n为整数和m为小数的二进制 数表示为
D 2 k n 1 2 n 1 k n 2 2 n 2 k 1 2 1 k 0 2 0 k 1 2 1 k m 2 m
14 2
12
4
10 8 6
• 0110 + 1010 =24 • 1010是- 0110对模24 （16） 的补码
《数字电子技术基础》
四、BCD码（Binary Coded Decimal）
8421BCD码与十进制数之间的转换是直接按位转 换，例如
(2.3 9 )D (001 10 0 . 0 01 0 )84 1 21 1 B
母A、B、C、…表示。其取值只有0或者l两 种。这里的0和1不代表数量大小，而表示两 种不同的逻辑状态，如，电平的高、低；晶 体管的导通、截止；事件的真、假等等。
《数字电子技术基础》(第五版)教学课件
与（AND）
或（OR）
非（NOT）
以A=1表示开关A合上，A=0表示开关A断开； 以Y=1表示灯亮，Y=0表示灯不亮； 三种电路的因果关系不同：
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
与
❖ 条件同时具备，结果发生 ❖ Y=A AND B = A&B=A·B=AB
AB Y 0 00 0 10 1 00 1 11
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
或
❖ 条件之一具备，结果发生 ❖ Y= A OR B = A+B
AB 00 01 10 11
Y 0 1 1 1
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
非
❖ 条件不具备，结果发生
❖ YANOT A
A
Y
0
1
1
0
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
几种常用的复合逻辑运算
公式（17）的证明（真值表法）：
ABC BC 000 0 001 0 010 0 011 1 100 0 101 0 110 0 111 1
A+BC 0 0 0 1 1 1 1 1
A+B A+C （A+B）(A+C)
0
0
0
0
1
0
1
00
1
1
1
1
1
1
1
11
1
1
1
1
1
1
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
ACBCADBCD
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
2.5 逻辑函数及其表示方法
❖ 2.5.1 逻辑函数 ❖ Y=F(A,B,C,······)
精品课件-数字电子技术-第7章
MOS型RAM又分为静态RAM（SRAM，Static RAM）和动态 RAM（DRAM，Dynamic RAM）两类。DRAM存储单元的结构非常 简单，所以集成度远高于SRAM，单片存储容量可达几百兆位 甚至更大，但存取速度比SRAM
第7章 存储器与可编程逻辑器件
存储器的存储容量和存取时间是存储系统性能的两个重要 指标。存储容量指存储器所能存放的信息的多少，存储容量越 大，说明存储器能够存储的信息越多。存储器以字为单位来组 织信息，一个字包含若干个（一般为8个）基本存储单元，一 个字中所含的二进制位数称为字长，每个字都有一个确定的地 址与之对应。存储器的容量一般用字数N同字长M的乘积即 N×M来表示。例如，1 K×8表示该存储器有1024字，每个字 存放8位二进制信息。存取时间一般用读/写周期来描述，读/
第7章 存储器与可编程逻辑器件
11. PC100 SDRAM PC100 SDRAM又称SPD(Serial Presence Detect)内存， 这是专为支持100 MHz主板外频的芯片组相匹配的带有SPD的 新一代内存条。SPD为内存的一种新规范，SPD是在SDRAM内存 上加入一颗很小的EEPROM，可以预先将内存条的各种信息(如 内存块种类、存取时间、容量、速度、工作电压等)写入其中。 电脑启动过程中，系统的BIOS通过系统管理总线把SPD的内容 读入，并自动调整各项设定，以达到最稳定和最优化的效果。
第7章 存储器与可编程逻辑器件
存储器是一种能存储二进制信息的器件。计算机系统中的 存储器可分为两类：
一类是用于保存正在处理的指令和数据，CPU可以直接对 它进行访问，这类存储器通常称为主存储器(或内存)；
另一类是由能记录信息的装置组成，CPU需要使用其所存 放的信息时，可将信息读入内存。这类存储器通常称为外存储 器或海量(Mass storage)
第7章 存储器与可编程逻辑器件
存储器的存储容量和存取时间是存储系统性能的两个重要 指标。存储容量指存储器所能存放的信息的多少，存储容量越 大，说明存储器能够存储的信息越多。存储器以字为单位来组 织信息，一个字包含若干个（一般为8个）基本存储单元，一 个字中所含的二进制位数称为字长，每个字都有一个确定的地 址与之对应。存储器的容量一般用字数N同字长M的乘积即 N×M来表示。例如，1 K×8表示该存储器有1024字，每个字 存放8位二进制信息。存取时间一般用读/写周期来描述，读/
第7章 存储器与可编程逻辑器件
11. PC100 SDRAM PC100 SDRAM又称SPD(Serial Presence Detect)内存， 这是专为支持100 MHz主板外频的芯片组相匹配的带有SPD的 新一代内存条。SPD为内存的一种新规范，SPD是在SDRAM内存 上加入一颗很小的EEPROM，可以预先将内存条的各种信息(如 内存块种类、存取时间、容量、速度、工作电压等)写入其中。 电脑启动过程中，系统的BIOS通过系统管理总线把SPD的内容 读入，并自动调整各项设定，以达到最稳定和最优化的效果。
第7章 存储器与可编程逻辑器件
存储器是一种能存储二进制信息的器件。计算机系统中的 存储器可分为两类：
一类是用于保存正在处理的指令和数据，CPU可以直接对 它进行访问，这类存储器通常称为主存储器(或内存)；
另一类是由能记录信息的装置组成，CPU需要使用其所存 放的信息时，可将信息读入内存。这类存储器通常称为外存储 器或海量(Mass storage)
数字电子技术基础--第七章(第五版)课件PPT
相当存1。
A3 A2
A1
A0
该存储器的容量=?
+V D
存储
D
R
R•••
R R 矩阵
Y0
Y1
•
•
位线
•
Y 14
Y 15
•••
S3 I0
I1
I14
I15
S2 S1
16 线 -1 线 数 据 选 择 器
S0
Y
D0
11
二、可编程ROM（PROM）
有一种可编程序的 ROM ，在出厂时全部存 储 “1”，用户可根据需要将某些单元改写为 “0”,但是，只能改写一次，称为 PROM。
地
译
址
码
存储矩阵
输
器
入
控制信号输入
( CS 、R/W)
读/写控制电路
图 8.1.4
数据输入/输出
25
（1）地址译码器
译码 单译码 ---n位地址构成 2n 条地址线。若n=10，则有1024条地址线 方式 双译码 --- 将地址分成两部分，分别由行译码器和列译码器共同译码
其输出为存储矩阵的行列选择线，由它们共同确定欲选择 的地址单元。
0111
1
0101
0110
0
0110
0101
1
0110
0100
0
0111
0100
1
0111
0101
0
1000
1100
1
1000
1111
0
1001
1101
1
1001
1110
0
1010
1111
1
1010
《数字电子技术基础》全套课件(完整版)
表1-3 四位格雷码
格雷码
十进制数 二进制码
0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100
8
1000
9
1001
10
1010
11
1011
12
1100
13
1101
14
1110
15
1111
格雷码
1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
1.4.1 十进制编码 【例1-8】 把二进制数1001转换成格雷码。 解：
1.2 数字系统中的数制
1.2.1 十进制数表述方法
1.在每个位置只能出现（十进制数）十个数码中的一个。
特点
2.低位到相邻高位的进位规则是“逢十进一”，故称为十进制。
3.同一数码在不同的位置(数位)表示的数值是不同的。
(N )10 an110n1
n1
ai 10i im
a1101 a0100 a1101 am10m
● 格雷码到二进制码的转换 （1）二进制码的最高位（最左边）与格雷码的最高位相同。 （2）将产生的每个二进制码位加上下一相邻位置的格雷码位，作为 二进制码的下一位（舍去进位）。
1.4.1 十进制编码
十进制数
0 1 2 3 4 5 6 7
二进制码
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
1.4 数字系统中数的表示方法与格式
1.4.1 十进制编码
1. 8421 BCD码
在这种编码方式中，每一位二进制代码都代表一个固定的数值， 把每一位中的1所代表的十进制数加起来，得到的结果就是它所代表 的十进制数码。由于代码中从左到右每一位中的1分别表示8、4、2、 1（权值），即从左到右，它的各位权值分别是8、4、2、1。所以把 这种代码叫做8421码。8421 BCD码是只取四位自然二进制代码的 前10种组合。
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3
7.1 概述
半导体存储器是一种能存储大量二 值信息的半导体器件。
按存储 功能分
只读存储器（ROM） 随机存储器（RAM）
按制造 双极性
工艺分
MOS型
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4
7.2 只读存储器（ROM)
Read Only Memory
优点：电路结构简单，断电后数据不丢失，具
有非易失性。
缺点：只适用于存储固定数据的场合。
地址输入端
字线
数 据
位线 输
出
端
存储容量＝ 22×4＝4×4
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8
位扩展
8片1024×1位RAM接成1024×8位的RAM。
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9
字扩展
4片256×8位的RAM接成1024 ×8位的RAM。
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10
7.5 用存储器实现组合逻辑函数
例7.5.2 试用ROM产生如下一组多输出逻辑函数
Y1 ABC ABC
YY23
ABCD BCD ABCD ABCD ABCD
Y4 ABCD ABCD
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11
解：化为最小项之和的形式：
Y1 ABCDABCDABCDABCD YY23AABBCC D DAABBCCD DABC DABCD Y4 ABCDABCD
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12
Y 1 Y A 2 B A D B C D C A Y B 3A Y B 4 A D C A A B B D C B C A C D C D A D D B A B C B A A D C B B C CC D D D
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13
P流
6
7.3 随机存储器（RAM)
R. andom A. ccess M. emory 优点：读、写方便,使用灵活。
缺点：一旦停电所存储的数据将随之丢失（易
失性）。
基本结构：地址译码器、存储矩阵和读\写控
制电路构成。
P368图7.3.2
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7
7.4 存储容量的扩展
存储容量＝ 字数×位数
构电 路 结
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5
只读存储器分类：
掩膜ROM：出厂后内部存储的数据不能改动，只 能读出。
PROM：可编程，只能写一次。
EPROM:用紫外线擦除，擦除和编程时间较慢，次 数也不宜多。
E2PROM:电信号擦除，擦除和写入时需要加高电 压脉冲，擦、写时间仍较长。
快闪存储器(Flash Memory)：吸收了EPROM结 构简单，编程可靠的优点，又保留了E2PROM用 隧道效应擦除的快捷特性，集成度可作得很高。
第七章
-------半 导 体 存 储器
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1
教学内容
§7.1 概述 §7.2 只读存储器 §7.3 随机存储器 §7.4 存储容量的扩展 §7.5 用存储器实现组合逻辑函数
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2
教学要求
1.了解二极管、晶体管ROM的基本结构 和存储单元结构；会用ROM实现组合逻 辑函数。
2.熟悉RAM的结构和操作过程；了解 RAM的扩展方式。