1.1 模拟信号与数字信号1.2 数字电路 1.3 数制

1.4 二进制码1.5 基本逻辑运算 1.6 逻辑函数与逻辑问题的描述

教学基本要求1、了解数字信号与数字电路的基本概念

2、了解数字信号的特点及表示方法。3、掌握常用二~十、二~一十六进制的转换。

4、了解常用二进制码，特别是8421 BCD码5、掌握基本逻辑运算及逻辑问题的描述方法。end

1.1 模拟信号与数字信号模拟信号---时间和数值均连续变化的信号，如正弦 波、指数函数等 O

O

t

t

O

t

图1.1 .1 几种模拟信号波形

数字信号---在时间上和数值上均是离散的信号， 如脉冲信号等。在数字电路中，常用数字“0‖和“1‖ 来表示。这里的“0‖和“1‖,不是十进制数中的数 字，而是逻辑0和逻辑1; 逻辑“0‖和逻辑“1‖表示彼此相关又互相对立 的两种状态。例如，“是”与“非”、“真”与 “假”、“开”与“关”、“低”与“高”等等 。 因而常称为数字逻辑。

数字电路又称二值数字逻辑，它们可以用电子器件 的开关特性来实现。产生离散信号电压或数字电压。 离散信号电压或数字电压通常用逻辑电平来表示。 例如，逻辑电平与电压值的关系可用下表来描述：电压(V)

二值逻辑 10

电平 H(高电平)L(低电平)

+50

数字信号中的几个概念:1. 脉冲宽度 tw -----表示脉冲作用的时间。 2. 占空比 q -----表示脉冲宽度占整个周期的百分比 :q

tw 100% T

例：周期性数字脉冲波高电平持续时间为6ms,低电平持续时间为10ms, 则，占空比q = 6ms / (6+10)ms =37.5%

数字信号中的几个概念(续):3.上升时间t r 和下降时间t f ----从脉冲幅值的10%到90% 所经 历的时间 。典型值为几十个纳秒(ns)

5.0V 4.5V 4.5V

幅值=5.0V 2.5V

tw脉冲宽度

2.5V

0.5V 0.0V

0.5V

tr上升 时间

tf下降 时间

非理想脉冲波形

模拟量的数字表示模拟量可以用数字0、1的编码来表示，这里的编码所 指的是数字0、1的字符串，这种编码就是二进制码 , 数字0、 1的字符串是由模数转换器得来。 /vC 4 3 2 1 0 A B

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

t/ms

0000 0100 0000 0011 0000 0010

end

1.2 数字电路一、 数字电路的特点：1、工程性: 数字电路中，电路只有两种工作状态，三极管不是工作在 饱和区就是工作在截止区。 三极管饱和导通用高电平“1‖表示，三极管截止用低电平 “0‖表示，而且我们只关心信号的“有”和“无”,电平的 “高”和“低”,而不去理会其具体的精确数值。 电平从3.6V—5V均称为高电平“1‖,0.0V—0.4V均称为低 电平“0‖,其微小的变化是无意义的。这与模拟电路相比， 更突出了工程特点。

1.2 数字电路一、

数字电路的特点：2、可靠性高 数字电路的抗干扰能力强，固而可靠。现在，越 来越多的模拟产品被数字产品所替代，从手表到电 视机、手机等等。 在信号的传送过程中，数字传送比模拟传送也要 可靠的多，例如…… 3、集成度高

1.2 数字电路二、数字电路的分析方法与测试技术

1 分析方法 数字电路的研究对象是电路的输入与输出之间的 逻辑关系； 三极管工作在开关状态，所以，分析方法不能再 是模拟电路中的图解法、小信号模型分析法，而是 采用布尔代数、真值表、卡诺图、逻辑表达式等。

1.2 数字电路二、数字电路的分析方法与测试技术

2 测试技术 测试设备为：数字万用表、电子示波器等。具体 测试技术将在实验课中详细介绍。 随着现代科学技术的发展，分析、仿真与设计数 字电路或系统，可采用硬件描述语言，例如ABEL 语言和ISP Synario软件，借助计算机实现电路设 计自动化，这种方法对于设计较复杂的数字系统， 优点更为突出。end

1.3 数 制1.3.1 十进制 1.3.2 二进制 1.3.3 十~二进制之间的转换

1.3.4 八进制 1.3.5 十六进制

1.3.1 十进制数一、特点：1、任何一位数可以而且只可以用 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 这十 个数码表示。 2、进位规律是“逢十进一”。即 9+1=10=1×101 + 0×100 例如： 2 1 0

(234)10 2 10 3 10 4 10

(3.14)10 3 100 1 10 1 4 10 2式中，102 、101 是根据每一个数码所在的位置而定的，称 之为“权”。

3、在十进制中，各位的权都是10的幂，而每个权的系数只 能是0~9这十个数码中的一个。

二、一般表达式:

( N )10

i

K 10 , K [0 ~ 9]i i i位 权

系数

在数字电路中，计数的基本思想是要把电路的 状态与数码一一对应起来。显然，采用十进制是十 分不方便的。它需要十种电路状态，要想严格区分 这十种状态是很困难的。