注册电气工程师专业基础考试数字电子基础课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《注册电气工程师专业基础考试数字电子基础课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 注册 电气工程师 专业 基础 考试 数字 电子 课件
- 资源描述:
-
1、 数字电子技术数字电子技术注册电气工程师专业基础考试注册电气工程师专业基础考试2/813.1 数字电路基础知识数字电路基础知识3.1.1数字电路基本概念数字电路基本概念1数字电路的定义与特点:数字电路的定义与特点:定义:定义:产生、传输、处理不连续变化的产生、传输、处理不连续变化的离散信号离散信号电路,用来电路,用来研究电路的研究电路的输出与输入之间的输出与输入之间的逻辑逻辑关系。关系。特点:特点:电路的半导体器件多数工作在开关状态,即工作在电路的半导体器件多数工作在开关状态,即工作在饱饱和区和区或或截止区截止区,放大区,放大区(模电研究的重点模电研究的重点)仅是过渡状态。仅是过渡状态。 2数
2、字电路的分类数字电路的分类功能分:功能分:组合电路和时序电路。组合电路和时序电路。结构分:结构分:分立元件电路和集成电路。分立元件电路和集成电路。器件分:器件分:双极型电路和单极型电路。双极型电路和单极型电路。 3/81电子电路中的信号电子电路中的信号模拟信号模拟信号数字信号数字信号时间连续的信号时间连续的信号时间和幅度都是离散的时间和幅度都是离散的模拟信号与数字信号区别模拟信号与数字信号区别4/81模拟信号时间和数值均连续变化的信号,如正弦波、锯齿波等模拟信号时间和数值均连续变化的信号,如正弦波、锯齿波等 tu正弦波信号正弦波信号tu数字信号数字信号图形区别:数字信号时间和幅度都是离散的数字
3、信号时间和幅度都是离散的5/81研究模拟信号时,我们注重电路研究模拟信号时,我们注重电路输入、输出信号间的输入、输出信号间的大小、相位大小、相位关系。关系。相应的电子电路就是模拟电路,包括相应的电子电路就是模拟电路,包括交直流放大器、滤波器、信号发生器交直流放大器、滤波器、信号发生器等。等。研究方法区别: 研究数字电路时注重电路输出、研究数字电路时注重电路输出、输入信号间的输入信号间的逻辑关系逻辑关系。主要的工。主要的工具是具是逻辑代数,真值表、逻辑表达逻辑代数,真值表、逻辑表达式式及及波形图波形图。6/81工作状态区别: 模拟电路:晶体管一般工作在模拟电路:晶体管一般工作在放放大状态大状态。
4、 数字电路:三极管工作在开关数字电路:三极管工作在开关状态,即工作在状态,即工作在饱和饱和和和截止截止状态。状态。7/81 在数字电路中,常用数字在数字电路中,常用数字“0 0”和和“1 1”来表示。这来表示。这里的里的“0 0”和和“1 1”,不是十进制数中的数字,而是,不是十进制数中的数字,而是逻逻辑辑“0”和和逻辑逻辑“1”。 逻辑逻辑“0 0”和逻辑和逻辑“1 1”表示彼此表示彼此相关相关又互相又互相对立对立的两的两种状态。例如,种状态。例如,“是是”与与“非非”、“真真”与与“假假”、“开开”与与“关关”、“低低”与与“高高”等等等等 。因而常称为。因而常称为数字逻辑数字逻辑。 模拟
5、信号有幅值大小(如物理量纲:电压伏特或电模拟信号有幅值大小(如物理量纲:电压伏特或电流安培),数字信号有两个状态(逻辑状态流安培),数字信号有两个状态(逻辑状态0 0,1 1)8/81电压电压(V)二值逻辑二值逻辑电电 平平+51H(高电平高电平)00L(低电平低电平) 离散信号电压或数字电压通常用逻辑电平来表示。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:例如,逻辑电平与电压值的关系可用下表来描述:注意:电平从注意:电平从3.6V5V均称为高电平均称为高电平“1”,0.0V0.4V均称为低电平均称为低电平“0”,其微小的变化是无意义的。其微小的变化
6、是无意义的。这与模拟电路相比是不同的。这与模拟电路相比是不同的。9/811.数制数制 计数是数字电路常遇到的问题。计数是数字电路常遇到的问题。在数字电路中多采用二进制数,有时在数字电路中多采用二进制数,有时也采用十六进制和八进制数。也采用十六进制和八进制数。 表表3-1给出了常用进制之间的对照给出了常用进制之间的对照 3.1.2数制和码制数制和码制 10/81表表3-1 几种数制之间的关系对照表几种数制之间的关系对照表十进制数十进制数二进制数二进制数八进制数八进制数十六进制数十六进制数0123456789100000000001000100001100100001010011000111010
7、000100101010012345671011120123456789A十进制数十进制数二进制数二进制数八进制数八进制数十六进制数十六进制数111213141516171819200101101100011010111001111100001000110010100111010013141516172021222324BCDEF101112131411/811 1、任何一位数可以而且只可以用、任何一位数可以而且只可以用0 0和和1 1表示。表示。2 2、进位规律是:、进位规律是:“逢二进一逢二进一” 。3 3、各位的权都是、各位的权都是2 2的幂。的幂。 二进制数二进制数例如:例如:1+1=
8、1+1= 1010 = 1= 12 21 1+ 0+ 02 20 012/81 1 , 0,2)(2iiiiKKN位权位权系数系数13/81二进制二进制:以二为基数的记数体制以二为基数的记数体制表示数的两个数码:表示数的两个数码:0、1遵循遵循逢二进一逢二进一的规律的规律 iiiB2KN)(1001)B=012321202021 =(9)D14/81任意一个二进制数,都可按其权位展成多项式的形式。任意一个二进制数,都可按其权位展成多项式的形式。(N)2=(Kn-1 K1 K0. K-1 K-m)21nmii2iK=Kn-1 2n-1+K1 21+K0 20+K-1 2-1+K-m 2-m基数基
9、数2,逢二进一逢二进一,即,即1+1=10。有有0-1两个数字符号和小数点,数码两个数字符号和小数点,数码K i从从0-1。不同数位上的数具有不同的权值不同数位上的数具有不同的权值2i。特点:特点:15/811、易于电路实现、易于电路实现-每一位数只有两个值,可每一位数只有两个值,可以用管子的导通或截止,灯泡的亮或灭、继以用管子的导通或截止,灯泡的亮或灭、继电器触点的闭合或断开来表示。电器触点的闭合或断开来表示。 2、基本运算规则简单。、基本运算规则简单。 3、电路实现可靠。、电路实现可靠。位数太多,不符合人的习惯,不能在头脑中位数太多,不符合人的习惯,不能在头脑中立即反映出数值的大小,一般要
10、将其转换成立即反映出数值的大小,一般要将其转换成十进制后,才能反映。十进制后,才能反映。2 数数 制制 转转 换换 主要掌握:主要掌握: 十进制数,二进制数,十六进制之间的十进制数,二进制数,十六进制之间的相互转换相互转换17/81 常用方法是常用方法是“按权相加按权相加”。例如:。例如: 整数:(整数:(100101)B=125+024+023+122+021+120 =32+4+1=37小数小数: (0.101)B=12-1+02-2+12-3=0.5+0.125=0.625 (100101.101)B=37.625整数部分整数部分小数部分小数部分十二进制之间的转换十二进制之间的转换18/
11、81 1. 整数部分的转换 除基取余法:除基取余法:用目标数制的用目标数制的基数基数(R=2R=2)去除)去除十进制数十进制数,第一次第一次相除所得余数为目的数的相除所得余数为目的数的最低位最低位K K0 0,将所得,将所得商商再除以再除以基数基数,反复执行上述过程,反复执行上述过程,直到商为直到商为“0 0”,所得余数为目的所得余数为目的数的数的最高位最高位K Kn-1n-1。例:(例:(8181)1010= =(?)(?)2 2得:(得:(8181)1010 = =(10100011010001)2 281402010520 2 2 2 2 2 2 21K00K10K20K31K40K51
12、K61十进制数转换成二进制十进制数转换成二进制19/81225 余余 1 K0122 余余 0 K162 余余 0 K232 余余 1 K312 余余 1 K40例:例:十进制数十进制数25转换成二进制数的转换过程转换成二进制数的转换过程(25)D=(11001)B20/81乘基取整法乘基取整法:小数小数乘以目标数制的乘以目标数制的基数基数(R=2R=2),),第一次第一次相相乘结果的乘结果的整数整数部分为目的数的部分为目的数的最高位最高位K K-1-1,将其小数部分再乘,将其小数部分再乘基数依次记下整数部分,反复进行下去,基数依次记下整数部分,反复进行下去,直到小数部分为直到小数部分为“0
13、0”,或满足要求的或满足要求的精度精度为止。为止。0.65 210.3 200.6 210.2 200.4 2K-1K-2K-3K-4K-500.8例例: :(0.650.65)1010 =( ? ) =( ? )2 2 要求精度为小数五位要求精度为小数五位由此得:由此得:(0.65)(0.65)1010=(0.10100)=(0.10100)2 2(81.65)(81.65)1010=(1010001.10100)=(1010001.10100)2 22.小数部分的转换小数部分的转换21/81 从从小数点小数点开始,将二进制数的整数和小数部分开始,将二进制数的整数和小数部分每四位每四位分为分
14、为一一组组,不足不足四位的分别在整数的最高位前和小数的最低位后四位的分别在整数的最高位前和小数的最低位后加加“0 0”补足,然后每组用等值的十六进制码替代,即得目的数。补足,然后每组用等值的十六进制码替代,即得目的数。例例9 9:111011.10101 B = ? H111011.10101 B = ? H 111011.10101 B = 3B.A8 H111011.10101 B = 3B.A8 H0011 1011.1010 1000小数点为界小数点为界 3 B A 8二十六进制之间的转换二十六进制之间的转换二进制数转换成十六进制二进制数转换成十六进制22/81(10011100101
15、101001000)B= (1001 1100 1011 0100 1000)B()H84BC9( 9CB48 )H =十六进制数转换成二进制十六进制数转换成二进制将每位将每位16进制数展开成四位二进制数,排列顺序不进制数展开成四位二进制数,排列顺序不变即可。变即可。23/81A)凑幂法(在2的整数幂附近的值效果更简单、更快) 例如:1026=1024+2=210+21=10000000000B+10B =10000000010B 125=128-3=128-2-1=27-21-20 =10000000B-10B-1B=1111101BB)十十六二(数据较大时更快、不易错) 例如: 4988=
16、137CH=1001101111100B十进制数转换成二进制的简单方法十进制数转换成二进制的简单方法24/81数字系统的信息数字系统的信息数值数值文字符号文字符号二进制代码二进制代码编编码码为了表示字符为了表示字符3码制码制 用一定位数的二进制数来代表某一特定的事务、文字用一定位数的二进制数来代表某一特定的事务、文字符号等称为编码。采用不同的编码形式称为码制。符号等称为编码。采用不同的编码形式称为码制。25/81 代码不表示数量的大小,只是不同事物代码不表示数量的大小,只是不同事物的代号,为了便于记忆和处理,在编制代的代号,为了便于记忆和处理,在编制代码时总要遵循一定的规则,这些规则就称码时总
17、要遵循一定的规则,这些规则就称为码制。为码制。 用二进制数码对事物进行表示,称为用二进制数码对事物进行表示,称为二进制代码。(数电、计算机中采用)二进制代码。(数电、计算机中采用) 数字系统中的信息分两类:数字系统中的信息分两类:数值码数值码代码代码( (研究数值表示的方法研究数值表示的方法) )26/81 格格雷雷码码与与自自然然二二进进制制码码关关系系对对照照表表 自自然然二二进进制制码码 格格雷雷码码 十十进进制制数数 B3B2B1B0 G3G2G1G0 0 0000 0000 1 0001 0001 2 0010 0011 3 0011 0010 4 0100 0110 5 0101
18、0111 6 0110 0101 7 0111 0100 8 1000 1100 9 1001 1101 10 1010 1111 11 1011 1110 12 1100 1010 13 1101 1011 14 1110 1001 15 1111 1000 由自然二进由自然二进制码的本位制码的本位与高位异或与高位异或而得。而得。 G Gn n= =B Bn nG Gi i=B=Bi+1i+1B Bi i28/813.1.3半导体器件的开关特性半导体器件的开关特性1.二极管开关特性(单向导通,反向截止)二极管开关特性(单向导通,反向截止)2.三极管开关特性(饱和(开)或截止(关)三极管开关特
19、性(饱和(开)或截止(关)状态,非放大状态)状态,非放大状态) (模电描述)(模电描述)29/81与运算与运算或运算或运算非运算非运算基本逻辑运算基本逻辑运算3.1.4 三种基本逻辑关系及其表达方式三种基本逻辑关系及其表达方式30/81逻辑表达式逻辑表达式F= A F= A B = ABB = AB与逻辑真值表与逻辑真值表与逻辑关系表与逻辑关系表开关开关A 开关开关B灯灯F断断 断断断断 合合合合 断断合合 合合灭灭灭灭灭灭亮亮ABF1 01 10 10 00010FAB 逻辑符号逻辑符号与运算与运算31/81逻辑表达式逻辑表达式F= A F= A + + B B或逻辑关系表或逻辑关系表ABF
20、 1逻辑符号逻辑符号或运算或运算或逻辑真值表或逻辑真值表断断 断断断断 合合合合 断断合合 合合灭灭亮亮亮亮亮亮开关开关A 开关开关B灯灯F1 01 10 10 01110ABF32/81非逻辑真值表非逻辑真值表逻辑符号逻辑符号AF1AF0110逻辑表达式逻辑表达式F= A F= A 非运算非运算非逻辑关系表非逻辑关系表33/81几种常用的逻辑运算几种常用的逻辑运算 34/813.2 集成逻辑门电路集成逻辑门电路 3.2.1 TTL集成逻辑门电路的组成和特性集成逻辑门电路的组成和特性1.TTL与非逻辑门(与非逻辑门(图图3-6)2TTL或非逻辑门或非逻辑门3.2.2 MOS集成逻辑门电路的组成
展开阅读全文