1、数字电子技术基础数字电子技术基础（第五版）（第五版）1课程介绍课程介绍1.1.课程的性质课程的性质4.4.课程研究内容课程研究内容5.5.教材和参考书教材和参考书3.3.课程特点与学习方法课程特点与学习方法6.6.考核考核2.2.教学目标教学目标2是电类专业是电类专业1.1.课程性质：课程性质：获得适应信息时代的数字电子技术方面的基本理论、获得适应信息时代的数字电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能。培养分析和解决实际问题的能力，基本知识和基本技能。培养分析和解决实际问题的能力，为以后学习与数字电子技术相关学科和专业应用打好以为以后学习与数字电子技术相关学科和专业应用打好以下两方面的基础下
2、两方面的基础:2.2.课程目标：课程目标：1 1）正确分析、设计数字电路，特别是集成电路；）正确分析、设计数字电路，特别是集成电路；2 2）进一步学习设计专用集成电路）进一步学习设计专用集成电路(ASIC)(ASIC)。具入门性质的具入门性质的、重要的专业基础课。重要的专业基础课。33.3.课程特点与学习方法课程特点与学习方法1)1)发展快发展快2)2)应用广应用广3)3)工程实践性强工程实践性强 学习方学习方法法打好基础、打好基础、关注发展关注发展*、主动更新、主动更新、注重实践注重实践课程学习中课程学习中:了解电路功能的应用背景，注重培养分析问题、解决问了解电路功能的应用背景，注重培养分析
3、问题、解决问题能力。题能力。课程特点课程特点 注重理解和掌握功能部件的外特性、多练习、多动手。注重理解和掌握功能部件的外特性、多练习、多动手。44.4.课程研究内容课程研究内容 -数字信号数字信号产生、产生、传输、变换等传输、变换等。内容涉及信内容涉及信号处理的器件、功能电路及系统。号处理的器件、功能电路及系统。第第1 1章章 数字逻辑概论数字逻辑概论 第第2 2章章 逻辑代数与逻辑代数与HDLHDL基础基础第第3 3章章 逻辑门电路逻辑门电路 第第4 4章章 组合逻辑电路组合逻辑电路第第5 5章章 锁存器与触发器锁存器与触发器 第第6 6章章 时序逻辑电路时序逻辑电路第第7 7章章 存储器存
4、储器 复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列 *第第8 8章章 脉冲波形的产生与变换脉冲波形的产生与变换第第9 9章章 数模与模数转换器数模与模数转换器*第第1010章章 数字系统设计基础数字系统设计基础*电子技术基础电子技术基础(数字部分数字部分)第五版第五版5阎石主编阎石主编数字电子技术基础第四版数字电子技术基础第四版 高等教育出版社高等教育出版社王毓银主编王毓银主编数字电路逻辑设计第三版数字电路逻辑设计第三版高等教育出版社高等教育出版社蔡惟铮主编蔡惟铮主编基础电子技术基础电子技术集成电子技术集成电子技术高等教育出版社高等教育出版社电子工程手册编委会等编电
5、子工程手册编委会等编 中外集成电路简明速查手册中外集成电路简明速查手册-TTL-TTL、CMOSCMOS电子工业出版社电子工业出版社王金明王金明,杨吉斌编杨吉斌编数字系统设计与数字系统设计与VerliogHDLVerliogHDL 电子工业出版社电子工业出版社 5.5.主要教材及参考书主要教材及参考书6考核考核 平时成绩平时成绩 20%20%考试考试 80%80%每周第一堂课交上周的作业每周第一堂课交上周的作业作业作业两本作业本，写上姓名、班级、学号两本作业本，写上姓名、班级、学号课程学习网址课程学习网址:http:/211.69.206.98/dzjsjc 主页左下角主页左下角“课堂同步课堂
6、同步”链接链接71.1 1.1 数字信号与模拟信号数字信号与模拟信号 1.2 1.2 数制数制1.4 1.4 二进制码二进制码 1.5 1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算二值逻辑变量与基本逻辑运算 1.6 1.6 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法 1.数字逻辑概论数字逻辑概论1.3 1.3 二进制数的算术运算二进制数的算术运算85 5、掌握基本逻辑运算及逻辑函数的表示方法、掌握基本逻辑运算及逻辑函数的表示方法教学基本要求教学基本要求1 1、了解数字信号与数字电路的基本概念；、了解数字信号与数字电路的基本概念；2 2、了解数字信号的特点及表示方法；、了解数字信号的特点及表示方法；3 3、
7、掌握常用二十、二十六进制数的转换；、掌握常用二十、二十六进制数的转换；4 4、了解常用二进制码，熟悉、了解常用二进制码，熟悉84218421BCD码；码；91.1 1.1 数字电路与数字信号数字电路与数字信号1.1.1 1.1.1 数字技术的应用及其发展数字技术的应用及其发展1.1.2 1.1.2 数字集成电路的分类及特点数字集成电路的分类及特点1.1.3 1.1.3 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号1.1.4 1.1.4 数字信号的描述方法数字信号的描述方法101)数字技术的应用数字技术的应用人类进入到数字时代，数字技术是发展最快人类进入到数字时代，数字技术是发展最快、应用最广泛的技术应
8、用最广泛的技术.雷达技术雷达技术通信技术通信技术计算机、自动控制计算机、自动控制航空航天航空航天“勇气勇气”号号 火星探测器火星探测器1.1.1 1.1.1 数字技术的应用及其发展数字技术的应用及其发展111213 2)数字电子技术的发展历程数字电子技术的发展历程19061906年年 美国李美国李.德福雷斯特发明了真空三极管德福雷斯特发明了真空三极管19481948年年 晶体管之父威廉晶体管之父威廉肖克利发明了肖克利发明了第一第一只只 晶体管晶体管19581958年年 美国基尔比制成第一块集成电路美国基尔比制成第一块集成电路 6 6个月后诺伊斯制成第一块硅集成个月后诺伊斯制成第一块硅集成 电路
9、电路1419711971年年-美国美国M.E.M.E.霍夫制成第一台四位微处理器霍夫制成第一台四位微处理器4004400419761976年年-美国美国S.S.克雷制成第一部微型计算机克雷制成第一部微型计算机“克雷克雷-I”I”19831983年年-我国研制成功第一台速度为我国研制成功第一台速度为1 1亿次的亿次的“银河银河”巨型计算机巨型计算机8080年代后年代后-ULSI ULSI，1010亿个晶体管亿个晶体管/片片 、ASIC ASIC 制作技术成熟制作技术成熟目前目前-芯片内部的布线细微到深亚微米量级。芯片内部的布线细微到深亚微米量级。微处理器的时钟频率高达微处理器的时钟频率高达2.8
10、GHz2.8GHz（10109 9HzHz）9090年代后年代后-ASIC -ASIC 可编程逻辑器件（可编程逻辑器件（PLDPLD）现场可编程门阵列现场可编程门阵列60-7060-70年代年代IC技术迅速发展技术迅速发展：SSI MSI LSI VLSI。1010万个晶体管万个晶体管/片，芯片中晶体管片，芯片中晶体管0.35um。153)数字技术的发展特点数字技术的发展特点-以电子器件的发展为基础以电子器件的发展为基础电子管电子管 19061906年，福雷斯特等发明了电子管；年，福雷斯特等发明了电子管；电子管体积大、重量重、耗电大、寿电子管体积大、重量重、耗电大、寿命短。世界上第一台计算机用
11、了命短。世界上第一台计算机用了1.81.8万万只电子管，占地只电子管，占地170170平方米，重平方米，重3030吨，吨，耗电耗电150W150W。目前在一些大功率发射装置中使用。目前在一些大功率发射装置中使用。电压控制器件电压控制器件电真空技术电真空技术16晶体管晶体管电流控制器件电流控制器件半导体技术半导体技术17184)电路设计方法伴随器件的发展，从传统走向现代电路设计方法伴随器件的发展，从传统走向现代a)传统的设计方法：传统的设计方法：b)b)现代的设计方法现代的设计方法：采用自下而上的设计方法；由人工组装，经反复调试采用自下而上的设计方法；由人工组装，经反复调试、验证验证、修改完成、
12、修改完成。所用的元器件较多，电路可靠性差，。所用的元器件较多，电路可靠性差，设计周期长。设计周期长。现代现代EDA技术实现硬件设计软件化。采用从上到下技术实现硬件设计软件化。采用从上到下设计方法，电路设计设计方法，电路设计、分析、仿真分析、仿真 、修订、修订全部通过全部通过计算机完成计算机完成。19 EDA技术以计算机为基本工具、借助于软件设计平台，自技术以计算机为基本工具、借助于软件设计平台，自动完成数字系统的仿真、逻辑综合、布局布线等工作。最后下动完成数字系统的仿真、逻辑综合、布局布线等工作。最后下载到芯片，实现系统功能。载到芯片，实现系统功能。1、设计：、设计：在计算机上利用软件平台进行
13、设计在计算机上利用软件平台进行设计原理图设计原理图设计Verilog HDL语言设计语言设计状态机设计状态机设计设计方法设计方法EDAEDA技术技术203、下载、下载2、仿真、仿真*4、验证结果、验证结果*实验板实验板下载线下载线21 门的个数门的个数 典型集成电路典型集成电路 小规模小规模 最多最多12个个 逻辑门逻辑门、触发器、触发器 中规模中规模 10100 计数器、加法器计数器、加法器 大规模大规模 1009999 小型存储器、门阵列小型存储器、门阵列 超大规模理器超大规模理器 10,00099,999 大型存储器、微处理器大型存储器、微处理器 甚大规模甚大规模 106以上以上 可编程
14、逻辑器件等可编程逻辑器件等 1.1.2 1.1.2 数字集成电路的分类及其特点数字集成电路的分类及其特点集成度是指每一芯片所包含的门个数集成度是指每一芯片所包含的门个数可分为可分为组合逻辑电路组合逻辑电路和和时序逻辑电路时序逻辑电路两大类两大类。1 1）按集成度不同划分：）按集成度不同划分：2 2）按电路结构和工作特点不同划分：）按电路结构和工作特点不同划分：222.2.数字集成电路的特点数字集成电路的特点1)1)稳定性高，抗干扰能力强。稳定性高，抗干扰能力强。2)2)易于设计，电路的精度要求不高。易于设计，电路的精度要求不高。3)3)便于大规模集成，批量生产便于大规模集成，批量生产 ，体积小，通用性好，成本低。，体积小，通用性好，成本低。4)4)具可编程性，可实现硬件设计软件化。具可编程性，可实现硬件设计软件化。*5)5)速度高、功耗低。速度高、功耗低。6)6)便于加密、解码。便于加密、解码。23
