1、1 緒論1.1 電路、信號與系統1.2 模擬電路與數字電路：區別、特點1.3 數字技術的發展史概要1.4 課程內容、要求與學習建議1.5 數制與數制轉換1.1 電路、信號與系統1.1.1 信號：信息的載體1.1.2 電路：處理信號的物理實現形式1.1.3 系統：具有特定功能的電路整體1.1.1 信號及其表示信號是信息的載體，即信息的物理表現形式 1.1 電路、信號與系統溫度波動曲線電子系統處理電信號，其物理形式是電壓或電流波形 聲音、圖像、亮度、溫度等等物理信息，都可以通過傳感器轉換而得到相應的電信號 信號波形代表了相應物理量的變化初步認識模擬信號與數字信號1.1 電路、信號與系統幾種模擬信號

2、:正弦波三角波調幅波模擬信號：在時間和幅值上都是連續的信號 具有無限密集的時間定義區間 具有無窮密集的數值定義區間數字信號：在時間和幅值上都是離散的信號 僅在確定的時間點上有定義(tn) 定義時間點上的信號幅度僅有量化區間上的數值(量化編碼)u0t1.1 電路、信號與系統用符號0和1來表示幅度，稱為邏輯0和邏輯1二值數字邏輯簡稱數字邏輯。 二值數字邏輯（信號）和數字波形 數字波形是邏輯電平對時間的圖形表示。 (a) 非周期數字波形 (b) 周期數字波形1.1 電路、信號與系統 一個比特只能表示兩個狀態，多個狀態要用更多比特才能表示。在數字電子技術和計算機應用中，采用多位二進制數字信號。二進制數

3、字波形（bit） 1.1 電路、信號與系統1）串行方式：需要一根時鐘信號線和一根數據傳送線以及一根公共地線。在時鐘脈沖CP控制下，數據由最高位MSB到最低位LSB依次傳送。2）并行方式：將一組二進制數據單元的所有位同時傳送，稱為并行傳送，例如8位、16位、32位、64位等等。該方式的突出特點是數據傳送速率快。現代PC計算機內部已普遍采用64位二進制數據的并行傳送。并行傳送的缺點是需要占用的數據線較多，而且發送和接收設備較復雜。傳輸方式：串行方式、并行方式二進制數據的傳輸（多bit信號的串行和并行）1.1 電路、信號與系統1.1.2. 電路：處理信號的物理實現形式物理表現：電子元件的集合體功能表

4、現：放大、濾波、整形、運算、計數系統觀點：完成特定信號的特定處理要求1.1 電路、信號與系統溫度傳感（輸入）信號放大信號濾波控制執行（輸出）功率放大數模轉換數字邏輯電路模數轉換恒溫裝置模擬小信號電路數字電路非電子物理系統模擬大信號電路電子系統電子系統的組成框圖1.1.3. 電子系統由若干相互聯結，相互作用的基本電路組成的，具有特定功能的電路整體，稱為電子系統。1.1 電路、信號與系統1.2 數字電路的概貌1.2.1 單晶體管共射電路1.2.2 數字電路的構成1.2.3 數字與邏輯1.2 數字電路的概貌 共射極放大電路1.2.1 單晶體管共射電路 1. 共射極放大電路 2. 開關電路Q1Q2Rc

5、VCCVCCvCEiC1.2 數字電路的概貌1.2.2 數字電路的構成 分立元件數字電路 數字集成電路 數字集成電路的規模 1.2 數字電路的概貌1.2.3 數字與邏輯狀態的電路表示：元件的導通或截止（開/關）狀態的理論表示：邏輯值（Ture or False）數字電路的理論基礎：開關理論、邏輯代數數字電路的分析設計：邏輯設計模擬信號：波形決定一切線性、帶寬數字信號：狀態決定一切邏輯、轉換差異1.2 數字電路的概貌1.3 數字技術的發展史概要器件水平集成度與功能技術水平與應用領域早期、初級、發展、成熟理論研究與設計分析方法傳統與現代數字技術的發展數字處理的優勢：傳輸、處理、控制數字系統比模擬系

6、統更容易達到和保持所需要的精度便于傳輸（通過檢錯和糾錯編碼無失真傳輸）便于儲存（大容量存儲器技術的發展）便于處理（采用軟硬件或計算機）便于控制（實現控制算法的精度與復雜性）便于保密（數字加密技術）便于工業化生產（高密度系統的大批量一致、高可靠性）便于實現電子設備的小微型化和低耗能（片上系統） 中國的集成電路產業需要高級設計人才1.4 課程體系、課程內容與學習建議理論基礎：邏輯代數、電路理論、信號與線性系統同步課程：模擬電子技術后續課程：可編程器件、微機原理、單片機、DSP技術、接口技術、傳感技術、數字通信等等 數字電路是電子信息類各專業的重要的技術基礎課程，對于繼續學習有關專業課程（通信類、計

7、算機類、控制類、測量類、電力電子類）有著重要的影響。 同時又是一門直接面向應用的專業性課程 。課程體系 通信系統的設計與實現（技術基礎）硬件類：電路理論模擬電路數字電路通信電子電路微機原理軟件類：C語言數據結構操作系統 工程實驗能力（技術基礎與專業基礎）硬件類：電子電路測試、實驗微機原理實驗軟件類：各軟件類課程自帶的上機系統類：通信綜合實驗 通信專業的基礎理論基礎課：微積分線性代數概率論復變函數技術基礎課：信號與系統隨機過程數字信號處理信息論電磁場與電磁波專業基礎課：通信原理計算機網絡微波技術基礎專業課程設置3 組合邏輯電路 無記憶電路1 邏輯代數 理論基礎2 集成邏輯門 物理和電路基礎4 集

8、成觸發器 數字記憶元件5 時序邏輯電路 有記憶電路6 硬件描述語言 軟件描述構造硬件8 可編程邏輯器件 作為邏輯元件大規模電路9 脈沖電路 數字波形產生變換 10 A/D與D/A轉換技術 模擬電路與數字電路接口課程內容簡述7 半導體存儲器 作為存儲元件大規模電路重點教學要求：學習方法和建議熟練掌握邏輯代數的原理和邏輯函數化簡方法 熟知TTL 、CMOS兩類門電路的特點、差異、性能指標和使用 熟練掌握組合邏輯電路與時序邏輯電路的分析與設計方法熟悉典型中規模組合邏輯和時序邏輯集成電路的基本應用與擴展使用 熟悉RAM、ROM的基本使用和擴展使用正確理解可編程器件PLD、CPLD、FPGA的結構和工作

9、原理掌握各類脈沖單元電路的分析方法 掌握各類A/D與D/A電路的工作原理和主要參數計算 按教學要求抓住重點：基本理論、基本分析與設計方法、典型邏輯單元與功能模塊、典型器件、典型應用注意理論與實踐相結合；注重物理概念的理解與建立正確使用多媒體課件：處理好課內與課外、聽講與筆記、上課與自學、主線與枝節等關系保證課外學時；對課后習題予以充分重視，獨立完成至少有一本非課本參考書有條件可借助EDA軟件進行仿真實驗，加深課程理解學習要求:1. 十進制：以十為基數的記數體制表示數的十個數碼：1、2、3、4、5、6、7、8、9、0遵循逢十進一的規律143.75=1.5.1 數的表示方法1.5 數制與數制轉換任

10、意一個十進制數N可以表示成：ai：第i位的系數以二為基數的記數體制表示數的兩個數碼：0、1遵循逢二進一的規律（101.11）2 =（5.75）10注:有時也用B和D代替2和10這兩個腳注2. 二進制：任意一個二進制數N可以表示成：以八為基數的記數體制表示數的八個數碼：0、1 、2、3 、4、5、6 、7 、8遵循逢八進一的規律注:有時也用O和H代替8和16這兩個腳注3. 八進制：任意一個八進制數N可以表示成：4. 十六進制：0 、 1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F任意一個十六進制數展開式為： 其中R稱為計數的基數ai稱為第i位的系數R i稱為第i位的權。 4. 任意進

11、制數展開式的普遍形式：1. 二 十進制轉換：加權系數之和 (1011.01)2=(11.25)102. 十 二進制轉換：對十進制整數1.5.2 數制轉換N10將N10除以2，則余數為 b0，商可寫成依此類推，反復將每次得到的商再除以2，即可求得N10 之二進制整數的每一位將N102之商再除以2，則余數為 b1(173)10=(10101101)22 余1b702173 余1b0862 余0b1432 余052 余0b61b32 余1102 余121b2b42 余1b52例：將（173）10化為二進制數表示3. 十 二進制轉換：對十進制小數N10將N10乘以2，則整數位為 b1則2N10將乘積的

12、小數部分再乘以2，得乘積的整數部分為b2 依此類推，不斷將每次乘 2 后所得乘積的小數部分再乘以2，即可求得N10 之二進制小數的每一位。 0.8125 2 1.6250整數部分=1 b-1 0.6250 2 1.2500 0.5000 2 1.0000 0.2500 2 0.5000整數部分=1 b-2整數部分=0 b-3整數部分=1 b-4故（0.8125）10=（0.1101）2例：將（0.8125）10化為二進制數對整數和小數分別轉換。整數：從小數點左第一位開始，每三位一組，每組用一位等價八進制數替換小數：從小數點右第一位開始，每三位一組，不足補零，每組用一位等價八進制數替換 4. 二

13、進制 八進制轉換101 011 011 . 110 101 110 5 3 3 . 6 5 6 每四位2進制數對應一位16進制數()164BE5(0101 1110 . 1011 00100 )2 =.6. 十六進制二進制轉換 (1000 1111 1010 1100 0110)2()16=6CAF8.5. 二進制 十六進制轉換十六進制數轉換為十進制數時，可將各位按權展開后相加求得。十進制數轉換為十六進制數時，可以先轉化成二進制數，然后再將得到的二進制數轉換為等值的十六進制數。7. 十六進制數與十進制數的轉換習題P.34-1.5、1.6 、1.7聯系方式：課件下載：4/incoming/課件/黃瑞光/電子郵件：huangrg歡迎提出問題和建議附件1：集成電路分類分類 數字集成電路以集成度按小規模、中規模、大規模、超大規模和甚大規模等分為五類。所謂集成度，是指每一塊芯片所包含的晶體管(BJT或FET)的個數。 數字集成電路的分類表 晶體管的數目 典型集成電路 小規模 最多10個 邏輯門電路 中規模 10100 計數器、加法器 大規模 1