江西农业大学：《数字逻辑》课程教学资源（PPT讲稿）第一章 数制与代码——数字电路基本概念

1.数字电路 又称二值数字逻辑，对数字信号进行传递、变 换、运算、存储以及显示等处理的电路。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() 二值逻辑 电平 +5 1 H(高电平) 0 0 L(低电平)

1.数字电路 又称二值数字逻辑，对数字信号进行传递、变 换、运算、存储以及显示等处理的电路。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。 电压(V) 二值逻辑 电 平 +5 1 H(高电平) 0 0 L(低电平) 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：

2.数字电路的分类 ①按电路类型分类： 组合逻辑电路 时序逻辑电路 ②按集成度分类（见下表） 类别 集成度 应用电路场合 小规模集成电路 TTL系列：(110)门片 通常为基本逻辑单元电路，如 (SSI) M0S系列：(10,100)元件/片 逻辑门电路，触发器等。 中规模集成电路 TTL系列：(10~100)门片 通常为逻据功能部件，如译码 MSI) M0S系列：(100.1000)元件片 器、编码器、计数器等。 大规模集成电路 TTL系列：(100-1000)门片 通常为一个小的数字系统或子 LSI) M06系列：(1000-100000)元件片 系统，如CPU存储器等。 超大规模集成电路 TTL系列：>1000门/片 通常可构成一个完整的数字系 VLSI) M0S系列：≥100000元件片 统，如单片微处理机。 ③按半导体的导电类型分类 双极型电路(MOS场效应管) •单极型电路（晶体管)

2.数字电路的分类 ① 按电路类型分类： 组合逻辑电路 时序逻辑电路 ②按集成度分类（见下表） ③按半导体的导电类型分类 •双极型电路（MOS场效应管） •单极型电路（晶体管）

3.数字系统 数字系统是由实现各种功能的逻辑电路互相连 接构成的整体，它能交互式的处理用离散形式表示 的信息。 从概念上讲，凡是用数字技术来处理和传输信 息的系统都可以称为数字系统。本课程所指的数字 系统，是指由数字逻辑电路构成的纯硬件数字系统

3. 数字系统 数字系统是由实现各种功能的逻辑电路互相连 接构成的整体，它能交互式的处理用离散形式表示 的信息。 从概念上讲，凡是用数字技术来处理和传输信 息的系统都可以称为数字系统。本课程所指的数字 系统，是指由数字逻辑电路构成的纯硬件数字系统

4.数字系统中的两种运算类型 算术运算和逻辑运算。 数字系统中两种运算的比较 比较项目 二进制算术运算 逻辑运算 每个逻辑变量 变量取值范围 表示一位二数的 变量取数值0或1 取状态值0或1 运算性质 数值运算（对数据 逻辑判断 进行加工处理) (实现各种功能控制) 基本运算 +、一、米、/ 与、或、非逻辑运算

4. 数字系统中的两种运算类型 算术运算和逻辑运算

5.数字逻辑电路研究的主要问题 数字逻辑电路主要研究电路输出信号状态与输入信 号状态之间的逻辑关系。它包含逻辑电路分析和逻辑电 路设计两个方面的内容。理论基础是逻辑代数。 逻辑电路分析：是要了解一个给定电路所实现的逻 辑功能； 逻辑电路设计：是根据实际问题提出的功能要求， 构造出实现该功能的电路。 6.数字电路的优点 易集成化。0、1两个状态，对元件的精度要求低。 抗干扰能力强，可靠性高。信号易辨别、不易受噪 声干扰。便于长期存储。通用性强，成本低，系列多。 保密性好。容易进行加密处理

5.数字逻辑电路研究的主要问题 数字逻辑电路主要研究电路输出信号状态与输入信 号状态之间的逻辑关系。它包含逻辑电路分析和逻辑电 路设计两个方面的内容。理论基础是逻辑代数。 逻辑电路分析：是要了解一个给定电路所实现的逻 辑功能； 逻辑电路设计：是根据实际问题提出的功能要求， 构造出实现该功能的电路。 6.数字电路的优点 易集成化。0、1两个状态，对元件的精度要求低。 抗干扰能力强，可靠性高。信号易辨别、不易受噪 声干扰。便于长期存储。通用性强，成本低，系列多。 保密性好。容易进行加密处理

7.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一0.4V 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、工程性: 7. 数字电路的特点 •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

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。 3、集成度高

2、可靠性高 3、集成度高 •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

8、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、逻 辑图、时序图等。 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

8、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、逻 辑图、时序图等。 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