1、数字电子技术基础,讲授：谢小维 联系方式：email:Tel:58197394(o),绪 论,典型应用,电子技术发展史,设计方法的变化,参考资料,数字电路的特点,学习方法,课程简介,课 程 简 介,课程性质, 课程性质：通信、控制等专业必修课程, 属于技术基础课，且为主干课程。 课程任务： 掌握数字逻辑与系统的工作原理和分析方法，能对主要的逻辑部件进行分析和设计。 学会使用标准的集成电路和高密度可编程逻辑器件。 掌握数字系统的基本设计方法，为进一步学习各种超大规模数字集成电路的系统设计打下基础。 先修课程: 电路分析、模拟电子电路。后续课程: 微机原理及接口电路、通信原理。,课 程 简 介,课
2、程内容,第一章 逻辑代数基础,第二章 门电路,第三章 组合逻辑电路,第四章 触发器,第五章 时序逻辑电路,第六章 脉冲波形的产生和整形,第七章 半导体存储器,第八章 可编程逻辑器件,第九章 A/D、D/A转换,数字电路的特点,模拟电路：,处理的信号是时间上连续的信号,数字电路：,处理的信号是离散的信号,高电平,低电平,1. 工作信号是离散的：电路中的半导体管多数工作在开关状态。 如二极管工作在导通和截止态；三极管工作在饱和态和截止态。,2. 研究对象是输入和输出的逻辑关系，因此主要的分析工具是逻辑代数，表达电路的功能主要是真值表、逻辑表达式及波形图等。,数字电路的特点,计算机,通信（DSP应用
3、）,电视（高清晰度）,将来通信的发展趋势：,软件无线电,单片机,+,DSP,+,FPGA,典型应用,会议电视,数字移动蜂窝电话,家庭信息中心,虚拟教育,数字相机,自动驾驶汽车,视觉感应器,数据存储与处理,电子技术发展,1831年 法拉第提出电磁场理论 1846年 麦克斯韦预言了电磁波的存在 1888年 赫兹实验证明了电磁波的存在 1895年 实现了无线电通讯 1901年 横跨大西洋无线电报成功 1906年 发明了真空三极管 1919年 研究出超外差接收机 1928年 发明了光电摄像管 1941年 美国开始电视广播,绪 论,1946年 第一台计算机诞生 1948年 发明了点接触型晶体管 1950
4、年 美国研制彩电成功 1951年 发明了面接触型晶体管 1958年 出现了小规模集成电路 1963年 实现利用卫星的电话通讯 1972年 制成大规模集成电路 1981年 出现了多功能超大规模集成电路 1984年 制造出大功率集成电路,1946年2月14日，世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。它使用了18800个真空管，长50英尺，宽30英尺， 占地1500平方英尺，重达30吨（大约是一间半的教室大，六只大象重）。每秒可从事5000次的加法运算，运作了九年之久。吃电很凶， 据传ENIAC每次一开机，整个费城西区的电灯都为之黯然失色。,1960年集成电路出现，成千上万个器件集成在一
5、块芯片，大大促进了电子学的发展，尤其促进数字电路和微型计算机的飞速发展。,1906年，福雷斯特等发明了电子管；电子管体 积大、重量重、耗电大、寿命短。世界上第一 台计算机用了1.8万只电子管，占地170平方米， 重30吨，耗电150KW。目前在一些大功率发射 装置中使用。,绪 论,SSI（100以下）,MSI（103）,LSI（ 104）,1948年，肖克利等发明了晶体管，其 性能在体积、重量方面明显优于电子 管，但器件较多时由分立元件组成的 分立电路体积大、焊点多、电路的可 靠性差。,芯片中集成上万个 等效门，目前高的 已达上百万门。,电 子 管,电子器件的发展,绪 论,设计方法的变化, 传
6、统的设计方法：, 现代的设计方法：,绪 论,EDA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布局布线、逻辑综合、仿真等工作。最后下载到芯片，实现设计方案。,1. 设计：,在计算机上利用软件平台进行设计,设计方法,原理图设计,VHDL设计,状态机设计, EDA技术：,绪 论,2. 仿真,3. 下载,4. 验证结果,实验板,下载线,学 习 方 法, 保证基础,熟练掌握有关逻辑电路分析设计的基础知识和设计方法。, 中规模集成电路,理解电路的逻辑功能,应用它设计逻辑电路, 数字系统,掌握从上到下现代数字系统的设计方法，学会使用EDA软件设计平台,贯穿课程的一条主线是：,逻辑电路的分析设计,参 考 资 料,基本部分,可编程逻辑器件及VHDL语言,参 考 资 料,高 等 教 育 出 版 社,著者：John F.Eakely,著者： FLOYD,参 考 资 料,著者： 王毓银,高 等 教 育 出 版 社,著者：沈嗣昌,参 考 资 料,著者：黄正谨,高 等 教 育 出 版 社,著者：阎 石,东 南 大 学 出 版 社,参 考 资 料,著者：康华光,电 子 科 技 大 学 出 版 社,著者：侯伯亨 顾新,高 等 教 育 出 版 社,
