数字电路基本知识
时间：2023-03-11作者：佚名
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一、数字信号与数字电路 |
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电子技术中电子电路分为两大类，一类是传输和处理模拟信号的电路，称为模拟电路；另一类是传输和处理数字信号的电路，称为数字电路。模拟信号是指在时间和数值上都连续变化的信号，如正弦波、三角波；数字信号是指在时间和数值上都不连续变化的离散的脉冲信号。 |
| 数字信号也叫脉冲信号，持续时间短。在数字电路中，最常见的数字信号是矩形波和尖顶波，如图7-1所示。 |
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| 实际的波形并不是那么理想，图7-2为实际的矩形波。以矩形波为例，数字信号即脉冲信号的基本参数如下： |
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（1）脉冲幅度A脉冲信号变化的最大值。 |
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（2）脉冲上升时间tr从脉冲10％的幅度上升到90％所需的时间。 |
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（3）脉冲下降时间tf 从脉冲90％的幅度下降到10％所需的时间。 |
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（4）脉冲宽度tp从上升沿50％幅度到下降沿50％幅度所需的时间。 |
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（5）脉冲周期T周期性脉冲信号前后两次出现的间隔时间。 |
| （6）脉冲频率f单位时间内的脉冲数，f＝1/T。 |
| 电路中没有脉冲信号时的状态称为静态，静态时的电压值可以为正、为负或为零（一般在0V左右）。脉冲出现时电压大于静态电压值称为正脉冲，小于静态电压值称为负脉冲。如图7-3。 |
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| 数字电路通常是根据脉冲信号的有无、个数、频率、宽度来进行工作的，而与脉冲幅度无关，所以抗干扰能力强，准确度高。 |
| 以矩形波表示的数字信号只有高、低电平两种状态，可以利用晶体管的开关特性来实现，因此数字电路的基本元件比较简单，且适于集成化和批量生产。 |
| 目前，数字电路广泛应用与数字通讯、自动控制、数据的采集和处理、数字计算机等技术领域。随着电子技术的发展，数字电路的重要性显得越来越突出。 |
| 二、数制 |
| 数值可以表示长度、质量、表示数值大小的各种计数方法最常用的是十进制，它有1，2，3……9十个数码，用来组成不同的数。称为计数体制，简称数制时间、温度等物理量的大小程度。在数字电路中采用二进制，还有八进制，十进制。 |
| 1、二进制 |
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（１）有两个数码：0和1。它们与电路的两个状态（开和关、电平高和低）直接对应。 |
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（２）进位规则：逢二进一。1 1=10 |
| 2、二进制转换为十进制：按权展开，再求各位数值之和 |
| 例：（11011）2=1×24 1×23 1×22 1×21 1×20=（27）10 |
| 3、十进制转换为二进制：除二取余法。 |
| 将十进制数连续除以2，并依次记下余数，一直除到商为0为止。 |
| 以最后所得的余数为最高位，依次从后向前排即为转换后对应的二进制数。（28）10=（11100）2 |
| 三、码 |
| 数字系统中的信息，除数据外还包括文字、符号和各种对象、信号等。用数字或某种文字和符号来表示某一对象或信号的过程就称为编码。 |
| 1、二—十进制编码（BCD码） |
| 在数字电路中一般采用二进制数。用二进制数表示十进制数的编码方式，称为二—十进制编码，即BCD码。用一组（4位）二—十进制码表示一位十进制数。 |
| 其中8421码每组（4位）内8421码符合二进制规则，而组与组之间是十进制。 |
| 二—十进制码与自然二进制数形式相似，但本质不同。二进制数是按二进制的规则表示数值的大小，而二—十进制码是用二进制数表示十进制数码，它们的值并不一定相等。 |
| （18）10=（00011000）8421=（10010）2 |
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表7-1几种常用的二－十进制码 |
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| 2、字符码 |
| 目前广泛应用的表示字母、符号的二进制代码是ASCII码。 |
| ASCII码采用7位二进制数编码，可以表示128个字符。 |
| 3、其他代码 |
| 在数字系统中，任何信息包括各种特定的对象、信号等都要转化为二进制代码来代理。 |
| 如：现代汽车上都配备自诊断系统，汽车的电子控制单元（ECU）能够自动检测汽车本身的故障，而各种故障在ECU中是以代码形式存储、处理的，这些代码称故障码。 |
