數(shù)字電子技術（第五版） 第0章

數(shù)字電子技術

（第五版）主編孫津平緒論0.1數(shù)字信號與數(shù)字電路0.2數(shù)字電路的特點與分類0.3數(shù)字集成電路的發(fā)展趨勢數(shù)字電子技術（第五版）緒論

如圖0.1所示是數(shù)字鐘電路,它既有時序邏輯電路(計數(shù)器)，又有組合邏輯電路(譯碼器)和數(shù)碼顯示電路。數(shù)字電子技術（第五版）緒論圖0.1數(shù)字鐘電路數(shù)字電子技術（第五版）緒論

0.1數(shù)字信號與數(shù)字電路

電子電路所處理的電信號可以分為兩大類：一類是在時間和數(shù)值上都是連續(xù)變化的信號,稱為模擬信號，如圖0.2（a）所示,例如電流、電壓等。數(shù)字電子技術（第五版）緒論數(shù)字電子技術（第五版）用于傳遞、加工和處理模擬信號的電子電路，稱作模擬電路，如放大器、濾波器、信號發(fā)生器等。另一類是在時間和數(shù)值上都是離散的信號，稱為數(shù)字信號，如圖0.2(b)所示。緒論數(shù)字電子技術（第五版）圖0.2模擬信號和數(shù)字信號（a）模擬信號;（b）數(shù)字信號緒論數(shù)字電子技術（第五版）

0.2數(shù)字電路的特點與分類

0.2.1數(shù)字電路的特點

由圖0.2（b）可見數(shù)字信號是不連續(xù)的，反映在電路上只有高電位和低電位兩種狀態(tài)，因此數(shù)字電路采用二進制數(shù)來傳輸和處理數(shù)字信號。在數(shù)字電路中，通常用開關的接通與斷開來實現(xiàn)電路的高、低電位兩種狀態(tài)。將高電位稱為高電平，用“1”來表示；低電位稱為低電平，用“0”來表示；反之亦然。緒論數(shù)字電子技術（第五版）0.2.2數(shù)字電路的分類

1)按集成度分

按集成度分，數(shù)字集成電路可分為小規(guī)模(SSI，每個硅片上有數(shù)十個邏輯門)、中規(guī)模（MSI，每片有數(shù)百個邏輯門）、大規(guī)模(LSI，每片有數(shù)千個邏輯門)和超大規(guī)模（VLS

I，每片數(shù)目大于1萬）等各種集成電路。緒論數(shù)字電子技術（第五版）

2）按應用范圍分

按應用范圍分，集成電路有通用型和專用型兩類。通用型是指已被定型的標準化、系列化的產(chǎn)品，適用于各種各樣功能的數(shù)字電路。專用型是指為某種特殊用途專門設計、

具有特定的復雜而完整功能的數(shù)字集成電路，如：計算機中的存儲器芯片（RAM、ROM），微處理器芯片（CPU）和語音芯片等。緒論數(shù)字電子技術（第五版）

3）按所用器件分

按所用器件分，數(shù)字電路有雙極型（TTL型）電路和單極型（MOS型）電路。雙極型電路是用三極管作為開關實現(xiàn)邏輯功能的，其開關速度快,頻率高，信號傳輸延遲時間短，但制造工藝較復雜。緒論數(shù)字電子技術（第五版）

4）按邏輯功能分

按邏輯功能分，數(shù)字電路有組合邏輯電路和時序邏輯電路。組合邏輯電路沒有記憶功能，其輸出信號的狀態(tài)只與當時輸入信號狀態(tài)的組合有關，而與電路前一時刻的輸出信號

狀態(tài)無關,如編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器等都是典型的組合邏輯電路。緒論數(shù)字電子技術（第五版）

0.3數(shù)字集成電路的發(fā)展趨勢

1.大規(guī)模

納米技術(Nanotechnology)的出現(xiàn),進一步提高了集成電路的集成規(guī)模，使集成電路的體積大大縮小,降低了系統(tǒng)的功耗與成本,而且提高了數(shù)字電路系統(tǒng)的可靠性。緒論數(shù)字電子技術（第五版）

2.低功耗

功率損耗是許多電子產(chǎn)品研制、生產(chǎn)、推廣、使用的一個重要的制約因素，而系統(tǒng)功耗很大程度上又取決于所使用的集成芯片或模塊?，F(xiàn)在，由于集成技術更新和構成集成芯片的材料不同,使得超大規(guī)模的數(shù)字集成電路的功耗可低至毫瓦級。低功耗大大拓展了數(shù)字集成電路的應用領域。緒論數(shù)字電子技術（第五版）

3.高速度

在現(xiàn)代信息時代，人們對信息處理速度的要求越來越高。集成電路芯片本身已經(jīng)是以納秒（ns）速度進行工作的，而且現(xiàn)在全世界都在積極研制超高速運算的計算機，IBM公司甚至已經(jīng)開始研制一種運算速度高達拍(1015)次每秒的超級計算機。顯然數(shù)字集成電路信息處理速度的不斷提高是不容置疑的發(fā)展趨勢。緒論數(shù)字電子技術（第五版）

4.可編程

傳統(tǒng)的標準MSI/LSI數(shù)字集成電路是一種通用型集成電路。對于復雜的數(shù)字系統(tǒng)的設計，往往需要使用的集成芯片的數(shù)量和種類比較多，而且會增加系統(tǒng)的體積和功耗，降低系統(tǒng)

的可靠性，也為器件的保存、電路和設備的調試、知識產(chǎn)權的保護等帶來了困難。緒論數(shù)字電子技術（第五版）

5.可測試

數(shù)字集成電路的規(guī)模越來越大，功能也越來越復雜。為了使數(shù)字系統(tǒng)的使用和維護更加方便，所使用的邏輯模塊應該具有“可測試性”(Testability)，即可方便地對其進行功能測試和故障診斷，可測試性是未來數(shù)字集成電路的一個重要的發(fā)展趨勢。緒論數(shù)字電子技術（第五版）

6.多值化

傳統(tǒng)