數字電路應

A. 簡述數字電路在計算機中的應用

主要在計數器方面

計數器
在數字電路中，計數器屬於時序電路，它主要由具有記憶功能的觸發器構成。計數器不僅僅用來記錄脈沖的個數，還大量用作分頻、程序控制及邏輯控制等，在計算機及各種數字儀表中，都得到了廣泛的應用。在CMOS電路系列產品中，計數器是用量最大、品種很多的產品。
1�計數器IC的輸出方式。計數器IC是一種單端輸入、多端輸出的記憶器件，它能記住有多少個時鍾脈沖送到輸入端、而在輸出端又以不同的狀態來表示，這就構成了不同的輸出方式。這種不同的輸出方式為用戶提供了多種用途，給使用帶來極大的方便。以下介紹計數器IC輸出的幾種常用方式。
（1）單端輸入十進制計數/7段解碼輸出。這種輸出方式通常用於計數顯示，它把輸入脈沖數直接譯成7段碼供數碼管顯示0～9的數，如圖57所示。圖57中的IC是CD4033，從IC的時鍾端CP1腳輸入脈沖數，其輸出端可直接帶動LED數碼管顯示輸入脈沖個數。該電路的顯示也可用於熒光數碼管，但應按熒光數碼管的使用加接電源。
（2）單端輸入BCD碼輸出。圖58是一種單端輸入、BCD碼輸出的計數器電路。該電路可對外控制10路信號，具體用途請參看本連載（九）、（十）中的介紹。CD4518和CD4520是一對姊妹產品，CD4518是採用二/十進制的BCD，而CD4520則是二進制碼，它們除了這點不同外，其餘都完全相同。所以在圖58中，若把CD4518換成CD4520時（管腳接法不變），則其輸出為二進制碼，共有16種狀態，可對外控制16路信號。
（3）單端輸入/分配器輸出。圖59是IC CD4017的單端輸入十進制計數、分配輸出電路。計數狀態由CD4017的十個解碼輸出端Y0～Y9顯示。每個輸出狀態都與輸入計數器的時鍾脈沖的個數相對應。例如：若輸入了6個脈沖，則輸出端Y5應為高電平，其餘輸出端為低電平（條件：從零開始計數）。CD4017仍有兩個時鍾端CP和EN，若用時鍾脈沖的上沿計數，則信號從CP端輸入；若用下降沿計數，則信號從EN端輸入。設置兩個時鍾端是為了級聯方便。CD4017與CD4022是一對姊妹產品，主要區別是CD4022是八進制的，所以解碼輸出僅有Y0～Y7，每輸入8個脈沖周期，就可得到一個進位輸出，它們的管腳相同，不過CD4022的6、9腳是空腳。有關CD4017的應用，各電子報刊均有過介紹。
（4）多位二進制輸出串列計數器。常用的IC有CD4024、CD4040和CD4060，它們分別是7、12和14位的串列計數/分配器。它們都具有相同的電路結構和功能，都是由T型觸發器組成的二進制計數器。不同的是它們的位數不同。多位二進制計數器主要用於分頻和定時，使用極其簡單和方便。
圖60是以CD4024為代表的7位二進制串列計數器/分配器電路圖，其特點是IC內部有7個計數級，每個計數級均有輸出端子，即Q1～Q7。CD4024計數工作時，Q1是CP脈沖的二分頻；Q2又是Q1輸出的二分頻……，所以有頻率fQ7= fcp。CD4024也可擴展更多的分頻。CD4024的真值表如上表所示，由表可知，清零端Cr加「1」電平時，各輸出端都清零；電路正常工作條件是Cr加零電平，當CP脈沖下降沿時，CD4024作增量計數。

B. 數字電路主要有哪些應用

數字抄電路與數字電子技術廣泛的應用於電視、雷達、通信、電子計算機、自動控制、航天等科學技術領域。

數字電路或數字集成電路是由許多的邏輯門組成的復雜電路。與模擬電路相比，它主要進行數字信號的處理（即信號以0與1兩個狀態表示），因此抗干擾能力較強。數字集成電路有各種門電路、觸發器以及由它們構成的各種組合邏輯電路和時序邏輯電路。

(2)數字電路應擴展閱讀：

數字電路的特點有：

1、 同時具有算術運算和邏輯運算功能

數字電路是以二進制邏輯代數為數學基礎，使用二進制數字信號，既能進行算術運算又能方便地進行邏輯運算（與、或、非、判斷、比較、處理等），因此極其適合於運算、比較、存儲、傳輸、控制、決策等應用。

2、 實現簡單，系統可靠

以二進製作為基礎的數字邏輯電路，可靠性較強。電源電壓的小的波動對其沒有影響，溫度和工藝偏差對其工作的可靠性影響也比模擬電路小得多。

3、 集成度高，功能實現容易

集成度高，體積小，功耗低是數字電路突出的優點之一。電路的設計、維修、維護靈活方便，隨著集成電路技術的高速發展，數字邏輯電路的集成度越來越高。

參考資料來源：網路—數字電路

C. 數字電路 是什麼

用數字信號完成對數字量進行算術運算和邏輯運算的電路稱為數字電路，或數字系統。由於具有邏輯運算和邏輯處理功能，所以又稱數字邏輯電路。
現代的數字電路由半導體工藝製成的若干數字集成器件構造而成。邏輯門是數字邏輯電路的基本單元。存儲器是用來存儲二進制數據的數字電路。
從整體上看，數字電路可以分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。
按電路有無集成元器件來分，可分為分立元件數字電路和集成數字電路。
按集成電路的集成度進行分類，可分為小規模集成數字電路(SSI)、中規模集成數字電路(MSI)、大規模集成數字電路(LSI)和超大規模集成數字電路(VLSI)。
按構成電路的半導體器件來分類，可分為雙極型數字電路和單極型數字電路。
數字電路主要研究對象是電路的輸出與輸入之間的邏輯關系，因而在數字電路中不能採用模擬電路的分析方法，例如，小信號模型分析法。由於數字電路中的器件主要工作在開關狀態，因而採用的分析工具主要是邏輯代數，用功能表、真值表、邏輯表達式、波形圖等來表達電路的主要功能。
隨著計算技術的發展，為了分析、模擬與設計數字電路或數字系統，還可以採用硬體描述語言，使用如ABEL語言等軟體，藉助計算機來分析、模擬與設計數字系統。

D. 什麼數字電路呢，數字電路一般用在那些方面

用數字信號完成對數字量進行算術運算和邏輯運算的電路稱為數字電路，版或數字系統。由於它具有權邏輯運算和邏輯處理功能，所以又稱數字邏輯電路。
數字電路與數字電子技術廣泛的應用於電視、雷達、通信、電子計算機、自動控制、航天等科學技術領域。

簡單一點說，數字信號只認0和1，高於這個就是1（高電平），低於就是0（低電平）。一般高電平要大於比臨界電壓一定數值，低電平在低於臨界電壓一定數值，就算有干擾，還是滿足與臨界電壓的關系，所以比模擬信號不容易出錯些。。。

E. 數字電路在生活中有哪些廣泛應用

生活中有廣泛的數字應用，如網路電視，數字寬頻網路，電視機頂合，遙控器，遙控無人機，數字音響，存儲卡，光碟，DVD數字播放器，數字開關電路等，都是生活中的常見數字電路。

F. 什麼是數字電路請詳細的告訴我,它的實際應用.

簡單的說：數字電路就是電路中的信息是以
類似01010101000
（其中0為低電平，1為高電平）這樣的方式傳輸和處理的。
數字電路應用非常廣泛，正逐步取代模擬電路。
比如，以前的模擬電路手機象個大磚頭，現在的手機都是數字電路的，體積小巧可愛；電腦是數字電路的傑出應用！

G. 什麼是數字電路

用數字信號完成對數字量進行算術運算和邏輯運算的電路稱為數字電路，或數字系統。由於它具有邏輯運算和邏輯處理功能，所以又稱數字邏輯電路。現代的數字電路由半導體工藝製成的若干數字集成器件構造而成。

H. 數字電路的應用領域有什麼。

這個問題問的比來較大，dsp，cpu，顯卡自等復雜的集成電路都為數字集成電路，他們的研究領域可就大了。一般都包含如下：頂層架構（硬體架構，軟體架構），演算法；底層的實現：架構或演算法下的模塊或ip的實現；具體細節可以到：針對時序，面積，功耗，可測試性，可製造性等集成電路相關的約束的進行電路設計，包括：rtl設計，低功耗設計，可測試性設計，功能模擬（基於覆蓋率或定向），半定製實現（syn，dft，sta，layout，drc/lvs/si/dfm等）或全定製設計。

I. 數字電路學習方法

數字電路的基本概念、基本原理、分析方法、設計方法和實驗調試方法。
1、同學們首先要掌握基本的原理和方法。只要掌握了基本的原理和方法，就可以分析給出的任何一種數字電路；也可以根據提出的任何一種邏輯功能，設計出相應的邏輯電路。
2、對於各類數字集成電路器件，重點是掌握他們的外部特性，包括邏輯功能和輸入、輸出端的電氣特性。為了更好的理解和運用電路器件的外部特性，需要熟悉他們的輸入電路和輸出電路的結構及其原理。至於內部的電路結構和詳細工作過程都不是重點，不需要去記憶。
3、重視實驗和課程設計。實驗前要先預習，實驗在本課程中有著重要的作用，它可以幫助驗證所學的理論，加深對理論知識的理解和掌握，培養理論聯系實際的能力，培養實際動手能力及實驗技能，培養分析問題與解決問題的能力；課程設計為綜合應用所學的數字電路知識、模擬工程設計提供了極好的課堂，可以利用課程設計加強自我綜合能力的訓練。
4、學會查閱器件手冊。從數字集成電路數據手冊上查找所需要的器件型號，同時研究所選器件的功能真值表（時序器件還要研究時序圖），從功能真值表中獲取以下信息：①該器件本身的邏輯功能，②該器件的正確使用方法，③使用中注意事項等。
5、按時、獨立地完成規定的作業。做習題是一個非常重要的環節，它對於鞏固概念、啟發思考、熟悉分析運算過程、暴露學習中的問題和不足是不可缺少的。
6、利用網路學習、輔導答疑、習題測試等。
7、經常瀏覽相關期刊、網站，了解數字電子技術的最新發展動態和新近推出的電子器件及其大致功能特點等。

學生應知應會內容

一、學生應會能力

1、數字電路分析能力

2、邏輯電路設計能力

3、常用儀器使用能力

4、邏輯電路製作能力

5、故障排除能力

6、模擬工具使用能力

7、實訓報告編寫能力

8、自學能力

9、職業素質養成

二、學生應知的理論知識

1、數字電路基礎

要知道：數字信號中1和0所表示的廣泛含義；十進制數、二進制數和十六進制數的表示方法與它們之間的相互轉換方法；8421BCD碼的表示方法及其與十進制數的轉換方法，邏輯函數、邏輯變數、邏輯狀態的含義；與、或、非所表示的邏輯事件；邏輯函數真值表的含義及表示規律和方法。

會寫出：邏輯與、或、非、與非、或非、與或非、異或、同或等的邏輯表達式、真值表、邏輯符號及其規律；邏輯函數式、真值表及邏輯圖三者間的轉換；負邏輯符號的邏輯式。

會使用：邏輯代數化簡邏輯函數式；最小項及其編號表示邏輯函數式；卡諾圖化簡邏輯函數式。

2、集成邏輯門電路

要知道：邏輯電路高電平、低電平與正負邏輯狀態的關系。CMOS反相器閾值電壓UTH的含義與VDD的關系。74H和74LS的UTH值的區別，集成邏輯電路主要參數的含義與所表示的性能。邏輯符號控制端符號上非號、小圓圈含義及其門電路上小圓圈符號含義的區別。三態門使能控制的作用及輸出高阻的含義。

會畫出：OD門、OC門、傳輸門、三態門的邏輯符號。與門、或門、非門、與非門、或非門輸入波形所對應的輸出波形。

會使用：OC門、OD門、傳輸門、三態門的功能。

會處理：CMOS集成邏輯電路的存放和焊接的措施，各種門電路空餘的輸入端、各種門電路系列間的介面。

3、組合邏輯電路

要知道:組合邏輯電路的特點,組合邏輯電路的分析步驟和設計步驟。編碼器、解碼器、數據分配器和數據選擇器的含義。

會分析：用邏輯函數化簡表達式、真值表描述的組合邏輯電路的邏輯功能。

會設計：根據邏輯事件設定輸入和輸出變數及其邏輯狀態的含義，根據因果關系列出真值表，寫出邏輯函數式並進行化簡後的邏輯圖。

會使用：用功能表表示的各種中規模集成器件的編碼器、優先編碼器、解碼器、數碼顯示七段解碼器、數據選擇器的引腳功能。

會畫出：用解碼器或數碼選擇器構成與或邏輯函數式的電路圖。

4、集成觸發器

要知道：觸發器的工作特點、基本RS觸發器功能，同步觸發器特點，脈沖邊沿觸發器工作特點，T和T』觸發器的功能。

會畫出：與非門、或非門組成基本RS觸發器的電路及邏輯符號圖，上升邊沿觸發的D觸發器、下邊沿觸發的JK觸發器和邏輯符號圖及其輸出波形圖，用JK和D觸發器構成T』觸發器的連線圖。

會寫出：RS觸發器、D觸發器、JK觸發器的狀態方程式。

會背出：JK觸發器的輸出Q的狀態在CP下降沿作用下與輸入JK狀態的關系。

會使用：集成觸發器直接置位、復位端SD、RD、和 、的狀態在各種情況下的設置方法。

5、時序邏輯電路

要知道：時序邏輯電路的工作特點、同步時序邏輯電路的分析方法、寄存器和移位寄存器及計數器的功能。同步與非同步的含義。

會使用：由功能表反映的雙向移位寄存器、各種類型各種型號中規模集成計數器引腳功能、非同步和同步清零或置數。

會畫出：用反饋清零、反饋置數方法在非同步或同步情況下的N進制計數器電路接線。

6、脈沖電路

要知道：微分、積分電路功能；555定時器各引腳的功能、其閾值輸入端及輸出端電壓的邏輯規律；單穩態觸發器、多諧振盪器和施密特觸發器三種電路的基本功能。

會選用：實現脈寬定時、延時控制脈沖、脈寬調制、波形變換、整形、聲響電源、時鍾脈沖、標准時基脈沖信號等功能的電路結構類型。

會識別：各類結構單穩態觸發器對輸入觸發脈寬的要求和有效觸發的沿口類型。

會畫出：施密特觸發器波形變換或整形的輸出波形。

會計算：各類結構觸發器的輸出脈寬、各類結構多諧振盪器的振盪頻率。

7、半導體存儲器

要知道：只讀存儲器（ROM）和隨機存取存儲器（RAM）的邏輯功能和兩者性能的區別、存儲器地址解碼器的功能、地址輸入線與字線W 下標i數值的關系；字線、位線、存儲單元，字長、位元組的含義。掩模ROM和可編程ROM（PROM）功能及其存儲單元電路的區別。PROM的三種類型及其工作性能的區別。RAM中兩類電路存儲單元結構的區別。

會計算：半導體存儲器的存儲容量。

會畫出：RAM存儲容量字擴展和位擴展的電路及其連線。

8、數/模和模/數轉換器

要知道：數/模轉換器和模/數轉換器的功能、R-2R倒T形電阻網路DAC輸入數字量與輸出電壓關系式；數/模轉換器的采樣/保持、量化和編碼含義、V-T型雙積分式和逐次逼近型兩種A/D轉換器的基本工作原理和特點。

會計算：用電壓值表示不同位數的ADC或DAC的解析度和允許最大絕對誤差。
數字電路所需的先修課程是電路分析基礎和模擬電路，後續課程是微機原理、微型計算機、介面技術等。
數字電路在研究的對象和方法上都跟模擬電路有很大的不同，表1.5.1把它們作了一個簡單的對比。
表1.5.1 模擬電路與數字電路的比較
內 容 模 擬 電 路 數 字 電 路
工作信號 模擬信號 數字信號

管子工作狀態 放大
飽和導通或截止

研究對象 放大性能
邏輯功能

基本單元電路 放大器
邏輯門、觸發器

分析工具 圖解法、微變等效電路法
真值表、卡諾圖、邏輯表達式、狀態轉換圖、布爾代數
顯然，模擬電路和數字電路的差異是很大的，初學者應當在學習方法上作一些改變，以適應數字電路的特點，才能取得良好的效果。
1.在數字電路中，所有的變數都歸結為0和1兩個對立的狀態。通常，我們只需關心信號的有或無，電平的高或低，開關的通或斷，等等，而不必理會某個變數的詳細數值。比如電平幅值的微小變化就可能毫無意義。
2.數字電路的研究方法以邏輯代數（又稱布爾代數）作為數學基礎。它主要研究輸入，輸出變數之間的邏輯關系，並建立了一套邏輯函數運算及化簡的方法。布爾代數又稱雙值代數，由於其變數取值只有0和1兩種可能，比之模擬電路，數字電路中沒有復雜的計算問題。
3.由於數字集成電路技術的高度發展，數字電路更鮮明地體現了管路合一的特點。初學者應充分注意這一特點。一般來說，學習電路結構不是我們的目的，目的是掌握電路功能。

數字系統通常由輸入介面、輸出介面、數據處理和控制器構成。輸入介面和輸出介面的主要任務是將模擬量轉換為數字量，或將數字量轉換為模擬量，處理器的主要作用是控制系統內部各部件的工作，使它們按照一定的程序操作。通常以是否有控制器作為區分功能部件和數字系統的標志，凡是包含控制器且能夠按順序進行操作的系統，無論規模大小，一律稱為數字系統。