数字电路应

A. 简述数字电路在计算机中的应用

主要在计数器方面

计数器
在数字电路中，计数器属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。计数器不仅仅用来记录脉冲的个数，还大量用作分频、程序控制及逻辑控制等，在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用。在CMOS电路系列产品中，计数器是用量最大、品种很多的产品。
1�计数器IC的输出方式。计数器IC是一种单端输入、多端输出的记忆器件，它能记住有多少个时钟脉冲送到输入端、而在输出端又以不同的状态来表示，这就构成了不同的输出方式。这种不同的输出方式为用户提供了多种用途，给使用带来极大的方便。以下介绍计数器IC输出的几种常用方式。
（1）单端输入十进制计数/7段译码输出。这种输出方式通常用于计数显示，它把输入脉冲数直接译成7段码供数码管显示0～9的数，如图57所示。图57中的IC是CD4033，从IC的时钟端CP1脚输入脉冲数，其输出端可直接带动LED数码管显示输入脉冲个数。该电路的显示也可用于荧光数码管，但应按荧光数码管的使用加接电源。
（2）单端输入BCD码输出。图58是一种单端输入、BCD码输出的计数器电路。该电路可对外控制10路信号，具体用途请参看本连载（九）、（十）中的介绍。CD4518和CD4520是一对姊妹产品，CD4518是采用二/十进制的BCD，而CD4520则是二进制码，它们除了这点不同外，其余都完全相同。所以在图58中，若把CD4518换成CD4520时（管脚接法不变），则其输出为二进制码，共有16种状态，可对外控制16路信号。
（3）单端输入/分配器输出。图59是IC CD4017的单端输入十进制计数、分配输出电路。计数状态由CD4017的十个译码输出端Y0～Y9显示。每个输出状态都与输入计数器的时钟脉冲的个数相对应。例如：若输入了6个脉冲，则输出端Y5应为高电平，其余输出端为低电平（条件：从零开始计数）。CD4017仍有两个时钟端CP和EN，若用时钟脉冲的上沿计数，则信号从CP端输入；若用下降沿计数，则信号从EN端输入。设置两个时钟端是为了级联方便。CD4017与CD4022是一对姊妹产品，主要区别是CD4022是八进制的，所以译码输出仅有Y0～Y7，每输入8个脉冲周期，就可得到一个进位输出，它们的管脚相同，不过CD4022的6、9脚是空脚。有关CD4017的应用，各电子报刊均有过介绍。
（4）多位二进制输出串行计数器。常用的IC有CD4024、CD4040和CD4060，它们分别是7、12和14位的串行计数/分配器。它们都具有相同的电路结构和功能，都是由T型触发器组成的二进制计数器。不同的是它们的位数不同。多位二进制计数器主要用于分频和定时，使用极其简单和方便。
图60是以CD4024为代表的7位二进制串行计数器/分配器电路图，其特点是IC内部有7个计数级，每个计数级均有输出端子，即Q1～Q7。CD4024计数工作时，Q1是CP脉冲的二分频；Q2又是Q1输出的二分频……，所以有频率fQ7= fcp。CD4024也可扩展更多的分频。CD4024的真值表如上表所示，由表可知，清零端Cr加“1”电平时，各输出端都清零；电路正常工作条件是Cr加零电平，当CP脉冲下降沿时，CD4024作增量计数。

B. 数字电路主要有哪些应用

数字抄电路与数字电子技术广泛的应用于电视、雷达、通信、电子计算机、自动控制、航天等科学技术领域。

数字电路或数字集成电路是由许多的逻辑门组成的复杂电路。与模拟电路相比，它主要进行数字信号的处理（即信号以0与1两个状态表示），因此抗干扰能力较强。数字集成电路有各种门电路、触发器以及由它们构成的各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。

(2)数字电路应扩展阅读：

数字电路的特点有：

1、 同时具有算术运算和逻辑运算功能

数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础，使用二进制数字信号，既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算（与、或、非、判断、比较、处理等），因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。

2、 实现简单，系统可靠

以二进制作为基础的数字逻辑电路，可靠性较强。电源电压的小的波动对其没有影响，温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。

3、 集成度高，功能实现容易

集成度高，体积小，功耗低是数字电路突出的优点之一。电路的设计、维修、维护灵活方便，随着集成电路技术的高速发展，数字逻辑电路的集成度越来越高。

参考资料来源：网络—数字电路

C. 数字电路 是什么

用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。
现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二进制数据的数字电路。
从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。
按电路有无集成元器件来分，可分为分立元件数字电路和集成数字电路。
按集成电路的集成度进行分类，可分为小规模集成数字电路(SSI)、中规模集成数字电路(MSI)、大规模集成数字电路(LSI)和超大规模集成数字电路(VLSI)。
按构成电路的半导体器件来分类，可分为双极型数字电路和单极型数字电路。
数字电路主要研究对象是电路的输出与输入之间的逻辑关系，因而在数字电路中不能采用模拟电路的分析方法，例如，小信号模型分析法。由于数字电路中的器件主要工作在开关状态，因而采用的分析工具主要是逻辑代数，用功能表、真值表、逻辑表达式、波形图等来表达电路的主要功能。
随着计算技术的发展，为了分析、仿真与设计数字电路或数字系统，还可以采用硬件描述语言，使用如ABEL语言等软件，借助计算机来分析、仿真与设计数字系统。

D. 什么数字电路呢，数字电路一般用在那些方面

用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，版或数字系统。由于它具有权逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。
数字电路与数字电子技术广泛的应用于电视、雷达、通信、电子计算机、自动控制、航天等科学技术领域。

简单一点说，数字信号只认0和1，高于这个就是1（高电平），低于就是0（低电平）。一般高电平要大于比临界电压一定数值，低电平在低于临界电压一定数值，就算有干扰，还是满足与临界电压的关系，所以比模拟信号不容易出错些。。。

E. 数字电路在生活中有哪些广泛应用

生活中有广泛的数字应用，如网络电视，数字宽带网络，电视机顶合，遥控器，遥控无人机，数字音响，存储卡，光盘，DVD数字播放器，数字开关电路等，都是生活中的常见数字电路。

F. 什么是数字电路请详细的告诉我,它的实际应用.

简单的说：数字电路就是电路中的信息是以
类似01010101000
（其中0为低电平，1为高电平）这样的方式传输和处理的。
数字电路应用非常广泛，正逐步取代模拟电路。
比如，以前的模拟电路手机象个大砖头，现在的手机都是数字电路的，体积小巧可爱；电脑是数字电路的杰出应用！

G. 什么是数字电路

用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。

H. 数字电路的应用领域有什么。

这个问题问的比来较大，dsp，cpu，显卡自等复杂的集成电路都为数字集成电路，他们的研究领域可就大了。一般都包含如下：顶层架构（硬件架构，软件架构），算法；底层的实现：架构或算法下的模块或ip的实现；具体细节可以到：针对时序，面积，功耗，可测试性，可制造性等集成电路相关的约束的进行电路设计，包括：rtl设计，低功耗设计，可测试性设计，功能仿真（基于覆盖率或定向），半定制实现（syn，dft，sta，layout，drc/lvs/si/dfm等）或全定制设计。

I. 数字电路学习方法

数字电路的基本概念、基本原理、分析方法、设计方法和实验调试方法。
1、同学们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，就可以分析给出的任何一种数字电路；也可以根据提出的任何一种逻辑功能，设计出相应的逻辑电路。
2、对于各类数字集成电路器件，重点是掌握他们的外部特性，包括逻辑功能和输入、输出端的电气特性。为了更好的理解和运用电路器件的外部特性，需要熟悉他们的输入电路和输出电路的结构及其原理。至于内部的电路结构和详细工作过程都不是重点，不需要去记忆。
3、重视实验和课程设计。实验前要先预习，实验在本课程中有着重要的作用，它可以帮助验证所学的理论，加深对理论知识的理解和掌握，培养理论联系实际的能力，培养实际动手能力及实验技能，培养分析问题与解决问题的能力；课程设计为综合应用所学的数字电路知识、模拟工程设计提供了极好的课堂，可以利用课程设计加强自我综合能力的训练。
4、学会查阅器件手册。从数字集成电路数据手册上查找所需要的器件型号，同时研究所选器件的功能真值表（时序器件还要研究时序图），从功能真值表中获取以下信息：①该器件本身的逻辑功能，②该器件的正确使用方法，③使用中注意事项等。
5、按时、独立地完成规定的作业。做习题是一个非常重要的环节，它对于巩固概念、启发思考、熟悉分析运算过程、暴露学习中的问题和不足是不可缺少的。
6、利用网络学习、辅导答疑、习题测试等。
7、经常浏览相关期刊、网站，了解数字电子技术的最新发展动态和新近推出的电子器件及其大致功能特点等。

学生应知应会内容

一、学生应会能力

1、数字电路分析能力

2、逻辑电路设计能力

3、常用仪器使用能力

4、逻辑电路制作能力

5、故障排除能力

6、仿真工具使用能力

7、实训报告编写能力

8、自学能力

9、职业素质养成

二、学生应知的理论知识

1、数字电路基础

要知道：数字信号中1和0所表示的广泛含义；十进制数、二进制数和十六进制数的表示方法与它们之间的相互转换方法；8421BCD码的表示方法及其与十进制数的转换方法，逻辑函数、逻辑变量、逻辑状态的含义；与、或、非所表示的逻辑事件；逻辑函数真值表的含义及表示规律和方法。

会写出：逻辑与、或、非、与非、或非、与或非、异或、同或等的逻辑表达式、真值表、逻辑符号及其规律；逻辑函数式、真值表及逻辑图三者间的转换；负逻辑符号的逻辑式。

会使用：逻辑代数化简逻辑函数式；最小项及其编号表示逻辑函数式；卡诺图化简逻辑函数式。

2、集成逻辑门电路

要知道：逻辑电路高电平、低电平与正负逻辑状态的关系。CMOS反相器阈值电压UTH的含义与VDD的关系。74H和74LS的UTH值的区别，集成逻辑电路主要参数的含义与所表示的性能。逻辑符号控制端符号上非号、小圆圈含义及其门电路上小圆圈符号含义的区别。三态门使能控制的作用及输出高阻的含义。

会画出：OD门、OC门、传输门、三态门的逻辑符号。与门、或门、非门、与非门、或非门输入波形所对应的输出波形。

会使用：OC门、OD门、传输门、三态门的功能。

会处理：CMOS集成逻辑电路的存放和焊接的措施，各种门电路空余的输入端、各种门电路系列间的接口。

3、组合逻辑电路

要知道:组合逻辑电路的特点,组合逻辑电路的分析步骤和设计步骤。编码器、译码器、数据分配器和数据选择器的含义。

会分析：用逻辑函数化简表达式、真值表描述的组合逻辑电路的逻辑功能。

会设计：根据逻辑事件设定输入和输出变量及其逻辑状态的含义，根据因果关系列出真值表，写出逻辑函数式并进行化简后的逻辑图。

会使用：用功能表表示的各种中规模集成器件的编码器、优先编码器、译码器、数码显示七段译码器、数据选择器的引脚功能。

会画出：用译码器或数码选择器构成与或逻辑函数式的电路图。

4、集成触发器

要知道：触发器的工作特点、基本RS触发器功能，同步触发器特点，脉冲边沿触发器工作特点，T和T’触发器的功能。

会画出：与非门、或非门组成基本RS触发器的电路及逻辑符号图，上升边沿触发的D触发器、下边沿触发的JK触发器和逻辑符号图及其输出波形图，用JK和D触发器构成T’触发器的连线图。

会写出：RS触发器、D触发器、JK触发器的状态方程式。

会背出：JK触发器的输出Q的状态在CP下降沿作用下与输入JK状态的关系。

会使用：集成触发器直接置位、复位端SD、RD、和 、的状态在各种情况下的设置方法。

5、时序逻辑电路

要知道：时序逻辑电路的工作特点、同步时序逻辑电路的分析方法、寄存器和移位寄存器及计数器的功能。同步与异步的含义。

会使用：由功能表反映的双向移位寄存器、各种类型各种型号中规模集成计数器引脚功能、异步和同步清零或置数。

会画出：用反馈清零、反馈置数方法在异步或同步情况下的N进制计数器电路接线。

6、脉冲电路

要知道：微分、积分电路功能；555定时器各引脚的功能、其阈值输入端及输出端电压的逻辑规律；单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器三种电路的基本功能。

会选用：实现脉宽定时、延时控制脉冲、脉宽调制、波形变换、整形、声响电源、时钟脉冲、标准时基脉冲信号等功能的电路结构类型。

会识别：各类结构单稳态触发器对输入触发脉宽的要求和有效触发的沿口类型。

会画出：施密特触发器波形变换或整形的输出波形。

会计算：各类结构触发器的输出脉宽、各类结构多谐振荡器的振荡频率。

7、半导体存储器

要知道：只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）的逻辑功能和两者性能的区别、存储器地址译码器的功能、地址输入线与字线W 下标i数值的关系；字线、位线、存储单元，字长、字节的含义。掩模ROM和可编程ROM（PROM）功能及其存储单元电路的区别。PROM的三种类型及其工作性能的区别。RAM中两类电路存储单元结构的区别。

会计算：半导体存储器的存储容量。

会画出：RAM存储容量字扩展和位扩展的电路及其连线。

8、数/模和模/数转换器

要知道：数/模转换器和模/数转换器的功能、R-2R倒T形电阻网络DAC输入数字量与输出电压关系式；数/模转换器的采样/保持、量化和编码含义、V-T型双积分式和逐次逼近型两种A/D转换器的基本工作原理和特点。

会计算：用电压值表示不同位数的ADC或DAC的分辨率和允许最大绝对误差。
数字电路所需的先修课程是电路分析基础和模拟电路，后续课程是微机原理、微型计算机、接口技术等。
数字电路在研究的对象和方法上都跟模拟电路有很大的不同，表1.5.1把它们作了一个简单的对比。
表1.5.1 模拟电路与数字电路的比较
内 容 模 拟 电 路 数 字 电 路
工作信号 模拟信号 数字信号

管子工作状态 放大
饱和导通或截止

研究对象 放大性能
逻辑功能

基本单元电路 放大器
逻辑门、触发器

分析工具 图解法、微变等效电路法
真值表、卡诺图、逻辑表达式、状态转换图、布尔代数
显然，模拟电路和数字电路的差异是很大的，初学者应当在学习方法上作一些改变，以适应数字电路的特点，才能取得良好的效果。
1.在数字电路中，所有的变量都归结为0和1两个对立的状态。通常，我们只需关心信号的有或无，电平的高或低，开关的通或断，等等，而不必理会某个变量的详细数值。比如电平幅值的微小变化就可能毫无意义。
2.数字电路的研究方法以逻辑代数（又称布尔代数）作为数学基础。它主要研究输入，输出变量之间的逻辑关系，并建立了一套逻辑函数运算及化简的方法。布尔代数又称双值代数，由于其变量取值只有0和1两种可能，比之模拟电路，数字电路中没有复杂的计算问题。
3.由于数字集成电路技术的高度发展，数字电路更鲜明地体现了管路合一的特点。初学者应充分注意这一特点。一般来说，学习电路结构不是我们的目的，目的是掌握电路功能。

数字系统通常由输入接口、输出接口、数据处理和控制器构成。输入接口和输出接口的主要任务是将模拟量转换为数字量，或将数字量转换为模拟量，处理器的主要作用是控制系统内部各部件的工作，使它们按照一定的程序操作。通常以是否有控制器作为区分功能部件和数字系统的标志，凡是包含控制器且能够按顺序进行操作的系统，无论规模大小，一律称为数字系统。