数字电路
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数字电路(英語:Digital electronics)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。一个数字系统一般由控制部件和运算部件组成,在时脈的驱动下,控制部件控制运算部件完成所要执行的动作。通过類比數位轉換器、數位類比轉換器,数字电路可以和模拟电路互相连接。
电路研究
[编辑]数字电路中研究的主要问题是输出信号的状态(“0”或“1”)和输入信号(“0”或“1”)之间的逻辑关系,即电路的逻辑功能。
数字电路的研究方法是逻辑分析和逻辑设计,所需要的工具是逻辑代数。 (在正逻辑下,“0”是低电平,“1”是高电平,高低电平没有明确的界限)
优点
[编辑]电子设备从以模拟方式处理信息,转到以数字方式处理信息的原因,主要在以下几个方面:
- 稳定性好。数字电路不像模拟电路那样易受噪声的干扰。
- 可靠性高。数字电路中只需分辨出信号的有與无,故电路的元件参数,可以允许有较大的变化(漂移)范围。
- 能长期存储。数字信息可以利用某种媒介,如磁带、磁盘、光盘等进行长时期的存储。
- 便于计算机处理。数字信号的输出除了具有直观、准确的优点外,最主要的还是便于利用电子计算机来进行信息的处理。
- 便于高度集成化。由于数字电路中基本单元电路的结构比较简单,而且又允许元件有较大的分散性,这就使我们不仅可把众多的基本单元做在同一块硅片上,同时又能达到大批量生产所需要的良率。
数字电路基本元件
[编辑]组合逻辑电路的输出仅与输入信号有关,与自身状态无关
- 基本逻辑门:与门,或门,非门,以及它们组合成的其他门电路,如或非,与非,异或等。
- 编码器:有若干条输入信号与一套输出信号,要求最多只能有一条输入信号被激活,输出信号反应的是哪一条输入信号被激活了。例如,一个16路的编码器有16条输入(0-15号)与4条输出(作为二进制数解读),如果我们激活了9号输入,输出会是“1001”,即二进制的“9”。
- 解码器:与编码器的工作反过来,输出信号的编号就是输入信号的值,例如,一个16路的解码器有16条输出(0-15号)与4条输入(作为二进制数解读),如果我们输入“1001”,即二进制的“9”,则9号输出会被激活”。
- 多路复用器:
- 加法器,顾名思义,进行二进制加法。
时序逻辑电路的输出不仅仅与输入信号有关,还与自身状态有关
- 触发器
- 锁存器