资源描述：
《开关理论基础课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第一章开关理论基础1.1硬件技术概述1.2数制与编码1.3开关逻辑理论模拟信号vs数字信号模拟信号：在时间上和幅值上均连续的信号数字信号：在时间上和幅值上均离散的信号处理数字信号的电路称为数字电路，又称为数字逻辑电路或逻辑电路。例如，某控制系统框图如下图所示：执行机构数字量数字量模拟量模拟量控制信号被测参数一次仪表计算机被控对象D/AA/D数字系统中处理的是数字信号，当数字系统要与模拟信号发生联系时，必须经过模/数(A/D)转换和数/模(D/A)转换电路，对信号类型进行变换。3模数(A/D)转换：将模拟信号转换成数字信息，主要用于模拟信号
2、的数字化采集，最常见的是数码相机了，另外数字化测量也常用，如电压、电流、速度测量等。数模(D/A)转换：将数字信号转换成模拟信号，主要用于将输出信号、控制信号由数字模式转换为模拟方式，如电脑显示信号的VGA输出、一些数字化自动设备的控制等。4数字电路具有如下特点：电路的基本工作信号是二值信号。它表现为电路中电压的“高”或“低”、开关的“接通”或“断开”、晶体管的“导通”或“截止”等两种稳定的物理状态。电路中的半导体器件一般都工作在开、关状态。电路结构简单、功耗低、便于集成制造和系列化生产；产品价格低廉、使用方便、通用性好。由数字逻辑电路构
3、成的数字系统工作速度快、精度高、功能强、可靠性好。5由于数字逻辑电路具有上述特点，所以，数字逻辑电路的应用十分广泛。随着半导体技术和工艺的发展，出现了数字集成电路，集成电路发展十分迅速。数字集成电路按照集成度的高低可分为小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）和超大规模（VLSI）等几种类型。61.1硬件技术概述只有几个晶体管——小规模集成电路（SSI）包含10～100门的芯片——中规模集成电路（MSI）包含100～10000门的芯片——大规模集成电路（LSI）包含几百万个至上晶体管上亿个晶体管——超大规模集成电路（VLSI）
4、小规模集成电路SSI10-100个元件或1-10个逻辑门中规模集成电路MSI100-1000个元件或10-100个逻辑门大规模集成电路LSI10^3-10^5个元件或100-10000个逻辑门超大规模集成电路VLSI10^6-10^7个元件或10000个逻辑门特大规模集成电路ULSI10^7-10^9个元件巨大规模集成电路GSI10^9个以上元件芯片种类标准芯片集成了常用逻辑电路，每个标准芯片都包含有少量的电路（通常不到100个晶体管），能执行简单的功能，它们通常在功能和规格上均符合公认的标准。可编程逻辑器件（PLD)具有通用化的结构，包
5、括一个可编程开关集合，允许用户以多种方式修改芯片内部的电路。由大量微型逻辑电路元件构成、上亿个晶体管的现场可编程门阵列（FPGA）就是一种先进的可编程逻辑器件。用户定制芯片（ASIC)定制芯片最大的优点在于可以针对特定任务做最优化设计，因此常常能够达到更高的性能；而且定制芯片中有可能比其他类型芯片集成更多的逻辑电路。逻辑芯片设计流程数字逻辑电路的类型由于这类电路的输出与过去的输入信号无关，所以不需要有记忆功能。组合逻辑电路:如果一个逻辑电路在任何时刻的稳定输出仅取决于该时刻的输入，而与电路过去的输入无关，则称为组合逻辑(Combinati
6、onalLogic)电路。根据一个电路是否具有记忆功能，可将数字逻辑电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两种类型。10时序逻辑电路按照是否有统一的时钟信号进行同步，又可进一步分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。时序逻辑电路:如果一个逻辑电路在任何时刻的稳定输出不仅取决于该时刻的输入，而且与过去的输入相关，则称为时序逻辑(SequentialLogic)电路。由于这类电路的输出与过去的输入信号有关，所以需要有记忆功能。111.2数制与编码“数制”是指进位计数制，即用进位的方法来计数数制包括计数符号（数码）和进位规则两个方面。常用数制有二进
7、制、八进制、十进制、十六进制等。1.十进制(1)计数符号:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.(2)进位规则:逢十进一.例:1987.45=1×103+9×102+8×101+7×100+4×10-1+5×10-2(3)十进制数按权展开式2.二进制(1)计数符号:0,1.(2)进位规则:逢二进一.(3)二进制数按权展开式数字装置简单可靠；二进制数运算规则简单；数字电路既可以进行算术运算，也可以进行逻辑运算。数字电路中采用二进制的原因：3.十六进制和八进制十六进制数计数符号:0,1,.,9,A,B,C,D,E,F.十六进制数进位规则:逢
8、十六进一.按权展开式：八进制数计数符号:0,1,...6,7.八进制数进位规则:逢八进一.按权展开式：数制转换原则：两个有理数相等=>这两个有理数的整数部分、小数部分分别相等，因此，整数部分、
