1.数字电路是什么
数字电路一般是指处理数字信号的电子电路。所谓数字信号,是指时间上及数值上都是离散的(不连续的)信号。一方面,它们的变化在时间上是不连续的,总是发生在一系列的瞬时;另一方面,它们的数值大小和增减变化,都是不连续的数值。数字电路凭借良好的抗噪声和抗串扰的能力,便捷的设计流程,发展迅速,应用广泛。
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2.数字电路的分类
数字电路一般分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两种:
(1)组合逻辑电路
简称组合电路,它由最基本的逻辑门电路组合而成。特点是:输出值只与当时的输入值有关,即输出惟一地由当时的输入值决定。电路没有记忆功能,输出状态随着输入状态的变化而变化,类似于电阻性电路,如加法器、译码器、编码器、数据选择器等都属于此类。
(2)时序逻辑电路
简称时序电路,它是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路(输出到输入)或器件组合而成的电路,与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。时序电路的特点是:输出不仅取决于当时的输入值,而且还与电路过去的状态有关。它类似于含储能元件的电感或电容的电路,如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、储存器等电路都是时序电路的典型器件。
除以上分类外,数字电路还可以分为以下几种:
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。
3.数字电路的特点
(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,集成电路块的功能随着小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)的发展也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路,通过编程的方法实现任意的逻辑功能。
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