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數(shù)字電路 又名：進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算的電路

用數(shù)字信號完成對數(shù)字量進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算的電路稱為數(shù)字電路，或數(shù)字系統(tǒng)。由于它具有邏輯運算和邏輯處理功能，所以又稱數(shù)字邏輯電路?，F(xiàn)代的數(shù)字電路由半導(dǎo)體工藝制成的若干數(shù)字集成器件構(gòu)造而成。邏輯門是數(shù)字邏輯電路的基本單元。存儲器是用來存儲二進(jìn)制數(shù)據(jù)的數(shù)字電路。從整體上看，數(shù)字電路可以分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。

pace: normal; position: relative; text-transform: none; word-spacing: 0px; zoom: 1; color: rgb(51,51,51); padding-bottom: 0px; padding-top: 0px; font: 500 24px/22px 'Microsoft YaHei', SimHei, Verdana; padding-left: 0px; clear: both; margin: 35px 0px 15px -30px; border-left: rgb(79,156,238) 12px solid; display: block; letter-spacing: normal; padding-right: 0px; background-color: rgb(255,255,255); text-indent: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px">發(fā)展

abel-module="para" style="word-wrap: break-word; margin-bottom: 15px; white-space: normal; text-transform: none; word-spacing: 0px; zoom: 1; color: rgb(51,51,51); font: 14px/24px arial, 宋體, sans-serif; letter-spacing: normal; background-color: rgb(255,255,255); text-indent: 2em; -webkit-text-stroke-width: 0px">從前面的介紹，大家已經(jīng)了解到數(shù)字電路是以二值數(shù)字邏輯為基礎(chǔ)的，其工作信號是離散的數(shù)字信號。電路中的電子晶體管工作于開關(guān)狀態(tài)，時而導(dǎo)通，時而截止。
數(shù)字電路的發(fā)展與模擬電路一樣經(jīng)歷了由電子管、半導(dǎo)體分立器件到集成電路等幾個時代。但其發(fā)展比模擬電路發(fā)展的更快。從60年代開始，數(shù)字集成器件以雙極型工藝制成了小規(guī)模邏輯器件。隨后發(fā)展到中規(guī)模邏輯器件；70年代末，微處理器的出現(xiàn)，使數(shù)字集成電路的性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。
數(shù)字集成器件所用的材料以硅材料為主，在高速電路中，也使用化合物半導(dǎo)體材料，例如砷化鎵等。
邏輯門是數(shù)字電路中一種重要的邏輯單元電路 。TTL邏輯門電路問世較早，其工藝經(jīng)過不斷改進(jìn)，至今仍為主要的基本邏輯器件之一。隨著CMOS工藝的發(fā)展，TTL的主導(dǎo)地位受到了動搖，有被CMOS器件所取代的趨勢。
近幾年來，可編程邏輯器件PLD特別是現(xiàn)場可編程門陣列FPGA的飛速進(jìn)步，使數(shù)字電子技術(shù)開創(chuàng)了新局面，不僅規(guī)模大，而且將硬件與軟件相結(jié)合，使器件的功能更加完善，使用更靈活。
數(shù)字電路或數(shù)字集成電路是由許多的邏輯門組成的復(fù)雜電路。與模擬電路相比，它主要進(jìn)行數(shù)字信號的處理（即信號以0與1兩個狀態(tài)表示），因此抗干擾能力較強(qiáng)。數(shù)字集成電路有各種門電路、觸發(fā)器以及由它們構(gòu)成的各種組合邏輯電路和時序邏輯電路。一個數(shù)字系統(tǒng)一般由控制部件和運算部件組成，在時脈的驅(qū)動下，控制部件控制運算部件完成所要執(zhí)行的動作。通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，數(shù)字電路可以和模擬電路互相連接。
ist" style="white-space: normal; position: relative; text-transform: none; word-spacing: 0px; color: rgb(51,51,51); font: 12px/18px arial, 宋體, sans-serif; letter-spacing: normal; background-color: rgb(255,255,255); text-indent: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px">

分類

按功能來分：

組合邏輯電路

簡稱組合電路，它由最基本的邏輯門電路組合而成。特點是：輸出值只與當(dāng)時的輸入值有關(guān)，即輸出惟一地由當(dāng)時的輸入值決定。電路沒有記憶功能，輸出狀態(tài)隨著輸入狀態(tài)的變化而變化，類似于電阻性電路，如加法器、譯碼器、編碼器、數(shù)據(jù)選擇器等都屬于此類。

時序邏輯電路

簡稱時序電路，它是由最基本的邏輯門電路加上反饋邏輯回路（輸出到輸入）或器件組合而成的電路，與組合電路最本質(zhì)的區(qū)別在于時序電路具有記憶功能。時序電路的特點是：輸出不僅取決于當(dāng)時的輸入值，而且還與電路過去的狀態(tài)有關(guān)。它類似于含儲能元件的電感或電容的電路，如觸發(fā)器、鎖存器、計數(shù)器、移位寄存器、儲存器等電路都是時序電路的典型器件。
按電路有無集成元器件來分，可分為分立元件數(shù)字電路和集成數(shù)字電路。
按集成電路的集成度進(jìn)行分類，可分為小規(guī)模集成數(shù)字電路(SSI)、中規(guī)模集成數(shù)字電路(MSI)、大規(guī)模集成數(shù)字電路(LSI)和超大規(guī)模集成數(shù)字電路(VLSI)。
按構(gòu)成電路的半導(dǎo)體器件來分類，可分為雙極型數(shù)字電路和單極型數(shù)字電路。

特點

1、 同時具有算術(shù)運算和邏輯運算功能
數(shù)字電路是以二進(jìn)制邏輯代數(shù)為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，使用二進(jìn)制數(shù)字信號，既能進(jìn)行算術(shù)運算又能方便地進(jìn)行邏輯運算（與、或、非、判斷、比較、處理等），因此極其適合于運算、比較、存儲、傳輸、控制、決策等應(yīng)用。
2、 實現(xiàn)簡單，系統(tǒng)可靠
以二進(jìn)制作為基礎(chǔ)的數(shù)字邏輯電路，可靠性較強(qiáng)。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(xiàn)容易
集成度高，體積小，功耗低是數(shù)字電路突出的優(yōu)點之一。電路的設(shè)計、維修、維護(hù)靈活方便，隨著集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字邏輯電路的集成度越來越高，集成電路塊的功能隨著小規(guī)模集成電路（SSI）、中規(guī)模集成電路（MSI）、大規(guī)模集成電路（LSI）、超大規(guī)模集成電路（VLSI）的發(fā)展也從元件級、器件級、部件級、板卡級上升到系統(tǒng)級。電路的設(shè)計組成只需采用一些標(biāo)準(zhǔn)的集成電路塊單元連接而成。對于非標(biāo)準(zhǔn)的特殊電路還可以使用可編程序邏輯陣列電路，通過編程的方法實現(xiàn)任意的邏輯功能。

應(yīng)用

數(shù)字電路與數(shù)字電子技術(shù)廣泛的應(yīng)用于電視、雷達(dá)、通信、電子計算機(jī)、自動控制、航天等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
數(shù)字電路的分類：
包括數(shù)字脈沖電路和數(shù)字邏輯電路。
前者研究脈沖的產(chǎn)生、變換和測量；后者對數(shù)字信號進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算。
數(shù)字電路的劃分：
1.按功能分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。
前者在任何時刻的輸出，僅取決于電路此刻的輸入狀態(tài)，而與電路過去的狀態(tài)無關(guān)，它們不具有記憶功能。常用的組合邏輯器件有加法器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器等。
后者在任何時候的輸出，不僅取決于電路此刻的輸入狀態(tài)，而且與電路過去的狀態(tài)有關(guān)，它們具有記憶功能。
2.按結(jié)構(gòu)分為分立元件電路和集成電路。
前者是將獨立的晶體管、電阻等元器件用導(dǎo)線連接起來的電路。
后者將元器件及導(dǎo)線制作在半導(dǎo)體硅片上，封裝在一個殼體內(nèi)，并焊出引線的電路。集成電路的集成度是不同的。

分析方法編輯

數(shù)字電路主要研究對象是電路的輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系，因而在數(shù)字電路中不能采用模擬電路的分析方法，例如，小信號模型分析法。由于數(shù)字電路中的器件主要工作在開關(guān)狀態(tài)，因而采用的分析工具主要是邏輯代數(shù)，用功能表、真值表、邏輯表達(dá)式、波形圖等來表達(dá)電路的主要功能。
隨著計算技術(shù)的發(fā)展，為了分析、仿真與設(shè)計數(shù)字電路或數(shù)字系統(tǒng)，還可以采用硬件描述語言，使用如ABEL語言等軟件，借助計算機(jī)來分析、仿真與設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)。

測試技術(shù)

數(shù)字電路在正確設(shè)計和安裝后須經(jīng)嚴(yán)格的測試方可使用。事實上，在邏輯設(shè)計階段就應(yīng)該考慮到數(shù)字電路的測試。如果對電路的測試目的只是為了檢查電路是否發(fā)生了故障，則稱這種測試為數(shù)字電路的故障檢測；對電路的邏輯功能的測試稱為功能測試或靜態(tài)測試；對電氣特性或時間特性的測試稱為動態(tài)測試；如果測試的目的不僅是為了檢查電路是否有故障，而且還要確定發(fā)生故障的部位，則稱這種測試為故障定位。

電路研究

數(shù)字電路中研究的主要問題是輸出信號的狀態(tài)（“0”或“1”）和輸入信號（“0”或“1”）之間的邏輯關(guān)系，即電路的邏輯功能。
數(shù)字電路的研究方法是邏輯分析和邏輯設(shè)計，所需要的工具是邏輯代數(shù)。 （在正邏輯下，“0”是低電平，“1”是高電平，高低電平?jīng)]有明確的界限）

優(yōu)點

電子設(shè)備從以模擬方式處理信息，轉(zhuǎn)到以數(shù)字方式處理信息的原因，主要在以下幾個方面：
穩(wěn)定性好：數(shù)字電路不像模擬電路那樣易受噪聲的干擾。
可靠性高：數(shù)字電路中只需分辨出信號的有與無，故電路的組件參數(shù)，可以允許有較大的變化（漂移）范圍。
可長期存儲：數(shù)字信息可以利用某種媒介，如磁帶、磁盤、光盤等進(jìn)行長時期的存儲。
便于計算機(jī)處理：數(shù)字信號的輸出除了具有直觀、準(zhǔn)確的優(yōu)點外，最主要的還是便于利用電子計算機(jī)來進(jìn)行信息的處理。
便于高度集成化：由于數(shù)字電路中基本單元電路的結(jié)構(gòu)比較簡單，而且又允許組件有較大的分散性，這就使我們不僅可把眾多的基本單元做在同一塊硅片上，同時又能達(dá)到大批量生產(chǎn)所需要的良率。[1] 

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