计算机世界中神奇的数字电路是什么(计算机世界中神奇的数字电路包括)

导语：计算机世界中神奇的数字电路

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。

数字电路主要研究对象是输出信号的状态（“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。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。

包括数字脉冲电路和数字逻辑电路。

前者研究脉冲的产生、变换和测量；后者对数字信号进行算术运算和逻辑运算。

1 脉冲信号

在数字电子技术中，把作用时间很短的、突变的电压或电流称为脉冲。数字信号实质上就是一种脉冲信号。最常见的脉冲信号波形有矩形波、尖顶波等多种。脉冲信号又分为正脉冲和负脉冲，正脉冲的前沿是上升沿，后沿是下降沿，负脉冲正好相反。

2 数制

数制是计数进位制的简称，在数字电路经常使用的计数进制除了我们最熟悉的十进制以外，更多的是使用二进制和十六进制，有时也用到八进制。在十进制中，每一位有0-9十个数码，所以计数的基数是10，超过9的数必须用多位数表示，其中低位和相邻高位之间的关系是“逢十进一”。其它进制与十进制的计算方式类似。

3 逻辑门电路

逻辑关系是指事物的因果关系，即“条件”与“结果”的关系。在数字电路中用输入信号反映“条件”，用输出信号表示“结果”，这种电路称为逻辑电路。逻辑电路中最基本的逻辑关系有三种，即与逻辑、或逻辑、非逻辑。相应的逻辑门电路也有三种，即与门电路、或门电路、非门电路。

数字信号是在时间上和数值上均是离散(或不连续)的信号，产生和处理这类数字信号的电路称为数字电路或逻辑电路。数字电路的任务是对数字信号进行运算、计数、存贮、传递和控制。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。

从整体功能上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。

4 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。

5 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（任何时候的输出，不仅取决于电路此刻的输入状态，而且与电路过去的状态有关）。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。

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。

2.按结构分为分立元件电路和集成电路。

前者是将独立的晶体管、电阻等元器件用导线连接起来的电路。

后者将元器件及导线制作在半导体硅片上，封装在一个壳体内，并焊出引线的电路。集成电路的集成度是不同的。

6 数字电路的发展

1.发展历史：与模拟电路一样，数字电路经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路等几个阶段。但数字集成电路比模拟集成电路的发展更快，使数字集成电路的性能产生了质的飞跃。

2.器件工艺的发展：逻辑门是一种重要的逻辑单元电路。TTL逻辑门电路问世较早，其工艺经过不断改进，至今已成为主要的基本逻辑器件之一。随着MOS工艺特别是CMOS工艺的发展，TTL的主导地位有被CMOS器件所取代的趋势。近年来，可编程逻辑器件（PLD）特别是现场可编程门阵列（FPGA）的飞速进步，使数字电子技术开创了新局面，不仅规模大，而且将硬件与软件相结合，使器件的功能更加完善，使用也更加灵活。

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