数字电路该怎么学_数字电路的学习方法（要点、注意事项）

　　什么是数字电路

　　用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。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。

　　学习数字电路的重要性

　　随着社会的进步和科学技术的发展，数字系统和数字设备已广泛应用于各个领域，大规模，超大规模集成电路技术的不断完善使得数字电路在现代电子系统的比重越来越大，数字电路建立了根本是信号的数字处理，这门学科现在发展的很快，随之，数字电路的设计理念也日新月异，可以说现在设备之间的竞争很大程度上就是其数字处理能力的抗衡，是数电工程师在推动系统的变迁，他们是系统的核心竞争力量。

　　现在的超大规模集成芯片已经向系统级芯片的方向发展，FPGA（Field Programmable Gate Array即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、PLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点） 已经可以达到ASIC（ApplicaTIon Specific Intergrated Circuits即专用集成电路，是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路） 的水平（如XILINX的V2 pro），所以工程师们有了更大发挥空间。说句半玩笑的话，一旦实现软件无线电，模电的工程师就可以下岗了。因而电子信息技术、计算机技术以及相关技术领域的工程师和技术人员必须掌握数字系统的基础知识。挑战和机遇并存，作为当代大学生和有志青年，储备知识、培养能力是当务之急，因此学好数字电子技术是非常必要的。

　　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。

　　数字电路的优点

　　1、稳定性好

　　数字电路不像模拟电路那样易受噪声的干扰。

　　2、可靠性高

　　数字电路中只需分辨出信号的有与无，故电路的组件参数，可以允许有较大的变化（漂移）范围。

　　3、可长期存储

　　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。

　　4、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。

　　5、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，而且又允许组件有较大的分散性，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。

　　数字电路的学习方法

　　数字电路所需的先修课程是电路分析基础和模拟电路，后续课程是微机原理、微型计算机、接口技术等。

　　数字电路在研究的对象和方法上都跟模拟电路有很大的不同，表1把它们作了一个简单的对比。

　　显然，模拟电路和数字电路的差异是很大的，初学者应当在学习方法上作一些改变，以适应数字电路的特点，才能取得良好的效果。

　　1、在数字电路中，所有的变量都归结为0和1两个对立的状态。通常，我们只需关心信号的有或无，电平的高或低，开关的通或断，等等，而不必理会某个变量的详细数值。比如电平幅值的微小变化就可能毫无意义。

　　2、数字电路的研究方法以逻辑代数（又称布尔代数）作为数学基础。它主要研究输入，输出变量之间的逻辑关系，并建立了一套逻辑函数运算及化简的方法。布尔代数又称双值代数，由于其变量取值只有0和1两种可能，比之模拟电路，数字电路中没有复杂的计算问题。

　　3、由于数字集成电路技术的高度发展，数字电路更鲜明地体现了管路合一的特点。初学者应充分注意这一特点。一般来说，学习电路结构不是我们的目的，目的是掌握电路功能。

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