数字电路

作为一位硬件工程师，必须面对的就是两个基本电路：模拟电路和数字电路。下面我们就来了解一下这两个电路的基本知识。

一、模拟电路与数字电路的定义及特点：

模拟电路（电子电路）

处理模拟信号的电子电路。“模拟”二字主要指电压（或电流）对于真实信号成比例的再现。

其主要特点是：

1、函数的取值为无限多个；

2、当图像信息和声音信息改变时，信号的波形也改变，即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中（信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上）。

3、初级模拟电路主要解决两个大的方面：1放大、2信号源。

4、模拟信号具有连续性。

数字电路（进行算术运算和逻辑运算的电路）

本期是数字电路入门3，我们将讲解「时序电路」，及其核心部件触发器的工作原理。

什么是时序电路？

上期学过的「组合电路」是根据当前输入信号的组合来决定输出电平的电路。换言之，就是现在的输出不会被过去的输入所左右，也可以说成是，过去的输入状态对现在的输出状态没有影响的电路。

这次讲解的「时序电路」和「组合电路」不同。「时序电路」的输出不仅受现在输入状态的影响，还要受过去输入状态的影响。

那么，如何才能将过去的输入状态反映到现在的输出上呢？「时序电路」到底需要些什么呢？人类总是根据过去的经验，决定现在的行动，这时我们需要的就是—记忆。同样，「时序电路」也需要这样的功能。这种能够实现人类记忆功能的元器件就是触发器。按结构和功能，触发器可以分为RS型、JK型、D型和T型。在这里，我们只讲解比较有代表性的类型，RS型和D型。

触发器就象一个跷跷板

触发器的工作方式与日本的“起坐亲子游戏”很象。日本的“起坐亲子游戏”，指的就是公园里的跷跷板。想起跷跷板，就能想象出RS触发器的工作原理。

图2就是一个跷跷板。这个跷跷板有些生锈，即使没有人坐，也不能恢复水平状态。请记住它保持倾斜的样子。假设：

什么是数字集成电路IC？

数字集成电路是指集成了一个或多个门电路的半导体元器件。数字集成电路拥有多个种类，根据用途不同，可分为如下几类。

微处理器(microcomputer)：
进行各种处理的集成电路

存储器：
记录数据的集成电路

标准逻辑IC：
通过集成电路的组合实现各类功能的逻辑电路

专用逻辑IC：
特定用途集成电路，允许用户设计自己专用的逻辑电路

标准逻辑IC”是将逻辑电路的基本要素和可共通使用的功能集合于一体的小规模集成电路，是构成逻辑电路的基本要素。

本期将着重讲解“标准逻辑IC”，学习数字IC的知识。

数字IC和标准逻辑IC

“标准逻辑IC”的种类约有600多种，有最单纯的逻辑电路IC，也有高功能的、含有逻辑运算的IC。

大致可分为TLL集成电路与CMOS集成电路两种。

从本期开始，我们将连载3期讲解数字电路入门的内容。 本期是第一期，我们将从“数字意味着什么？”开始，讲解数字电路的基本设计方法。

什么是"模拟"和"数字"

● 在自然界中,象声音、温度、光等信息是以连续的值进行变化的。这种连续值就称作"模拟"。
● 而在计算机的世界里，信息是以一段一段的离散值表示的。这种离散值就称作"数字"。
● 比方说模拟和数字就相当于实数与整数的关系。实数可以表示直线上的每一个点,就象是模拟，而整数只能表示直线上的特定点,就象是数字。

于是，我们把处理连续信息的——模拟信号的电路称作"模拟电路"，把处理离散信息——数字信号的电路称作"数字电路"。

为了将自然界的模拟信息输入到象计算机那样的数字电路，需要将信息数字化（模拟信号→数字信号）。