第二章 嵌入应用技术的硬件基础.pptVIP

2.1 数字电路基础知识 第二章 嵌入式应用技术的硬件基础 主要内容 数字电路基础知识 嵌入式应用的常用元器件 嵌入式应用技术的常用术语 2.1 数字电路基础知识 2.1.1 嵌入式应用中常用的数制及其转换 （1）单片机中常用的进制 任意数S,(基数为N)均可展开为：S=∑KiNi 其中Ki是第i位的系数，它可能是0～N-1共N个数码中的任意一个。不同的数制基数N不同，数字码不同。 十进制： S=∑Ki10i 基数：N=10 二进制： S=∑Ki2i 基数：N=2 十六进制： S=∑Ki16i 2.1.1 嵌入式应用中常用的数制及其转换 （2）常用进制之间的相互转换 二进制与十进制间的相互转换 二进制→十进制 : 按展开式计算即可。 十进制→二进制 : 整数部分与小数部分分别转换。整数部分：除2取余。第一个余数为最低有效位，最后一个余数为最高有效位，即得到的余数先为低位后为高位。小数部分：乘2取整，先为高位后为低位。 二进制与十六进制间的相互转换 十六进制与十进制相互转换 十六进制→十进制: 按展开式计算即可。 十进制→十六进制: 整数部分与小数部分分别转换。整数部分：除以16取余数，先为低位后为高位。小数部分：乘以16取整数，先为高位后为低位。 2.1.2 数字电路中几个名词解释 TTL是Transistor-Transistor Logic的缩写，TTL电路是晶体管-晶体管逻辑电路的简称，这种数字集成电路的输入端和输出端的电路结构都采用了半导体三极管。 TTL电路属于双极型数字集成电路，双极型数字集成电路是利用电子和空穴两种不同极性的载流子进行电传导的器件，其主要特点是信号传输延时短，开关速度快、工作频率高，但制造工艺较复杂。 TTL电路是双极型数字集成电路中的主流产品，它具有结构简单、品种齐全、功耗适中、速度快、使用方便等优点，各种电子计算机、仪器仪表和自动控制设备都经常采用它作为基本逻辑元件。 2.1.2 数字电路中几个名词解释 CMOS电路是在MOS电路的基础上发展起来的一种互补对称场效应管集成电路。MOS是Metal-Oxide-Simiconductor的缩写，MOS管是金属-氧化物-半导体场效应管的简称，这种类型的管子是由金属、氧化物和半导体组成的。而场效应管(FET-Field Effect Transistor)也是一种具有PN结的半导体器件，它是利用电场的效应来控制电流，因此得名。 CMOS电路，大致有两大类型：一类是普通系列 ；另一类是高速系列，可与TTL的74LS系列电路兼容。 2.1.2 数字电路中几个名词解释 电平就是电位，在数字电路中，人们习惯用高、低电平一词来描述电位的高低。高电平是一种状态，而低电平则是另外一种不同的状态，它们表示的都是一定的电压范围，而不是一个固定不变的数值。 例如，在TTL电路中，常规定高电平的额定值为3V，低电平的额定值为0.2V。而从0V到0.8V都算作低电平，从2V到5V都算作高电平。 在数字电路中，如果用数字1表示高电平状态，用数字0表示低电平状态，则称之为正逻辑；如果用数字0表示高电平状态，用数字1表示低电平状态，则称之为负逻辑。一般情况使用正逻辑。 2.1.3 门电路 三种最基本逻辑关系 三种最基本的逻辑门 其它基本逻辑门 ①与非门：与非门逻辑功能是：只有所有输入为1时，输出才是0，否则输出为1。其表达式为：Z=A ·B。 ②或门：或非门逻辑功能是：只有所有输入为0时，输出才是1，只要有一个或一个以上的输入为1，输出就是0。其的表达式为：Z=A+B。 ③异或门和同或门：异或门有两个输入端A、B，一个输出端Z。异或门的逻辑功能是：当两个输入端相异（一个为1，另一个为0）时，输出为1，当两个输入相同时，输出为0。其的表达式为：Z=A⊕B ，用符号⊕代表异或。异或门的倒相就是异或非门，也叫同或门，其的表达式为：Z=A⊕B，或Z=A⊙B。 三态输出与非门(3S门) 2.2 嵌入式应用的常用元器件 2.2.1 二极管 原理:由P型半导体和N型半导体形成的P-N结，在界面处两侧形成空间电荷层，有自建电场。二极管最重要的特性是单向导电性，即电流只能从二极管的正极流入，负极流出。根据这个特性，可以将二极管广泛应用于整流、检波、限幅、元件保