1.數(shù)字電路系統(tǒng)的組成
在電子技術(shù)領(lǐng)域里,用來(lái)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集、加工、傳送、運(yùn)算和處理的裝置稱為數(shù)字電路系統(tǒng)。一個(gè)完整的數(shù)字電路系統(tǒng)往往包括輸入電路、輸出電路、控制電路、時(shí)基電路和若干子系統(tǒng)等五個(gè)部分,如圖1所示。各部分具有相對(duì)的獨(dú)立性,在控制電路的協(xié)調(diào)和指揮下完成各自的功能,其中控制電路是整個(gè)系統(tǒng)的核心。
1數(shù)字電路系統(tǒng)的組成
(1) 輸入電路
輸入電路的任務(wù)是將外部信號(hào)變換成數(shù)字電路能夠接受和處理的數(shù)字信號(hào)。外部信號(hào)通常可分成模擬信號(hào)和開關(guān)信號(hào)兩大類,如聲、光、電、溫度、濕度、壓力及位移等物理量屬于模擬量,而開關(guān)的閉合與打開、管子的導(dǎo)通與截止、繼電器的得電與失電等屬于開關(guān)量。這些信號(hào)都必須通過(guò)輸入電路變換成數(shù)字電路能夠接受的二進(jìn)制邏輯電平。
(2) 輸出電路
輸出電路將經(jīng)過(guò)數(shù)字電路運(yùn)算和處理之后的數(shù)字信號(hào)變換成模擬信號(hào)或開關(guān)信號(hào)去推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)然,在輸出電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間常常還需要設(shè)置功放電路,以提供負(fù)載所要求的電壓和電流值。
(3)子系統(tǒng)
子系統(tǒng)是對(duì)二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算或邏輯運(yùn)算以及信號(hào)傳輸?shù)裙δ艿碾娐?,每個(gè)子系統(tǒng)完成一項(xiàng)相對(duì)獨(dú)立的任務(wù),即某種局部的工作。子系統(tǒng)又常稱為單元電路。
(4)控制電路
控制電路將外部輸入信號(hào)以及各子系統(tǒng)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行綜合、分析,發(fā)出控制命令去管理輸入、輸出電路及各個(gè)子系統(tǒng),使整個(gè)系統(tǒng)同步協(xié)調(diào)、有條不紊地工作。
(5)時(shí)基電路
時(shí)基電路提供系統(tǒng)工作的同步時(shí)鐘信號(hào),使整個(gè)系統(tǒng)在時(shí)鐘信號(hào)的作用下順序完成各種操作。
2.數(shù)字電路系統(tǒng)的類型
(1)在數(shù)字電路系統(tǒng)中,有的全是由硬件電路來(lái)完成全部任務(wù),有的除硬件電路外,還需要加上軟件,即使用可編程器件,采用軟硬結(jié)合的方法完成電路功能。后者的功能要比前者強(qiáng)得多,而且能使硬件投資減少,使用靈活方便。
根據(jù)系統(tǒng)中有無(wú)可編程器件,數(shù)字電路系統(tǒng)可分為可編程和不可編程兩大類。可編程器件最典型的是微處理器,一片微處理器配上若干外圍芯片構(gòu)成硬件電路,再加上相應(yīng)的軟件就可以構(gòu)成一個(gè)功能很強(qiáng)的應(yīng)用系統(tǒng)。除微處理器之外,如存儲(chǔ)器rom、eprom、e2prom、ram,可編程邏輯陣列pal、通用可編程邏輯陣列g(shù)al,以及各種可編程接口電路,這些器件的功能均可以通過(guò)軟件來(lái)設(shè)置。一片gal就能代替20~50片小規(guī)模集成芯片,而且可以使系統(tǒng)的可靠性大大提高。
(2)由于微處理器在可編程器件中具有一定的特殊性,因而,根據(jù)系統(tǒng)中是否使用微處理器,又可將數(shù)字電路系統(tǒng)分成微處理器控制和無(wú)微處理器控制兩大類。
(3)根據(jù)數(shù)字電路系統(tǒng)所完成的任務(wù)性質(zhì)可將其分成數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng)三大類。