汽车电工电子基础6数字电路课件

1、2022/7/27汽车电工电子基础 2022/7/27直流电路常用电磁元件的认识二极管及其应用晶体管及其应用集成运算放大器及其应用模块一模块二模块三模块四模块五模块六模块七模块八数字电路汽车发电机与电动机安全用电 模块六 数字电路一、数字电路基本知识二、逻辑门电路三、组合逻辑电路四、时序逻辑电路五、数字电路在汽车上的应用技能实训模块小结 主要内容学习目标1了解数字电路的基本概念和特点，各种数制与码制及其转换规律，能叙述逻辑代数和其运算法则；2 掌握各种门电路、触发器的电路结构与逻辑功能；3熟悉寄存器、计数器等基本数字部件的功能；4能正确描述555定时器的工作原理；5能够读懂并简单分析常用汽车集

2、成电路。一、数字电路基本知识（一）数字电路与模拟电路图6-1 模拟信号与数字信号模拟信号：在时间和数值上都连续变化的信号。数字信号：在时间和数值上都不连续变化的离散的脉冲信号。（二）数字电路的特点信号方面：为脉冲信号，只有“有”和“无”（或“大”和“小”）两种信号状态。数字电路对信号易于识别，抗干扰能力较强。结构方面：多采用集成电路。分析方法方面：主要研究电路的输入端与输出端之间的逻辑关系。功能方面：它可以方便地对信号进行各种运算处理；还可以模拟人脑进行逻辑判断、逻辑思维，因此可以制成数字电子计算机，使设备装置实现智能化。 正逻辑：高电平用“1”表示，低电平用“0”表示。（三）数制与编码1.

3、数制表示数值大小的各种计数方法称为计数体制，简称数制。二进制数转换成十进制数的方法是按权展开，再求各位数值之和。十进制整数转换为二进制数的常用方法是除二取余法。2. 编码用数字或某种文字符号来表示某一对象和信号的过程叫编码。在数字系统中，任何信息包括各种特定的对象、信号等需要转化为二进制代码来处理。将十进制数的09十个数字用二进制数表示的代码，称为二十进制码，又称BCD码。常用的二十进制码为8421BCD码，它取了四位自然二进制数的前10种组合，即0000(0)1001(9)。 8421BCD码二进制十进制 二进制十进制 0000 0 0110 6 0001 1 0111 7 0010 2 1

4、000 8 0011 3 1001 9 0100 4 0101 5二、逻辑门电路（一）基本门电路1. 与门电路图6-2 逻辑“与”电路图6-3 二极管与门电路和逻辑符号逻辑表达式：Y=AB=AB 输入 A B输出Y0 000 101 001 1 1 与逻辑真值表 逻辑关系：有0出0，全1为1。&ABY2. 或门电路图6-5 逻辑“或”电路图6-6 二极管或门电路和逻辑符号逻辑表达式：Y=A+B 输入 A B输出Y0 000 111 011 1 1 或逻辑真值表 逻辑关系：有1出1，全0出0。1 ABY3. 非门电路图6-7 逻辑“非”电路图6-8 三极管非门电路和逻辑符号逻辑表达式： 逻辑关系

5、：入1出0，入0出1。 非逻辑真值表 AY01101YA（二）复合门电路1. 与非门电路图6-9 与非门逻辑符号逻辑关系：有0出1，全1出0。逻辑表达式： 2. 或非门电路图6-10 或非门逻辑符号逻辑关系：有1出0，全0出1。逻辑表达式： 3. 异或门电路图6-11 异或门逻辑符号逻辑关系：同则出0，不同出1。逻辑表达式： 4. 同或门电路图6-12 同或门逻辑符号逻辑关系：同则出1，异则出0。逻辑表达式： （一）逻辑代数运算法则与定律三、组合逻辑电路1. 基本运算法则2. 基本代数规律3. 吸收规则4. 反演定理（二）组合逻辑电路的分析（1）由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式；（2）化简和变

6、换各输出端的逻辑表达式；（3）列出真值表；（4）根据真值表和逻辑表达式对逻辑进行分析，最后确定其功能。 步骤：图6-13 例6-3图（三）组合逻辑电路的设计（1）对设计要求进行分析，确定输入、输出变量，及它的逻辑赋值（什么时候为1，什么时候为0）；（2）根据逻辑功能列出真值表，如果状态赋值不同，得到的真值表也不一样；（3）根据真值表写出逻辑表达式；（4）简化和变换逻辑表达式，从而画出逻辑图。 步骤：图6-14 例6-4图（四）编码器用文字、符号或数码表示特定对象的过程称为编码。在数字电路中用二进制代码表示有关信号，称为二进制代码。用来完成编码工作的逻辑电路称为编码器。1. 二进制编码器将某种信

7、号编成二进制代码的电路称为二进制编码器。2. 二-十进制编码器二十进制编码器执行的逻辑功能是将十进制数的09十个数编为二十进制代码，由4位二进制代码来表示。图6-15 8421 BCD码编码器的逻辑图（五）译码器译码器是编码器的逆过程，它的功能是将二进制代码按编码时的原意转换为相应的信息状态。能实现译码功能的电路称译码器。1. 3线-8线译码器8421 BCD译码器是常用的能将二进制代码译成对应输出信号的数字电路。2. 二-十进制译码器把4位BCD代码00001001译成10个高、低电平输出信号，又称4线10线（4/10）译码器。图6-16 线-线译码器逻辑图四、时序逻辑电路触发器是组成时序逻

8、辑电路的基本部件。它在某一时刻的输出状态不仅与该时刻的输入信号有关,还与电路原来的输出状态有关。时序逻辑电路的特点：触发器分为：RS 触发器、D 触发器、 JK 触发器和 T 触发器。 （1）具有0和1两个稳定状态。 在触发信号作用下,可以从一种稳定状态转换到另一种稳定状态。 （2）具有记忆功能。触发器的状态不仅和当时的输入有关,而且和以前的输出状态有关,这是触发器和门电路的最大区别。双稳态触发器的特点：（一）触发器1. 基本RS触发器1）基本RS触发器的结构图6-18 基本RS触发器2）基本RS触发器的工作原理Qn+10 0不定0 101 011 1Qn-R-S- S- QQ-R基本RS触发

9、器状态表2. 可控RS触发器1）可控RS触发器的结构图6-19 可控RS触发器2）可控RS触发器的工作原理图6-20 例6-5波形图3. JK触发器1）JK触发器的结构图6-21 JK触发器2）JK触发器的工作原理CPJ KQn+1功能0 0Qn保持0 10置01 01置11 11计数 JK触发器是在CP从l 跳变为0时翻转的，称时钟脉冲下降沿触发。这种在时钟脉冲边沿触发的触发器称边沿触发器，而由时钟脉冲的高电平或低电平触发的触发器（如RS触发器）称电平触发器。边沿触发器能够避免电平触发器在计数时可能会发生“空翻”现象。图6-22 例6-6波形图4. D触发器图6-23 D触发器（二）寄存器

10、寄存器是一种重要的数字电路元件，常用来暂时存放数据、指令等。寄存器由若干触发器组成，一个触发器只能存放一位二进制数。连接方式 并行输入、并行输出 串行输入、串行输出 并行输入、串行输出 串行输入、并行输出 1. 数码寄存器图6-24 四位数码寄存器2. 移位寄存器图6-25 JK触发器组成的四位移位寄存器（三）计数器1. 二进制计数器1）同步二进制加法计数器 在数字电路和计算机中，计数器是最基本的部件之一，它能累计输入脉冲的个数。1. 二进制计数器1）同步二进制加法计数器图6-26 位同步二进制加法计数器2）异步二进制加法计数器图6-27 位异步二进制加法计数器2. 十进制计数器图6-28 同

11、步十进制加法计数器逻辑电路（四）555定时器1. 555电路的工作原理图6-29 555定时器内部框图及引脚排列2. 555定时器的典型应用1）构成单稳态触发器图6-30 单稳态触发器2）构成多谐振荡器图6-31 多谐振荡器3）构成施密特触发器图6-32 施密特触发器图6-33 波形变换图五、数字电路在汽车上的应用（一）汽车散热器水位过低报警器图6-34 汽车散热器水位过低报警器（二）仪表专用集成电路图6-35 LM3914内部电路结构图（三）汽车刮水器间歇控制电路图6-36 555定时器构成的汽车刮水器间歇控制电路技能实训（一）十字路口交通灯故障报警电路设计与连接1. 电路设计2. 电路连接

12、3. 分析讨论()绘制真值表()绘制逻辑电路图（二）用555定时器制作汽车转向灯闪光电路1. 实训步骤图6-37 555定时器构成的汽车转向灯闪光电路2. 分析讨论模块小结电子线路中所分析的信号可分为两类，一类是随时间连续变化的模拟信号；另一类是离散的不连续变化的数字信号。数字信号越来越多地用在汽车上。312在数字电路中，按功能分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。组合逻辑电路可以实现一定逻辑功能，其特点是：任意时刻输出状态仅取决于该时刻输入信号的状态，而与前一时刻电路的状态无关，不具有记忆功能。时序逻辑电路的输出不仅与当时的输 入有关，还与电路以前的状态有关，即具有记忆功能。4逻辑门电路是构成数字电路的基本单元电路。最基本的门电路有与、或、非门电路。基本门电路组成与非、或非、异或、同或等常用逻辑门电路。33用文字、符号或者数码表示特定信息的过程称为编码，能够实现编码功能的电路称为编码器。将给定的二进制代码翻译成编码时赋予的原意称为译码，完成这种功能的电路称为译码器。6触发器有两种稳定状态，在一定的外加信号 作用下，可以从一种稳定状态转换到另一种稳定状态。当外加信号消失后，触发器