《新能源汽车电学基础与高压安全》 课件 项目六数字电路在汽车上的应用

新能源汽车

电学基础与高压安全高等职业教育新能源汽车类专业Contents项目一新能源汽车常用仪器仪表的使用项目二新能源汽车直流电路分析与测量项目三

新能源汽车交流电路分析与测量项目四汽车常用电磁器件检测项目五汽车电子控制电路分析项目六数字电路在汽车上的应用项目七高压安全事故应急处理项目六数字电路在汽车上的应用任务1动力蓄电池电量显示电路设计任务2汽车转向灯电路的连接与检测1.任务引入

任务一动力蓄电池电量显示电路设计某维修店接到一台比亚迪E5故障车辆，经检查发现是动力蓄电池电量不显示，需更换。请你选择合适的工具，布置场地，为安全规范的执行更换任务作准备。2.知识准备任务一动力蓄电池电量显示电路设计数字信号与数字电路模拟信号与数字信号传感器输入ECU的信号大体上可以分两大类：一类是模拟信号，另一类数字信号数字信号的特点是只与电平高低的变化有关，而与电平的具体大小关系不大，传递的信息经常是“有”或“无”，“开”或“关”等非此即彼的关系。这种关系被称为“二值逻辑”电控单元ECU就是一个典型的数字系统。2.知识准备任务一动力蓄电池电量显示电路设计数制(1)在十进制数中，每一位有0~9十个数码，所以计数的基数是10。超过9的数必须用多位数表示，其中低位和相邻高位之间的关系是“逢十进一”，故称为十进制。例如：143.75=1*102+4*101+3）100+7*10-1+5*10-2(2)在二进制数中，每一位仅有0和1两个可能的数码，所以计数基数为2。低位和相邻高位间的进位关系是“逢二进一”，故称为二进制。十进制位权的表示方法是10i(i=l，2，3……)，二进制位权的表示方法是2i(i=1，2，3……)。二进制数可计算出它所表示的十进制数值。例如(101.11)2=1*22+0*21+1*20+1*2-1+1*2-2=(5.75)10(3)八进制数的每一位有0~7八个数码，所以计数基数为8，低位和相邻高位之间的关系是“逢八进一”。

2.知识准备任务一动力蓄电池电量显示电路设计数制转换（1）二进制转换成十进制把二进制转换为等值的十进制数称为二-十转换。在将一个二进制数转换成为它的等效十进制，只要将它按权展开，然后相加就可以了。十进制转换为二进制计算过程示例（2）十进制转换成二进制整数部分采用基数连除法，先得到的余数为低位，后得到的余数为高位。小数部分采用基数连乘法，先得到的整数为高位，后得到的整数为低位。采用基数连除、连乘法，可将十进制数转换为任意进制数2.知识准备任务一动力蓄电池电量显示电路设计逻辑门电路“与”运算和“与”门电路(1)只有决定事物结果的全部条件同时具备时，结果才发生。这种因果关系叫做与逻辑。这种用“0”和“1”表示输入状态与输出状态之间逻辑关系的表格，称为真值表。这就是“与”逻辑功能，可用下式表示：Y=A·B或者Y=AB(2)能实现“与”逻辑功能的电路称为“与”门电路绝“与”门逻辑符号“与”逻辑2.知识准备任务一动力蓄电池电量显示电路设计逻辑门电路绝缘防护服使用规范①一般地，只要在决定某一种结果的各种条件中，有一个或一个以上的条件具备时，该结果就会发生，则这种逻辑关系称为“或”逻辑。其表达式为Y=A+B②能实现“或”逻辑功能的电路称为“或”门电路。“或”门逻辑符号“或”逻辑2.知识准备任务一动力蓄电池电量显示电路设计逻辑门电路“非”运算和“非”门电路(1)“非”是否定的意思,即在任何事物中，如果结果是其条件的逻辑否定，则这种特定的因果关系称为“非”逻辑。由该真值表体现的逻辑关系是“是0则l，是1则0”。这就是“非”逻辑的功能，其逻辑式为(2)能实现“非”逻辑功能的电路称为“非”门电路“非”逻辑“非”门逻辑符号2.知识准备任务一动力蓄电池电量显示电路设计逻辑门电路复合门电路定义：由与门、或门、非门经过简单的组合，可构成另一些常用的复合逻辑门，如“与非门”、“或非门”、“异或门”等。①将“与”运算和“非”运算相结合，就构成“与非”逻辑运算逻辑关系为②将“或”运算和“非”运算相结合，就构成“或非”逻辑运算。这里的“或非”是指先“或”后“非“逻辑关系为“或非”门逻辑符号“与非”门逻辑符号2.知识准备任务一动力蓄电池电量显示电路设计逻辑门电路逻辑代数的运算法则(１)常量之间的关系①0•0=0•1=1•0=0，1•1=1，0+0=0，0+1=1+0=1+1=1②(２)变量和常量之间的关系①A+0=AA+1=1A•0=0•A=0A•1=A②逻辑代数1.知识准备任务一动力蓄电池电量显示电路设计逻辑门电路（3）基本代数规律①交换律A+B=B+AA•B=B•A②结合律A+(B+C)=(A+B)+C=(A+C)+BA•(B•C)=(A•B)•C③分配律A(B+C)=A•B+A•CA+(B•C)=(A+B)(A+C)(４)反演定理(摩根定理)①②（5）常用公式①A+AB=A②③1.知识准备任务一动力蓄电池电量显示电路设计逻辑门电路逻辑函数的化简定义：逻辑函数的化简就是利用逻辑代数的基本公式和定理对给定的逻辑函数表达式进行化简，消除表达式中的多余乘积项和每一个乘积项中多余的因子，得出函数的最简与或表达式（1）吸收法：利用公式A+AB=A，吸收多余的乘积项例化简函数解：（2）消去法：利用公式，消去乘积项多余的因子例化简函数解：2.知识准备任务一动力蓄电池电量显示电路设计逻辑门电路逻辑函数的化简（3）并项法：利用公式

，把两项和为一项进行化简。例化简函数解：1.任务引入任务二汽车转向灯集成控制电路的检测

某维修店接到一台比亚迪E5故障车辆，经检查发现汽车转向灯不亮，需更换。请你选择合适的工具，布置场地，为安全规范的执行更换任务作准备。2.知识准备任务二汽车转向灯集成控制电路的检测触发器我们把能够存储一位二进制数字信号的电路叫触发器。（1）触发器有两个稳定状态，一个称为“0”态，另一个称为“1”态；（2）触发器按逻辑功能分类有RS触发器、JK触发器、D触发器、T和T´触发器；（3）按照结构形式的不同，又可分为基本RS触发器、同步触发器、主从触发器和边沿触发器。2.知识准备任务二汽车转向灯集成控制电路的检测RS触发器（1）RS触发器按电路结构分类，有基本RS触发器、可控RS触发器和主从RS触发器。（2）基本RS触发器电路结构最简单如图所示它是由两个“与非”门的输入端和输出端相互交叉连接构成，（3）我们把触发信号输入前，触发器所处的稳定状态叫现态，用Qn表示；触发信号输入后触发器所处的稳定状态叫次态，用Qn+1表示。一般规定，当

时称触发器处于“1”态；当

时称触发器为“0”态。基本RS触发器2.知识准备

任务二汽车转向灯集成控制电路的检测基本RS触发器功能表2.知识准备任务二汽车转向灯集成控制电路的检测同步RS触发器（1）电路结构同步RS触发器是在基本RS触发器中增加两个“与非”门组成时钟控制门同步RS触发器2.知识准备任务二汽车转向灯集成控制电路的检测同步RS触发器功能表①当CP=0时，输入信号R、S不起作用，触发器的状态保持不变。②当CP=1时，工作情况与基本RS触发器相同2.知识准备任务二汽车转向灯集成控制电路的检测主从RS触发器（1）电路结构主从RS触发器是由两个同步RS触发器组成，但它们的时钟信号相位相反主从RS触发器2.知识准备任务二汽车转向灯集成控制电路的检测主从RS触发器逻辑功能表主从RS触发器的特性

方程：2.知识准备任务二汽车转向灯集成控制电路的检测JK触发器

为了克服RS触发器存在不定态的缺点，在主从RS触发器的基础上增加两条反馈线。为了和主从RS触发器区别开，把两个信号输入端称J和K。

逻辑表达式：主从JK触发器

逻辑表达式：特性方程：2.知识准备

任务二汽车转向灯集成控制电路的检测D触发器它由6个与非门连接而成,边沿触发器没有空翻现象，从而大幅提高了触发器工作的可靠性和抗干扰能力。Q

称D

CP

称C1

1D

逻辑电路图

逻辑符号

任务二汽车转向灯集成控制电路的检测2.知识准备边沿D触发器特性表其特性方程为任务二汽车转向灯集成控制电路的检测集成555定时器2.知识准备555时基电路是一种能够产生定时信号(或称时钟信号)，能够完成各种定时或延时功能的中规模集成电路。它将模拟功能和数字逻辑功能巧妙结合在一起。电路功能灵活，适用范围广.555定时器总体来说分为双极型和CMOS两种类型555定时器内部电路555定时器的电路符号任务二汽车转向灯集成控制电路的检测2.知识准备555的功能表任务二汽车转向灯集成控制电路的检测集成555定时器电路的典型应用2.知识准备555时基电路的基本应用电路有三种：单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器。(1）555构成的单稳态触发器单稳态触发器具有下列特点:①它有一个稳定状态和一个暂稳状态②在外来触发脉冲的作用下能够由稳定状态翻转到暂稳状态③暂稳状态维持一段时间后将自动返回到稳定状态而暂稳状态时间的长短与触发脉冲无关仅决定于电路本身的参数单稳态触发器一般用于定时、整形以及延时电路任务二汽车转向灯集成控制电路的检测电路结构和工作原理2.知识准备５５５电路构成的单稳态触发器５5５电路构成的单稳态触发器工作波形图任务二汽车转向灯集成控制电路的检测单稳态触发器的应用2.知识准备触摸式定时控制开关电路如图所示为利用555定时器构成的单稳态触发器。只要用手触摸一下金属片P，由于人体感应电压相当于在触发输入端（引脚2）加入一个负脉冲，555输出端（引脚3）输出高电平，灯泡（RL）发光，当暂稳态时间（tW）结束时，555输出端恢复低电平，灯泡熄灭。这个触摸开关可以用于夜间定时照明，定时时间可以由RC参数调节。任务二汽车转向灯集成控制电路的检测555构成的多谐振荡器2.知识准备多谐振荡器是产生矩形脉冲的自激振荡器。多谐振荡器一旦起振，电路就没有稳态，只有两个暂稳态。它又称为无稳态电路，常用来做脉冲信号源。555构成的多谐振荡器

555构成的多谐振荡器工作波形任务二汽车转向灯集成控制电路的检测多谐振荡器的应用2.知识准备如图所示，利用555定时器的输出端3接继电器J的线圈，使继电器按多谐振荡频率进行工作，继电器的触点接到转向灯的电源回路中，控制电源的通断，使转向灯按一定频率闪烁。

555构成的汽车转向闪光器任务二汽车转向灯集成控制电路的检测555构成的施密特触发器2.知识准备施密特触发器具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。用555定时器构成的施密特触发器任务二汽车转向灯集成控制电路的检测电压滞回特性和主要参数2.知识准备施密特触发器的电路符号和电压传输特性任务二汽车转向灯集成控制电路的检测2.知识准备施密特触发器的应用

前照灯光555自动变光器这种采用555电路的变光器能使汽车在夜间会车时于相距100～150m内把远光灯自动转换成近光灯，会