第七章 数字电路基础(精品·公开课件).ppt

一、什么是数字信号 在汽车电子电路中，电信号主要在传感器、ECU及执行器件之间 进行传递。传感器输入ECU的信号大体上可以分两大类：一类信号是 连续变化的信号，如热敏电阻式水温传感器，输出的信号是随着冷 却水温度变化而连续变化的信号，这类信号被称为模拟信号，如图 7-l(a)所示；另一类信号是电压“高”、“低”间隔变化的脉冲式信号， 如光电式曲轴位置传感器，输出的信号是遮光盘不断通过光电耦合 器而产生的“有”或“无”(透光或遮光)的规律变化的脉冲信号，这类信 号被称为数字信号，如图7-1(b)所示。 在汽车电路中数字集成电路随处可见，电控单元ECU就是一个典 型的数字系统。 表7-1按输出信号类型划分传感器 二、二进制 数字电路只处理1和0两种状态，所以在数字电路中广泛采用二 进制。二进制包括二进制数和二进制数码。二进制数表示电路状态 和数量大小，二进制数码不仅表示数量大小，还可以表示一定的信 息，称为代码。 1、二进制数 概念：位权：6与8表示的数量不同是因为它们所处的位不同， 不同的位具有不同的权重，这叫位权。 二进制顾名思义就是“逢二进一”，位权的表示方法是2(i=l， 2，3……)。数字也是从右向左依次排列，如11(读作“一一”)，右边 的l表示1个1，左边的1表示1个2。依此类推，数值2用10表示；4用 100表示；5用101表示等。 表7-28421BCD码代码表 2、二进制码 二进制数按照一定的规律组合在一起，表示一定的信息，这样 的一组二进制数称为二进制码。最常用的二进制代码是8421BCD码。 8421码的含义如表7-2所示。 逻辑电路中实现最基本逻辑关系的电路称为逻辑门电路，简称 为门电路。基本的门电路有与门、或门、非门、与非门和或非门。 1、与门 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 关系叫逻辑与，或者叫 逻辑相乘。表示的逻辑 关系是Y=AB。 如图7-2(a)所示。 当开关A与B均闭合时，灯Y才亮。用真值表表示为图7-2(b)。体 现的逻辑关系是“全1为1，有0为0”。实现逻辑与关系的门电路称为与 门，与门的符号如图7-3所示。 常见的与门电路有四2输入与门74LS08 和CD408l。引脚如图7-4 所示。 操作：图7-5所示为与门实验电路。 利用74LS08 连接图7-5所示电路。拨动开关A和B，记录开关位 置、与门输入端电平高低和 LED亮灭之间的关系。 2、或门 在决定事物结果的诸条件中只要有任何一个满足，结果就会发 生。这种因果关系叫逻辑或，或者叫逻辑相加。表示的逻辑关系是 Y=A+B。如图7-6(a)所示。 当开关A 与B只要有一个闭合，灯 Y就亮。用真值表表示为图 7-6(b)，体现的逻辑关系是“有1为1，全0为0”。实现逻辑或关系的门 电路称为或门，或门的符号如图7-7所示。 常见的或门电路有四2输入或门74LS32 和CD4071。引脚如图7-8 所示。 操作：图7-9所示为或门实验电路。 利用74LS32连接图7-9所示电路。拨动开关A和B，记录开关位 置、或门输入端电平高低和LED的亮灭之间的关系。 3、非门 只要条件具备了，结果便不会发生；而条件不具备时，结果一 定发生。这种逻辑关系叫做逻辑非，也叫做逻辑求反。表示的逻辑 关系是Y=A。如图7-10(a)所示。 当开关A闭合，Y就不亮。用真值表表示为图7-10(b)。体现的逻 辑关系是“是0则1，是1则0”。实现逻辑非关系的门电路称为非门，非 门的符号如图7-11所示。 常用的非门电路有六反相器74LS04和CD4069。引脚如图7-12所 示。 4、与非门 与非门表示逻辑关系是Y=AB，相当于在与门的基础上加了一个 非门，与非门的符号如图7-14所示，真值表见表7-3。常用的与非 门集成电路有四2输入与非门74LS00和CD4011，如图7-15所示。 5、或非门 或非门表示逻辑关系是Y=A+B，相当于在或门的基础上加了一 个非门，或非门的符号如图7-16所示，真值表见表7-3。常用的或 非门集成电路有四2输入或非门74LS02和CD4001，如图7-17所示。 四、触发器 1、RS触发器 (1) 基本RS触发器 基本RS触发器由两个与非门G1、G2交叉连接组成，如图7-18(a) 所示。 (2) 同步RS触发器 为了提高基本RS触发器的抗干扰能力，设计制作了一种工作状 态不仅受输