汽车电工电子技术基础课件-第8章 数字电路基础

汽车电工电子汽车电工电子技术基础技术基础刘春晖刘春晖 刘宝君刘宝君 主编主编张斌张斌 副主编副主编高职高专基于能力本位高职高专基于能力本位“ 十二五十二五 ” 规划教材规划教材（汽车检测与维修专业）（汽车检测与维修专业）ISBN 978-7-111-38450-2机 械 工 业 出 版 社CHINA MACHINE PRESS目 录前言第一章 直流电路第二章 电磁现象及其应用第三章 正弦交流电路第四章 电工测量及安全用电第五章 电动机与发电机第六章 半导体器件及应用第七章 汽车常用电子电路第八章 数字电路基础第 8章 数字电路基础8.1 数字电路概述8.2 基本逻辑门电路8.3 集成触发器8.4 组合逻辑电路8.5 时序逻辑电路8.6 半导体存储器8.7 集成电路在汽车上的应用8.1 数字电路概述v8.1.1 数字信号和数字电路v 电子电路的工作信号v 模拟信号 ：随时间作连续变化的信号，如正弦波信号，汽车上的热敏电阻式温度、压力、流量的非正弦电压信号等v 数字信号 ：随时间作不连续变化的信号，即信号的变化只发生在一系列离散的瞬间，信号的数值是阶跃变化的图 8-1 模拟信号和数字信号a）模拟信号 b）数字信号 v 在数字电路中，数字信号往往表现为突变的电压或电流，并且只有两种可能的状态，即高电平和低电平，所以可以用 0和 1来表示数字信号。v 0和 1不代表数值的大小，只反映两种对立的工作状态。v 规定用 1来表示高电平，用 0来表示低电平，这种表示方法为正逻辑表示法；v 反之，用 0来表示高电平，用 1来表示低电平，这种表示方法为负逻辑表示法。v电子电路也分为模拟电路和数字电路v用来产生、处理模拟信号的电子电路称为 模拟电路；v用来产生、处理数字信号的电子电路称为 数字电路。 v数字电路的特点 ：v（ 1）数字电路重点研究输入信号和输出信号之间的逻辑关系v（ 2）数字电路有利于集成化v（ 3）数字电路的抗干扰能力强v当今汽车检测电路广泛采用了数字电路。8.1.2 数制和码制v 1数制v 数制是指多位数码中每一位的构成方法和低位向高位的进位规则。v （ 1）十进制v （ 2）二进制v （ 3）八进制v （ 4）十六进制v 用二进制表示数时，数码串很长，书写和查错不方便，因此常用八进制和十六进制，它们也都可以按权展开。2不同进制数的相互转换v （ 1）二进制数转换成十进制数v 二进制数转换成十进制数的方法是按权展开，求加权系数之和。v 例如：（ 10110） = 124+023+122+121+020=（ 22） Dv （ 2）十进制数转换成二进制数v 十进制数转换成任意进制数都可以用基数乘除法。十进制整数转换成二进制数可采用 “除 2取余，商为 0止，逆序排列法 ”。十进制小数转换成二进制小数可采用 “乘 2取整，顺序排列法 ”。v 例如：将（ 37.872） 10转换为二进制数（误差）v 解：整数部分转换用除式如下，小数部分转换用如下乘式 所以（ 37.872） 10=（ 100101.1101） 23码制不同的数码不仅可以表示数量的不同大小，而且还能用来表示不同的事物，在后一种情况下，这些数码已没有数量大小的含义，只是表示不同事物的代号而已，它们常按一定规律编制的各种代码来代表，这一规律称为 码制 。8.2 基本逻辑门电路v 逻辑门电路是一种开关电路，它可以按照逻辑关系控制 “门 ”的开关，使输出信号和输入信号符合一定的逻辑关系 v 一般门电路有一个输出端，但可以有多个输入端。v 输出端的状态是由输入端状态决定的，它们之间有一定的逻辑关系。v 能够实现这些逻辑关系的电路就是组成各种逻辑电路的基本逻辑门。v 门电路中的 “开关 ”是利用二极管、三极管的导通或截止来实现的。 8.2.1 与门v1与逻辑和与运算v1）与逻辑v 它有两个输入端 A和 B，一个输出端 Y。符号 “&”表示输出 Y是输入 A、 B的逻辑与，可表示为 Y = AB = AB实现与逻辑关系的电子电路称为与门电路，简称与门。门电路内部是由二极管、三极管等半导体组件构成的电子电路，利用半导体组件的开关特性（导通或截止）实现开关作用 v 与门为多入单出，逻辑功能是：输入全为 1时，输出才为 1，简记为“有 0出 0，全 1出1”。 图 8-2 与逻辑关系和与门的逻辑符号a）与逻辑关系 b）与门的逻辑符号 v 2）与运算v 与逻辑的基本运算如下：v 00 = 0 01 = 0 10 = 0 11 = 1图 8-4 74LS08的引脚和逻辑符号a）引脚排列 b）逻辑符号 v 2与门应用举例v 利用与门电路，可以控制信号的传送。例如，有一个两输入端与门，假定在输入端 B输入一个持续的脉冲信号，在输入端 A输入一个控制信号，由与门逻辑关系可画出输出端 Y的输出波。只有当 A为 1且 B为 1时，信号才能通过，在输出端 Y得到所需的脉冲信号；当 A为 0时，信号不能通过，无输出。 8.2.2 或门v 1或逻辑和或运算v 1）或逻辑v 或逻辑关系为：只要有一个或一个以上的条件满足时，结果就会发生。v 实现或逻辑关系的电子电路称为或门电路，简称或门。v 或门的逻辑符号如图所示。 A和 B是输入端， Y是输出端，或门也为多入单出。v 或门的逻辑功能是：只要输入中有一个或一个以上为高电平，输出便为高电平，简记为 “有 1出 1，全 0出 0”。v 2）或运算v 或逻辑的运算称为或运算，又称为逻辑加。或门的逻辑表达式为 Y = A + Bv 根据或门真值表和或门逻辑表达式，可以得出逻辑加的运算规律为v 0+0=0 0+1= 1 1+0=1 1+1=1图 8-9 74LS32的引脚和逻辑符号a）引脚排列 b）逻辑符号 v2或门应用举例 两路防盗报警电路 v 电路采用了一个两输入端的或门， S1和 S2为微动开关，可装在门和窗户上，当门和窗户都关上时，开关 S1和 S2闭合，或门输入端全部接地， A=0， B=0，输出端 B=0， Y=0，报警灯不亮。如果门或窗任何一个被打开时，相应的开关断开，该输入端经 1k电阻接至 5V电源，为高电平，故输出也为高电平，报警灯亮。输出端还可接个音响电路实现光、声同时报警。 8.2.3 非门v1非逻辑和非运算 v1）非逻辑非门的逻辑功能 是：输出与输入的电平相反。可记为 “有 0出 1，有 1出 0”。由于非门的输出与输入的状态相反，因此又称非门为反相器或倒相器。 v非门电路有 74LS04，它由六个非门电路组成 v 2）非运算v 非逻辑的运算称为非运算，又称逻辑非。非门的逻辑表达式为v 根据非门真值表和非门逻辑表达式，可以得出逻辑非的运算规律为v 非门多被用来作为信号波形的整形和倒相。 8.2.4 复合逻辑门v 1与非门v 与非门由与门和非门组成。在与门的输出端再接一个非门，使与门的输出反相，就组成了与非门，如图所示。和与门逻辑符号不同的是在电路输出端加一个小圆圈 “”表示逻辑非。 非门逻辑表达式与非门逻辑关系简记为： “有 0出 1，全 1出 0” v集成与非门电路有 74LS00，它内部有四个与非门电路 v2或非门v 或非门由或门和非门组成。在或门的输出端再接一个非门，使或门的输出反相，就组成了或非门，如图所示。和与非门相似，或非门在输出端也加一个小圆圈 “”表示逻辑非。或非门逻辑表达式为v或非逻辑关系简记为： “有 1出 0，全 0出 1” 常用的集成或非门电路有 74LS02，它内部有四个或非门电路 v3与或非门v 把两个（或两个以上）与门的输出端接到一个或门的各个输入端，便构成一个与或门，其后再接一个非门，就构成了与或非门，其逻辑图和逻辑符号 v 从状态表可看出，与或非门的逻辑功能是当输入端中任何一组全为 1时，输出即为0；只有各组输入都至少有一个