汽车电工与电子基础6(数字电路).ppt

单元六数字电路,1,一、数字电路基础知识,二、逻辑门电路,四、集成触发器,五、数字电路应用举例,单元小结,三、集成门电路,返回,2,学习目标完成本单元学习后，你应能：1.正确描述基本门电路、触发器等逻辑电路的性能特点；2.简单叙述电路组成、逻辑符号、逻辑表达式、真值表、状态图及时序图的含义，并说明其使用方法；3.能简单分析电路和解决生产实践中的一些实际问题。建议学时：18学时,目录页,前一页,3,一、数字电路基础知识,1.数字电路的特点2.数制和码制,目录页,前一页,4,1.数字电路的特点电子电路分成两大类模拟电路数字电路这两种类型的电子电路是以它们所处理的电信号的不同来区分的。,目录页,前一页,5,模拟型号与数字信号a）模拟信号；b）数字信号,目录页,前一页,6,数字电路重点研究输入信号和输出信号之间的逻辑关系。数字电路结构简单，易于制造，便于集成化、系列化生产，成本低廉，使用方便；由数字电路组成的数字系统，工作准确可靠、精度高、保密性好、抗干扰能力强。,目录页,前一页,7,2.数制和码制1）数制2）码制,目录页,前一页,8,1）数制数制是指数的表示方法。（1）十进制。（2）二进制。（3）二进制数与十进制数的相互转换。,目录页,前一页,9,例题6-1：将（13）10转换为二进制数。,目录页,前一页,10,2）码制数字电路只认识二进制数，不认识十进制数、字母、非数字符号、图形和文字等信息。为了用数字电路处理这些信息，需要用二进制数表示。这些有特定意义的二进制数就称为二进制代码，用二进制代码表示信息的方法称为码制。,目录页,前一页,11,二、逻辑门电路,1.“与”逻辑关系和“与”门电路2.“或”逻辑关系和“或”门电路3.“非”逻辑关系和“非”门电路4.复合门电路,目录页,前一页,12,1.“与”逻辑关系和“与”门电路1）“与”逻辑关系2）“与”门电路,目录页,前一页,13,1）“与”逻辑关系“与”逻辑电路举例,目录页,前一页,14,2）“与”门电路二极管与门电路和逻辑符号a）电路；b）符号,目录页,前一页,15,按输入信号的不同可分为以下情况：（1）输入端A、B都处于低电平0V，这时D1、D2都处于正向导通状态。如果忽略二极管的导通压降，则输出L=0。（2）输入端A、B只有一个处于低电平0V，这时处于低电平的二极管D优先导通，输出L仍为低电平。（3）输入端A和B全处于高电平，这时D1、D2都截止，则输出端L的电位基本上与输入端相等，L为高电平。分析结果见表6-2。,目录页,前一页,16,2.“或”逻辑关系和“或”门电路1）“或”逻辑关系2）“或”门电路,目录页,前一页,17,1）“或”逻辑关系“或”逻辑电路举例,目录页,前一页,18,2）“或”门电路“或”门电路和符号a）电路；b）符号,目录页,前一页,19,3.“非”逻辑关系和“非”门电路1）“非”逻辑关系2）“非”门电路,目录页,前一页,20,1）“非”逻辑关系“非”逻辑关系就是输出的状态与输入的状态相反。“非”在逻辑上就是否定的意思。,目录页,前一页,21,2）“非”门电路“非”门电路和逻辑符号a）电路；b）符号,目录页,前一页,22,4.复合门电路1）与非门2）或非门,目录页,前一页,23,1）与非门与非门电路和符号a）电路；b）符号,目录页,前一页,24,2）或非门或非门电路和符号a）电路；b）符号,目录页,前一页,25,三、集成门电路,1.TTL集成门电路2.集成门电路的主要参数3.CMOS门电路4.TTL门与CMOS门之间的互连,目录页,前一页,26,1.TTL集成门电路1）TTL与非门的组成2）工作原理,目录页,前一页,27,目录页,前一页,TTL与非门电路和逻辑符号a）电路图；b）逻辑符号,28,1）TTL与非门的组成（1）输入级（2）中间级（3）输出级,目录页,前一页,29,2）工作原理（1）当输入信号A、B、C中至少有一个为低电平时，低电平所对应的PN结导通，T1的基极电位被固定在1V上，由于T1的集电结经T2基极发射结R3搭铁，所以1V的基极电位无法使集电结导通。（2）当输入信号全部为高电平时，电源经R1、T1集电结向T2、T5基极提供电流，T2、T5发射结导通后，T4处于截止状态。,目录页,前一页,30,2.集成门电路的主要参数（1）输入高电平电压UIH。（2）输入低电平电压UIL。（3）输出高电平电压UOH。（4）输出低电平电压UOL。（5）噪声容限UN。（6）输入高电平电流IIH。,目录页,前一页,31,（7）输入低电平电流IIL。（8）输出短路电流IOS。（9）每个门的静态功耗PS。（10）扇出系数。（11）传输延迟时间。（12）工作温度范围TA和储存温度范围TS。,目录页,前一页,32,传输延迟时间的定义,目录页,前一页,33,3.CMOS门电路1）CMOS反相器2）CMOS传输门和模拟开关3）门电路使用注意事项,目录页,前一页,34,1）CMOS反相器（1）电路的组成。（2）工作原理。,目录页,前一页,35,（1）电路的组成。COMS反相器,目录页,前一页,36,（2）工作原理。如果要使电路中的绝缘栅型场效应管形成导电沟道，T1的栅源电压必须大于开启电压的值，T2的栅源电压必须低于开启电压的值，所以，为使电路正常工作，电源电压UDD必须大于两管开启电压的绝对值之和。,目录页,前一页,37,2）CMOS传输门和模拟开关CMOS传输门,目录页,前一页,38,CMOS双向模拟开关的电路图和逻辑符号,目录页,前一页,39,CD4066引脚和内部结构图,目录页,前一页,40,3）门电路使用注意事项（1）电源电压应根据门电路参数的要求选定。（2）输入信号电压的选择。（3）具有图腾柱结构的TTL门输出端，不允许并联使用。（4）焊接时应选用45W以下的电烙铁，最好用中性焊剂，所用设备应搭铁良好。,目录页,前一页,41,（5）电路的输出端接容性负载时，应在电容之前接限流电阻，避免出现在开机的瞬间，较大的冲击电流烧坏电路。（6）TTL门输入端口为“与”逻辑关系时，多余的输入端可以悬空、接高电平或并联接到一个已被使用的输入端上。（7）具有“与”逻辑端口的CMOS门多余的输入端应接UDD或高电平，具有“或”逻辑端口的CMOS门多余的输入端应接UDD或低电平。,目录页,前一页,42,4.TTL门与CMOS门之间的互连1）TTL电路驱动CMOS电路2）CMOS电路驱动TTL电路,目录页,前一页,43,1）TTL电路驱动CMOS电路,目录页,前一页,44,2）CMOS电路驱动TTL电路,目录页,前一页,45,四、集成触发器,1.基本RS触发器2.钟控RS触发器3.JK触发器4.D触发器5.T触发器,目录页,前一页,46,各种门电路是构成计算机系统的基本单元电路。这些门电路某一时刻的输出是由当时的输入状态决定的，只要输入发生了变化，输出也随之变化，这类电路称为逻辑电路。,目录页,前一页,47,1.基本RS触发器1）基本RS触发器的工作原理2）基本RS触发器的逻辑功能的描述（1）功能真值表。（2）时序图。,目录页,前一页,48,基本RS型触发器,目录页,前一页,49,基本RS触发器时序图,目录页,前一页,50,2.钟控RS触发器1）工作原理2）功能表示,目录页,前一页,51,钟控RS触发器,目录页,前一页,52,钟控RS触发器的时序图,目录页,前一页,53,3.JK触发器钟控RS触发器采用电位触发方式，存在“空翻”现象。为确保数字系统的可靠工作，要求触发器来一个CP时钟脉冲至多翻转一次，即避免“空翻”现象。JK触发器是功能完善、使用灵活和通用性较强的一种触发器。,目录页,前一页,54,74LS112双JK触发器的引脚功能及逻辑符号,目录页,前一页,55,JK触发器的时序图,目录页,前一页,56,4.D触发器D触发器是只有一个控制信号输入端的触发器，通常为边沿触发器。D触发器分为上升沿触发和下降沿触发两种。它的次态只取决于时钟脉冲触发边沿到来前控制信号D端的状态。,目录页,前一页,57,双D74LS74的引脚排列及逻辑符号a）引脚排列；b）逻辑符号,目录页,前一页,58,D触发器的时序图,目录页,前一页,59,5.T触发器T触发器属于只有一个控制信号输入端的触发器，又称计数触发器，其逻辑功能较简单。当T=1时，触发器的状态翻转；当T=0时，触发器的状态保持不变。,目录页,前一页,60,用D触发器和JK触发器接成T触发器a）用D触发器构成T触发器；b）用JK触发器构成T触发器,目录页,前一页,61,五、数字电路应用举例,1.制动灯故障监测器2.门锁控制系统3.汽车前照灯电子变光器,目录页,前一页,62,1.制动灯故障监测器,目录页,前一页,63,2.门锁控制系统（1）正常开关车门（2）异常情况发生时提醒驾驶员注意。,目录页,前一页,64,目录页,前一页,门锁控制系统的控制电路,65,控制电路开关布置图,目录页