《汽车电工电子技术》课件-6.1.1数字电路基础

汽车电工电子技术

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数字电路基础主讲：韩昌时间：2025.08目

录01项目情境02学习目标03知识构建04任务实施05小结CAR-REPORTPART0101项目情境项目情境常见的汽车检测电路、音响电路等广泛采用了数字电路技术，数制的转换是学习数字电路的基础，数字电路也称为逻辑门电路，门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。本次学习任务是通过数制的转换学习数字信号的基础知识。CAR-REPORTPART0202学习目标学习目标素质目标

1.培养严谨细致的思维品质。2.提升对数字电路知识的探究兴趣和自主学习能力。知识目标能力目标

1.能正确进行数制转换。2.能列举模拟信号与数字信号的实例，能列举实际生活中应用的不同进制数。

1.了解模拟信号与数字信号的特点。2.了解进制和码制的表示方法。CAR-REPORTPART0303知识构建知识构建——数字电路的概念

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为模拟信号和数字信号两大类。在汽车中，输出模拟信号的传感器有：节气门位置传感器、温度传感器、氧传感器等，输出数字信号的传感器有：曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、轮速传感器等。知识构建——数字电路的概念

模拟信号是指在时间和幅值上都连续变化的信号，如图（a）图所示，数字信号是指在时间和幅值上都离散的信号，如图（b）图所示。

（a）模拟信号

（b）数字信号

模拟信号和数字信号的电压―时间波形知识构建——数字电路的概念

用于处理模拟信号的电路称为模拟电路，模拟电路主要研究输入、输出信号之间的大小和相位关系。

用于处理数字信号的电路称为数字电路，数字电路主要研究输入、输出信号之间的逻辑关系。知识构建——数制

数制即计数进位制，常见的数制有十进制、二进制、八进制和十六进制。一个数中每一位的数值，不仅取决于该位数码的本身，还取决于该位的权，即用每位的数码乘以该位的权就得到该位的值。

在日常生活中，人们习惯采用十进制，而在数字电路和计算机中多采用二进制。知识构建——数制1.十进制数

十进制数有以下特点：数码有十个，分别是：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9；计数规则是“逢十进一”；

十进制的权展开式：知识构建——数制2.二进制数

二进制数是用0和1两个数码按照一定规律排列来表示数值的大小；计数规律是“逢二进一”；二进制数的四则运算很简单：

加法：0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10；（逢二进一）

减法：0-0=0；1-0=1；1-1=0；10-1=1；（向高位借1，本位当2）

二进制数的权展开式：知识构建——数制3.十六进制数十六进制数的每位有十六个不同的数码，分别用0～9，A（10），B（11），C（12），D（13），E（14），F（15）表示，所以其计数的基数为16，低位和相邻高位之间的进位关系是“逢十六进一”，故称为十六进制。

十六进制数的权展开式：知识构建——数制的转换1.二进制转换成十进制

将二进制数按权展开后相加，就得到等值的十进制数。【例】将二进制数(100101．101)2转换为十进制数。

解：

(100101．101)2

＝1×25+0×24+0×23+1×22+0×21+l×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3

＝32+0+0+4+0+1+0.5+0+0.125

＝

(37．625)10知识构建——数制的转换2.十进制转换成二进制

除2取余倒记法：十进制数除2取余法，即十进制数除2，余数为权位上的数，得到的商值继续除，直到商为0，使用倒记法得到等值的二进制数。【例】将（27）10转换为二进制数

解：（27）10=（11011）22………余11272………余1132………余1632………余02………余10读取次序知识构建——数制的转换

在汽车故障诊断中，故障码通常以十六进制形式存储在ECU中。维修人员需要将十六进制故障码转换为十进制或二进制，以便查阅维修手册，理解故障含义。例如，某汽车的故障码为“P0130”，其中“P”代表动力系统故障，后面的“0130”为十六进制数，将其转换为十进制后，可对应具体的故障内容（如氧传感器电路故障）。知识构建——编码

数字电路中的二进制数码不仅可以表述数字的大小，还可以用来表示各种文字、符号、图形等信息，称为代码。

建立这种代码与文字、符号、图形之间的对应关系称为编码。

编码方式有多种，常用的有8421码、2421码、5421码、余3码等BCD码，以及格雷码等。知识构建——编码用若干位二进制数表示一位十进制数的编码方式称为二-十进制编码，简称BCD码（Binary-Coded-Decimal）。要用二进制代码来表示十进制数的0～9这十种状态，至少要用4位二进制代码。4位二进制代码有16种组合，选取哪几种组合以及如何与0～9相对应可有多种方案，这就形成了不同的BCD码。最常用的二进制代码是8421BCD码，其权位从高到低依次是8、4、2、1，因此称为8421BCD码。1.BCD码知识构建——编码十进制数码二进制数码位权8位权4位权2位权1000001000120010300114010050101601107011181000910018421BCD编码表知识构建——编码2.格雷码

格雷码是一种循环码。如表所示为4位格雷码编码表，格雷码每位的状态都按一定的顺序循环。如果4位格雷码从0000开始，则从右数第一位的状态按0110的顺序循环，从右数第二位的状态按00111100的顺序循环，从右数第三位的状态按0000111111110000的顺序循环变化。可见每向左移一位，循环状态中连续的0，1数目增加一倍。由于4位格雷码只有16个代码，所以其最左边一位的状态只有半个循环，即0000000011111111。按照上述循环规则，可写出更多位数的格雷码。十进制数格雷码十进制数格雷码十进制数格雷码十进制数格雷码01230000000100110010456701100111010101008910111100110111111110121314151010101110011000知识构建——编码2.格雷码

格雷码的特性使其在数字电路和汽车电子领域有着独特的应用价值。

在自动变速箱控制系统中，档位位置的检测常采用格雷码编码。由于相邻档位的格雷码仅一位不同，可有效避免因机械振动或接触不良导致的编码误读，确保ECU准确识别当前档位，保障换挡操作的安全性。CAR-REPORTPAR