单元十数字电路基础.

单元十数字电路基础讲课人：侯丽春数字电路基础数字电路基础10.1概述一、模拟电路与数字电路模拟信号：在时间上和数值上连续的信号。数字信号：在时间上和数值上不连续的（即离散的）信号。对模拟信号进行传输、处理的电子线路称为模拟电路。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。uu模拟信号波形数字信号波形t数字电路基础数字电路基础（1）反映低电平和高电平两种状态（即0和1两个逻辑值）。（2）研究逻辑关系。（3）抗干扰能力强。数字电路的特点数字电路基础数字电路基础二、数制与编码1.数制（1）基数：指在该进位制中可能用到的数码的个数。如2、8、10、16（2）位权：基数的幂数字电路基础数字电路基础５５５５５×１０３＝５０００５×１０２＝５００５×１０１＝５０５×１００＝５＝５５５５同样的数码在不同的数位上代表的数值不同。＋任意一个十进制数都可以表示为各个数位上的数码与其对应的权的乘积之和，称为位权展开式。(5555)10＝5×103＋5×102＋5×101＋5×100(209.04)10＝2×102＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4×10－2又如：即：数字电路基础数字电路基础几种进制数之间的对应关系十进制数二进制数八进制数十六进制数012345678910111213141500000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110123456710111213141516170123456789ABCDEF数字电路基础数字电路基础任意进制数按位权展开后，即可以转换为十进制数。其它进制数之间转换使用电脑计算器功能。数字电路基础数字电路基础2.编码用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的二进制数称为代码。二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进制数中的0~9十个数码。简称BCD码。2421码的权值依次为2、4、2、1；余3码由8421BCD码每个代码加0011得到；格雷码是一种循环码，其特点是任意相邻的两个字码，仅有一位代码不同，其它位相同。用四位自然二进制码中的前10个数码来表示十进制数码，让各位的权值依次为8、4、2、1，称为8421BCD码。数字电路基础数字电路基础常用BCD码十进制数8421码余3码格雷码2421码01234567890000000100100011010001010110011110001001001101000101011001111000100110101011110000000001001100100110011101010100110011010000000100100011010010111100110111101111权8421无权码无权码2421数字电路基础数字电路基础10.2门电路获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件（二极管、三极管）的导通、截止（即开、关）两种工作状态来实现。逻辑0和逻辑1：电子电路中通常把高电平表示为逻辑1；把低电平表示为逻辑0。（正逻辑）逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。简称门电路。基本和常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、与非门、或非门、与或非门和异或门等。数字电路基础逻辑约定与逻辑电平逻辑关系中的逻辑变量和函数的取值有0和1两种状态，这在逻辑电路中通常是用带有高、低电平的电压信号来表示的。根据情况，正逻辑：用高电平表示逻辑1，低电平表示逻辑0。负逻辑：用高电平表示逻辑0，低电平表示逻辑1。数字电路基础一、与门电路图L=ABEABY数字电路基础数字电路基础1.“与”门电路（1）“与”逻辑关系+UCC(+5V)RFD1AD2B3V0VuAuBuFD1D20V0V0V3V3V0V3V3V0V0V0V3V导通导通导通截止截止导通导通导通F=AB与逻辑功能：有0出0，全1出1。数字电路基础数字电路基础ABF&ABF000110110001“与”门真值表“与”门电路图符号一个“与”门的输入端至少为两个，输出端只有一个。（2）实现与逻辑关系的电路称为与门。数字电路基础数字电路基础“与”逻辑（逻辑乘）的运算规则111001010000与门的输入端可以有多个。下图为一个三输入与门电路的输入信号A、B、C和输出信号F的波形图。ABC有0出0有0出0全1出1F数字电路基础二.“或”门电路电路图L=ABEABY数字电路基础数字电路基础（1）“或”逻辑关系uAuBuFD1D20V0V0V3V3V0V3V3V0V3V3V3V截止截止截止导通导通截止导通导通F=A+B或逻辑功能：有1出1，全0出0。D13V0VD2ABFR数字电路基础数字电路基础（2）实现或逻辑关系的电路称为或门。ABF≥1ABF000110110111“或”门真值表“或”门电路图符号一个“或”门的输入端也是至少两个，输出端只有一个。数字电路基础数字电路基础“或”逻辑（逻辑加）的运算规则111101110000ABCF全0出0全0出0有1出1数字电路基础三.“非”门电路电路图EAYR数字电路基础数字电路基础（1）“非”逻辑关系非逻辑功能：给1出0，给0出1。F=AA+UCCF原理电路图1逻辑图符号AFRCRB1RB2-UBBT数字电路基础数字电路基础AF0110逻辑非（逻辑反）的运算规则0110“非”门真值表一个“非”门的输入端只有1个，输出端只有一个。数字电路基础数字电路基础四、复合门AB&F(b)逻辑符号ABF&1(a)与非门的构成ABF1.与非门数字电路基础数字电路基础(a)74LS00的引脚排列图电源1234567&&&&141312111098地(b)74LS20的引脚排列图&&1234567141312111098电源地内含4个两输入端的与非门，电源线及地线公用。内含两个4输入端的与非门，电源线及地线公用。数字电路基础数字电路基础AB≥1F(b)逻辑符号ABF≥11(a)或非门的构成BAF2.或非门数字电路基础数字电路基础CDABF3.与或非门CD≥1F(b)逻辑符号ABF&1(a)或非门的构成&&&≥1ABCD数字电路基础&1&&&11≥1ABCY图1.2.3式（1.2-1）的逻辑图五.组合逻辑电路数字电路基础Y&≥1&ABBC数字电路基础数字电路基础10.3触发器一、RS触发器1.基本RS触发器SDRDSDRDQQQQ(a)逻辑图(b)逻辑符号&&SR一对具有互非关系的输出端，其中Q的状态称为触发器的状态。一对输入端子均为低电或有效。数字电路基础数字电路基础&1&2QQSDRD基本RS触发器的工作原理SD端称为置“1”端，只要它为低电平，输出即为“1”。RD端称为清“0”端，只要它为低电平，输出即为“0”。SDRDQnQn+1000不定001不定010101111000101011001111基本RS触发器的次态真值表数字电路基础数字电路基础基本RS触发器的波形图反映触发器输入信号取值和状态之间对应关系的图形称为波形图。置0置1置1禁止DRDS保持置1置1Q保持不定Q数字电路基础数字电路基础&&S2Q2C2R2Q2从触发器S1Q1C1R1Q1主触发器1JCPKDSQQDR二、JK触发器数字电路基础数字电路基础功能表CPJKQ波形图置1置0翻转保持JK1nQ功能00nQ保持010置0101置111nQ翻转数字电路基础数字电路基础三、D触发器DDSDCPDRQQJCKQQ1CPD触发器的构成及其逻辑符号(a)电路(b)逻辑符号D触发器的功能表D1nQ功能00置011置1数字电路基础一、555定时器的电路组成1R＋－C2≥1≥111R＋－C1≥1R(8)UDD(4)RQQOUT(3)(6)TH(5)COB(2)TR(7)D(1)USSV(a)SSTROUTRDTHCO12348765(b)UDD集成555定时器数字电路基础二、555定时器的功能数字电路基础三、用7555定时器构成的施密特触发器OUTUDDCTHTRui8436215uoUDDUDDUDDotto3132uoui1、电路组成及工作原理数字电路基础四、施密特触发器的典型应用1、波形变换：将任何符合特定条件的输入信号变为对应的矩形波输出信号。tUT＋UT－uiotuoo数字电路基础2、用作整形电路：把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。3、用于脉冲鉴幅：将幅值大于UT+的脉冲选出ototuouiUTH利用施密特触发器进行幅度鉴别数字电路基础84R762355515C0uo＋UDD0.01FDTHTRuiR(a)CtPuiUDDUDD31ototto(b)uoUDDuCUDD32tW五、555构成单稳态触发器1、电路组成及工作原理数字电路基础三、单稳态触发器的应用1、定时84762355515R2RW10k1MR11M0.01FCSBDKAuo+UDDHL-+220V+6V定时电路单稳态触发器可以构成定时电路；与继电器或驱动放大电路配合，可实现自动控制、定时开关的功能数字电路基础2、延时＋UDD84623150.01F50FCSAR2MDKA与定时电路相比，其电路的主要区别是电阻和电容连接的位置不同。数字电路基础六、555定时器构成的多谐振荡器1、电路组成及工作原理84762315555ROUTUDDuo0.01FDTHTRR1R2C(a)t2t1UDDoottUDDUDD31UDD32(b)多谐振荡器电路输入输出波形数字电路基础七、占空比可调的多谐振荡器电路84762315555＋UDDuoC2D2C1D1RARBRW由于二极管的引导作用，电容C的充电时间常数τ1=RAC，放电时间常数τ2=RBC。通过与上面相同的分析计算过程可得：充电时间T1=0.7RAC放电时间T2=0.7RBC占空比：RRRRRRTBAABAACCCTq7.07.07.01只要改变电位器滑动端的位置，就可以方便地调节占空比q，当RA=RB时，q=0.5，uO就成为对称的矩形波。数字电路基础数字电路基础10.4数字电路在汽车电子电路中的应用一、汽车水箱水位过低报警器水箱水位过低报警器数字电路基础数字电路基础二、汽车中控门锁控制电路1.用门锁控制开关锁门和开门数字电路基础数字电路基础10.5汽车常用集成电路一、电子调压器电路LD485型线性集成电路调压器原理框图1.LD485型线性集成电路调压器数字电路基础数字电路基础LD485型线性集成电路调压器电路数字电路基础数字电路基础2.MC3325汽车电子调压器MC3325集成电路内部原理图数字电路基础数字电路基础MC3325集成电路内部原理图数字电路基础数字电路基础MC3325集成电路电压调节器的典型应用电路数字电路基础数字电路基础三、闪光器电路1．LD7208控制汽车闪光器电路数字电路基础数字电路基础2.LM3909控制集成电路汽车闪光器LM3909的内部结构及其闪光器电路数字电路基础数字电路基础四、仪表专用集成电路LM3914内部电路结构数字电路基础数字电路基础模拟油压表的电路原理图