汽车电工电子基础课件6

单元六数字电路一、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：12学时目录页前一页一、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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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2.数制和码制1）数制2）码制目录页前一页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。目录页前一页例题[6-1]：将（13）10转换为二进制数。目录页前一页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1）“与”逻辑关系“与”逻辑电路举例目录页前一页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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1）“或”逻辑关系“或”逻辑电路举例目录页前一页2）“或”门电路“或”门电路和符号a）电路；b）符号目录页前一页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4.复合门电路1）与非门2）或非门目录页前一页1）与非门与非门电路和符号a）电路；b）符号目录页前一页2）或非门或非门电路和符号a）电路；b）符号目录页前一页三、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（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传输延迟时间的定义目录页前一页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1）CMOS反相器（1）电路的组成。（2）工作原理。目录页前一页（1）电路的组成。COMS反相器目录页前一页（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2）CMOS传输门和模拟开关CMOS传输门目录页前一页CMOS双向模拟开关的电路图和逻辑符号目录页前一页CD4066引脚和内部结构图目录页前一页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（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1）TTL电路驱动CMOS电路目录页前一页2）CMOS电路驱动TTL电路目录页前一页四、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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基本RS型触发器目录页前一页基本RS触发器时序图目录页前一页2.钟控RS触发器1）工作原理2）功能表示目录页前一页钟控RS触发器目录页前一页钟控RS触发器的时序图目录页前一页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74LS112双JK触发器的引脚功能及逻辑符号目录页前一页JK触发器的时序图目录页前一页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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D触发器的时序图目录页前一页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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1.制动灯故障监测器目录页前一页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。目录页前一页目录页前一页门锁控制系统的控制电路控制电路开关布置图目录页前一页3.汽车前照灯电子变光器汽车前照灯变光电子开关目录页前一页单元小结1.数字电路是指用来生产、处理数字信号的电子电路，其基本概念有数制和码制两种。2.门电路是指能实现一定逻辑关系（功能）的电路，有基本门电路和复合门电路两种。3.触发器与门电路一样，也是数字电路的基本逻辑单元，在逻辑功能上的基本特征是可以寄存一位二进制数据或信息。目录页前一页