项目9组装声光控楼道灯

项目9组装声光控楼道灯现在很多住宅小区都装有一种楼道灯，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明。当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮。这种节能环保的灯其实就是声光控楼道灯。它能延长灯泡寿命6倍以上，节电率达90%，不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所。声光控楼道灯产品实物照片内部元件3.了解数字逻辑的概念，理解与、或、非三个基本逻辑关系知识目标1.了解脉冲基础知识，掌握数字电路的特点及分析方法2.掌握二进制计数的表达方法、运算方法和二进制数与十进制数的相互转换4.熟悉逻辑代数的基本定律和常用公式，掌握逻辑函数的正确表示方法知识目标5.熟悉逻辑门电路的逻辑功能；6.了解集成逻辑门的常用产品；掌握集成逻辑门的正确使用。会测试常用集成门电路逻辑功能，能根据要求，合理选用集成门电路。认识声光控楼道灯所使用的元器件，并能将元器件的符号与实物一一对应。熟练运用万用表检测声光控楼道灯所使用的元器件的质量优劣；能依据装配图在印制电路板上正确装配声光控楼道灯，能排除声光控楼道灯中见故障。技能目标数制与编码脉冲与数字信号组装声光控楼道灯相关知识实训项目技能训练项目小结逻辑门电路逻辑函数化简常用门电路功能的测试及应用一.脉冲与数字信号这两种信号有什么不一样？0utut0001100100011011模拟信号数字信号数字信号模拟信号是指在时间和幅度上都连续变化的电信号，例如正弦波电压信号（音频信号）。处理模拟信号的电路叫做模拟电路模拟信号数字信号是指在时间和数值（幅度）上都不连续变化的电信号，即离散的信号。处理数字信号的电路叫做数字电路二.数制与编码1.数制2.常用进制与十进制的转换3.编码1.数制数制是一种计数的方法，它是进位计数制的简称特点：每种数制都有个基数，即这种数制中数字的个数，如十进制的基数是10，分别是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。二进制的基数是2，分别是0、1。十六进制的基数是16，分别是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，也就是说，N进制数的基数就是N。N进制数计数规律就是“逢N进一”。2.常用进制与十进制相互转换（1）常用进制①十进制有十个数码：0、1、┅┉9；逢十进一（基数为十）；可展开为以10为底的多项式。=3102+3101+3100+310-1+310-2权(333.33)10例如：（1）常用进制②二进制只有两个数码：0、1；逢二进一（基数为2）；可展开为以2为底的多项式。=122+121+120+12-1+12-2权(111.11)10例如：2.常用进制与十进制相互转换（1）常用进制③八进制由0~7,八个数码构成；逢八进一（基数为8）；可展开为以8为底的多项式。2.常用进制与十进制相互转换（1）常用进制④十六进制由数码：0～9、及字母A、B、C、D、E、F构成；逢十六进一（基数为16）；可展开为以16为底的多项式。2.常用进制与十进制相互转换(2)不同数制间的相互转换①二进制数转换成十进制数二进制转换成十进制时，只要将它们按权展开，求出各加权系数的和，便得到相应进制数对应的十进制数。DDB)375.5()2120212021()01.101(21012例如：(2)不同数制间的相互转换②十进制数转换成二进制数将十进制数的整数部分转换为二进制数采用“除2取余法”。例如：19918148112024010011（19）D＝（）B演算示例3.编码建立代码与特定对象之间一一对应关系的过程就称为编码。如人们的身份证号码、学生在学校的学号等，这些号码只用于表示不同的人员，并不表示数值的大小。在编码时必须遵循一定的规则，这些规则就称为码制。例如，一位十进制数0~9十个数码，用四位二进制数表示时，其代码称为二——十进制代码，简称BCD代码。十进制数01234567898421BCD码0000000100100011010001010110011110001001十进制数与8421BCD码的对应关系将十进制数转换成8421码的方法是：将每一位十进制数用四位二进制代码表示，按位转换。例如（854）10=（100001010100）8421BCD。三.逻辑门电路基本逻辑门复合逻辑门能实现逻辑运算的电路称为门电路，用基本的门电路可以构成复杂的逻辑电路，完成任何逻辑运算功能，这些逻辑电路是构成计算机及其他数字系统的重要基础。TTL门电路其它功能的TTL门电路1.基本逻辑门（1）与门演示实验：探究灯泡的亮、灭与开关断和合的关系。“与”门逻辑示意图规定闭合为“1”，断开“0”，灯亮“1”，灯灭“0”000101110100ABY220V+-Y1.基本逻辑门（1）与门输入A与输入B均是高电势时，输出Y才是高电势的逻辑电路叫做“与”门。与门电路：逻辑函数：Y=A•B逻辑符号：YAB&•两个输入，一个输出•分析电路，（围绕导通与否，先看输入，再分析输出）•确定逻辑关系，Y=AB（2）或门“与”门逻辑示意图真值表BY220VA+-Y=A+BABY000111110110逻辑符号ABY1逻辑函数规定闭合为“1”，断开“0”，灯亮“1”，灯灭“0”真值表Y220VA+-R101AY0逻辑函数：Y=A逻辑符号1AY（3）非门与门&ABCY&ABC与非门00010011101111011001011101011110ABYC真值表Y=ABC1Y非门2.复合逻辑门----与非门或非门1Y非门00010010101011001000011001001110ABYC真值表或门ABC1或非门YABC1Y=A+B+C2.复合逻辑门2.复合逻辑门（3）异或门能够实现“异或”逻辑关系的电路均称为“异或门”。异或门可由非门、与门和或门组合而成。逻辑函数：逻辑符号：•当两个变量取值相同时，运算结果为0；当两个变量取值不同时，运算结果为1。BABAY＋＝BAABY=13.TTL门电路TTL集成逻辑门电路是指晶体管—晶体管逻辑门电路，它的输入和输出端都是由三极管组成。与分立元件相比，具有速度快、可靠性高和微型化等优点，目前分立元件电路已被集成电路替代。输入中间级输出TTL与非门电路图T5YR3R5ABCR4R2R1T3T4T2+5VT1E2E3E1B等效电路C多发射极三极管00010011101111011001011101011110ABYC真值表Y=ABCY&ABC逻辑符号3.TTL门电路3.TTL门电路常用TTL集成门4.其他常用TTL门电路(1)集电极开路门电路（OC门）(2).三态输出门（TSL）在实际应用中，有时要将n个门电路的输出端连接在一起，称为“线与”。试分析：当其中一个F2输出为低电平，另一个F1输出为高电平时会出现什么状况？图aF1F2ii过大一方面会使与非门F2的输出低电平状态受到破坏（使L2=1）；另一方面会使与非门F1的T3管烧坏。所以，实际应用中这种接法是不允许的。◆问题的解决使用集电极开路的TTL门电路，又称“OC门”◆OC门的逻辑符号◆OC门线与的应用CDABCDABL（2）三态门◆什么是三态门除0、1外还有第三种状态——高阻抗状态◆三态门的特点高阻抗状态时的输出阻抗非常大，输入与输出视为开路，对外电路不起任何作用◆三态与非门的原理示意图及其符号主要应用在计算机的数据总线上，构成单向总线和双向总线。TTL门使用常识一般情况下，集成芯片的左上角的管脚为电源，右下角的管脚为地。在使用TTL集成门电路时，要注意闲置输入端的处理，对于与非门的闲置输人端可直接接电源电压VCC，或通过1～10k的电阻接电源VCC，或非门不使用的闲置输人端应接地，对与或非门中不使用的与门至少有一个输入端接地。电源电压不能超出规定范围，一般门电路电压为5V±10%。如果不是OC门，输出端不允许直接连在一起，也不允许接高电平或地。焊接时烙铁功率不能超过25W。最好采用集成块插座，便于调试。禁止带电插排拔集成块。5.MOS系列门电路CMOS非门电路CMOS与非门CMOS或非门工作原理A为高电平，T1截止T2导通，L为低电平，符合非逻辑关系。工作原理A、B同为高电平时T1、T2截止，T3、T4导通，L为低电平，符合与非逻辑关系。反之亦然。工作原理请自行分析CMOS集成门电路使用注意事项焊接CMOS集成电路时，所使用的电烙铁必需良好接地，焊接时间不得超过5秒。最好使用20~25W内热式电烙铁和502环氧助焊剂。在接通电源的情况下，不应装拆CMOS集成电路。凡是与CMOS集成电路接触的工序，使用的工作台及地板严禁铺垫高绝缘的板材（如橡胶板、玻璃板、有机玻璃、胶木板等），应在工作台上铺放严格接地的细钢丝网或铜丝网，并经常检查接地可靠性。CMOS集成门电路上所有空闲的输入端不允许悬空，必须按照逻辑要求接VDD或VSS，并且要接触良好，否则不仅会造成逻辑混乱，而且容易损坏器件。电源电压不超过额定电源电压的0.3V。项目九组装声光控楼道灯(1)静态功耗低（每门只有0.01mW,TTL每门10mW)(2)抗干扰能力强(3)扇出系数大(4)允许电源电压范围宽(3~18V)(1)速度快(2)抗干扰能力强(3)带负载能力强技能训练-----门电路功能的测试信号发生器（多用仪）数字电路实验箱74LS00、74LS04、74LS32集成块训练所需仪器及元器件按照图9-18所示连接逻辑功能测试电路把实验结果填入表9-5中技能训练-----与非门电路电压传输特性测试CDE01231234Ui/VUO/V&+5VUiUoVVAB技能训练-----与非门电路电压传输特性测试CDE01231234Ui/VUO/V&+5VUiUoVVAB技能训练-----与非门电路电压传输特性测试CDE01231234Ui/VUO/V&+5VUiUoVVAB项目九组装声光控楼道灯技能训练-----与非门电路电压传输特性测试CDE01231234Ui/VUO/V&+5VUiUoVVAB技能训练-----与非门电路电压传输特性测试CDE01231234Ui/VUO/V&+5VUiUoVVABABCDE典型为3.6V典型为0.3VUOHUOLUOH:输出高电平UOL:输出低电平UO/V01231234Ui/V技能训练-----与非门电路电压传输特性测试UOFFUONUON是保证输出为额定低电平时所对应的最小输入高电平电压。UOFF是保证输出为额定高电平的90%时所对应的最大输入低电平电压。四.逻辑函数化简1.逻辑变量与逻辑函数逻辑变量：字母A、B、F……逻辑函数：表达式F=A·B……F=A·B2.逻辑代数的基本公式（1）0110（2）111000（3）1·0=0·1=0；1+0=0+1=1（4）0·0=0；1+1=1（5）如果A≠0则A=1；如果A≠1则A=0。3.逻辑代数的基本定律有：（1）交换律A·B=B·A；A+B=B+A（2）结合律A（BC）=（AB）C；A+（B+C）=（A+B）+C（3）分配律A（B+C）=AB+AC；A+BC=（A+B）（A+C）（4）01律1·A=A；A+0=A0·A=0；A+1=1（5）互补律0AA1AA（6）重叠律A·A=A；A+A=A（8）反演律—摩根定律BABA（7）还原律AABABA4.逻辑函数的代数化简法（1）吸收法AABA利用公式，吸收掉多余的项，例如：AEBDBCAEABDABCAAY＝＋＋＋＝＋＋＋＝)1(（2）消去法BABAA利用公式，消去多余的因子，例如：CBAABCBCAAB)(CABCABAB4.逻辑函数的代数化简法（3）并项法1AA利用公式，将两项合并为一项，并消去一个变量，例如：ABBCBBCABBCAABBCAY＝＋＋＋＝＋＋＋＝)()(项目九组装声光控楼道灯4.逻辑函数的代数化简法（4）配项法)