1、l知識目標(biāo)知識目標(biāo) 1、掌握數(shù)字電路的基本概念、掌握數(shù)字電路的基本概念 2、掌握數(shù)字器件的邏輯表達(dá)式、真值表、輸入、掌握數(shù)字器件的邏輯表達(dá)式、真值表、輸入、 輸出波形圖輸出波形圖 l能力目標(biāo)能力目標(biāo) 1、會分析數(shù)字電路、會分析數(shù)字電路 2、能夠查閱有關(guān)數(shù)字電路手冊、能夠查閱有關(guān)數(shù)字電路手冊目錄目錄 9.1 概述概述 9.2 門電路門電路 9.3 觸發(fā)器觸發(fā)器 9.4 數(shù)字電路在汽車電子電路中的應(yīng)用數(shù)字電路在汽車電子電路中的應(yīng)用 9.5 汽車常用集成電路汽車常用集成電路9.1 概述概述u 模擬電路與數(shù)字電路模擬電路與數(shù)字電路u 模擬信號模擬信號9.1 概述概述tt數(shù)字信號數(shù)字信號與電平高、低變化

2、有關(guān)，而與電平的大小關(guān)系不大與電平高、低變化有關(guān)，而與電平的大小關(guān)系不大 用用0、1數(shù)字表示兩種離散狀態(tài)數(shù)字表示兩種離散狀態(tài)。電流“無”，電壓“低” “0”低電平“1”電流“有”，電壓“高”高電平 半導(dǎo)體元件工作在開關(guān)狀態(tài)，分別時半導(dǎo)體元件工作在開關(guān)狀態(tài)，分別時應(yīng)“0、1”數(shù)碼。數(shù)碼。二極管導(dǎo)通截止i=1 、 u=0i=0 、 u=1三極管飽和截止i=1 、 u=0i=0 、 u=1數(shù)字電路點數(shù)字電路點9.1 概述概述 部分汽車傳感器輸出信號類型列表部分汽車傳感器輸出信號類型列表如下：如下：輸出模擬信號的傳感器輸出模擬信號的傳感器輸出數(shù)字信號的傳感器輸出數(shù)字信號的傳感器葉片式空氣流量傳感器葉片

3、式空氣流量傳感器卡門渦旋式空氣流量傳卡門渦旋式空氣流量傳感器感器熱絲式空氣流量傳感器熱絲式空氣流量傳感器曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器水溫傳感器水溫傳感器光電式傳感器光電式傳感器壓力傳感器壓力傳感器霍爾式傳感器霍爾式傳感器節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器舌簧開關(guān)式傳感器舌簧開關(guān)式傳感器浮子可變電阻式液位傳感器浮子可變電阻式液位傳感器各種報警電路的傳感器各種報警電路的傳感器9.1 概述概述l 模擬電路模擬電路 實現(xiàn)模擬信號的產(chǎn)生、放大和變換，主要單元電路是放大器。典實現(xiàn)模擬信號的產(chǎn)生、放大和變換，主要單元電路是放大器。典型信號正弦波型信號正弦波l 數(shù)字電路數(shù)字電路 用來存儲、傳遞和處理數(shù)字信號的電

4、子電路。用來存儲、傳遞和處理數(shù)字信號的電子電路。9.1 概述概述數(shù)制數(shù)制l數(shù)碼：數(shù)制中允許使用的數(shù)值數(shù)碼：數(shù)制中允許使用的數(shù)值l基數(shù)：數(shù)制的基值基數(shù)：數(shù)制的基值l系數(shù)：每個位上的數(shù)碼系數(shù)：每個位上的數(shù)碼l權(quán)權(quán) ：R進(jìn)制數(shù)的第進(jìn)制數(shù)的第i位數(shù)對應(yīng)的權(quán)為位數(shù)對應(yīng)的權(quán)為Ril加權(quán)系數(shù)加權(quán)系數(shù) 系數(shù)系數(shù)權(quán)權(quán)舉例：舉例：12345678909.1 概述概述 兩種計數(shù)方法：兩種計數(shù)方法： 1、位置記數(shù)法、位置記數(shù)法 (N)R=an-1an-2a1a0 . a-1a-2a-m 2、多項式記數(shù)法、多項式記數(shù)法 mm1100111n1nR)( RaRaRaRaRaN1nmiiiRa2006.3122103+01

5、02+0101+6100+310-1+110-2+210-39.1 概述概述10進(jìn)制進(jìn)制 (Decimal Number System) 計數(shù)數(shù)碼：計數(shù)數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8和和9 基基 數(shù)數(shù) ： R=10 計數(shù)規(guī)則：逢計數(shù)規(guī)則：逢10進(jìn)進(jìn)1 ，借，借1當(dāng)當(dāng)10 。如：。如：3+7=10 數(shù)數(shù)N的表示：的表示：(N)10=(N)D=ai10i。：（ 125.68）101102 21015100610-1810-2各數(shù)位的權(quán)是各數(shù)位的權(quán)是10的冪的冪9.1 概述概述2進(jìn)制進(jìn)制(Binary Number System) 計數(shù)數(shù)碼：計數(shù)數(shù)碼： 0和和1 基基 數(shù)數(shù) ： R=2 計

6、數(shù)規(guī)則：逢計數(shù)規(guī)則：逢2進(jìn)進(jìn)1，借，借1當(dāng)當(dāng)2。如：。如：11+111=1010。 數(shù)數(shù)N的表示：的表示：(N)2=(N)B=ai2i：(101.01)2 122 0211200211 22 (5.25)10各數(shù)位的權(quán)是的冪各數(shù)位的權(quán)是的冪9.1 概述概述運算運算規(guī)則規(guī)則加法規(guī)則：加法規(guī)則：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10減法規(guī)則：減法規(guī)則：0-0=0，10-1=1，1-0=1，1-1=0乘法規(guī)則：乘法規(guī)則：0 0=0，0 1=0 ，1 0=0，1 1=1二進(jìn)制二進(jìn)制9.1 概述概述 8進(jìn)制進(jìn)制(Octal Number System) 計數(shù)數(shù)碼：計數(shù)數(shù)碼： 0、1、2、3、4

7、、5、6和和7 基基 數(shù)：數(shù)：R=8 計數(shù)規(guī)則：逢計數(shù)規(guī)則：逢8進(jìn)進(jìn)1，借，借1當(dāng)當(dāng)8。如：。如：3+7=12 數(shù)數(shù)N表示：表示：(N)8=(N)O=ai8i 。 8=23，一位一位8進(jìn)制數(shù)要用進(jìn)制數(shù)要用3位位2進(jìn)制數(shù)來表示。進(jìn)制數(shù)來表示。：(207.04)8 282 0817800814 82(135.0625)10各數(shù)位的權(quán)是各數(shù)位的權(quán)是8的冪的冪9.1 概述概述 16進(jìn)制進(jìn)制(Hexadecimal Number System) 計數(shù)數(shù)碼：計數(shù)數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(=10)、B(=11)、 C(=12)、D(=13)、E(=14)、F(=15) 基基 數(shù)數(shù) ：

8、R=16 計數(shù)規(guī)則：逢計數(shù)規(guī)則：逢16進(jìn)進(jìn)1，借，借1當(dāng)當(dāng)16。如：。如：3+7=A 數(shù)數(shù)N的表示：的表示：(N)16=(N)H=ai16i 16=24， 一位一位16進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù) 要用要用4位位2進(jìn)制數(shù)表示進(jìn)制數(shù)表示：(D8.A)2 13161 816010 161(216.625)10各數(shù)位的權(quán)是各數(shù)位的權(quán)是16的冪的冪9.1 概述概述數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)制轉(zhuǎn)換 1.非十進(jìn)制非十進(jìn)制十進(jìn)制十進(jìn)制方法：將數(shù)碼按權(quán)展開，得出其相加的結(jié)果便為對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。方法：將數(shù)碼按權(quán)展開，得出其相加的結(jié)果便為對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。：(1001.01)2=123+120+12-2=(9.25)10 (32.7)8=381+

9、280+78-1=(26.875)10 (ED.3)16=14161+13160+316-1=(237.1875)109.1 概述概述2.十進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制整數(shù)部分：除整數(shù)部分：除2取余，最后得到的余數(shù)為二進(jìn)制最高位取余，最后得到的余數(shù)為二進(jìn)制最高位小數(shù)部分：乘小數(shù)部分：乘2取整，最先得到的整數(shù)為二進(jìn)制最高位。取整，最先得到的整數(shù)為二進(jìn)制最高位。方法方法：9.1 概述概述 例：將例：將(44.375)10化為二進(jìn)制數(shù)?；癁槎M(jìn)制數(shù)。 2 44 余數(shù) 低位 2 22 0=K0 2 11 0=K1 2 5 1=K2 2 2 1=K3 2 1 0=K4 0 1=K5 高位 0.375 2 整數(shù)

10、 高位 0.750 0=K1 0.750 2 1.500 1=K2 0.500 2 1.000 1=K3 低位整數(shù)部分：整數(shù)部分：小數(shù)部分：小數(shù)部分：所以：所以：(44.375)10(101100.011)2八進(jìn)制、十六進(jìn)制八進(jìn)制、十六進(jìn)制3.二進(jìn)制二進(jìn)制將二進(jìn)制整數(shù)將二進(jìn)制整數(shù)從右向左從右向左 3或或位分為一組位分為一組將每組按二進(jìn)將每組按二進(jìn)制數(shù)向十進(jìn)制制數(shù)向十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換的方法數(shù)轉(zhuǎn)換的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換進(jìn)行轉(zhuǎn)換將二進(jìn)制小數(shù)將二進(jìn)制小數(shù)從左向右從左向右 3或或位分為一組位分為一組將每組按二進(jìn)將每組按二進(jìn)制數(shù)向十進(jìn)制制數(shù)向十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換的方法數(shù)轉(zhuǎn)換的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換進(jìn)行轉(zhuǎn)換 注：整數(shù)左補(bǔ)零，小數(shù)右補(bǔ)零注：

11、整數(shù)左補(bǔ)零，小數(shù)右補(bǔ)零1 1 0 1 0 1 0 . 0 10 00 1 1 0 1 0 1 0 . 0 100 0 (152.2)8 (6A.4)169.1 概述概述4.八進(jìn)制、十六進(jìn)制八進(jìn)制、十六進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制方法：將每位八進(jìn)制數(shù)方法：將每位八進(jìn)制數(shù)(十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù))用用3位位(4位位)二進(jìn)制數(shù)表示二進(jìn)制數(shù)表示。(374.26)8：(AF4.76)16= (1010 1111 0100 . 0111 0110)2= (011 111 100 . 010 110)2編碼編碼 定義：數(shù)字或某種文字和符號來表示某一對象或信號的定義：數(shù)字或某種文字和符號來表示某一對象或信號的過程過程 數(shù)字

12、電路中一般采用二進(jìn)制數(shù)，常用的編碼方法為數(shù)字電路中一般采用二進(jìn)制數(shù)，常用的編碼方法為BCD碼碼 BCD碼：用四位二進(jìn)制數(shù)中的前十個碼碼：用四位二進(jìn)制數(shù)中的前十個碼(00001001)來來 表示十進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)制數(shù)(09 )，去掉，去掉10101111。各位的。各位的 權(quán)值依次為權(quán)值依次為8、4、2、1。10.1 概述概述表表10-3 8421BCD碼碼十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)8421BCD8421BCD碼碼十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)8421BCD8421BCD碼碼0 0000000005 5010101011 1000100016 6011001102 2001000107 7011101113 3001100

13、118 8100010004 4010001009 9100110019.2 門電路門電路 門電路是最基本的邏輯單元。門電路是最基本的邏輯單元。 基本的邏輯門電路有：基本的邏輯門電路有： l與門與門l或門或門l非門非門門電路門電路與門與門 與邏輯關(guān)系：當(dāng)決定一件事情的各個條件全部具備之后，這件與邏輯關(guān)系：當(dāng)決定一件事情的各個條件全部具備之后，這件 事情才會發(fā)生的因果關(guān)系事情才會發(fā)生的因果關(guān)系 電路圖 L=AB E A B Z 功能表功能表接通記作接通記作1，斷開記作，斷開記作0；燈亮記作；燈亮記作1，燈滅記作，燈滅記作0 門電路門電路與邏輯真值表與邏輯真值表 真值表特點真值表特點: 任任0 則

14、則0, 全全1則則110.2 門電路門電路l 函數(shù)式：函數(shù)式：Y=AB =ABl 邏輯符號：邏輯符號： l 波波 形形 圖：圖：l 運算規(guī)則：運算規(guī)則： A BY & 0 0=0 0 1=01 0=0 1 1=1 ABY l 二極管與門電路二極管與門電路 +VCC(+5V) R Y VD1 A VD2 B 高低電平值高低電平值分別為分別為0V,5V A,B輸入端有四種輸入組合輸入端有四種輸入組合 門電路門電路 例：已知輸入與門的輸入信號例：已知輸入與門的輸入信號VA、VB的波形如圖所示，求輸出的波形如圖所示，求輸出F 的信號波形的信號波形 解：解： 當(dāng)當(dāng)B=1V(VB為高電平為高電平)

15、時，時， F=AB=A輸出波形與輸出波形與A相同相同當(dāng)當(dāng)B=0時，時，F(xiàn)=AB=AB=0與門關(guān)閉，與門關(guān)閉，F(xiàn)恒為恒為0門電路門電路或門或門 或邏輯關(guān)系：當(dāng)決定一件事情的幾個條件中，只要有一個或一或邏輯關(guān)系：當(dāng)決定一件事情的幾個條件中，只要有一個或一 個以上條件具備，這件事情就發(fā)生的因果關(guān)系個以上條件具備，這件事情就發(fā)生的因果關(guān)系 電路圖 L=AB E A B Z 功能表功能表門電路門電路真值表真值表特點：有特點：有1出出1,全全0出出0 門電路門電路 函數(shù)式：函數(shù)式：Y=A+B 邏輯符號：邏輯符號： 波波 形形 圖：圖： 運算規(guī)則運算規(guī)則: A B Y 1 A B Y 0+0=0 0+1=1

16、1+0=1 1+1=1 門電路門電路二極管或門電路二極管或門電路 A VD1 B VD2 Y R 高低電平值高低電平值分別為分別為0V,5V A,B輸入端有四種輸入組合輸入端有四種輸入組合 門電路門電路 例例 某廠生產(chǎn)設(shè)備的報警電路，將各種故障的報警信號匯集在一起，某廠生產(chǎn)設(shè)備的報警電路，將各種故障的報警信號匯集在一起，進(jìn)行集中控制。只要有一路故障，即可發(fā)出聲、光信號，使值班進(jìn)行集中控制。只要有一路故障，即可發(fā)出聲、光信號，使值班員能及時進(jìn)行處理。試用邏輯電路實現(xiàn)。員能及時進(jìn)行處理。試用邏輯電路實現(xiàn)。解：電路如下：解：電路如下： 門電路門電路非門非門 非邏輯關(guān)系：決定事件發(fā)生的條件只有一個，條

17、件不具備時事非邏輯關(guān)系：決定事件發(fā)生的條件只有一個，條件不具備時事 件發(fā)生（成立），條件具備時事件不發(fā)生的關(guān)系件發(fā)生（成立），條件具備時事件不發(fā)生的關(guān)系 電路圖 E A Z R 門電路門電路真值表真值表有有1出出0,有有0出出1門電路門電路AY l邏輯符號：邏輯符號：l波形圖：波形圖： l函數(shù)式：函數(shù)式：Y 1 AAY l運算規(guī)則運算規(guī)則：10,01門電路門電路三極管非門三極管非門利用二極管的壓降為利用二極管的壓降為0.7V，保證輸入電壓在，保證輸入電壓在1V以下以下時，開關(guān)電路可靠地截止。時，開關(guān)電路可靠地截止。 門電路門電路復(fù)合門復(fù)合門 將與門、或門和非門組合起來，可構(gòu)成與非門、或非門、與

18、或非門，常稱為復(fù)將與門、或門和非門組合起來，可構(gòu)成與非門、或非門、與或非門，常稱為復(fù)合門電路合門電路 1、與非門、與非門 邏輯表達(dá)式為邏輯表達(dá)式為 Z A B 與非門的邏輯符號 L=A+B & 特點：有特點：有0出出1,全全1出出0門電路門電路 2、或非門、或非門 邏輯表達(dá)式為：邏輯表達(dá)式為：A B Z 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 真值表 Z A B 或非門的邏輯符號 L=A+B 1 有有1出出0,全全0出出1 門電路門電路 3.與或非門與或非門 邏輯表達(dá)式：邏輯表達(dá)式： Z 1 & A B C D 與或非門的邏輯符號 邏輯規(guī)律邏輯規(guī)律: 各組均有各組均有0

19、出出1, 某組全某組全1出出09.3 觸發(fā)器觸發(fā)器觸發(fā)器起到信息的觸發(fā)器起到信息的接收接收、存儲存儲、傳輸傳輸?shù)淖饔谩５淖饔?。觸發(fā)器按其穩(wěn)定工作狀態(tài)可分為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、觸發(fā)器按其穩(wěn)定工作狀態(tài)可分為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（多諧振蕩器）等；無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（多諧振蕩器）等；按照其功能可分為按照其功能可分為 RS RS 觸發(fā)器觸發(fā)器、JK JK 觸發(fā)器觸發(fā)器和和D D 觸發(fā)器觸發(fā)器等。在汽等。在汽車電路中應(yīng)用較多的主要有車電路中應(yīng)用較多的主要有RSRS觸發(fā)器、觸發(fā)器、 D D 觸發(fā)器等。觸發(fā)器等。 觸發(fā)器觸發(fā)器一、一、RS觸發(fā)器觸發(fā)器1.基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器兩個與非門

20、，兩個輸入輸出端，兩個輸出狀態(tài)兩個與非門，兩個輸入輸出端，兩個輸出狀態(tài)復(fù)位端復(fù)位端置位端置位端與非門與非門低電平觸發(fā)低電平觸發(fā) 觸發(fā)器觸發(fā)器（1）SD=0、RD=1 Q=0 。觸發(fā)器處于置位狀態(tài)（。觸發(fā)器處于置位狀態(tài)（1態(tài)）。態(tài)）。 （2）SD=1、RD=0 Q=0Q=0。觸發(fā)器處于復(fù)位狀態(tài)（。觸發(fā)器處于復(fù)位狀態(tài)（0 0 態(tài)）。態(tài)）。（3）SD =RD =l 記憶狀態(tài)記憶狀態(tài)（4）SD=RD=0 不穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定狀態(tài) 觸發(fā)器觸發(fā)器R RD DS SD DQ Q說明說明1 10 01 1置位置位0 01 10 0復(fù)位復(fù)位1 11 1不變不變記憶、復(fù)位記憶、復(fù)位0 00 0不定不定不允許不允許 觸發(fā)器觸發(fā)器2.可控可控RS觸發(fā)器觸發(fā)器為了能有效地控制觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時刻，在為了能有效地控制觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時刻，在基本基本 RS 觸發(fā)器的基觸發(fā)器的基礎(chǔ)上增加由兩個與非門礎(chǔ)上增加由兩個與非門 C和和D 構(gòu)成的構(gòu)成的引導(dǎo)電路引導(dǎo)電路，就組成了，就組成了可控可控RS觸發(fā)器觸發(fā)器 觸發(fā)器觸發(fā)器R RD DS SD DQ Q說明說明0 00 0不變不變記憶記憶復(fù)位復(fù)位1 10 00 0復(fù)位復(fù)位0 01 11 1置位置位1 11 1不定不定不允許不允許其缺點是在時鐘脈沖其缺點是在時鐘脈沖CP=1CP=1的期間，的期間，R R