《汽车电工与电子基础6(数字电路)课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车电工与电子基础6(数字电路)课件（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,单元六 数字电路,2,一、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,3,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：18学时,目录页,前一页,4,一、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,5,1.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
2、同来区分的。,目录页,前一页,6,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,7,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,8,2.数制和码制 1）数制 2）码制,目录页,前一页,9,1）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,10,例题6-1：将（13）10转换为二进制数。,目录页,前一页,11,2）码制 数字电路只认识二进制数
3、，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,12,二、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,13,1. “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,14,1）“与”逻辑关系 “与”逻辑电路举例,目录页,前一页,15,2）“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,1
4、6,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,17,2. “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,18,1）“或”逻辑关系 “或”逻辑电路举例,目录页,前一页,19,2）“或”门电路 “或”门电路和符号 a）电路；b
5、）符号,目录页,前一页,20,3. “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,21,1） “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,22,2）“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,23,4.复合门电路 1）与非门 2）或非门,目录页,前一页,24,1）与非门 与非门电路和符号 a）电路；b）符号,目录页,前一页,25,2）或非门 或非门电路和符号 a）电路；b）符号,目录页,前一页,26,三、集成门电路,1.TTL集成门电路 2.集成门电路的主要参数
6、 3.CMOS门电路 4.TTL门与CMOS门之间的互连,目录页,前一页,27,1.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,28,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,29,1）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,30,2）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
7、电流，T2、T5发射结导通后，T4处于截止状态。,目录页,前一页,31,2.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,32,（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,33,传输延迟时间的定义,目录页,前一页,34,3.CMOS门电路 1）CMOS反相器 2）CMOS传输门和模拟开
8、关 3）门电路使用注意事项,目录页,前一页,35,1）CMOS反相器 （1）电路的组成。 （2）工作原理。,目录页,前一页,36,（1）电路的组成。 COMS反相器,目录页,前一页,37,（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,38,2）CMOS传输门和模拟开关 CMOS传输门,目录页,前一页,39,CMOS双向模拟开关的电路图和逻辑符号,目录页,前一页,40,CD4066引脚和内部结构图,目录页,前一页,41
9、,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,42,（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
10、页,前一页,43,4.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,44,1）TTL电路驱动CMOS电路,目录页,前一页,45,2）CMOS电路驱动TTL电路,目录页,前一页,46,四、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,47,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,48,1.基本RS触发器 1）基本RS触发器的工作原理 2）
11、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,49,基本RS型触发器,目录页,前一页,50,基本RS触发器时序图,目录页,前一页,51,2.钟控RS触发器 1）工作原理 2）功能表示,目录页,前一页,52,钟控RS触发器,目录页,前一页,53,钟控RS触发器的时序图,目录页,前一页,54,3.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,55,74LS112双JK触发器的引脚功能
12、及逻辑符号,目录页,前一页,56,JK触发器的时序图,目录页,前一页,57,4.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,58,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,59,D触发器的时序图,目录页,前一页,60,5.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,61,用D触发器和
13、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,62,五、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,63,1.制动灯故障监测器,目录页,前一页,64,2.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,65,目录页,前一页,门锁控制系统的控制电路,66,控制电路开关布置图,目录页,前一页,67,3.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,68,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,69,
