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1、单元四 汽车数字电路,建议学时：12课时,单元一 数字电路基础知识任务一 数制与码制 任务二 基本逻辑门电路 任务三 组合逻辑电路 任务四 汽车上的集成电路模块二 实 验 实验一 汽车尾灯数字控制电路制作 实验二 集成电路控制转向闪光器的测试,单元一 数字电路基础知识,【模块说明】 本模块包括数制与码制、基本逻辑门电路、组合逻辑电路、汽车上的集成电路四个任务。【模块目标】： 1理解数制、码制和逻辑门电路的概念； 2简单叙述逻辑符号、逻辑表达式、真值表的含义，并说明其使用方法； 3会进行常用集成门电路的逻辑功能分析，应用管脚排列、识别； 4能简单分析、解决一些实际数字电路问题。,任务一 数制与码
2、制,【学习目标】 1理解模拟信号与数字信号的基本概念及其区别； 2掌握数制的基本知识，掌握数制之间的转换方法。,【学习内容】,一、模拟与数字,二、数制,单元一 数字电路基础知识,随着汽车电气化程度的提高，汽车上已经出现越来越多的数字化元件，除了电控系统所使用的电子控制模块（ECU），其内部全以数字方式处理信号外，许多传感器也制成数字输出信号，如霍尔效应转速传感器，ECU也能控制更多的数字型执行器，如步进电动机。 以数字方式处理信号具有速度快、准确以及处理信息量大等优点。,任务引入,【任务引入】,单元一 数字电路基础知识任务一,一、模拟与数字,模拟信号：指某一时间范围内的连续性变化 。,数字信号
3、：则只会在高、低两种状态之间变换，如果电压和电流信号在时间上和幅度上都是不连续变化的脉冲信号 ）信号。,u,u,模拟信号波形,数字信号波形,t,t,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。,【知识链接】,单元一 数字电路基础知识任务一,热敏电阻传感式水温表,汽车上的热敏电阻式水温传感器，输入的信号是随着水温度变化而连续变化的水温信号。此信号为模拟信号。,单元一 数字电路基础知识任务一,光电式点火信号发生器,汽车上的光电式信号发生器，输出的信号是遮光盘不断通过光电耦合器而产生的“有”或“无”（透光或遮光）的规律变化的脉冲信号,单元一 数字
4、电路基础知识任务一,数字电路的的特点与分类,（1）工作信号是二进制的数字信号，在时间上和数值上是离散的（不连续），反映在电路上就是低电平和高电平两种状态（即0和1两个逻辑值）。 （2）在数字电路中，研究的主要问题是电路的逻辑功能，即输入信号的状态和输出信号的状态之间的关系。 （3）对组成数字电路的元器件的精度要求不高，只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可。,单元一 数字电路基础知识任务一,二 数制,单元一 数字电路基础知识任务一,数码为：09；基数是10。 运算规律：逢十进一，即：9110。 十进制数的权展开式：,1、十进制, , , , ,103、102、101、100称为十进制的权
5、。各数位的权是10的幂。,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，称权展开式。,即：(5555)105103 510251015100,又如：(209.04)10 2102 0101910001014 102,单元一 数字电路基础知识任务一,2、二进制,数码为：0、1；基数是2。 运算规律：逢二进一，即：1110。 二进制数的权展开式： 如：(101.01)2 122 0211200211 22 (5.25)10,加法规则：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10 乘法规则：0.0=0， 0.1=0 ，1.0=0，1
6、.1=1,运算规则,各数位的权是的幂,二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。,单元一 数字电路基础知识任务一,3、数制转换,二进制转换成十进制的方法：将非十进制数按展开式展开，然后相加，就可以得出结果,例1：（11011)2( )10 解： (11011)21241230221211202412312112012-2(27)10,十进制数转换成二进制数。较常用的方法是“2的连续除法”，也就是将十进制数连续除以2，然后保留每一次的余数，如此重复，知道商为0为止。余数所代表的数列便是二进制数,单元一 数字电路基础知识任务一,现以18
7、为例，其转换过程如下,2 18余数0a02 9余数1a12 4余数0a22 2余数0a32 1 余数1a40,由下往上读出二进制数。 所以 (18)10=(10010)2,单元一 数字电路基础知识任务一,课堂小结,本节主要讲述了模拟与数字信号的概念、二进制与十进制的概念及其数制之间的转换方法,作业布置,完成任务后的学后测评，并将简答题写在作业本上。,任务二 基本逻辑门电路,一 与逻辑和与门电路,二 或逻辑和或门电路,三 非逻辑和非门电路,【学习内容】,单元一 数字电路基础知识 任务二基本逻辑门电路,任务二 基本逻辑门电路,【学习目标】,1理解基本逻辑电路的知识；2掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑
8、符号、真值表和逻辑表达式。,单元一 数字电路基础知识 任务二基本逻辑门电路,数字电路的输出状态与各输入状态之间的关系称为逻辑关系，因此数字电路又称为逻辑电路。本书介绍这些逻辑门时，以“1”代表逻辑上的“真”，以“0”代表逻辑上的“假”。基本的逻辑关系仅有三种，即：与、或、非,在汽车控制电路中，常用到基本逻辑门电路。例如，由非门（反相器）构成的多谐震荡电路，常被用来产生震荡信号。下面我们一起学习基本逻辑电路,所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因果关系)，所以门电路又称为逻辑门电路。,【任务引入】,任务二 基本逻辑门电路,单元
9、一 数字电路基础知识 任务二基本逻辑门电路,一 与门电路,1、与逻辑（与运算）,与逻辑的定义：仅当决定事件（Y）发生的所有条件（A，B，C，）均满足时，事件（Y）才能发生。表达式为：,开关A，B串联控制灯泡Y,单元一 数字电路基础知识 任务二基本逻辑门电路,两个开关必须同时接通，灯才亮。逻辑表达式为：,A、B都断开，灯不亮。,A断开、B接通，灯不亮。,A接通、B断开，灯不亮。,A、B都接通，灯亮。,单元一 数字电路基础知识 任务二基本逻辑门电路,这种把所有可能的条件组合及其对应结果一一列出来的表格叫做真值表。,将开关接通记作1，断开记作0；灯亮记作1，灯灭记作0。可以作出如下表格来描述与逻辑关
10、系：,功能表,实现与逻辑的电路称为与门。与门的逻辑符号：,真值表,逻辑符号,单元一 数字电路基础知识 任务二基本逻辑门电路,二、或门电路,或逻辑的定义：当决定事件（Y）发生的各种条件（A，B，C，)中，只要有一个或多个条件具备，事件（Y）就发生。表达式为：,开关A，B并联控制灯泡Y,单元一 数字电路基础知识 任务二基本逻辑门电路,两个开关只要有一个接通，灯就会亮。逻辑表达式为：,+,A、B都断开，灯不亮。,A断开、B接通，灯亮。,A接通、B断开，灯亮。,A、B都接通，灯亮。,实现或逻辑的电路称为或门。或门的逻辑符号：,Y=A+B,真值表,功能表,逻辑符号,单元一 数字电路基础知识 任务二基本逻
11、辑门电路,3、非门电路,非逻辑指的是逻辑的否定。当决定事件（Y）发生的条件（A）满足时，事件不发生；条件不满足，事件反而发生。表达式为：,开关A控制灯泡Y,单元一 数字电路基础知识 任务二基本逻辑门电路,实现非逻辑的电路称为非门。非门的逻辑符号：,A断开，灯亮。,A接通，灯灭。,真值表,功能表,逻辑符号,单元一 数字电路基础知识 任务二基本逻辑门电路,任务二 基本逻辑门电路,【课堂小结】,【作业布置】,本节主要讲述了与逻辑和与门电路、或逻辑和或门电路、非 逻辑和非门电路的概念及其真值,完成学后测评各题，并将简答题写在作业本上。,单元一 数字电路基础知识 任务二基本逻辑门电路,任务三 组合逻辑门
12、电路,一 与非门,二 或非门,【学习目标】,【学习内容】,1正确描述组合门电路；2掌握组合门电路组成、逻辑符号、逻辑表达式、真值表的含义；3能简单分析电路和解决一些实际问题。,单元一 数字电路基础知识 任务三组合逻辑门电路,任务三 组合逻辑门电路,【任务引入】,汽车上的各种控制电路中，往往将上述的基本门电路组合起来，构成常用的组合逻辑电路，以实现各种控制功能。如将与门、或门、非门经过简单组合，可构成另一些复合逻辑门。,单元一 数字电路基础知识 任务三组合逻辑门电路,一 与非门,下图是典型的“与非门”电路及符号。它由二极管“与”门和三极管“非”门串接而成，故输入与输出之间的关系是“与非”关系,【
13、知识链接】,任务三 组合逻辑门电路,单元一 数字电路基础知识 任务三组合逻辑门电路,“与非门”具有两个或两个以上的输入端，必须所有输入信号都为高电平时，才能输出低电平。从与非门的真值表可以看出，其值恰好与“与”门相反，故称“与非门”。与非门是与和非门的组合。,与非门逻辑表达式为：,任务三 组合逻辑门电路,单元一 数字电路基础知识 任务三组合逻辑门电路,任务三 组合逻辑门电路,单元一 数字电路基础知识 任务三组合逻辑门电路,二 或非门,下图是一个“或非门”电路及其符号，它由一个二极管或门和一个非门组成，相当于或门和非门的组合，因此输入输出之间是“或非”关系,单元一 数字电路基础知识 任务三组合逻
14、辑门电路,只要输入有“1”，输出就为“0”，只有输入全为“0”时，输出才为“1”。也就是说，或非门只辨认所有输入信号均为0的信号。,或非门逻辑表达式为：,任务三 组合逻辑门电路,单元一 数字电路基础知识 任务三组合逻辑门电路,任务三 组合逻辑门电路,单元一 数字电路基础知识 任务三组合逻辑门电路,【课堂小结】,与、或、非是3种基本逻辑关系，也是3种基本逻辑运算。与非、或非是由与、或、非3种基本逻辑运算复合而成的常用逻辑运算。,【作业布置】,完成学后测评题，并将简答题写在作业本上。,单元一 数字电路基础知识 任务三组合逻辑门电路,任务四汽车上集成电路,一 分立元件门电路,二 TTL集成门电路,三
15、 CMOS逻辑门电路,【学习内容】,【学习目标】,1了解汽车专用集成电路的类型和型号；2会进行常用集成门电路的逻辑功能分析和应用管脚排列、识别。,单元一 数字电路基础知识 任务三组合逻辑门电路,任务四汽车上集成电路,【任务引入】,用分立元件构成的门电路在应用时有很多缺点，连线和焊点太多，电路的体积很大，造成电路的可靠性很差。一般只在电子电路中作为补充电路时使用。目前，在数字电路中广泛采用的是集成门电路。数字集成电路只有电源、输入、输出和控制等引线，因此与分立电路相比，数字集成电路成本低、可靠性高且便于安装调试。,单元一 数字电路基础知识 任务三组合逻辑门电路,一 、分立元件门电路,1、二极管与门,Y=AB,单元一 数字电路基础知识 任务三组合逻辑门电路,2、二极管或门,Y=A+B,单元一 数字电路基础知识 任务三组合逻辑门电路,3、三极管非门,uA0V时，三极管截止，iB0，iC0，输出电压uYVCC5V,uA5V时，三极管导通。基极电流为：,iBIBS，三极管工作在饱和状态。输出电压uYUCES0.3V。,
