第6部分数字电路课件.ppt

1、总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 。tt 这里的这里的“0”和和“1”不代表数值的大小，只不代表数值的大小，只表示两种对立的状态。表示两种对立的状态。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 数字电路中，数字信号只有高、低电平两种状态。在其数字电路中，数字信号只有高、低电平两种状态。在其作用下，半导体二极管和三极管多数工作在开关状态。所作用下，半导体二极管和三极管多数工作在开关状态。所以数字电路的基本单元电路比较简单，对元件的

2、精度要求以数字电路的基本单元电路比较简单，对元件的精度要求不高，允许有一定的误差，这就使得数字电路适宜于集成不高，允许有一定的误差，这就使得数字电路适宜于集成化、大批量生产。化、大批量生产。数字信号用两个相反的状态来表示，只有环境干扰很强数字信号用两个相反的状态来表示，只有环境干扰很强时，才会使数字信号发生变化。因此，数字电路的抗干扰时，才会使数字信号发生变化。因此，数字电路的抗干扰能力很强，工作稳定可靠。能力很强，工作稳定可靠。当今汽车检测电路广泛采用了数字电路当今汽车检测电路广泛采用了数字电路。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 数码为：数码为：09；基数是基数是10。进位规

3、则：进位规则：逢十进一，即：逢十进一，即：9110。十进制数的按权展开式十进制数的按权展开式：各位数值之和的形式：各位数值之和的形式(1860)101103 810261010100103、102、101、100 称为十进制的权。称为十进制的权。各数位的权是各数位的权是10的幂的幂。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 数码为：数码为：0、1；基数是基数是2。进位规则：进位规则：逢二进一，即：逢二进一，即：1110。二进制数的权展开式：二进制数的权展开式：各位数值之和的形式各位数值之和的形式(1001)2123 02202112023、22、21、20 称为二进制的权。称为二进制的

4、权。各数位的权是各数位的权是2的幂的幂。二进制数只有二进制数只有0和和1两个数码，它的每一位都可以用电子元件两个数码，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。来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1001232(9)2222)(10011001如：如：总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回数字系统只能处理二进制信息，不能处理非二进制信数字系统只能处理二进制信息，不能处理非二进制信息如十进制数码、字母、符号、文字图形等。息如十进制数码、字母、符号、文字图形等。：非二进制信息，非二进制信息，这

5、些有特定意义的二进制数这些有特定意义的二进制数用二进制代码表示信息的方法用二进制代码表示信息的方法 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 能按照一定的条件能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过，具有开关的作用，因此称为门去控制信号的通过或不通过，具有开关的作用，因此称为门电路。电路。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回&ABYY=A B=AB 有有“0”出出“0”，全全“1”出出“1”ABY 000010111100是指由是指由0和和1组成的、组成的、反映某种逻辑关系的表格反映某种逻辑关系的表格 00001000111

6、1总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回外引脚和逻辑符号外引脚和逻辑符号 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回。1ABYY=A+B 有有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”ABY000011111101000 110 101 111 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回外引脚和逻辑符号外引脚和逻辑符号 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 有有“0”出出“1”，有有“1”出出“0”1AYY=AAY10 01 1 010总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回外引脚和逻辑符号外引脚和逻辑符号 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回

7、复合逻辑门是由与、或、非三种基本逻辑门组合而成的。复合逻辑门是由与、或、非三种基本逻辑门组合而成的。最常用的有与非门和或非门两种最常用的有与非门和或非门两种。&ABYY1BY&AY=A B=AB 有有“0”出出“1”，全，全“1”出出“0”001011101ABY110总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回外引脚和逻辑符号外引脚和逻辑符号 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 1ABYY1BY1AY=A+B有有“1”出出“0”，全，全“0”出出“1”ABY001010100110总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回外引脚和逻辑符号外引脚和逻辑符号 总目录总目录

8、上页上页章目录章目录下页下页返回返回 其作用：在开关的其作用：在开关的控制下，产生门锁控控制下，产生门锁控制信号以驱动执行机制信号以驱动执行机构动作，完成门锁的构动作，完成门锁的开关动作。开关动作。门锁控制系统的控制电路门锁控制系统的控制电路 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 通过门锁开关控制。当钥匙插入门锁开关并旋向锁止位通过门锁开关控制。当钥匙插入门锁开关并旋向锁止位置时，非门置时，非门h输入低电平，输出高电平；或门输入低电平，输出高电平；或门m输出高电平，输出高电平，发出锁止信号，驱动门锁电机将车门锁死。相反，当车门钥发出锁止信号，驱动门锁电机将车门锁死。相反，当车门钥匙

9、旋向解锁位置时，非门匙旋向解锁位置时，非门i输入低电平，输出高电平；或门输入低电平，输出高电平；或门l输出高电平，发出解锁信号，驱动电机打开车门。输出高电平，发出解锁信号，驱动电机打开车门。正常开关车门也可通过车内门锁开关完成。当车内门锁正常开关车门也可通过车内门锁开关完成。当车内门锁控制开关扳向锁止或解锁位置时，或门控制开关扳向锁止或解锁位置时，或门m和和l也会发出相应也会发出相应的控制信号，并驱动电机开关车门。的控制信号，并驱动电机开关车门。当驾驶员将点火钥匙遗忘在点火开关内，准备锁车时，点火当驾驶员将点火钥匙遗忘在点火开关内，准备锁车时，点火钥匙检测开关闭合，非门钥匙检测开关闭合，非门a

10、输入低电平，输出高电平，在其他输入低电平，输出高电平，在其他开关均正常时，与门开关均正常时，与门c、g均输出高电平，或门均输出高电平，或门l输出高电平，输出高电平，发出解锁信号，车门无法关闭，提醒驾驶员取出点火钥匙。发出解锁信号，车门无法关闭，提醒驾驶员取出点火钥匙。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回，；（2）在触发信号的作用下，在触发信号的作用下，总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回当当S=R=1时，时，触发器状态触发器状态保持保持不变。不变。当当S=1、R=0时，时

11、，Q=0、Q=1 R称为直接置称为直接置0端（直接复位端）端（直接复位端）当当S=0、R=1时，时，Q=1、Q=0 S称为直接置称为直接置1端（直接置位端）端（直接置位端）当当S=R=0时，时，Q=Q=1，总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回SRQnQn+1逻辑功能逻辑功能01011置置110010置置0110101保持保持0001同时取消后状态不定同时取消后状态不定 次态：次态：总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 约束条件约束条件11RSQRSQnn次态次态与与及现态及现态之间的逻辑关系式之间的逻辑关系式存在问题：存在问题：因为没有时钟控制端，因此多个基本触发器因为

12、没有时钟控制端，因此多个基本触发器工作时，很难做到协调一致。工作时，很难做到协调一致。解决方法：解决方法：使用同步触发器使用同步触发器总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回互补输出端互补输出端总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回。c)S=R=0b)S=0、R=1a)S=1、R=0d)当时钟由当时钟由 1变变 0 后，后，触发器置触发器置触发器置触发器置触发器触发器原态原态总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回CPSRQnQn+1逻辑逻辑功能功能110011置置101010置置0000101保持保持1101不定不定 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回

13、 （约约束束条条件件）01SRQRSQnn在在CP=1期间，输出随输入变化，若输入信号期间，输出随输入变化，若输入信号受到干扰发生多次错误变化，输出也会发生多次错误翻受到干扰发生多次错误变化，输出也会发生多次错误翻转，称为触发器的空翻现象。因此，同步转，称为触发器的空翻现象。因此，同步RS触发器主要触发器主要用于数据的寄存，不能用于计数、移位寄存和存储器等用于数据的寄存，不能用于计数、移位寄存和存储器等电路中。电路中。为了解决空翻问题，要求触发器只能在时钟为了解决空翻问题，要求触发器只能在时钟信号的边沿到来时翻转，于是产生了边沿触发器。信号的边沿到来时翻转，于是产生了边沿触发器。总目录总目录上

14、页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 在其内部有两个相同的在其内部有两个相同的JK触发器，均为下降沿触发。触发器，均为下降沿触发。每个都有每个都有数据输入端数据输入端J、K，预置数据端预置数据端SD、RD，时钟时钟端端CP及互补及互补输出输出Q、Q。每个触发器的符号如。每个触发器的符号如b所示。所示。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回下下降降沿沿有有效效）CPQKQJQnnn(1 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 数据输入

15、端数据输入端时钟触发端时钟触发端预置数据端预置数据端互补输出互补输出 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回上上升升沿沿有有效效）CPDQn(1 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回D触发器构成的触发器构成的T 触发器触发器JK触发器构成的触发器构成的T 触发器触发器总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回有有效效沿沿到到来来时时有有效效）CPQTQTQnnn(1 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回JK触发器构成的触发器构成的T 触发器触发器D触发器构成的触发器构成的T 触发器触发器总目录总目录上页上页

16、章目录章目录下页下页返回返回有有效效沿沿到到来来时时有有效效）CPQQnn(1 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回按功能分按功能分总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 00000123 QQQQ。01230123DDDDQQQQ。000011011101触发器状态不变触发器状态不变总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回清零清零00寄存数码寄存数码1101从高位到低位从高位到低位依次输入依次输入3214总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回007658输出输出总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回

17、返回(1)总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回(2)分析方法分析方法总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回加清零脉冲使各触发器置加清零脉冲使各触发器置01010FF0由由1变变 0 翻转翻转FF1由由1变变 0 翻转翻转1010总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 。在未加触发脉冲前，。在未加触发脉冲前，电路处于稳定状态；在触发脉冲作用下，电路由稳定状态电路处于稳定状态；在触发脉冲作用下，电路由稳定状态翻转为暂稳态，停留一段时间后，电路又自动返回稳定状翻转为暂稳态

18、，停留一段时间后，电路又自动返回稳定状态。态。又称为又称为接通电源后，不需接通电源后，不需外加触发信号，就能产生矩形波输出。由于矩形波中含外加触发信号，就能产生矩形波输出。由于矩形波中含有丰富的谐波，故称为多谐振荡器。有丰富的谐波，故称为多谐振荡器。是一种常用的脉冲波形发生器是一种常用的脉冲波形发生器,触发器和计触发器和计数器中的时钟脉冲一般是由多谐振荡器产生的。数器中的时钟脉冲一般是由多谐振荡器产生的。一般用做整形、定时及延时。一般用做整形、定时及延时。总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回5 18V总目录总目录上页上页章目录章目录

19、下页下页返回返回。R001导通导通总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 RD=1UR1UR200011导通导通总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 RD=1UR2UR111100截止截止总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回RD=1UR2UR111保保持持保持保持保保持持保保持持总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回由由555定时器外接定时器外接R、C 组成。组成。2端为触发脉冲输入端端为触发脉冲输入端3端为输出端端为输出端总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 1/3 UCC1101导通导

20、通1触发脉冲触发脉冲到来之前到来之前放电放电10截止截止2/3 UCC00触发脉冲触发脉冲到来之前到来之前始终为始终为0态态0总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回1单稳态触发器的工作原理单稳态触发器的工作原理 2/3 UCC0充电中充电中虽然触发脉冲虽然触发脉冲消失消失1/3 UCC1导通导通放电，为下一次触发做好准备放电，为下一次触发做好准备但充电继续进行但充电继续进行10总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回根据上述分析可画出工作波形：根据上述分析可画出工作波形：根据波形可知，根据波形可知，输出脉冲宽度取决于输出脉冲宽度取决于电容电容充电时间常数充电时间常数，它它们之

21、间的关系可用下式表示：们之间的关系可用下式表示：总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回单稳态触发器的工作原理说明单稳态触发器的工作原理说明 uI=01/3UCC uo=0uCuo总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回单稳态触发器的一般应用单稳态触发器的一般应用 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回单稳态触发器的一般应用单稳态触发器的一般应用 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回2单稳态触发器在汽车电子电路中的应用单稳态触发器在汽车电子电路中的应用转速转速感应感应线圈线圈断电断电器触器触点点限幅限幅 电路电路滤波滤波 电容电容单稳单稳态触态触发器发器转

22、速转速表表总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回2单稳态触发器在汽车电子电路中的应用单稳态触发器在汽车电子电路中的应用发动发动机转机转动时动时断电断电器触器触点点P0做做开开合动合动作产作产生触生触发脉发脉冲冲触发器触发器输出正脉冲输出正脉冲VD截止截止经限幅、滤波后，经限幅、滤波后，触发单稳态触发器触发单稳态触发器转速表转速表流过电流流过电流总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回2单稳态触发器在汽车电子电路中的应用单稳态触发器在汽车电子电路中的应用发动发动机转机转速升速升高时，高时，断电断电器触器触点点P0产生产生的脉的脉冲频冲频率增率增大大触发器触发器输出正脉冲输出正脉

23、冲的频率也增加的频率也增加转速表转速表电流值也随之增大电流值也随之增大总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回设接通电源设接通电源时电路处于时电路处于第一暂稳态第一暂稳态10截止截止充电充电012/3 UCC导通导通放电放电01101电路进入电路进入第二暂稳态第二暂稳态电路返回电路返回第一暂稳态第一暂稳态1多谐振荡器的工作原理多谐振荡器的工作原理总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回CRRtp)(7.0211 CRtp227.0 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回CRRttT)2(7.021P2P1 振振荡荡周周期

24、期：CRRTf)2(43.11:21 振振荡荡频频率率2121P2P1P12RRRRtttD 输输出出波波形形占占空空比比：总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回.uC.+UCC4876213CR1R25.水位正常情况下，电容水位正常情况下，电容C被短接，扬声器不发音；水位被短接，扬声器不发音；水位下降到探测器以下时，多谐振荡器开始工作，扬声器发出下降到探测器以下时，多谐振荡器开始工作，扬声器发出报警。报警。多谐振荡器的一般应用多谐振荡器的一般应用 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回、总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 磁磁控控开开关关开关管开关管充放电元件充放电元件复合开关管复合开关管开关管开关管多谐振荡器多谐振荡器晶闸管晶闸管电电源源开开关关总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回 总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回总目录总目录上页上页章目录章目录下页下页返回返回