《汽車電工電子》 中職配套PPT課件
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模塊一 數(shù)字電路基礎(chǔ)知識
一、教學目標
1．理解數(shù)制、碼制和邏輯門電路概念；
2. 簡單敘述邏輯符號、邏輯表達式、真值表的含義，并說明其使用方法。
二、課時分配
本項目共4個課題，安排2課時。
三、教學重點
通過本模塊的學習，讓學生理解模擬信號與數(shù)字信號的基本概念及其區(qū)別；掌握數(shù)制的基本知識，掌握數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換方法；理解基本邏輯電路的知識；掌握基本門電路的邏輯功能、邏輯符號、真值表和邏輯表達式；正確描述組合門電路；掌握組合門電路組成、邏輯符號、邏輯表達式、真值表的含義；能簡單分析電路和解決一些實際問題。
四、教學難點
1．會進行常用集成門電路的邏輯功能分析，應用管腳排列、識別；
2．能簡單分析、解決一些實際數(shù)字電路問題。
五、教學內(nèi)容
課題一 數(shù)制與碼制
以數(shù)字方式處理信號具有速度快、準確以及處理信息量大等優(yōu)點。
一、模擬與數(shù)字
1．模擬信號
所謂模擬，是指某一時間范圍內(nèi)的連續(xù)性變化，如果信號是連續(xù)變化的信號，這類信號被稱為模擬信號。
模擬信號
熱敏電阻傳感式水溫表
2．數(shù)字信號
如果電壓和電流信號在時間上和幅度上都是不連續(xù)變化的脈沖信號，這類信號被稱為數(shù)字信號，數(shù)字信號則只會在高、低兩種狀態(tài)之間變換。
數(shù)字信號
光電式點火信號發(fā)生器示意圖
二、數(shù)制
數(shù)制是指數(shù)的表示方法，常用的數(shù)制有十進制和二進制兩種。
1．十進制
十進制數(shù)是在日常生活中人們最熟悉的一種數(shù)制，它有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個數(shù)，在數(shù)量上滿9之后便歸回0，且往前進一位，這就是歸零與進位（10為基數(shù)）。即是“逢十進一”或“借一當十”。
十進制數(shù)的排列意義
從上圖可知，十進制正整數(shù)658可表示為：
658＝6×102＋5×101＋8×100
2．二進制
既然十進制數(shù)如此方便，為什么還要使用二進制呢？
電腦雖然擁有超強的記憶力和高速計算能力，但是它無法了解人類的語言（十進制），它使用的語言是只含有0、1兩個數(shù)的演算方式的二進制數(shù)，其基數(shù)為2，計數(shù)規(guī)則是“逢二進一”或“借一當二”。
如下圖所示
圖416晶體管的雙態(tài)操作
晶體管的雙態(tài)操作
電腦為什么采用二進制計算呢？
（1）易于集成化
電路的輸入、輸出只有兩種狀態(tài)；低電平0和高電平1。
（2）運算簡單且快速
因為只有0、1兩個數(shù)字，不如其他進制復雜，故計算容易且快速。
二進制加法
二進制乘法
（3）便于邏輯推理
電腦不僅做加法、乘法運算，更能夠依據(jù)已知條件來處理邏輯性（真假）的問題。
3．二進制與十進制的轉(zhuǎn)換
二進制轉(zhuǎn)換成十進制的方法：將非十進制數(shù)按展開式展開，然后相加，就可以得出結(jié)果。
接著，我們看看如何將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。較常用的方法是“2的連續(xù)除法”，也就是將十進制數(shù)連續(xù)除以2，然后保留每一次的余數(shù)，如此重復，直到知道商為0為止。余數(shù)所代表的數(shù)列便是二進制數(shù)。
課題二 基本邏輯門電路
所謂門就是一種開關(guān)，它能按照一定的條件去控制信號的通過或不通過。
一、“與”邏輯和“與”門電路
“與”邏輯電路
1．“與”邏輯
當決定某一事件的所有條件都具備時該事件才會發(fā)生，這種因果關(guān)系稱為“與”邏輯關(guān)系。
2．與門電路
二極管組成的與門電路及邏輯符號有兩個輸入端A、B，一個輸出端L?！?
二極管與門電路和邏輯符號
“與門電平表”
“與門”真值表
與門邏輯關(guān)系可概括為：“有0出0，全1出1”，其邏輯表達式為：
L＝A·B＝AB
上式讀作：L等于A與B。
二、“或”邏輯和“或”門電路
1．“或”邏輯
“在決定一件事情的諸條件中，只要具備一個或一個以上的條件，這件事就會發(fā)生”這種邏輯關(guān)系稱為“或”邏輯。
“或”邏輯電路
上圖電路的特點：只要電路中有一個或一個以上的開關(guān)接通，燈泡就會發(fā)亮。
2．“或”門電路
具有“或”邏輯的電路，稱為“或”門電路，簡稱“或”門，如圖（a） 所示，圖（b）是或門的符號。
二極管或門電路和邏輯符號
分析結(jié)果：
或門真值表
上表只要輸入端有一個是高電位1，輸出L就是高電位1。
“或”門邏輯關(guān)系可概括為：“有1出1，全0出0”，其邏輯表達式為：L＝A＋B
上式讀作：L等于A或B。
三、“非”邏輯和“非”門電路
1．“非”邏輯
“非”邏輯關(guān)系就是輸出的狀態(tài)與輸入的狀態(tài)永遠相反，“非”在邏輯上就是否定的意思。
2．“非”門電路
具有“非”邏輯功能的電路叫做“非”門電路，簡稱“非”門，又稱反相器。
二極管非門電路和邏輯符號
“非”門真值表
3．緩沖器
若將兩個“非門”串聯(lián)，可得到一個非非門，又稱緩沖器。
課題三 組合邏輯電路
1．與非門
典型的“與非門”電路及符號由二極管“與”門和三極管“非”門串接而成，故輸入與輸出之間的關(guān)系是“與非”關(guān)系。
與非門電路和符號
其邏輯表達式為：
四個二輸入“與非”門
74LS00真值表
2．或非門
“或非門”電路及其符號由一個二極管或門和一個非門組成，相當于或門和非門的組合，因此輸入輸出之間是“或非”關(guān)系，其特點是： 只要輸入有“1”，輸出就為“0”，只有輸入全為“0”時，輸出才為“1”。也就是說，或非門只辨認所有輸入信號均為0的信號。下表為或非門真表。
其邏輯表達式為：
或非門電路和符號
或非門真值表
74LS02 管腳引腳圖
常用的集成“或非”門電路有74LS02，引腳圖上圖所示，邏輯表達式為： y＝
課題四 汽車上的集成電路
一、TTL集成邏輯門電路
1．類別
TTL是“晶體管—晶體管邏輯電路”的簡稱。TTL系列集成電路有：
① 74
② 74H
③ 74S
④ 74LS
TTL與非門電路
2．TTL與非門電路結(jié)構(gòu)特點
TTL與非門電路由輸入級（實現(xiàn)“與” 功能）、中間級（倒相級）、輸出級組成。
其特點：輸入為低電平，輸出為高電平；輸入全高電平，輸出為低電平。
邏輯表達式：
3．集成電路引腳識別、選用與好壞的判斷
（1）外形常見有三種
圓型金屬外殼封裝、扁平型陶瓷或塑料外殼封裝、雙列直插型陶瓷或塑料封裝。
部分集成電路外形
（2）引腳排列識別
扁平型或雙列直插型集成塊引腳的識別方法是：將集成電路水平放置，引出腳向下，標志對著自己身體一邊，靠近身體右面的第一個腳即為第一引線腳，便可按逆時針方向依次編排引腳號。
集成塊引腳排列圖
（3）故障診斷方法
① 測量法：測量法分為電阻測量法、電壓測量法。
② 波形法
③ 替代法
二、CMOS邏輯門電路
1．CMOS與非門
（1）電路結(jié)構(gòu)
CMOS與非門電路結(jié)構(gòu)圖
（2）工作原理
當A、B端有一端或兩端為低電平時，V1、V2中總有一個或兩個管子截止，而V3、V4中總有一個或兩個管子飽和導通。
（3）真值表，下表所示。
與非門真值表
由表可知，電路滿足“有0出1，全1出0”的邏輯關(guān)系，故為與非門。
（4）邏輯符號與邏輯表達式,如下：
2． CMOS或非門
（1）電路結(jié)構(gòu)
如下圖所示。
CMOS或非門電路結(jié)構(gòu)圖
（2）工作原理
當輸入端有高電平VDD時，V1、V2中總有一個或兩個管子飽和導通，而V3、V4中總有一個或兩個管子截止。
（3）真值表
或非門真值表
由表可知，電路滿足“有1出0，全0出1”的邏輯關(guān)系，故為或非門
（4）邏輯符號與邏輯表達式，如下所示：
六、課后作業(yè)
完成所有課題的學后測評。
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