汽車電工電子技術(shù)8.1

第八章數(shù)字電路基礎(chǔ)1模擬信號(hào)：隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)第一節(jié)門(mén)電路模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)電子電路中的信號(hào)一、數(shù)字信號(hào)正弦波信號(hào)t三角波信號(hào)t2模擬信號(hào)：在時(shí)間上和數(shù)值上連續(xù)的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：在時(shí)間上和數(shù)值上不連續(xù)的（即離散的）信號(hào)。uu模擬信號(hào)波形數(shù)字信號(hào)波形tt對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸、處理的電子線路稱為模擬電路。對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸、處理的電子線路稱為數(shù)字電路。

處理模擬信號(hào)的電路稱為模擬電路。如整流電路、放大電路等，注重研究的是輸入和輸出信號(hào)間的大小及相位關(guān)系。

在模擬電路中，晶體管三極管通常工作在放大區(qū)。

2.脈沖信號(hào)

是一種躍變信號(hào)，并且持續(xù)時(shí)間短暫。尖頂波t矩形波t

處理數(shù)字信號(hào)的電路稱為數(shù)字電路，它注重研究的是輸入、輸出信號(hào)之間的邏輯關(guān)系。

在數(shù)字電路中，晶體管一般工作在截止區(qū)和飽和區(qū)，起開(kāi)關(guān)的作用。脈沖信號(hào)正脈沖：脈沖躍變后的值比初始值高負(fù)脈沖：脈沖躍變后的值比初始值低如：脈沖幅度A脈沖上升沿tr

脈沖周期T脈沖下降沿tf

脈沖寬度tp

脈沖信號(hào)的部分參數(shù)：（1）進(jìn)位制：表示數(shù)值時(shí)，僅用一位數(shù)碼往往不夠用，必須用進(jìn)位計(jì)數(shù)的方法組成多位數(shù)碼。多位數(shù)碼每一位的構(gòu)成以及從低位到高位的進(jìn)位規(guī)則稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制，簡(jiǎn)稱進(jìn)位制。5.2.1數(shù)制與碼制（2）基數(shù)：進(jìn)位制的基數(shù)，就是在該進(jìn)位制中可能用到的數(shù)碼個(gè)數(shù)。（3）位權(quán)（位的權(quán)數(shù)）：在某一進(jìn)位制的數(shù)中，每一位的大小都對(duì)應(yīng)著該位上的數(shù)碼乘上一個(gè)固定的數(shù)，這個(gè)固定的數(shù)就是這一位的權(quán)數(shù)。權(quán)數(shù)是一個(gè)冪。一、數(shù)制數(shù)碼為：0～9；基數(shù)是10。運(yùn)算規(guī)律：逢十進(jìn)一，即：9＋1＝10。十進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開(kāi)式：1、十進(jìn)制５５５５５×１０３＝５０００５×１０２＝５００５×１０１＝５０５×１００＝５

＝５５５５103、102、101、100稱為十進(jìn)制的權(quán)。各數(shù)位的權(quán)是10的冪。同樣的數(shù)碼在不同的數(shù)位上代表的數(shù)值不同。＋任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)都可以表示為各個(gè)數(shù)位上的數(shù)碼與其對(duì)應(yīng)的權(quán)的乘積之和，稱權(quán)展開(kāi)式。即：(5555)10＝5×103

＋5×102＋5×101＋5×100又如：(209.04)10＝2×102

＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4×10－22、二進(jìn)制數(shù)碼為：0、1；基數(shù)是2。運(yùn)算規(guī)律：逢二進(jìn)一，即：1＋1＝10。二進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開(kāi)式：如：(101.01)2＝1×22

＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2

＝(5.25)10加法規(guī)則：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10乘法規(guī)則：00=0，0.1=0，1.0=0，1.1=1運(yùn)算規(guī)則各數(shù)位的權(quán)是２的冪

二進(jìn)制數(shù)只有0和1兩個(gè)數(shù)碼，它的每一位都可以用電子元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，且運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單，相應(yīng)的運(yùn)算電路也容易實(shí)現(xiàn)。

十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制采用除基取余法，先得到的余數(shù)為低位，后得到的余數(shù)為高位。所以：(44)10＝(101100)22、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)圖整數(shù)部分轉(zhuǎn)化示意圖（a）轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)（b）轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)（c）轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)

小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換——乘基取整法。即用該小數(shù)乘以目的數(shù)制的基數(shù)，第一次乘所得整數(shù)作為目的數(shù)小數(shù)部分的最高位，把得到的小數(shù)再乘以該基數(shù)，所得整數(shù)作為目的數(shù)小數(shù)部分的次高位，依次類推。重復(fù)上面的過(guò)程，直至小數(shù)部分為零時(shí)。如圖所示。

用一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示十進(jìn)制數(shù)碼、字母、符號(hào)等信息稱為二進(jìn)制編碼。

用以表示十進(jìn)制數(shù)碼、字母、符號(hào)等信息的一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)稱為代碼。

數(shù)字系統(tǒng)只能識(shí)別0和1，怎樣才能表示更多的數(shù)碼、符號(hào)、字母呢？用編碼可以解決此問(wèn)題。

二-十進(jìn)制代碼：用4位二進(jìn)制數(shù)b3b2b1b0來(lái)表示十進(jìn)制數(shù)中的0~9十個(gè)數(shù)碼。簡(jiǎn)稱BCD碼。

2421碼的權(quán)值依次為2、4、2、1；余3碼由8421碼加0011得到；格雷碼是一種循環(huán)碼，其特點(diǎn)是任何相鄰的兩個(gè)碼字，僅有一位代碼不同，其它位相同。

用四位自然二進(jìn)制碼中的前四個(gè)碼字來(lái)表示十進(jìn)制數(shù)碼，因各位的權(quán)值依次為8、4、2、1，故稱8421碼。2、二進(jìn)制碼

8421BCD碼是常用碼，每一位碼必須用4位二進(jìn)制表示，8421碼的8、4、2、1分別是每一位的權(quán)，是有權(quán)碼。

68.92

01101000.10010010設(shè)8421碼的4位編碼為A3A2A1A0，所代表的十進(jìn)制為X

X=8×A3+4×A2+2×A1+1×A0例：（0110）8421=8×0+4×1+2×1+1×0=（6）10無(wú)權(quán)碼無(wú)權(quán)循環(huán)碼三、常用邏輯門(mén)電路1、與邏輯和與門(mén)電路當(dāng)決定某事件的全部條件同時(shí)具備時(shí)，結(jié)果才會(huì)發(fā)生，這種因果關(guān)系叫做與邏輯。實(shí)現(xiàn)與邏輯關(guān)系的電路稱為與門(mén)。F=AB與門(mén)的邏輯功能可概括為：輸入有0，輸出為0；輸入全1，輸出為1?！啊癋=AB邏輯與（邏輯乘）的運(yùn)算規(guī)則為：與門(mén)的輸入端可以有多個(gè)。下圖為一個(gè)三輸入與門(mén)電路的輸入信號(hào)A、B、C和輸出信號(hào)F的波形圖。2、或邏輯和或門(mén)電路

在決定某事件的條件中，只要任一條件具備，事件就會(huì)發(fā)生，這種因果關(guān)系叫做或邏輯。實(shí)現(xiàn)或邏輯關(guān)系的電路稱為或門(mén)。F=A+B或門(mén)的邏輯功能可概括為：輸入有1，輸出為1；輸入全0，輸出為0。F=A+B邏輯或（邏輯加）的運(yùn)算規(guī)則為：或門(mén)的輸入端也可以有多個(gè)。下圖為一個(gè)三輸入或門(mén)電路的輸入信號(hào)A、B、C和輸出信號(hào)F的波形圖。0+0=00+1=11+0=11+1=13、非邏輯和非門(mén)電路

決定某事件的條件只有一個(gè)，當(dāng)條件出現(xiàn)時(shí)事件不發(fā)生，而條件不出現(xiàn)時(shí)，事件發(fā)生，這種因果關(guān)系叫做非邏輯。實(shí)現(xiàn)非邏輯關(guān)系的電路稱為非門(mén)，也稱反相器。輸入A為高電平1(3V)時(shí)，三極管飽和導(dǎo)通，輸出F為低電平0（0V)；輸入A為低電平0(0V)時(shí)，三極管截止，輸出F為高電平1（3V)。邏輯非（邏輯反）的運(yùn)算規(guī)則為：4、復(fù)合門(mén)電路將與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)組合起來(lái)，可以構(gòu)成多種復(fù)合門(mén)電路。由與門(mén)和非門(mén)構(gòu)成與非門(mén)。（1）與非門(mén)與非門(mén)的邏輯功能可概括為：輸入有0，輸出為1；輸入全1，輸出為0。由或門(mén)和非門(mén)構(gòu)成或非門(mén)。（2）或非門(mén)或非門(mén)的邏輯功能可概括為：輸入有1，輸出為0；輸入全0，輸出為1。由與門(mén)、或門(mén)和非門(mén)構(gòu)成與或非門(mén)。（3）與或非門(mén)（4）異或門(mén)與同或門(mén)在只有兩個(gè)輸入變量的門(mén)電路中，當(dāng)兩個(gè)輸入變量A、B取值不同時(shí)，輸出為1，否則為0。具有這類邏輯關(guān)系的門(mén)電路叫異或門(mén)。在只有兩個(gè)輸入變量的門(mén)電路中，當(dāng)兩個(gè)輸入變量A、B取值相同時(shí)，輸出為1，取值不同時(shí)為0。具有這類邏輯關(guān)系的門(mén)電路叫同或門(mén)。同或和異或邏輯正好相反，即=1異或門(mén)=1同或門(mén)6.1.3TTL集成門(mén)電路三極管—三極管集成邏輯門(mén)電路)

TTL門(mén)電路是雙極型集成電路，與分立元件相比，具有速度快、可靠性高和微型化等優(yōu)點(diǎn)，目前分立元件電路已被集成電路替代。下面介紹集成“與非”門(mén)電路的工作原理、特性和參數(shù)。1、TTL與非門(mén)

與功能是靠多發(fā)射極三極管V1來(lái)實(shí)現(xiàn)，V2與R2、R3組成中間級(jí)，構(gòu)成反相器“非”，V3~V5與R4、R5組成推拉（射極）輸出級(jí)，提高帶負(fù)載能力。①輸入信號(hào)不全為1：如uA=0.3V，

uB=3.6V3.6V0.3V1V則uB1=0.3+0.7=1V，V2、V5截止，V3、V4導(dǎo)通,輸出F為高電平忽略iB3，輸出端的電位為：1。uF≈5―0.7―0.7＝3.6V3.6V3.6V②輸入信