汽车电工电子技术 教学课件 ppt 作者 刘鸿健 主编第八章 数字电路.ppt

第一节 概述 第二节 基本逻辑门电路 第三节 组合逻辑电路 第四节 触发器 第五节 计数器 第六节 寄存器 第七节 数模与模数转换 学习要求: 掌握常用数制之间的转换，熟悉基本逻辑电路；学会对组合逻辑电路的分析和设计；熟悉触发器、计数器、寄存器的特点；理解数模与模数的转换。 电子技术中将需要处理的电信号分为两类：一类为模拟信号，指在时间上和数值上连续变化的信号；另一类为数字信号，指在时间上和数值上离散的信号（脉冲信号）；处理模拟信号的电路称为模拟电路，处理数字信号的电路称为数字电路。随着数字电路和电子计算机在汽车领域的应用，汽车电子技术已经成为电子工业一个重要的增长点。 本章主要讲述，数字信号、数制编码、基本逻辑门、组合逻辑电路与时序逻辑电路等内容。这些电路是研究汽车电子技术的基础，是工程技术人员实际生产所具备的基本知识。 第一节 概述 一、脉冲信号 数字电路中处理的数字信号是指随时间不连续变化和突变的电信号，称为脉冲信号。脉冲信号波形有多种,如矩形波、尖峰波、三角波、锯齿波等。数字电路中使用的数字信号采用矩形波脉冲。图8-1（a）是矩形脉冲信号的理想形式。矩形脉冲有正脉冲和负脉冲之分，如图8-1(b)、（c）所示，脉冲跃变后的值比初始值高，称为正脉冲；反之，为负脉冲。 矩形脉冲信号的常用参数如下。 (1)脉冲幅度 脉冲信号变化的最大值。 （2）脉冲宽度 脉冲信号上升沿和下降沿的时间间隔。 （3）脉冲频率 单位时间内的脉冲个数。 （4）脉冲周期 周期性脉冲信号相邻两个上升沿（或下 降沿）的时间间隔。 当一个数字电路的工作电压确定后，作为数字信号的矩形脉冲，常用高、低电平描述，分别用逻辑1和逻辑0两种数字来表示，则一组脉冲就可以代表一串用1和0表示的数字量。 二、数制与编码 1.数制 数制即计数的方法。在我们的日常生活中，最常用的是十进制，数字电路中采用的数制有二进制、八进制、十六进制等。 （1）十进制 十进制是最常用的数制。在十进制数中有0，1，…9这10个数码，任何一个十进制数均用这10个数码来表示。计数时以10为基数，逢十进一，同一数码在不同位置上表示的数值不同。为了与其它进制区别，一般在十进制数的后面加字母D表示十进制数。例如： 9876D=9×103+8×102+7×101+6×100 其中，100、101、102、103称为十进制各位的“权”。 对于任意一个十进制整数M，可以用式8-1来表示。 M=±（an×10n-1+an-1×10n-2+…+a2×101+a1×100） （8-1） 上式中a1、a2、…、an-1、an为各位的十进制数码。 （2）二进制 在数字电路中广泛应用的是二进制。在二进制中，只有“0”和“1”两个数码，计数时以2为基数，逢二进一，即1+1=10，同一数码在不同位置所表示的数值是不同的。一般在二进制数的后面加字母B表示二进制数。 对于任何一个二进制整数N，可用式8-2表示。 N=±（Kn×2n-1+Kn-1×2n-2+…+K2×21+K1×20） （8-2） 例如： 1011B=1×23+0×22+1×21+1×20 其中20、21、22、23为二进制数各位的“权”。 （3）二进制数与十进制数之间的转换 数字电路采用二进制比较方便，但人们习惯上用十进制，因此，经常需在两者间进行转换。 a.二进制数转换为十进制数——按权相加法。 例如，将二进制数1111转换成十进制数。 1101B=1×23+1×22+0×21+1×20=8+4+0+1=13D b.十进制数转换为二进制数——除二取余法。 例如，将十进制数29转换为二进制数。 换算结果为29D=11101B。 由以上可以看出，把十进制整数转换为二进制整数时，可将十进制数连续除2，直到商为0，每次所得余数就依次是二进制由低位到高位的各位数字。 （4）十六进制 十六进制数有16个数码0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其中，A～F分别代表十进制的10～15，计数时，逢十六进一。十六进制数通常在末尾加字母H，例如28H、5678H等。十六进制数各位的“权”从低位到高位依次是160、161、162…。例如： 5C4H=5×162+12×161+4×160=1476D 可见，将十六进制数转换为十进制数时，只是按“权”展开即可。 要将十进制数转换为十六进制数时，可先转换为二进制数，再由二进制数转换为十六进制数。例如：