《汽車電氣系統(tǒng)檢修》課程——第一章 數(shù)字電路基礎(chǔ)-微課

1、廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院房毅卓房毅卓一、數(shù)字電路：傳輸或處理數(shù)字信號(hào)的電路。一、數(shù)字電路：傳輸或處理數(shù)字信號(hào)的電路。二、數(shù)字信號(hào)：二、數(shù)字信號(hào)：數(shù)字信號(hào)是一種二值信號(hào)，用兩個(gè)電平（高電平數(shù)字信號(hào)是一種二值信號(hào)，用兩個(gè)電平（高電平和低電平）分別來表示兩個(gè)邏輯值（邏輯和低電平）分別來表示兩個(gè)邏輯值（邏輯1和邏輯和邏輯0）。）。 圖圖1.1.1 典型的數(shù)字信號(hào)典型的數(shù)字信號(hào)Vt(V)(ms)501020304050三、數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)：三、數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)： （1） 數(shù)字信號(hào)在時(shí)間上和數(shù)值上均是離散的。數(shù)字信號(hào)在時(shí)間上和數(shù)值上均是離散的。 （2）數(shù)字信號(hào)在電路中常表現(xiàn)為突變的）數(shù)字信號(hào)在

2、電路中常表現(xiàn)為突變的電壓或電流電壓或電流。 有兩種邏輯體制：有兩種邏輯體制： 正邏輯體制正邏輯體制規(guī)定：高電平為邏輯規(guī)定：高電平為邏輯1，低電平為邏輯，低電平為邏輯0。 負(fù)邏輯體制負(fù)邏輯體制規(guī)定：低電平為邏輯規(guī)定：低電平為邏輯1，高電平為邏輯，高電平為邏輯0。 如果采用正邏輯，圖如果采用正邏輯，圖1.1.1所示的數(shù)字電壓信號(hào)就成為下圖所示邏所示的數(shù)字電壓信號(hào)就成為下圖所示邏輯信號(hào)。輯信號(hào)。 四、正邏輯與負(fù)邏輯四、正邏輯與負(fù)邏輯邏輯0邏輯1邏輯0邏輯1邏輯0 五、數(shù)字信號(hào)的主要參數(shù)五、數(shù)字信號(hào)的主要參數(shù) 一個(gè)理想的周期性數(shù)字信號(hào)，可用以下幾個(gè)參數(shù)來描繪：一個(gè)理想的周期性數(shù)字信號(hào)，可用以下幾個(gè)參數(shù)

3、來描繪： Vm信號(hào)幅度。信號(hào)幅度。 T信號(hào)的重復(fù)周期。信號(hào)的重復(fù)周期。 tW脈沖寬度。脈沖寬度。 q占空比。其定義為：占空比。其定義為： %100(%)WTtqVt (ms)0VmwtT 下圖所示為三個(gè)周期相同（圖所示為三個(gè)周期相同（T T=20ms=20ms），但幅度、脈沖寬度及占空比各不相），但幅度、脈沖寬度及占空比各不相同的數(shù)字信號(hào)。同的數(shù)字信號(hào)。汽車汽車CANCAN總線信號(hào)波形總線信號(hào)波形-+-_-o2Ru+RT+RbTCC1R+EEueb2oVRccV+i2uui1uo1課堂練習(xí)( (下面下面3 3個(gè)波形哪一種波形的占空比最大？個(gè)波形哪一種波形的占空比最大？) ) 1.2 1.2 數(shù)

4、數(shù) 制制例例1.2.11.2.1 將二進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù)10011.10110011.101轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。 解：解：將每一位二進(jìn)制數(shù)乘以位權(quán)，然后相加，將每一位二進(jìn)制數(shù)乘以位權(quán)，然后相加，可得可得(10011.101)(10011.101)B B1 12 24 40 02 23 30 02 22 21 12 21 11 12 20 01 12 21 10 02 22 21 12 23 3 （19.625)19.625)D D一、幾種常用的計(jì)數(shù)體制一、幾種常用的計(jì)數(shù)體制 1.1.十進(jìn)制十進(jìn)制(Decimal)(Decimal) 2. 2.二進(jìn)制二進(jìn)制(Binary)(Binary

5、) 3. 3.十六進(jìn)制十六進(jìn)制(Hexadecimal)(Hexadecimal)與八進(jìn)制（與八進(jìn)制（OctalOctal）二、不同數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換二、不同數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換 1 1二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制231152122222余0余1余1余1余10bbbbb01234讀取次序例例1.2.21.2.2 將十進(jìn)制數(shù)將十進(jìn)制數(shù)2323轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。解：解： 用用“除除2 2取余取余”法轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換: : 2.2.十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制則（則（23)23)D D = =（10111)10111)B B十六進(jìn)制十六進(jìn)制 二進(jìn)制二進(jìn)制廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東

6、機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 房毅卓房毅卓(10 0110 0111)2=( )16(0010 0110 0111)2=( )168421(0010 0110 0111)2=( 2 6 7 )16(10 1110 1011)2=( )16課堂練習(xí)(11 1001 1110)2=( )16(95)16=( )28421(9 5)16=( )2(95)16=(1001 0101 )2010184211001課堂練習(xí)(7E)16=( )2(3FC)16=( )2(10 1110 1011)2=( )16(11 1001 1110)2=( )16 A B C D E F10 11 12 13 14 15十六進(jìn)制十

7、六進(jìn)制 二進(jìn)制二進(jìn)制廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 房毅卓房毅卓一、一、 基本邏輯運(yùn)算基本邏輯運(yùn)算與邏輯舉例：與邏輯舉例：設(shè)設(shè)1 1表示開關(guān)閉合或燈亮；表示開關(guān)閉合或燈亮；0 0表示開關(guān)不表示開關(guān)不閉合或燈不亮，閉合或燈不亮，則得則得真值表真值表。 1.3 1.3 基本邏輯運(yùn)算基本邏輯運(yùn)算與運(yùn)算與運(yùn)算只有當(dāng)決定一件事情的條件全部具備之后，這件事情只有當(dāng)決定一件事情的條件全部具備之后，這件事情才會(huì)發(fā)生。我們把這種因果關(guān)系稱為才會(huì)發(fā)生。我們把這種因果關(guān)系稱為與邏輯與邏輯。1 1與運(yùn)算與運(yùn)算BAL若用邏輯表達(dá)式若用邏輯表達(dá)式來描述，則可寫為來描述，則可寫為 1與門電路與門電路二極管與門電路

8、二極管與門電路 LAB+VDD3k（+5V）RCC21&ABL=AB2 2或運(yùn)算或運(yùn)算當(dāng)決定一件事情的幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)或一個(gè)以當(dāng)決定一件事情的幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)或一個(gè)以上條件具備，這件事情就發(fā)生。我們把這種因果關(guān)系稱為或邏輯。上條件具備，這件事情就發(fā)生。我們把這種因果關(guān)系稱為或邏輯。 或邏輯舉例：或邏輯舉例： 若用邏輯表達(dá)式若用邏輯表達(dá)式來描述，則可寫為：來描述，則可寫為： L LA A+ +B B 或門電路或門電路ABLDD12R3kABL=A+B13 3非運(yùn)算非運(yùn)算某事情發(fā)生與否，僅取決于一個(gè)條件，而某事情發(fā)生與否，僅取決于一個(gè)條件，而且是對(duì)該條件的否定。即條件具備時(shí)事情

9、不發(fā)生；且是對(duì)該條件的否定。即條件具備時(shí)事情不發(fā)生；條件不具備時(shí)事情才發(fā)生。條件不具備時(shí)事情才發(fā)生。非邏輯舉例：非邏輯舉例： 若用邏輯表達(dá)式來描述，若用邏輯表達(dá)式來描述，則可寫為：則可寫為： 非門電路非門電路+VALT123RRbCCC（+5V）AL=AL=AA11 二、其他常用邏輯運(yùn)算二、其他常用邏輯運(yùn)算2 2或非或非 由或運(yùn)算和非運(yùn)算組合而成。由或運(yùn)算和非運(yùn)算組合而成。 1 1與非與非 由與運(yùn)算和非運(yùn)算組合而成。由與運(yùn)算和非運(yùn)算組合而成。A B000011111110&ABL=AB(a)(b)L=AB01A B1011L=A+BA00B1(a)(b)000L=A+B13 3異或異或

10、 異或是一種異或是一種二變量二變量邏輯運(yùn)算，邏輯運(yùn)算，當(dāng)兩個(gè)變量取值相同時(shí)，邏輯函數(shù)當(dāng)兩個(gè)變量取值相同時(shí)，邏輯函數(shù)值為值為0 0；當(dāng)兩個(gè)變量取值不同時(shí)，邏輯函數(shù)值為；當(dāng)兩個(gè)變量取值不同時(shí)，邏輯函數(shù)值為1 1。 異或的邏輯表達(dá)式為：異或的邏輯表達(dá)式為： BAL1100(b)BA0A B10101(a)01L=A=1+AB+ B三、多余輸入端的處理 與門多余輸入端的處理： 或門多余輸入端的處理： 1.4 1.4 邏輯函數(shù)的表示方法邏輯函數(shù)的表示方法例例1.6.2 1.6.2 列出下列函數(shù)的真值表：列出下列函數(shù)的真值表：ABCCABCBABCAL 1 1真值表真值表將輸入邏輯變量的各種可能取值和相應(yīng)

11、的函數(shù)值排列將輸入邏輯變量的各種可能取值和相應(yīng)的函數(shù)值排列在一起而組成的表格。在一起而組成的表格。 2 2函數(shù)表達(dá)式函數(shù)表達(dá)式由邏輯變量和由邏輯變量和“與與”、“或或”、“非非”三種運(yùn)算三種運(yùn)算符所構(gòu)成的表達(dá)式。符所構(gòu)成的表達(dá)式。 由真值表可以轉(zhuǎn)換為函數(shù)表達(dá)式。例如，由由真值表可以轉(zhuǎn)換為函數(shù)表達(dá)式。例如，由“三人表決三人表決”函數(shù)的函數(shù)的真真值表可寫出值表可寫出邏輯表達(dá)式：邏輯表達(dá)式： 反之，由函數(shù)表達(dá)式也可以轉(zhuǎn)換成真值表。反之，由函數(shù)表達(dá)式也可以轉(zhuǎn)換成真值表。解：解：該函數(shù)有兩個(gè)變量，有該函數(shù)有兩個(gè)變量，有4 4種取值的種取值的可能組合，將他們按順序排列起來即可能組合，將他們按順序排列起來即得真值表。得真值表。 3 3邏輯圖邏輯圖邏輯圖是由邏輯符號(hào)及它們之間的連線而構(gòu)成的圖形邏輯圖是由邏輯符號(hào)及它們之間的連線而構(gòu)成的圖形。由邏輯圖也可以寫出其相應(yīng)由邏輯圖也可以寫出其相應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式。的函數(shù)表達(dá)式。例例1.6.41.6.4 寫出如圖所示邏輯圖的