7.1数字电路基本知识 (课件）-高二《汽车电工电子基础》同步教学（大连理工大学出版社）

模块七 数字电路基础 任务1 数字电路基本知识 任务2 逻辑门电路 任务3 触发器的分析 任务4 寄存器与计数器 任务5 555时基电路的应用 任务1 数字电路基本知识 一、数字信号和数字电路 1．模拟信号和数字信号 图7-1 模拟信号和数字信号的波形 （a）模拟信号波形 （b）数字信号波形 2．数字信号的主要参数 （1）脉幅Um（或A）。 （2）脉冲周期T 。 （3）脉宽τ。 （4）占空比D。脉冲宽度τ与脉冲周期T之比称为脉冲的占空比，D=τ/T。 图7-2 正脉冲及脉冲参数 模拟电路与数字电路的区别 ※工作任务不同： 模电研究：输出与输入信号之间的大小、相位、失真等方面的关系；数字电路主要研究的是输出与输入间的逻辑关系（因果关系）。 模拟电路中的三极管工作在线性放大区,是一个放大元件；数字电路中的三极管工作在饱和或截止状态,起开关作用。 因此，基本单元电路、分析方法及研究的范围均不同。 ※三极管的工作状态不同： 1．二进制数和二进制码 （1）二进制数。只用0和1两个数码，按照一定规律排列来表示数值大小的，计数时以二为基数，“逢二进一”。 二进制数的运算法则（符合交换律）： 0+0=0 0+1=1 1+1=10 0×0=0 1×0=0 1×1=1 【课堂互动】1101B转换成十进制数怎样转换？将十进制数46怎么转换成二进制数？ （2）二进制代码。二进制代码与二进制数是不同的。 二、数制和编码 35转变成二进制数，除2求余法 如果这个十进制数带小数点，则可以用下面的方法分别去进行二进制数的转换。 2．二——十进制码（BCD码） BCD8421编码是选用四位二进制码的前10个代码0000～1001来表示十进制数的0～9这10个数码。此编码的特点如下： （1）这种编码实际上就是4位二进制数的前10个代码的组合，每组（4位）内8421码符合二进制规则，而组与组之间则是十进制，即按其自然顺序所对应的十进制数每一位的表示和通常的二进制相同。 例如，十进制数145的BCD8421码形式为： (145)10=(0001 0100 0101)8421 8421码与十进制数的转换： （0111 0100 1001）8421=（749）10 （2）它是一种有权码。4位二进制编码中由高位到低位的权依次是23、22、21、20（即8、4、2、1），故称为8421码。 (3)在这种编码中，1010～1111这6种组合状态（即从10～15这6个十进制数的二进制码）是不允许出现的，称为禁止码。 在汽车电子仪表显示电路中，经常要将信息转换成8421码，然后进行显示。 【课堂互动】 35的二进制数，若用BCD8421码表示应为多少？ 一个十进制数BCD8421码为：“0001 0110 1000”，十进制数为多少？ 三、逻辑代数 1．逻辑 逻辑是指事物的原因（条件）与结果的关系，即因果关系。 数字电路其实就是利用电路的输入信号来反映条件，用输出信号反映结果，从而使电路的输入、输出之间代表了一定的逻辑关系，因此，数字电路又称为逻辑电路。 2．逻辑代数 逻辑代数就是用以描述逻辑关系，反映逻辑变量运算规律的数学，它是按照一定的逻辑规律进行运算的。 3．逻辑代数与普通代数的区别 （1）逻辑代数中所有变量只允许取 “0”和“1”（没有中间值）。 （2）逻辑代数中变量的取值（0和1）并不表示数量的大小，只用来表示两种对立的逻辑状态。 用0表示开关闭合，则1就表示开关断开；用0表示无信号，则1就表示有信号；用0表示逻辑假，则1就表示逻辑真等等。 （3）在逻辑代数中，只有三种基本的逻辑运算，“与”运算、“或”运算、“非”运算。 其他逻辑运算都是通过这三种基本运算的组合来实现的。 四、三种基本的逻辑运算 1．“与”逻辑和“与”运算 （1）“与”逻辑。当决定某一事件的所有条件（前提）都具备时，该事件才会发生（结论），这种结论与前提的逻辑关系称为“与”逻辑关系 。 图 7-4 两个串联开关控制指示灯的电路 （2）“与”运算。实现“与”逻辑关系的运算称为“与”运算。运算符号为“·”，通常可以省略。“与”运算又称逻辑乘。 F= A•B = AB 0 • 0=0 0 • 1=0 1 • 0=0 1 • 1=1 与逻辑运算规则 — 逻辑乘 2．“或”逻辑和“或”运算 （1）“或”逻辑。在决定某一事件的各个条件中，只要有一个或一个以上的条件具备，该事件就会发生，这种逻辑关系称为“或”逻辑关系。 图 7-