课题九 交通信号灯故障检测1（课件）- 《电工电子技术与技能》同步教学（机工版·2017）

电工电子技术与技能 课题九交通信号灯故障检测 任务一学习数字电路基本知识 在电子技术中，被传递和处理的信号可分为两大类：一类是模拟信号， 它在时间和数值上均是连续变化的，例如随声音、温度、压力等物理量 作连续变化的电压信号或电流信号等都是模拟信号；另一类是数字信号， 它在时间和数值上都是离散、不连续的，例如只有高低电平跳变的矩形 脉冲信号等，如图9-1所示。用来处理模拟信号的电路称为模拟电路， 用来处理数字信号的电路称为数字电路。 八 Q 0 10 1 0010 a)模拟信号 b)数字信号 图9-1模拟信号和数字信号 一、数字电路概述 1.数字电路的特点 2.数制与码制 1.数字电路的特点 1)数字电路的工作信号是不连续变化的数字信号，所以在数字电 路中工作的半导体管多数工作在开关状态，即不是工作在饱和区， 就是工作在截止区，而放大区只是其过渡状态。 2)数字电路的研究对象是电路的输入与输出之间的逻辑关系，因 而不能采用模拟电路的分析方法。分析数字电路的工具是逻辑代 数，表达电路功能主要用真值表、逻辑函数表达式及波形图等。 3)构成数字电路的基本单元电路结构比较简单，对元器件的精度 要求不高，允许有一定的误差。 4)数字电路的抗干扰能力很强，工作稳定可靠，易集成。 2.数制与码制 (1)数制选取一定的进位规则，用多位数码来表示某个数的值 这就是所谓的数制。最常用的数制有二进制和十进制两种。 1)十进制数。用0一9十个数码按照一定规律排列来表示数值大 小，其计数规则是“逢十进一”。 2)二进制数。用0一1两个数码按照一定规律排列来表示数值大 小，其计数规则是“逢二进一”。 (2)不同数制的转换 1)二一十进制数的相互转换。 2)十一二进制数的相互转换。 2.数制与码制 (3)码制 十进制数和其他信息（如文字、符号）可以用各种规 律的若干位“0”或“1”的数码表示，这些表示信息的数码称为 代码，代码遵守的各种规律称为码制。 十进制数除了用二进制数来表示之外，还可以将每一位 的十进制数码用四位二进制的数码表示，这种代码称为BCD 码。常用的BCD码有8421码、5421码、余3码等，见表 9-1。 表9-1常用的BCD码 十进 8421码 5421码 余3码 什进 8421码 5421码 余3码 制数 制数 0 0000 0000 0011 0101 1000 1 0001 0001 0100 6 0110 1001 2 0010 0010 0101 7 0111 1019 0011 0011 0110 8 1000 1011 4 0100 0100 0111 9 1001 1100 二、逻辑门电路基础 数字电路的基本部分是各种开关电路。这些电路像门一样依一定的 条件“开”或“关”，所以又称为“门“电路。一般门电路有一个输出端， 有多个输入端，输出端的状态是由输入端状态决定的。如果把门电 路的输入端状态称为“因”，输出端的状态称为“果”，则输入端和输 出端状态间有一定的逻辑关系，我们把能够实现一定逻辑功能的电 路称为逻辑门电路。若规定高电平(3~5V)为逻辑1，低电平(0~ 0.4V)为逻辑0，则这种逻辑称为正逻辑；反之称为负逻辑。基本逻 辑门电路有：与门、或门和非门；复合逻辑门电路有：与非门、或 非门、与或非门、异或门等。 1.分立元件门电路 由分立元件组成的门电路称为分立元件门电路。 (1)与门电路 与逻辑关系。当决定某一事件的所有条件都具备时，该事件才会发生，这 种逻辑关系称为与逻辑，如图9-2所示。只有当两个开关A、B都闭合时， 灯泡扌亮；只要有一个开关断开，灯泡就不亮了。即当决定一件事情（灯 亮)发生的几个条件（开关A、B闭合）全部具备之后，这件事情（灯亮）中能 发生；否则不发生。 与门。图9-2b所示为二极管组成的与门电路，分析时可以把二极管看成 理想二极管，即正向导通时的管压降看成0V。图9-2c所示为与门在电路 中的逻辑符号，图中A、B表示输入逻辑变量，Y表示输出逻辑变量。多输 入逻辑变量的逻辑符号可类推。图9-2d所示为波形图。 真值表是用来表明逻辑门电路的输入端状态和输出端状态逻辑对应 关系的表格。 表9-2为与门真值表，符号0和1分别表示低电平和高电平。可以看 出：只有A和B都是1时，输出Y扌为1；只要A或B中有一个是0，输 出Y就是0。与门逻辑功能可概括为：“有0出0，全1出1”。 与逻辑表达式为 Y=A·B或Y=AB 表92与门真值表 输人 输出 输人 输出 A B Y A B Y 0 0 0 0 1 0 1 (2)或门电路 或逻辑关系。决定某一事件的几个条件中，只要有一个或者几个条 件具备，该事件就会发生，这种逻辑关系称为或逻辑，如图9-3所 示。图中两个开关A、B只要有一个闭合时，即当决定一件事情（灯