电工电子技术基础学习知识课件.ppt

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1、电工电子基础知识,第一章,电工基础知识,1.1,电路的基本概念,1.2,正弦交流电的基本知识,第二章,电子技术的基础知识,2.1,直流稳压电源的基础知识,2.2,基本逻辑器件的基础知识,2.3,组合逻辑的基础知识,2.4,模,/,数、数,/,模转换的基础知识。,1.1.1,电路的基本组成,来，完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。,电路：由电气器件或设备，按一定方式连接起,组成：电源、负载和中间环节。,手电筒电路,电源是将其他形式的能量转化为电能的装置,负载是取用电能的装置，通常也称为用电器。,中间环节是传输、控制电能的装置。,二、电路的作用,电力系统中：,实现电能的传输、分配和转换。,2.

2、,电子技术中：,完成信号的处理和传递。,1.,1.,1.2,电路的,基本物理量,1,电流,2,电压,3,电动势,4,电功率,1,电流,一、电流定义,带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动,形成电流。单位时间内流过导体截面的电荷量定义为,电流强度。,二、电流的单位,3,6,dq,i,?,dt,A,（安培）、,mA(,毫安）、,A,（微安,),1A=10,mA,?,10,?,A,三、电流的分类,1,、直流：当电流的量值和方向都不随时间变化时,称为,直流电流,简称直流。,直流电流常用英文大写字母,I,表示。,2,、交流：量值和方向随着时间按周期性变化的电流,称为交流电流,简称交流。,常用英文小写字母

3、,i,表示。,三、电流的实际方向,正电荷运动的方向。,(,客观存在）,电流的方向可用箭头表示,也可用字母顺序表示,(),i,ab,i,a,R,b,2,电压,一、电压,（一）定义：,电场力把单位正电荷从一点移到另一点所,做的功。,u,ab,?,dW,d,q,V,（伏特）、,kV,（千伏）、,mV(,毫伏）,1,kV,?,10,3,V,?,10,6,mV,由高电位端指向低电位端,（二）单位：,（三）实际方向：,R,电压的方向可用箭头表示,也可用字,u,ab,，也可用,+,，,-,号表示,母顺序表示,(),二、电位,u,+,u,a,b,-,（一）定义：,把电路中任一点与参考点（规定电位能为零,的点）

4、之间的电压，称为该点的电位。也即该点对参考点所,具有的电位能。,（电路中电位参考点：接地点，,V,o,=0,）,参考点的电位为零可用符号“,”表示。,（二）单位：,V,（伏特）、,kV,（千伏）、,mV(,毫伏）,电路中两点之间的电压也可用两点间的电位差表示：,u,?,V,a,?,V,ab,b,如果,A,、,B,的实际电位为：,V,A,?,6,V,V,B,?,2,V,A,U,AB,=,4 V,注意,B,电路中两点之间的电压是不变的，电位随参,考点,(,零电位点,),的选择不同而不同。,3,电动势,图,手电筒电路原理图,电源力把单位正电荷从,“,-,”,极板经电源,一、,定义：,二、,三、实际方

5、向：,内部移到,“,+”,极板所做的功。,用字母,e,（,E,）表示。,e,?,dW,d,q,单位：,V,（伏特）、,kV,（千伏）、,mV(,毫伏）,由低电位端指向高电位端,电动势的方向用,+,，,-,号,I,表示，也可用箭头表示。,+,E,+,U=E,U,R,-,?,电动势,描述的是,电源内部,电源力克服电场力,把正电荷从低电位推到高电位的正极所做的,功，是,其他形式能量转换为电能的过程,。,?,电压,描述的是,电源外部,的负载电路中（外电,路）电场力推动正电荷从高电位移到低电位，,同时克服负载中的阻力所做的功，是,电能转,换为其他形式能量的过程,。,物理中对基本物理量规定的方向,物理量,

6、电流,I,电压,U,电动势,E,实,际,方,向,单,位,正电荷运动的方向,高电位,?,低电位,(,电位降低的方向,),低电位,?,高电位,(,电位升高的方向,),kA,、,A,、,mA,、,A,kV,、,V,、,mV,、,V,kV,、,V,、,mV,、,V,?,?,?,?,例：,1,、一个电路的基本组成包括（,）,导线,B,、电源,C,、开关,D,、负载,2.,不论电路如何复杂，总可归纳为由电源、,_,、中间环节三部分组成。,?,A,电阻,B,电容,C,电感,D,负载,1.2,正弦交流电的基本知识,1.2.1,正弦量,的三要素,1,频率与周期,2,振幅和有效值,3,相位、初相、相位差,引言,随

7、时间按正弦规律变化的交流电压、电流称为,正弦电压、电流。,正弦量：,正弦电压、电流等物理量统称为正弦量。,规定电流参考方向如图,i,i,R,b,?,i,a,+,0,i,?,I,m,sin(,?,t,?,?,i,),振幅,角频率,初相角,?,?,t,正半周：,电流实际方向与参考方向相同,负半周：,电流实际方向与参考方向相反,正弦量的三要素,1,频率与周期,描述正弦量变化快慢的参数：,i,2,?,?,t,?,T/,2,t,T,周期,(,T,):,变化一个循环所需要,的时间，单位,(s),。,频率,(,f,):,单位时间内的周期数,单位,(Hz),。,0,角频率,(,):,每秒钟变化的弧度数，单位,

8、(rad/s),。,三者间的关系示为：,f=1/T,=2,?,/,T,=2,?,f,我国和大多数国家采用,50Hz,作为电力工业标准,频率,(,简称工频,),，少数国家采用,60Hz,。,2,振幅和有效值,描述正弦量数值大小的参数：,i,振幅,I,m,瞬时值,:,正弦量任意瞬间的值,称为瞬时值，用,小字母,表示,:,0,瞬时值必须小,t,写。,i,、,u,、,e,振幅,:,正弦量在一个周期内的,最大值，用带有,下标,m,的大写字母,幅值必须大写,表示,:,下标加,m,。,I,m,、,U,m,、,E,m,有效值：,一个交流电流的做功能力相当于某一数值的,直流电流的做功能力，这个直流电流的数值就叫

9、该交,流电流的有效值。用,大写字母,表示：,I,、,U,、,E,有效值必,须大写,注意,用,仪表测得,的,交流电压、电流值,，就是被,测物理量的,有效值,。标准电压,220,V,，,也是,指供电电压的有效值。,交流设备名牌,标注的电压、电流均为有效值,1.2.2,三相电,源,1,三相交流发电机,2,三相电源,1,三相交流发电机,三相交流发电机主要组成部分：,电枢,（是固定的，亦称,定子,）：定子铁心内圆周表面,有槽，放入三相电枢绕组。,L,1,L,2,L,3,磁极,（是转动的，亦称,转子,）,L,1,L,?,2,S,n,+,L,?,3,L,1,单相绕组,L,?,1,?,?,L,L,?,L,3,

10、1,2,三相绕组,+,L,3,+,N,铁心,+,L,?,1,L,2,绕组,三相绕组的三相电动势幅,值相等,频率相同,彼此之,间相位相差,120,。,2,三相电源,三相电源是由三相发电机产生的频率相同、幅,值相等、相位互差,120,的三相对称正弦电压。,u,1,?,U,m,sin,?,t,?,u,2,?,U,m,sin(,?,t,?,120,),u,3,?,U,m,sin(,?,t,?,240,?,),?,U,m,sin(,?,t,?,120,?,),U,m,u,1,u,2,u,3,0,U,m,?,2,?,?,t,也可用相量表示：,o,?,U,1,?,U,0,U,3,?,120,o,?,U,?,

11、120,2,?,U,o,?,U,3,?,U,120,120,120,U,1,三相电压相量图,?,U,2,?,对称正弦量特点为：,频率相同、幅值相等、相,?,?,?,U,?,U,?,U,1,2,2,?,0,位互差,120,的三相电压称为,对称正弦电压。,u,1,?,u,2,?,u,3,?,0,三相交流电压出现正幅值（或相应零值,),的顺序称为,相序。,在此相序为,1-2-3-1,称为顺相序。,在电力系统中一般用,黄、绿、,红,区别,1,、,2,、,3,三相。,相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。,2.1,直流稳压电源的基本知识,1,、直流稳压电源的组成框图,变压,整流,滤波,稳

12、压,负,载,交流,电源,u,O,u,u,t,O,单向脉动,直流电压,u,t,O,滤波,u,t,O,稳压,t,t,O,合适的,交流电压,220 V,功能：,把交流电压变成稳定的大小合适,的直流电压。,?,例题：,?,判断：,?,1,、只要示波器或晶体管图示仪正常，电源,电压也正常，则通电后可立即投入使用。,(),2.2,基本逻辑器件的基本知识,2.2.1,数制与编码,2.2.2,2.2.3,逻辑代数及应用,基本逻辑门电路,2.2.1,数制与编码,1,数制,2,编码,1,数制：,（,1,）十进制（,Decimal number,）,-,逢十进一,数码：,0 9,2,位权：,10,i,1,0,?,1

13、,(123.45),10,=(123.45),D,?,1,?,10,?,2,?,10,?,3,?,10,?,4,?,10,数码：,0,，,1,2,?,5,?,10,?,2,（,2,）二进制（,Binary number,）,-,逢二进一,位权：,2,i,1,0,?,1,(101.11),2,?,(101.11),B,?,1,?,2,?,0,?,2,?,1,?,2,?,1,?,2,?,1,?,2,?,2,二进制数转换为十进制数：,(101.11),2,?,(101.11),B,?,1,?,2,?,0,?,2,?,1,?,2,?,1,?,2,2,1,0,?,1,?,1,?,2,?,2,?,(,5.

14、75,),10,十进制数转换为二进制数：,整数的转换,-,连除法,2,26,2,13,2,6,2,3,2,1,0,(,26,),10,?,(,),2,11010,余数,0,1,0,1,1,除基数,得余数,作系数,从低位,到高位,（,4,）十六进制（,Hexadecimal number,）,-,逢十六进一,数码：,0 9,A,B,C,D,E,F,位权：,16,0,i,(2A.7F),16,?,(2A.7F),H,?,2,?,16,?,10,?,16,?,7,?,16,任意（,N,）进制数展开式的普遍形式：,1,?,1,?,15,?,16,?,2,D,?,?,k,i,N,i,k,i,第,i,位的

15、系数,N,第,i,位的权,i,十进制数转换为二进制数：,先将十进制转换成二进制，再由二进制转换成十六进制数。,每一个十六进制数码都可以用,4,位二进制数来表示。可将,二,进制数从低位开始，每,4,位为一组写出其值，从高位到低位,读写，就是十六进制数。,二、十、十六进制的数码比较：,十进制,二进制,十六进制,十进制,二进制,十六进制,0,1,2,3,4,5,6,7,000,001,010,011,100,101,110,111,0,1,2,3,4,5,6,7,8,1000,9,1001,10,1010,11,1011,12,1100,13,1101,14,1110,15,1111,8,9,A,B

16、,C,D,E,F,2,编码：,编码：,用二进制数表示文字、符号等信息的过程。,二,十进制编码，或,BCD,码：,用二进制数表示十进制数的,8421,码,编码方法,几种常见的,BCD,代码：,2421,码,5421,码,8421,码与十进制码的对应关系：,十进制数码：,0 1 2 3 4,8421,码：,0000 0001 0010 0011 0100,十进制数码：,5 6 7 8 9,8421,码：,0101 0110 0111 1000 1001,2.2.2,逻辑代数及应用,1,逻辑代数及基本运算,2,逻辑代数的运算法则,1,逻辑代数及基本运算,一、逻辑代数（布尔代数,Boole Algeb

17、ra,）用来描述,数字电路和数字系统的结构和特性。,逻辑变量取值,：,0 1,分别代表两种对立的状态,一种状态,高电平,真,是,有,另一状态,低电平,假,非,无,1,0,0,1,正逻辑,负逻辑,逻辑函数,:,输出逻辑变量和输入逻辑变量的关系,Z,?,f,(,A,B,C,.),二、三种基本逻辑运算,（与、或、非）,（,1,）与逻辑,（逻辑乘）,决定一事件的所有条件都具备时事件才发生的逻辑关系,真值表,A,B,0,0,0,1,1,0,1,1,逻辑函数式,F=A,?,B,F,0,0,0,1,（,2,）或逻辑,（逻辑加）,决定一事件结果的诸条件中，只要有一个或一个,以上具备时，事件就会发生的逻辑关系。

18、,真值表,A,B,0 0,0 1,1 0,1 1,F,0,1,1,1,逻辑函数式,F,?,A,?,B,（,3,）非逻辑,（逻辑反）,只要条件具备了，事件便不会发生；条件不具备，,事件一定发生的逻辑关系。,真值表,A,0,F,1,0,1,逻辑函数式,F,?,A,14.2.2,逻辑代数的运算法则,1,、,常量之间的关系（常量：,0,和,1,）,加：,0+0=0,0+1=1,1+1=1,0=0,乘：,0,0,1=0,1,1=1,非：,0,?,1,1,?,0,2,、变量和常量的关系（变量：,A,、,B,、,C,）,0=0,非：,A,?,A,?,0,加：,A+,0,=A,乘,:,A,A+,1,=,1,A

19、,1,=A,A,?,A,?,1,A+A=A,A,A=A,A,?,A,3,、与普通代数相似的定理,交换律,A,?,B,?,B,?,A,A,?,B,?,B,?,A,结合律,?,A,?,B,?,?,C,?,A,?,?,B,?,C,?,分配律,A,?,B,?,C,?,?,AB,?,AC,?,A,?,B,?,?,C,?,A,?,?,B,?,C,?,A,?,BC,?,?,A,?,B,?,A,?,C,?,4,、吸收律,A,?,AB,?,A(,1,?,B),?,A,A,?,A,B,?,(A,?,A,)(A,?,B),?,A,?,B,A(,A,?,B,),?,A,?,AB,?,A,A,(,A,?,B,),?,A

20、B,AB,?,A,B,?,A(B,?,B,),?,A,(,A,?,B,)(,A,?,B,),?,A,5,、摩根定律,(,反演律,),A,?,B,?,A,?,B,A,?,B,?,A,?,B,2.2.3,基本逻辑,门电路,1,二极管门电路,2,三极管门电路,1,二极管门电路,1,、,二极管与门,+,V,CC,R,A,F,B,在输入,A,、,B,中，只要有,一个（或一个以上）为低电,平,，则输出,F,为低电平；只,有输入,A,、,B,全为高电平,时，,输出,F,才为高电平。可见输,入与输出呈现与逻辑关系：,与逻辑关系表达式,F=AB,与逻辑关系逻辑符号：,A,B,&,F,2,、,二极管或门,A,与逻

21、辑关系真值表：,A,B,F,0 0,0,0 1,0,1 0,0,1 1,1,只要输入,A,、,B,中一个,为,高,B,R,-,V,CC,电平,，则输出,F,为,高,电平；,F,只有输入,A,、,B,同时为低,电平,时，输出,F,才为,低,电平。可见,输入与输出呈现,或,逻辑关系。,或逻辑关系式,:,F=A+B,或逻辑关系真值表：,A,1,B,F,A,B,F,0 0,0 1,0,1 0,1,1 1,1,1,或逻辑关系逻辑符号：,2,三极管门电路,1,、,晶体管非门,当,A,为,低,电平时，输出,端为,高,电平。当,A,为,高,电,平时，输出端为,低,电平，,实现,非,运算。,逻辑关系式,F,?,

22、A,逻辑符号,A,1,F,+,V,CC,R,C,?,A,R,1,R,2,V,SS,非逻辑真值表,A,F,0,1,1,0,F,2,、,三极管与非门,与非逻辑式：,+,V,CC,R,C,R,1,?,F,?,AB,逻辑符号：,A,B,&,R,F,F,A,B,与非逻辑真值表：,R,2,V,SS,A,B,0 0,0 1,1 0,1 1,F,1,1,1,0,3,、,三极管或非门,或非逻辑式：,F,?,A,?,B,+,V,CC,逻辑符号：,R,C,A,B,R,1,R,2,V,SS,?,F,A,B,1,F,或非逻辑真值表：,F,A,B,0 0,1,0 1,0,0,1 0,0,1 1,2.3,组合逻辑的基本知识

23、,译码器（,Decoder,）,1.,译码的含义,译码：,编码的逆过程，将二进制代码翻译为原来,的含义，完成这种功能的电路为译码器,2.,译码器的种类,分为,通用译码器,和,显示译码器,两大类,（,1,）通用译码器,通用译码器包括,变量译码器,和,变换译码,器,(a),变量译码器,A,0,Y,0,Y,1,变量译码器是,n,线,2,n,线,译码器,A,1,二进制,译码器,3,线,8,线译码器,74LS138,Y,m,-1,4,线,16,线译码器,74LS154,A,n,-1,(b),变换译码器,代码变换译码器是,4,线,10,线译码器。,这种译码器驱动能力弱。如,:CT5442 CC54HC42

24、,(2),显示译码器,与几种显示器配套使用的译码器，分为,共阴、,共阳、,CMOS,显示器,三种。,(a),TTL,共阴显示译码器,，以,TTL,标准的高电平点燃,共阴显示器，常用的型号有：,74LS48 CT54LS48,。,(b),TTL,共阳显示译码器,，以,TTL,标准的低电平点燃,共阳显示器，使用时外接,400,欧左右的限流电阻，常用的,型号有：,CT5449 CT54461 CT54V,。,(c),CMOS,显示译码器,(,无共阴、阳之分），常用的有,CC4055 C306 CC14543 CC14544,等。,（,2,）中规模通用译码器,1.,3,位二进制,3,线,-,8,线译码

25、器,1,0,Y,7,&,A,2,A,2,A,1,A,1,A,0,A,0,1,1,1,1,工作原理：,0,1,0,1,Y,3,&,Y,2,&,0,1,Y,1,&,0,1,Y,0,&,0,1,Y,6,&,0,1,Y,5,&,0,1,Y,4,&,1,1,A,2,0,1,0,1,A,1,0,1,A,0,输入选通控制端：,ST,A,ST,B,ST,C,ST,A,?,0,或,ST,B,?,ST,C,?,1,芯片,禁止,工作,ST,A,?,1,且,ST,B,?,ST,C,?,0,芯片,正常,工作,功能示意图,Y,0,Y,1,Y,2,Y,3,Y,4,Y,5,Y,6,Y,7,译码器的功能表（真值表）略,Y,0,

26、Y,1,Y,2,Y,3,Y,4,Y,5,Y,6,Y,7,74LS138,A,量或者二变量的逻辑函数。,利用,74LS138,实现三变,0,A,1,A,2,ST,B,ST,C,ST,A,A,0,A,1,A,2,Y,?,A,B,?,A,C,?,ABC,已知逻辑函数,试用译码器,74LS138,实现。,Y,?,A,B,?,A,C,?,ABC,A B C,5v,4.BCD,七段显示译码器,功能：,将机器中运行的二,-,十进制,BCD,码直接译成能,显示十进制数的代码，并通过显示器显示出来。,com,com,f,共,a,阴,b,极,g,e,d,c,?,h,a,b,c,d,e,f,g,+V,CC,共,阳,

27、极,0,1,0,1,0,1,0,0,0,1,0,0,1,0,0,1,A,3,A,2,A,1,A,0,0,1,0,1,0,1,显示,0,1,译码器,1,0,0,1,0,1,Y,a,Y,b,Y,c,Y,d,Y,e,Y,f,Y,g,a,b,c,d,e,f,g,+V,CC,共阳,2.4,时序逻辑的基础知识,1,触发器,2,计数器,3,寄存器,4,定时器,时序逻辑电路的特点：,电路的输出状态不仅取决于,当时,的输入信号，,而且与电路,原来的状态有关，当输入信号消失后，,电路状态仍维持不变,。这种,具有存贮记忆功能,的,电路称为时序逻辑电路。,门电路是组合逻辑电路的基本单元，时序逻,辑电路的基本单元则是我

28、们本章要重点介绍的,触,发器。,触发器具有,记忆,功能,，可用来保存二进制,信息。,触发器是,可以记忆,1,位二值信号,的逻辑电路,部件。根据逻辑功能的不同，触发器可以分为,RS,触发器、,JK,触发器、,D,触发器。,1.1,基本,RS,触发器,基本,RS,触发器是任何结构复杂的触发器必须,包含的一个最基础的组成单元，它可以由两个与,非门或两个或非门交叉连接构成。例如由两个与,非门构成的,RS,触发器：,基本,R,S,触发器状态表,S,D,R,D,Q,功能,逻辑符号,Q,Q,1 0 0,置,0,0 1 1,置,1,1 1,不变,保持,S,D,R,D,R,D,(Reset Direct)-,直

29、接置“,0,”端,(,复位,低电平有效,端,),S,D,(Set Direct)-,直接置“,1,”端,(,置位端,),0 0,同时变,1,后不确定,在数字电路中，凡根据输入信号,R,、,S,情况的不,同，具有置,0,、置,1,和保持功能的电路，都称为,RS,触发器。常用的集成,RS,触发器芯片有,74LS279,和,CC4044,等。下图为它们的管脚排列图：,V,CC,4,S,4,R,4,Q,3,S,A,3,S,B,3,R,3,Q,16,15,14,13,12 11,10,9,74LS279,1,2,3,4,5,6,7,8,V,DD,4,S,4,R,1,Q,2,R,2,S,3,Q,2,Q,1

30、6,15,14,13,12 11,10,9,CC4044,1,2,3,4,5,6,7,8,1,R,1,S,A,1,S,B,1,Q,2,R,2,S,2,Q GND,4,Q,NC,1,S,1,R,EN,1,R,1,S V,SS,可控,RS,状态表,S,R,Q,n+1,0 0,Q,n,0 1,0,1 0,1,1 1,不定,逻辑符号,Q,Q,S,D,S,C,R,R,D,C,高电平时触发器状态由,R,、,S,确定,n,Q,时钟到来前触发器的状态,Q,n+1,时钟到来后触发器的状态,显然，可控的,RS,触发器只有在时钟脉冲,CP=1,期,间才能触发而使状态发生改变。可控,RS,触发器的,电路图符号如下图所

31、示：,S,、,R,两输入端,无小圆圈说明,高电平有效,S,D,Q,Q,小圆圈表示,低电平有效,S C1 R,S,CP,R,R,D,可控,RS,触发器存在“,空翻,”问题。,为确保数字系统的可靠,工作，要求触发器在一个,CP,脉冲期间至多翻转一次，即不,允许空翻现象的出现。,为此，人们研制出了边沿触发方式,的主从型,JK,触发器和维持阻塞型的,D,触发器等等。这些触,发器由于只在时钟脉冲边沿到来时发生翻转，从而有效地,抑制了空翻现象。,1.2,JK,触发器的逻辑功能,S,?,?,J,Q,n,R,?,?,KQ,n,S,R,Q,n+1,0 0,Q,n,0 1,1 0,0,1,C,高电平时,F,主,状

32、态,由,J,、,K,决定，,F,从,状,态不变。,C,下降沿,(),触发器,翻转（,F,从,状态与,F,主,状态一致）。,JK,触发器状态表,J,K,Q,n,Q,n+1,0 0,0,0,1,1,Q,n,0 1,0,0,1,0,0,1 0,0,1,1,1,1,1 1,0,1,1,0,Q,n,JK,触发器状态表,J,K,Q,n+1,逻辑符号,Q,Q,0 0,Q,n,(,保持功能,),0 1 0,(,置“,0”,功能,),1 0 1,(,置“,1”,功能,),1 1,Q,n,(,计数功能,),S,D,J,C,K,R,D,C,下降沿触发翻转,S,D,、,R,D,为直接置,1,、置,0,端,，不受时钟控

33、制，,低电平有效，触发器工作时,S,D,、,R,D,应接,高电平,。,1.3 D,触发器的逻辑功能,结论：,C,上升沿前接收信号，,上升沿时触发器翻转，,（其,Q,的状态与,D,状态,一致；但,Q,的状态总,比,D,的状态变化晚一,步，即,Q,n,+1,=,D,n,；,上,升沿后输入,D,不再起,作用，触发器状态保,持。,即,(,不会空翻,),D,触发器状态表,D,Q,n,+1,0,0,1,1,Q,Q,S,D,D,C,R,上升沿触,D,逻辑符号,发翻转,2,十进制计数器,十进制计数器：,计数规律：“逢十进一”。它是用,四位二进,制数,表示对应的,十进制数,，所以又称为二,-,十进,制计数器。,

34、四位二进制可以表示十六种状态，为了表示十,进制数的十个状态，需要去掉六种状态，具体去,掉哪六种状态，有不同的安排，这里仅介绍广泛,使用,8421,编码的十进制计数器。,3,寄存器,寄存器是数字系统常用的逻辑部件，它用来存放,数码或指令等。它由触发器和门电路组成。一个触,发器只能存放一位二进制数，存放,n,位二进制时，,要,n,个触发器。,按功能分,数码寄存器,移位寄存器,十进制加法计数器状态表,脉冲数,(,C,),0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,二进制数,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,十进制数,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,0 0 0 0,0 0 0 1,0 0

35、1 0,0 0 1 1,0 1 0 0,0 1 0 1,0 1 1 0,0 1 1 1,1 0 0 0,1 0 0 1,0 0 0 0,4.555,定时器及其应用,555,定时器是一种将模拟电路和数字电路集成,于一体的电子器件。用它可以构成单稳态触发器、,多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。,555,定,时器在工业控制、定时、检测、报警等方面有广,泛应用。,21.4.1 555,定时器的结构及工作原理,1.,分压器：,由三个等值电阻构成,2.,比较器：,由电压比较器,C1,和,C2,构成,3.,R-S,触发器,4.,放电开关管,T,U,CC,8,电压,5,控制端,高电平,6,触发端,低电平,2

36、,触发端,4,复位端,5K,V,A,5K,V,B,+,+,+,C1,R,D,Q,+,C2,?,?,S,D,Q,3,输出端,放电端,7,5K,T,分压器,地,1,放电管,比较器,R,-,S,触发器,2.5,模,/,数、数,/,模转换的基础知识。,?,1 DAC,?,2 ADC,概,为了能用数字技术来处理模拟信号，必须把模拟信号转,换成数字信号，才能送入数字系统进行处理。同时，往往还,需把处理后的数字信号转换成模拟信号，作为最后的输出。,我们把前一种从模拟信号到数字信号的转换称为模,数转换，,A/D,（,Analog,to,Digital,）转换，把后一种从数字信,号到模拟信号的转换称为,D/A,

37、（,Digital,to,Analog,）转换。同,时，把实现,A/D,转换的电路称为,A/D,转换器（,Analog,Digital,Converter,）,；,把,实,现,D/A,转,换,的,电,路,称,为,D/A,转,换,器,（,Digital,Analog,Converter,）。,在目前常见的,D/A,转换器中，有权电阻网络,D/A,转换,器，倒梯形电阻网络,D/A,转换器等。,A/D,转换器的类型也,有多种，可以分为直接,A/D,转换器和间接,A/D,转换器两大,类。在直接,A/D,转换器中，输入的模拟信号直接被转换成,相应的数字信号；而在间接,A/D,转换器中，输入的模拟信,号先

38、被转换成某种中间变量（如时间、,频率等），然后,再将中间变量转换为最后的数字量。,控,制,对,象,模,拟,非,电,量,X,(,t,),传,感,模,拟,电,量,u,(,t,),放,大,放,大,后,模,拟,电,量,A/D,u,(,t,),数,字,D,量,器,器,数,字,计,算,机,数,字,量,模,拟,电,量,执,行,D/A,元,件,图,8-,1,A/D,、,D/A,转换器在数字系统中的应用,1,八位集成,DAC0832,图,10-6,集成,DAC0832,框图与引脚图,它由一个八位输入寄存器、一个八位,DAC,寄存器和一,个八位,D/A,转换器三大部分组成，,D/A,转换器采用了倒,T,型,R,-

39、2,R,电阻网络。由于,DAC0832,有两个可以分别控制的,数据寄存器，所以，在使用时有较大的灵活性，,可根据,需要接成不同的工作方式。,DAC0832,中无运算放大器，,且是电流输出，使用时须外接运算放大器。芯片中已设,置了,R,fb,，只要将,9,脚接到运算放大器的输出端即可。若,运算放大器增益不够，,还须外加反馈电阻。,器件上各引脚的名称和功能如下：,ILE,：,输入锁存允许信号，,输入高电平有效。,CS,：,片选信号，,输入低电平有效。,WR1,：,输入数据选通信号，,输入低电平有效。,WR2,：,数据传送选通信号，,输入低电平有效。,XFER,：,数据传送选通信号，,输入低电平有效

40、。,D,7,D,0,：,八位输入数据信号。,U,REF,：,参考电压输入。,一般此端外接一个精确、,U,REF,可在,-10V,至,+10,V,范围内选择。,R,fb,：,反馈电阻（内已含一个反馈电阻）接线端。,稳定,的电压基准源。,I,OUT1,：,DAC,输出电流,1,。此输出信号一般作为运算放,大器的一个差分输入信号。当,DAC,寄存器中的各位为,1,时，,电流最大；为全,0,时，电流为,0,。,I,OUT2,：,DAC,输出电流,2,。它作为运算放大器的另一个差,分输入信号（一般接地）。,I,OUT1,和,I,OUT2,满足如下关系：,I,OUT1,+,I,OUT2,=,U,CC,：,

41、电源输入端（一般取,+5V,）。,DGND,：,数字地。,AGND,：,模拟地。,从,DAC0832,的内部控制逻辑分析可知，当,ILE,、,CS,和,WR1,同时有效时，,LE1,为高电平。在此期间，输入数据,D,7,D,0,进入输入寄存器。当,WR2,和,XFER,同时有效时，,LE2,为高电平。在此期间，输入寄存器的数据进入,DAC,寄,存器。八位,D/A,转换电路随时将,DAC,寄存器的数据转换为,模拟信号（,I,OUT1,+,I,OUT2,）输出。,DAC0832,的使用有双缓冲器型、单缓冲器型和直通,型等三种工作方式。,2 A/D,转换器,(ADC),A/D,A/D,转换是将模拟信

42、号转换为数字信号，转换过程通,过取样、保持、量化和编码四个步骤完成。,1.,取样和保持,取样（也称采样）是将时间上连续变化的信号转换为,时间上离散的信号，即将时间上连续变化的模拟量转换为,一系列等间隔的脉冲，脉冲的幅度取决于输入模拟量。其,过程如图,10-8,所示。图中,U,i,(,t,),为输入模拟信号，,S,(,t,),为采样,U,(,t,),为取样后的输出信号。,脉冲，,o,八位集成,ADC0809,图,10-17 ADC0809,(,a,),电原理框图；,(,b,),引脚图,（,1,）,ADC0809,通过,IN0IN7,可输入八路单端模拟电压。,ALE,将三位地址线,ADDC,、,ADDB,和,ADDA,进行锁存，然后由译,码电路选通八路模拟输入中的某一路进行,A/D,转换，地址译,码与选通输入的关系如表,10-3,所示。,表,10-3,地址译码选通表,通道号,地,址,ADDC,ADDB,ADDA,01234567,00001111,00110011,01010101,（,2,）,八位,D/A,转换器,ADC0809,内部由树状开关和,256,R,电阻网络构成八位,D/A,转换器，其输入为逐次近似寄存器,SAR,的八位二进,制数据，输出为,U,ST,，变换器的参考电压为,U,R(+),和,U,R(-),。,