一、什么是数字信号     在汽车电子电路中，电信号主要在传感器、ECU及执行器件之间 进行传递。传感器输入ECU的信号大体上可以分两大类：一类信号是 连续变化的信号，如热敏电阻式水温传感器，输出的信号是随着冷 却水温度变化而连续变化的信号，这类信号被称为模拟信号，如图  7-l(a)所示；另一类信号是电压“高”、“低”间隔变化的脉冲式信号， 如光电式曲轴位置传感器，输出的信号是遮光盘不断通过光电耦合 器而产生的“有”或“无”(透光或遮光)的规律变化的脉冲信号，这类信 号被称为数字信号，如图7-1(b)所示。     在汽车电路中数字集成电路随处可见，电控单元ECU就是一个典 型的数字系统。     表7-1按输出信号类型划分传感器 二、二进制     数字电路只处理1和0两种状态，所以在数字电路中广泛采用二 进制。二进制包括二进制数和二进制数码。二进制数表示电路状态 和数量大小，二进制数码不仅表示数量大小，还可以表示一定的信 息，称为代码。     1、二进制数     概念：位权：6与8表示的数量不同是因为它们所处的位不同， 不同的位具有不同的权重，这叫位权。     二进制顾名思义就是“逢二进一”，位权的表示方法是2(i=l， 2，3……)。数字也是从右向左依次排列，如11(读作“一一”)，右边 的l表示1个1，左边的1表示1个2。依此类推，数值2用10表示；4用 100表示；5用101表示等。          表7-28421BCD码代码表      2、二进制码     二进制数按照一定的规律组合在一起，表示一定的信息，这样 的一组二进制数称为二进制码。最常用的二进制代码是8421BCD码。 8421码的含义如表7-2所示。         逻辑电路中实现最基本逻辑关系的电路称为逻辑门电路，简称 为门电路。基本的门电路有与门、或门、非门、与非门和或非门。     1、与门     只有决定事物结果 的全部条件同时具备时， 结果才发生。这种因果 关系叫逻辑与，或者叫 逻辑相乘。表示的逻辑 关系是Y=AB。 如图7-2(a)所示。     当开关A与B均闭合时，灯Y才亮。用真值表表示为图7-2(b)。体 现的逻辑关系是“全1为1，有0为0”。实现逻辑与关系的门电路称为与 门，与门的符号如图7-3所示。     常见的与门电路有四2输入与门74LS08 和CD408l。引脚如图7-4 所示。     操作：图7-5所示为与门实验电路。     利用74LS08 连接图7-5所示电路。拨动开关A和B，记录开关位 置、与门输入端电平高低和 LED亮灭之间的关系。     2、或门     在决定事物结果的诸条件中只要有任何一个满足，结果就会发 生。这种因果关系叫逻辑或，或者叫逻辑相加。表示的逻辑关系是 Y=A+B。如图7-6(a)所示。         当开关A 与B只要有一个闭合，灯 Y就亮。用真值表表示为图  7-6(b)，体现的逻辑关系是“有1为1，全0为0”。实现逻辑或关系的门 电路称为或门，或门的符号如图7-7所示。     常见的或门电路有四2输入或门74LS32 和CD4071。引脚如图7-8 所示。     操作：图7-9所示为或门实验电路。     利用74LS32连接图7-9所示电路。拨动开关A和B，记录开关位 置、或门输入端电平高低和LED的亮灭之间的关系。     3、非门     只要条件具备了，结果便不会发生；而条件不具备时，结果一 定发生。这种逻辑关系叫做逻辑非，也叫做逻辑求反。表示的逻辑 关系是Y=A。如图7-10(a)所示。     当开关A闭合，Y就不亮。用真值表表示为图7-10(b)。体现的逻 辑关系是“是0则1，是1则0”。实现逻辑非关系的门电路称为非门，非 门的符号如图7-11所示。     常用的非门电路有六反相器74LS04和CD4069。引脚如图7-12所 示。     4、与非门     与非门表示逻辑关系是Y=AB，相当于在与门的基础上加了一个 非门，与非门的符号如图7-14所示，真值表见表7-3。常用的与非 门集成电路有四2输入与非门74LS00和CD4011，如图7-15所示。     5、或非门     或非门表示逻辑关系是Y=A+B，相当于在或门的基础上加了一 个非门，或非门的符号如图7-16所示，真值表见表7-3。常用的或 非门集成电路有四2输入或非门74LS02和CD4001，如图7-17所示。     四、触发器     1、RS触发器     (1) 基本RS触发器     基本RS触发器由两个与非门G1、G2交叉连接组成，如图7-18(a) 所示。     (2) 同步RS触发器     为了提高基本RS触发器的抗干扰能力，设计制作了一种工作状 态不仅受输入端(R、S)控制，而且还受时钟脉冲(CP)控制的同步触 发器，简称同步触发器。图7-19为同步触发器的逻辑电路和符号。     (3) RS型时钟触发器     在 CP时钟脉冲作用下，输入信号R尧S取值不同时，凡具有置 0、置1和保持功能的电路，都叫做RS型时钟触发器。它的特性表与 基本RS触发器相同。     2、JK 触发器     在 CP时钟脉冲作用下， 两个输入信号J尧K取值不同 时，具有保持、置0、置l、 翻转功能的电路，都叫做JK 型时钟触发器。如图7-20所 示为JK触发器的符号和特性 表。     3、D 触发器     在CP时钟脉冲作用下，单一输入信号D在不同取值时，凡具有置 0、置l功能的电路，都叫做D型时钟触发器。图7-21所示为D触发器 的符号和特性表。 五、数字电路在汽车电子电路中的应用     1、非门在汽车电子电路中的应用     (1) 非门构成的多谐振荡器     由非门(反相器)构成的多谐振荡器电路在电子电路中应用很 广，在汽车电路中经常被用来产生振荡信号。     如图7-22所示为多谐振荡器的电路图。电路由CMOS反相器和电 阻、电容构成。     (2) 汽车水箱水位过低报警器     汽车水箱中水量的减少，不仅直接影响发动机的冷却，也影响 汽车正常行驶。本报警器能在水箱水位低于最低水位时发出声光报 警，提醒驾驶员加水。电路如图7-24所示。     2、或非门在汽车电子电路中的应用     利用集成门电路构成的数字电路具有很强的逻辑性，多用来构 成汽车防盗报警电路。如图7-25所示为福特牌汽车防盗报警器电路 原理图。     3、门电路在汽车电子电路中的综合应用     现代轿车都装有门锁装置，为了防止驾驶员将钥匙忘在点火开 关内而下车关门，专门设计了门锁控制电路。图7-26所示为门锁控 制电路。 第二节 汽车常用集成电路 学习目标 1、了解汽车专用集成电路的类型和型号 2、掌握一些常用汽车集成电路在汽车电子电路中的具体应用实例 3、掌握555集成电路的结构、原理和应用  教材标准 应知：汽车专用集成电路的类型和型号 应会：分析汽车专用集成电路的典型应用电路。掌握 555 集成电路 的结构、原理和应用。 一、电子调压器电路     1、线性集成调压器 L485     L485是SGS-Thomson公司生产的汽车电子调压器专用集成电路。 它和达林顿管等元件配合，控制发电机励磁线圈的电流通断，调节 性能良好。如图7-27所示为L485线性集成调压器原理框图
第七章 数字电路基础.ppt