電子基礎(chǔ)知識 二

電子基礎(chǔ)知識（二）淮南礦業(yè)集團(tuán)安監(jiān)局唐傳斌tangcb4445@163.com電工電子基礎(chǔ)知識第一章電工基礎(chǔ)知識§1.1電路的基本概念§1.2正弦交流電的基本知識第二章電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識§2.1直流穩(wěn)壓電源的基礎(chǔ)知識§2.2基本邏輯器件的基礎(chǔ)知識§2.3組合邏輯的基礎(chǔ)知識§2.4模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)知識。1.1.1電路的基本組成

電路：由電氣器件或設(shè)備，按一定方式連接起來，完成能量的傳輸、轉(zhuǎn)換或信息的處理、傳遞。組成：電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)。手電筒電路電源是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置負(fù)載是取用電能的裝置，通常也稱為用電器。中間環(huán)節(jié)是傳輸、控制電能的裝置。二、電路的作用實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。

完成信號的處理和傳遞。

1.電力系統(tǒng)中：2.電子技術(shù)中：1.1.2電路的基本物理量1電流2電壓3電動勢4電功率一、電流定義

帶電粒子或電荷在電場力作用下的定向運(yùn)動形成電流。單位時間內(nèi)流過導(dǎo)體截面的電荷量定義為電流強(qiáng)度。二、電流的單位A（安培）、mA(毫安）、μA（微安)1電流三、電流的分類

1、直流：當(dāng)電流的量值和方向都不隨時間變化時,稱為直流電流,簡稱直流。三、電流的實(shí)際方向

正電荷運(yùn)動的方向。(客觀存在）電流的方向可用箭頭表示,也可用字母順序表示()Riab2、交流：量值和方向隨著時間按周期性變化的電流,稱為交流電流,簡稱交流。常用英文小寫字母i表示。直流電流常用英文大寫字母I表示。2電壓一、電壓電場力把單位正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所做的功。（二）單位：（一）定義：V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）（三）實(shí)際方向：由高電位端指向低電位端二、電位（一）定義：把電路中任一點(diǎn)與參考點(diǎn)（規(guī)定電位能為零的點(diǎn)）之間的電壓，稱為該點(diǎn)的電位。也即該點(diǎn)對參考點(diǎn)所具有的電位能。

（電路中電位參考點(diǎn)：接地點(diǎn)，Vo=0）（二）單位：V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）電壓的方向可用箭頭表示,也可用字母順序表示()，也可用+，-

號表示+u-Ruab參考點(diǎn)的電位為零可用符號“”表示。電路中兩點(diǎn)之間的電壓也可用兩點(diǎn)間的電位差表示：注意電路中兩點(diǎn)之間的電壓是不變的，電位隨參考點(diǎn)(零電位點(diǎn))的選擇不同而不同。如果A、B的實(shí)際電位為：ABUAB=4V3電動勢圖手電筒電路原理圖

一、定義：電源力把單位正電荷從“-”

極板經(jīng)電源內(nèi)部移到“+”

極板所做的功。

二、單位：V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）三、實(shí)際方向：由低電位端指向高電位端電動勢的方向用+，-號表示，也可用箭頭表示。U=E用字母e（E）表示。

R–

+IEU+-

電動勢描述的是電源內(nèi)部電源力克服電場力把正電荷從低電位推到高電位的正極所做的功，是其他形式能量轉(zhuǎn)換為電能的過程。

電壓描述的是電源外部的負(fù)載電路中（外電路）電場力推動正電荷從高電位移到低電位，同時克服負(fù)載中的阻力所做的功，是電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量的過程。物理量實(shí)際方向電流I正電荷運(yùn)動的方向電動勢E

(電位升高的方向)

電壓U(電位降低的方向)高電位

低電位

單位kA、A、mA、μA低電位

高電位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV

物理中對基本物理量規(guī)定的方向例：1、一個電路的基本組成包括（）導(dǎo)線B、電源

C、開關(guān)D、負(fù)載2.不論電路如何復(fù)雜，總可歸納為由電源、____、中間環(huán)節(jié)三部分組成。A．電阻B．電容C．電感D．負(fù)載1.2正弦交流電的基本知識

1.2.1

正弦量的三要素1頻率與周期2振幅和有效值3相位、初相、相位差

隨時間按正弦規(guī)律變化的交流電壓、電流稱為正弦電壓、電流。正弦量：正弦電壓、電流等物理量統(tǒng)稱為正弦量。Riab規(guī)定電流參考方向如圖i

t0引言正半周：電流實(shí)際方向與參考方向相同負(fù)半周：電流實(shí)際方向與參考方向相反+

振幅角頻率初相角正弦量的三要素1頻率與周期描述正弦量變化快慢的參數(shù)：

周期(T):

變化一個循環(huán)所需要的時間，單位(s)。頻率(f):

單位時間內(nèi)的周期數(shù)

單位(Hz)。角頻率(ω):

每秒鐘變化的弧度數(shù)，單位(rad/s)。三者間的關(guān)系示為：=2

/T=2

fω

f=1/TT

t2

ti0ＴT/2

我國和大多數(shù)國家采用50Hz作為電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率(簡稱工頻)，少數(shù)國家采用60Hz。

瞬時值:正弦量任意瞬間的值稱為瞬時值，用小字母表示:

i、u、e振幅:正弦量在一個周期內(nèi)的最大值，用帶有下標(biāo)m的大寫字母表示:

Im、Um、Em

有效值：一個交流電流的做功能力相當(dāng)于某一數(shù)值的直流電流的做功能力，這個直流電流的數(shù)值就叫該交流電流的有效值。用大寫字母表示：

I、U、E

2振幅和有效值描述正弦量數(shù)值大小的參數(shù)：ti0Ｔ振幅

Im幅值必須大寫,下標(biāo)加m。有效值必須大寫

瞬時值必須小寫。

用儀表測得的交流電壓、電流值，就是被測物理量的有效值。標(biāo)準(zhǔn)電壓220V，也是指供電電壓的有效值。交流設(shè)備名牌標(biāo)注的電壓、電流均為有效值注意1.2.2

三相電源1三相交流發(fā)電機(jī)2三相電源三相交流發(fā)電機(jī)主要組成部分：磁極三相繞組n單相繞組（是轉(zhuǎn)動的，亦稱轉(zhuǎn)子）三相繞組的三相電動勢幅值相等,頻率相同,彼此之間相位相差120°。+++–+SN鐵心繞組–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN1三相交流發(fā)電機(jī)電樞（是固定的，亦稱定子）：定子鐵心內(nèi)圓周表面有槽，放入三相電樞繞組。2三相電源

三相電源是由三相發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相對稱正弦電壓。Um–Umt02

u1u3u2也可用相量表示：120°U1?U3?U2?120°120°三相電壓相量圖對稱正弦量特點(diǎn)為：

頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相電壓稱為對稱正弦電壓。

三相交流電壓出現(xiàn)正幅值（或相應(yīng)零值)的順序稱為相序。在此相序?yàn)?-2-3-1稱為順相序。在電力系統(tǒng)中一般用黃、綠、紅區(qū)別1、2、3三相。相序的實(shí)際意義：對三相電動機(jī)，如果相序反了，就會反轉(zhuǎn)。2.1直流穩(wěn)壓電源的基本知識

濾波整流穩(wěn)壓變壓交流電源負(fù)載OtuOtuOtuOtuOtu220V單向脈動直流電壓合適的交流電壓濾波穩(wěn)壓1、直流穩(wěn)壓電源的組成框圖功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓。例題：判斷：1、只要示波器或晶體管圖示儀正常，電源電壓也正常，則通電后可立即投入使用。()2.2基本邏輯器件的基本知識

2.2.1數(shù)制與編碼

2.2.2邏輯代數(shù)及應(yīng)用

2.2.3基本邏輯門電路2.2.1數(shù)制與編碼1數(shù)制2編碼1數(shù)制：（1）十進(jìn)制（Decimalnumber）--逢十進(jìn)一數(shù)碼：0~9位權(quán)：10

i(123.45)10=(123.45)D（2）二進(jìn)制（Binarynumber）--逢二進(jìn)一數(shù)碼：0，1位權(quán)：2i二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)：整數(shù)的轉(zhuǎn)換--連除法26213余數(shù)2062132021101除基數(shù)得余數(shù)作系數(shù)從低位到高位十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：

（4）十六進(jìn)制（Hexadecimalnumber）--逢十六進(jìn)一數(shù)碼：0~9,A,B,C,D,E,F位權(quán)：任意（N）進(jìn)制數(shù)展開式的普遍形式：—第i位的系數(shù),—第i位的權(quán)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：先將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，再由二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。每一個十六進(jìn)制數(shù)碼都可以用4位二進(jìn)制數(shù)來表示?？蓪⒍M(jìn)制數(shù)從低位開始，每4位為一組寫出其值，從高位到低位讀寫，就是十六進(jìn)制數(shù)。二、十、十六進(jìn)制的數(shù)碼比較：十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制0000010011201023011341004510156110671117810008101010910019A111011B121100C131101D141110E151111F2編碼：編碼：用二進(jìn)制數(shù)表示文字、符號等信息的過程。幾種常見的BCD代碼：8421碼2421碼5421碼00000001001000110100012348421碼與十進(jìn)制碼的對應(yīng)關(guān)系：十進(jìn)制數(shù)碼：8421碼：十進(jìn)制數(shù)碼：8421碼：5678901010110011110001001二—十進(jìn)制編碼，或BCD碼：用二進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)制數(shù)的編碼方法1邏輯代數(shù)及基本運(yùn)算2邏輯代數(shù)的運(yùn)算法則2.2.2

邏輯代數(shù)及應(yīng)用1邏輯代數(shù)及基本運(yùn)算一、邏輯代數(shù)（布爾代數(shù)BooleAlgebra）用來描述數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特性。

邏輯函數(shù):

輸出邏輯變量和輸入邏輯變量的關(guān)系邏輯變量取值：01

分別代表兩種對立的狀態(tài)一種狀態(tài)另一狀態(tài)高電平低電平真假是非有無……1001正邏輯負(fù)邏輯二、三種基本邏輯運(yùn)算（與、或、非）（1）與邏輯（邏輯乘）決定一事件的所有條件都具備時事件才發(fā)生的邏輯關(guān)系真值表ABF000110110001邏輯函數(shù)式F=A?B（2）或邏輯（邏輯加）

決定一事件結(jié)果的諸條件中，只要有一個或一個以上具備時，事件就會發(fā)生的邏輯關(guān)系。ABF000110110111邏輯函數(shù)式真值表（3）非邏輯（邏輯反）

只要條件具備了，事件便不會發(fā)生；條件不具備，事件一定發(fā)生的邏輯關(guān)系。真值表AF0110邏輯函數(shù)式1、常量之間的關(guān)系（常量：0和1）加：0+0=00+1=11+1=1

乘：0·0=00·1=01·1=1

非：2、變量和常量的關(guān)系（變量：A、B、C…）加：A+0=AA+1=1A+A=A乘:A·0=0A·1=AA·A=A

非：3、與普通代數(shù)相似的定理交換律14.2.2邏輯代數(shù)的運(yùn)算法則4、吸收律5、摩根定律(反演律)結(jié)合律分配律2.2.3基本邏輯門電路1二極管門電路2三極管門電路1

二極管門電路

+VCCABFR1、二極管與門

在輸入A、B中，只要有一個（或一個以上）為低電平，則輸出F為低電平；只有輸入A、B全為高電平時，輸出F才為高電平?？梢娸斎肱c輸出呈現(xiàn)與邏輯關(guān)系：與邏輯關(guān)系表達(dá)式F=ABABF000110110001與邏輯關(guān)系真值表：ABF&與邏輯關(guān)系邏輯符號：2、二極管或門ABR-VCCF

只要輸入A、B中一個為高電平，則輸出F為高電平；只有輸入A、B同時為低電平時，輸出F才為低電平?？梢娸斎肱c輸出呈現(xiàn)或邏輯關(guān)系?；蜻壿嬯P(guān)系式:

F=A+BABF>1或邏輯關(guān)系邏輯符號：ABF000110011或邏輯關(guān)系真值表：1112

三極管門電路1、晶體管非門?+VCCRC–VSSR2R1AF

當(dāng)A為低電平時，輸出端為高電平。當(dāng)A為高電平時，輸出端為低電平，實(shí)現(xiàn)非運(yùn)算。A1F非邏輯真值表AF0011邏輯關(guān)系式邏輯符號2、三極管與非門?+VCCRC–VSSR2R1FRAB與非邏輯式：邏輯符號：AB&與非邏輯真值表：111000011011ABF3、三極管或非門?+VCCRC–VSSR2R1AFB或非邏輯式：邏輯符號：或非邏輯真值表：100000011011ABFAB≥12.3組合邏輯的基本知識

譯碼器（Decoder）

譯碼：編碼的逆過程，將二進(jìn)制代碼翻譯為原來的含義，完成這種功能的電路為譯碼器分為通用譯碼器和顯示譯碼器兩大類1.譯碼的含義2.譯碼器的種類（1）通用譯碼器通用譯碼器包括變量譯碼器和變換譯碼器(a)變量譯碼器變量譯碼器是n線—2n線譯碼器A0Y0A1An-1Y1Ym-1二進(jìn)制譯碼器……3線—8線譯碼器74LS1384線—16線譯碼器74LS154(b)變換譯碼器代碼變換譯碼器是4線—10線譯碼器。這種譯碼器驅(qū)動能力弱。如:CT5442CC54HC42(2)顯示譯碼器

與幾種顯示器配套使用的譯碼器，分為共陰、共陽、CMOS顯示器三種。(a)TTL共陰顯示譯碼器，以TTL標(biāo)準(zhǔn)的高電平點(diǎn)燃共陰顯示器，常用的型號有：74LS48CT54LS48。(b)TTL共陽顯示譯碼器，以TTL標(biāo)準(zhǔn)的低電平點(diǎn)燃共陽顯示器，使用時外接400歐左右的限流電阻，常用的型號有：CT5449CT54461CT54V。(c)CMOS顯示譯碼器(無共陰、陽之分），常用的有CC4055C306CC14543CC14544等。（2）中規(guī)模通用譯碼器3位二進(jìn)制3線-8線譯碼器000工作原理：11111101&Y7&Y6&Y5&Y4&Y3&Y2&Y1&Y0A2A2A1A1A0A0111111A2A1A000111110111010101111110111110111110011111011101111111101101101111111101111111A0A1A2Y7Y7功能示意圖74LS138Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6A0A1A2STBSTCSTA輸入選通控制端：芯片禁止工作芯片正常工作譯碼器的功能表（真值表）略

利用74LS138實(shí)現(xiàn)三變量或者二變量的邏輯函數(shù)。

已知邏輯函數(shù),

試用譯碼器74LS138實(shí)現(xiàn)。

5vABC4.BCD七段顯示譯碼器

功能：將機(jī)器中運(yùn)行的二-十進(jìn)制BCD碼直接譯成能顯示十進(jìn)制數(shù)的代碼，并通過顯示器顯示出來。aebcfgd?habcdefgcom共陽極abcdefgcom共陰極YaA3A2A1A0+VCC+VCC顯示譯碼器共陽YbYcYdYeYfYg000000000010001001010011110010010001101000101011000001101001100010010001000000111000111110000000000100100001002.4時序邏輯的基礎(chǔ)知識1觸發(fā)器2計(jì)數(shù)器3寄存器4定時器

電路的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時的輸入信號，而且與電路原來的狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)輸入信號消失后，電路狀態(tài)仍維持不變。這種具有存貯記憶功能的電路稱為時序邏輯電路。時序邏輯電路的特點(diǎn)：

門電路是組合邏輯電路的基本單元，時序邏輯電路的基本單元則是我們本章要重點(diǎn)介紹的觸發(fā)器。觸發(fā)器具有記憶功能，可用來保存二進(jìn)制信息。

觸發(fā)器是可以記憶1位二值信號的邏輯電路部件。根據(jù)邏輯功能的不同，觸發(fā)器可以分為RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器。

基本RS觸發(fā)器是任何結(jié)構(gòu)復(fù)雜的觸發(fā)器必須包含的一個最基礎(chǔ)的組成單元，它可以由兩個與非門或兩個或非門交叉連接構(gòu)成。例如由兩個與非門構(gòu)成的RS觸發(fā)器：1.1基本RS觸發(fā)器基本R－S

觸發(fā)器狀態(tài)表邏輯符號RD(ResetDirect)-直接置“0”端(復(fù)位端)SD(SetDirect)-直接置“1”端(置位端)QQSDRDSDRDQ100置0011置111不變保持00同時變1后不確定功能低電平有效

在數(shù)字電路中，凡根據(jù)輸入信號R、S情況的不同，具有置0、置1和保持功能的電路，都稱為RS觸發(fā)器。常用的集成RS觸發(fā)器芯片有74LS279和CC4044等。下圖為它們的管腳排列圖：

16

15

14

13

12

11

10

974LS279

1

2

3

4

5

6

7

8VCC4S

4R

4Q3SA3SB

3R

3Q1R1SA1SB1Q

2R

2S

2QGND

16

15

14

13

12

11

10

9CC4044

1

2

3

4

5

6