《電工電子技術(shù)與技能》 堅(jiān)葆林 第4版 教案全套 第1-15章 認(rèn)識(shí)電工電子實(shí)訓(xùn)室與安全用電 -數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器

《電工電子技術(shù)與技能》第4版電子教案【提示】1.集成運(yùn)放是多端器件，但畫電路圖時(shí)為了簡便起見，通常只畫出它的輸入端和輸出端，其余各端（如電源端）都省略不畫。2.這里同相和反相是指輸入電壓和輸出電壓之間的相位關(guān)系。當(dāng)同相輸入端uP接地，反相輸入端uN加一個(gè)信號(hào)時(shí)，輸出電壓uo與輸入電壓uN相位相反；反之，當(dāng)uN接地，uP加一個(gè)信號(hào)時(shí)，uo與uN相位相同。2、集成運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)集成運(yùn)算實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有高放大倍數(shù)、高輸入電阻和低輸出電阻的多級(jí)直接耦合放大電路。它的內(nèi)部通常包含四個(gè)基本組成部分，即輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路，如圖13-17所示。13-17集成運(yùn)放電路框圖13-17集成運(yùn)放電路框圖12.5.2集成運(yùn)算放大器的理想特性1.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)趨于無窮大：2.差模輸入電阻趨于無窮大：3.輸出電阻趨于零：根據(jù)上述理想條件，可得到運(yùn)算放大電路的兩個(gè)重要特性：a.虛短由于理想運(yùn)放的開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)為，可得，故有，即集成運(yùn)放同相輸入端和反相輸入端電位相等，相當(dāng)于短路，但又不是實(shí)際電路短路，故稱為虛短。b.虛斷由于理想運(yùn)放的差模輸入電阻，故可認(rèn)為其兩個(gè)輸入端的凈輸入電流為零，即,好像電路斷開一樣，但又不是實(shí)際斷開電路，故稱為虛斷?！咎崾尽吭趯?shí)際分析運(yùn)放應(yīng)用電路的工作原理時(shí)，如無特別的說明，均將集成運(yùn)放作為理想運(yùn)放來考慮。12.5.3集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用電路圖1圖12-18反相比例運(yùn)算放大電路【電路結(jié)構(gòu)】反相比例運(yùn)算電路如圖13-18所示，輸入電壓經(jīng)電阻作用于集成運(yùn)放的反相輸入端，同相輸入端經(jīng)電阻接地，故輸出電壓uO與輸入電壓uI反相?！倦娐饭δ堋扛鶕?jù)理想運(yùn)放“虛斷”的特性，有，由圖可知根據(jù)理想運(yùn)放“虛短”的特性，有=0，可得：可見，uO與uI成比例關(guān)系，比例系數(shù)為，負(fù)號(hào)表示uO與uI反相，即該電路完成了對輸入信號(hào)的反相比例運(yùn)算，且比例系數(shù)的數(shù)值可以是大于1、等于1和小于1的任何值。2.同相比例運(yùn)算電路圖12-19同相比例運(yùn)算放大電路【電路結(jié)構(gòu)】將圖12-19所示電路中的輸入端和接地端互換，即同相端輸入信號(hào)，反相端接地，就得到同相比例運(yùn)算電路，如圖13-14所示。圖12-19同相比例運(yùn)算放大電路【電路功能】根據(jù)理想運(yùn)放“虛斷”的特性，有，由圖可知根據(jù)理想運(yùn)放“虛短”的特性，有=uI，可得：可見，uO與uI成比例關(guān)系，比例系數(shù)為，且uO與uI同相，即該電路完成了對輸入信號(hào)的同相比例運(yùn)算，且uO大于uI。練習(xí)布置作業(yè)思考與練習(xí)12-9課??題13.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識(shí)課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1.了解模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)2.了解常用數(shù)制及數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換方法3.了解8421BCD碼的表示形式教學(xué)重點(diǎn)1.了解常用數(shù)制及數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換方法2.了解8421BCD碼的表示形式教學(xué)難點(diǎn)了解常用數(shù)制及數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換方法教學(xué)方法讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法。學(xué)情分析教后記A.話題引入新課新課圖13-1手機(jī)電路板近年來，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，數(shù)字產(chǎn)品體積越來越小，功能越來越強(qiáng)，且更加可靠。圖13-1所示為一手機(jī)電路板，相比過去的大哥大，體積小了很多，但功能和性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了大哥大。本節(jié)我們就從數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)開始，認(rèn)識(shí)數(shù)字電路。

B.圖13-1手機(jī)電路板13.1.1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)【模擬信號(hào)】：如圖13-2a所示，在數(shù)值上和時(shí)間上都是連續(xù)變化的信號(hào)，稱為模擬信號(hào)。用來處理模擬信號(hào)的電路稱為模擬電路?！緮?shù)字信號(hào)】：如圖13-2b所示,在數(shù)值和時(shí)間上均離散（也就是不連續(xù)）的信號(hào)，稱為數(shù)字信號(hào)。對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳遞、處理、運(yùn)算和存儲(chǔ)的電路稱為數(shù)字電路。（（a）模擬信號(hào)（b）數(shù)字信號(hào)圖13-2數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)【想一想】生活中哪些信號(hào)是模擬信號(hào)，哪些信號(hào)是數(shù)字信號(hào)。14.1.2數(shù)制1.常用數(shù)制【十進(jìn)制】十進(jìn)制是日常生活和工作中最常使用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制，在十進(jìn)制數(shù)中，有0、1、2、3、4、5、6、7、8和9十個(gè)數(shù)碼，通常把數(shù)碼的個(gè)數(shù)稱為基數(shù)，所以十進(jìn)制數(shù)的基數(shù)是10，超過9的數(shù)必須用多位表示，其中低位和相鄰高位之間的關(guān)系是“逢十進(jìn)一”，故稱之為十進(jìn)制數(shù)。十進(jìn)制數(shù)中不同位置上的數(shù)的單位數(shù)值，稱為權(quán)值，例如，123.123，從小數(shù)點(diǎn)開始，左起第一位（個(gè)位）的權(quán)為100，第二位（十位）的權(quán)為101，從小數(shù)點(diǎn)開始，右起第一位（十分位）的權(quán)為10－1，第二位（百分位）的權(quán)為10－2。故123.123可按權(quán)展開成多項(xiàng)式形式：(123.123)10＝1×102＋2×101＋3×100＋1×10－1＋2×10－2＋3×10－3所以，任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)可表示為：式中ki是第i位的系數(shù)，它可以是0~9十個(gè)數(shù)碼中的任意一個(gè)。如果以N取代上式中的10，則可得到任意進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開的形式：式中，ki為第i位的系數(shù)，Ni為第i位的權(quán)?！径M(jìn)制】二進(jìn)制數(shù)在數(shù)字電路中使用，其只有二個(gè)數(shù)碼，即0和1，遵循“逢二進(jìn)一”的進(jìn)位規(guī)律，比如二進(jìn)制數(shù)1101.11的權(quán)展開式為：(1101.11)2＝1×23＋1×22＋0×21＋1×20＋1×2－1＋1×2－2所以，任意一個(gè)二進(jìn)制數(shù)可表示為：【想一想】為什么在數(shù)字電路中不使用十進(jìn)制數(shù)或其它進(jìn)制的數(shù)呢？2.二進(jìn)制與十進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換【二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制】二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)的換算方法是：“按權(quán)展開相加法”,即將二進(jìn)制數(shù)按權(quán)的形式展開，然后按十進(jìn)制數(shù)求和。所得結(jié)果即為對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。例如：(1101.101)2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=8+4+1+0.5+0.125=(13.625)10【十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制】十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)可采用“除2取余法”，即用二進(jìn)制的基數(shù)2不斷去除待轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)，直到商為0，將每次除基數(shù)所得余數(shù)從后往前按順序排列，也就是先得到的余數(shù)為低位，后得到的余數(shù)為高位。得到的結(jié)果就是對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。例如將(35)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。解即(35)10=(100011)214.1.3BCD碼表13-18421BCD碼在數(shù)字系統(tǒng)中，對十進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算處理通常都是將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，再進(jìn)行運(yùn)算。這種用二進(jìn)制代碼表示的十進(jìn)制數(shù)的方法，稱為二—十進(jìn)制編碼，簡稱BCD碼。表13-18421BCD碼BCD編碼的方式有很多，其中最常用的是8421BCD碼。這種方法是用4位二進(jìn)制碼表示十進(jìn)制數(shù)的0，1，2，3，4，5，6，7，8，9十個(gè)數(shù)碼。這四位二進(jìn)制數(shù)各位的權(quán)值從左至右依次為8、4、2、1，每組代碼加權(quán)系數(shù)之和，就是它代表的十進(jìn)制數(shù)，例如代碼0101，即代表十進(jìn)制數(shù)0+4+0+1=5。故稱8421碼。表13-1為十進(jìn)制數(shù)和8421BCD編碼的對應(yīng)關(guān)系表?！咎崾尽?位二進(jìn)制數(shù)碼有16種組合，原則上可任選其中的10種作為代碼，分別代表十進(jìn)制中的0，1，2，3，4，5，6，7，8，9這十個(gè)數(shù)符，8421碼只是其中一種，除8421碼外還有2421碼和5421碼等BCD碼?！鞠胍幌搿?421BCD碼的編碼對應(yīng)表應(yīng)該怎么寫。練習(xí)將二進(jìn)制數(shù)10110101、1010.1101轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，將十進(jìn)制數(shù)35，25.318轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。布置作業(yè)思考與練習(xí)13-1、13-2、13-3、13-4、13-5課??題13.2邏輯門電路課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1.了解與門、或門、非門等基本邏輯門的邏輯功能及其電路符號(hào)2.了解與非門、或非門、與或非門等復(fù)合邏輯門的邏輯功能及其電路符號(hào)3.了解常用TTL及CMOS集成門電路的型號(hào)、使用常識(shí)及其引腳排列4.會(huì)測試常用集成門電路的邏輯功能并判斷其好壞。教學(xué)重點(diǎn)1.了解與門、或門、非門等基本邏輯門的邏輯功能及其電路符號(hào)2.了解與非門、或非門、與或非門等復(fù)合邏輯門的邏輯功能及其電路符號(hào)3.會(huì)測試常用集成門電路的邏輯功能并判斷其好壞。教學(xué)難點(diǎn)1.了解與非門、或非門、與或非門等復(fù)合邏輯門的邏輯功能及其電路符號(hào)2.會(huì)測試常用集成門電路的邏輯功能并判斷其好壞。教學(xué)方法讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法。學(xué)情分析教后記新課??A．上節(jié)回顧新課B．本節(jié)話題引入在數(shù)字電路中，數(shù)字信號(hào)的高、低電平可以看成是邏輯關(guān)系上的“真”與“假”或二進(jìn)制數(shù)當(dāng)中的“1”和“0”，因此數(shù)字電路可以方便的實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算。在數(shù)字電路中，用以實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路稱為門電路，這些電路就像“門”一樣，依一定的條件“開”或“關(guān)”，所以稱為門電路。常用的門電路有與門、或門、非門、與非門和或非門等幾種。C．新授課13.2.1基本邏輯門1、與門電路【與邏輯關(guān)系】與邏輯關(guān)系是指，只有當(dāng)決定某一事件的全部條件都具備之后，該事件才發(fā)生，否則就不發(fā)生的一種邏輯關(guān)系。例如圖13-3a所示電路中，只有當(dāng)開關(guān)A與B全部閉合時(shí)，燈泡Y才亮；若開關(guān)A或B其中有一個(gè)不閉合，燈泡Y就不亮。在數(shù)字電路中，這種邏輯關(guān)系表示為Y＝AB或Y=AB，讀作“A與B”。如果設(shè)開關(guān)的接通狀態(tài)為1，斷開狀態(tài)為0，指示燈亮為1，指示燈滅為0，則可得與邏輯關(guān)系的運(yùn)算規(guī)則為：00=0，01=0，10=0，11=1?！咎崾尽窟壿嬤\(yùn)算中的0和1代表一種邏輯狀態(tài)，無數(shù)量含義。與邏輯真值表ABY000110110001a)b)c)圖13-3與邏輯運(yùn)算關(guān)系a)與邏輯舉例b)電路符號(hào)c)真值表【與門電路】與門指能夠?qū)崿F(xiàn)與邏輯關(guān)系運(yùn)算的電路，其電路符號(hào)如圖13-3b所示。一個(gè)與門有兩個(gè)或兩個(gè)以上的輸入端，只有一個(gè)輸出端，輸入、輸出之間的邏輯函數(shù)，即邏輯關(guān)系為：Y＝AB與門的邏輯功能可以用真值表來描述，見圖13-3c所示。由真值表可以看出與門電路的邏輯功能為：當(dāng)輸入只要有一端為0時(shí)，輸出就為0；只有當(dāng)輸入全為1時(shí)，輸出才為1。2、或邏輯及或門【或邏輯關(guān)系】或邏輯是指：在決定某事件的諸條件中，只要有一個(gè)或一個(gè)以上的條件具備，該事件就會(huì)發(fā)生；當(dāng)所有條件都不具備時(shí)，該事件才不發(fā)生的一種邏輯關(guān)系。例如圖13-4a所示電路中，只要開關(guān)A或B其中任一個(gè)閉合，燈泡Y就亮；只有A、B都不閉合時(shí)，燈泡Y才不亮。在數(shù)字電路中，這種邏輯關(guān)系表示為Y＝A＋B，讀作“A或B”邏輯關(guān)系的運(yùn)算規(guī)則為：0＋0=0，0＋1=1，1＋0=1，1＋1=1。或邏輯真值表ABY000110110111a)b)c)圖14-4或邏輯運(yùn)算關(guān)系a)或邏輯舉例b)電路符號(hào)c)真值表【或門電路】或門指能夠?qū)崿F(xiàn)或邏輯關(guān)系運(yùn)算的電路，其電路符號(hào)如圖13-4b所示。一個(gè)或門有兩個(gè)或兩個(gè)以上的輸入端，只有一個(gè)輸出端，輸入、輸出之間的邏輯函數(shù)為：Y＝A＋B或門電路的邏輯功能如真值表13-4c所示。由真值表可知或門電路的邏輯功能為：當(dāng)輸入只要有一端為1時(shí)，輸出就為1；只有當(dāng)輸入全為0時(shí)，輸出才為0。3、非邏輯及非門【非邏輯關(guān)系】非邏輯是指：決定某事件的唯一條件不滿足時(shí)，該事件就發(fā)生；而條件滿足時(shí)，該事件反而不發(fā)生的一種因果關(guān)系。如圖13-5a所示電路，當(dāng)開關(guān)A閉合時(shí)，燈泡Y不亮；當(dāng)開關(guān)A斷開時(shí)，燈泡Y才亮。這種因果關(guān)系就是非邏輯關(guān)系。在數(shù)字電路中，這種邏輯關(guān)系表示為Y＝，讀作“A非”或“非A”。在邏輯代數(shù)中，非邏輯稱為“求反”?！狈沁壿嬯P(guān)系的運(yùn)算規(guī)則為：=1，=0。非邏輯真值表AY0110a)b)c)圖14-5非邏輯運(yùn)算關(guān)系a)非邏輯舉例b)電路符號(hào)c)真值表【非門電路】非門是指能夠?qū)崿F(xiàn)非邏輯關(guān)系的門電路。它有一個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端。其電路符號(hào)如圖13-5b所示。邏輯函數(shù)為：Y＝非門電路的真值表如表13-5c所示。由表可見，非門電路的邏輯功能就是取反?！咎崾尽侩娐贩?hào)中輸出端的小圓圈表示非的意思【想一想】生活中有哪些與、或、非的邏輯關(guān)系。 14.2.2復(fù)合邏輯門電路1.、與非門與非門電路符號(hào)如圖13-6b所示，實(shí)際就相當(dāng)于是將一個(gè)與門和一個(gè)非門按圖14-6a所示連接，它的邏輯函數(shù)式為： Y＝＝與非門電路的真值表見表13-6c所示。由此可知，與非門的邏輯功能為：當(dāng)輸入全為高電平時(shí)，輸出為低電平；當(dāng)輸入有低電平時(shí)，輸出為高電平?；蜻壿嬚嬷当鞟BY000110111110a)b)c)圖13-6與非邏輯運(yùn)算關(guān)系a)與非邏輯電路結(jié)構(gòu)b)電路符號(hào)c)真值表2、或非門把一個(gè)或門和一個(gè)非門連接起來就可以構(gòu)成一個(gè)或非門，如圖13-7a所示。或非門也可有多個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。或非門的電路符號(hào)如圖14-7b所示，它的邏輯表達(dá)式為： Y=或非門真值表如表13-7c所示。由表可知，或非門的邏輯功能為：當(dāng)輸入全為低電平時(shí)，輸出為高電平；當(dāng)輸入有高電平時(shí)，輸出為低電平?；蜻壿嬚嬷当鞟BY000110111000a)b)c)圖13-7或邏輯運(yùn)算關(guān)系a)或邏輯舉例b)電路符號(hào)c)真值表【提示】實(shí)際的邏輯問題往往要比與、或、非邏輯復(fù)雜,不過它們都可以用與、或、非邏輯的組合來實(shí)現(xiàn)。14.2.3集成門電路1.TTL集成電路簡介TTL集成門電路有許多不同的系列，總體可分為54系列和74系列，54系列為滿足軍用需要設(shè)計(jì)，工作溫度范圍為－50～+125℃；74系列為滿足民用要求設(shè)計(jì)，工作溫度范圍為0～+70℃。而每一大系列中可分為（為便于書寫，以74為例）以下幾個(gè)子系列：【74系列】又稱標(biāo)準(zhǔn)TTL系列，屬中速TTL器件。【74L系列】為低功耗TTL系列，又稱LTTL系列?！?4H系列】為高速TTL系列，又稱HTTL系列?！?4S系列】為肖特基TTL系列，又稱STTL系列。【74LS系列】為低功耗肖特基系列，又稱LSTTL系列?！?4AS系列】為先進(jìn)肖特基系列，又稱ASTTL系列?！?4ALS系列】為先進(jìn)低功耗肖特基系列，又稱ALSTTL系列，是74LS系列的后繼產(chǎn)品?！咎崾尽扛黝怲TL電路若尾數(shù)相同（如74LS00和7400），則邏輯功能完全相同。2.CMOS集成電路簡介CMOS電路是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路的簡稱，由于功耗低（25～100μW），電源電壓范圍寬（3～18V），輸入阻抗高（大于100MΩ），扇出能力強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，集成度高，成本低等特點(diǎn)，應(yīng)用范圍很廣，正在逐漸取代TTL電路。在我國CMOS集成門電路分為CC4000系列和C000系列兩大類。CC4000系列產(chǎn)品與國際標(biāo)準(zhǔn)相同，只要4后面的數(shù)字相同，即為相同功能，相同特性的器件，可直接互換使用。C000系列產(chǎn)品與CC4000系列的引線排列不盡形同，大多不能直接代換，使用時(shí)應(yīng)注意區(qū)別。3.常見集成門電路【集成邏輯門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)】一般一個(gè)邏輯門集成塊內(nèi)部包含幾個(gè)相同模塊的邏輯功能單元，它們在集成塊內(nèi)部相對獨(dú)立，占用不同的管腳作為輸入和輸出端，但共用電源和接地管腳，如圖14-8所示是四路二輸入與非門74LS00內(nèi)部邏輯和管腳排列圖，“四路”表示它有相同的四個(gè)邏輯功能單元，“二輸入”指每個(gè)邏輯功能單元有二個(gè)輸入端，“與非門”表示每個(gè)邏輯單元的功能。從圖可以清晰的看到該集成塊包含四個(gè)相同的相對獨(dú)立的與邏輯門，各自占用不同的集成塊管腳，在變量字母后加不同的數(shù)字加以區(qū)分，如A1表示第一個(gè)邏輯門的第一個(gè)輸入端，Y2表示第二個(gè)邏輯門的輸出端，它們共用14腳電源和7腳地，在數(shù)字系統(tǒng)中可以根據(jù)需要選用其中的一個(gè)或多個(gè)，沒用到的可以閑置，不會(huì)影響其他門的正常工作。（（a）外形（b）內(nèi)部邏輯和管腳功能圖圖13-8四2輸入與非門74LS00【常用集成門電路】常用的集成門電路有TTL系列的四2輸入與門74LS08、74LS09，四2輸入或門74LS32，六反相器74LS04、74LS05，四2輸入與非門74LS00、四2輸入或非門74LS02和CMOS系列的四2輸入與門CC4081、CD4081，四2輸入或門CC4071、CD4071,六反相器CC4069、CD4069，四2輸入與非門CC4011、CD4011，四2輸入或非門CC4001、CD4001，其外形、內(nèi)部邏輯和管腳功能與圖14-8相似。【提示】集成塊引腳的識(shí)別方法是：如圖13-9所示，將集成塊正對準(zhǔn)使用者，以凹口左邊有一小標(biāo)志點(diǎn)“·”為起始腳１，逆時(shí)針方向向前數(shù)1，2，3，…n腳。圖13-9練習(xí)試著用一個(gè)與門和一個(gè)非門，組成一個(gè)與非門。布置作業(yè)1.查閱相關(guān)資料，了解一下常見集成門電路的型號(hào)、結(jié)構(gòu)，邏輯功能和引腳排列。2.思考與練習(xí)13-6、13-7、13-8、13-9課??題14.1組合邏輯電路概述14.2編碼器課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1.了解組合邏輯電路的種類，理解組合邏輯電路的讀圖方法和步驟。2.了解編碼器的基本功能及典型集成電路各引腳功能。3.能根據(jù)集成電路邏輯功能表，正確使用編碼器。教學(xué)重點(diǎn)1.了解組合邏輯電路的種類，理解組合邏輯電路的讀圖方法和步驟。2.了解編碼器的基本功能及典型集成電路各引腳功能。教學(xué)難點(diǎn)1.了解組合邏輯電路的種類，理解組合邏輯電路的讀圖方法和步驟。2.了解編碼器的基本功能及典型集成電路各引腳功能。教學(xué)方法讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法。學(xué)情分析教后記A.話題引入新課新課數(shù)字邏輯電路是由基本邏輯門按照所實(shí)現(xiàn)的邏輯功能需要而拼裝組合成的，根據(jù)數(shù)字電路邏輯功能的不同特點(diǎn)，可以將數(shù)字電路分成兩大類,一類稱為組合邏輯電路（簡稱組合電路），另一類稱為時(shí)序邏輯電路（簡稱時(shí)序電路）。

B.新授課14.1組合邏輯電路概述1.組合邏輯電路的特點(diǎn)組合邏輯電路在邏輯功能上的共同特點(diǎn)是：任意時(shí)刻的輸出僅取決于該時(shí)刻的輸入，而與電路原來的狀態(tài)無關(guān)。也就是說，組合邏輯電路不具記憶功能，輸出與輸入信號(hào)作用前的電路狀態(tài)無關(guān)。常見的組合邏輯電路有編碼器和譯碼器。2.組合邏輯電路的分析就是通過分析給定的邏輯電路圖，找出電路的邏輯功能來，即求出邏輯函數(shù)式和真值表。分析步驟一般為：根據(jù)邏輯電路，從輸入到輸出逐級(jí)推出輸出邏輯函數(shù)式?；嗊壿嫼瘮?shù)式，使邏輯關(guān)系簡單明了。根據(jù)化簡后的邏輯函數(shù)式寫出真值表，分析電路的邏輯功能。例15-1試分析圖14-1所示邏輯電路的邏輯功能。圖1圖14-1例14-1邏輯電路解：1.根據(jù)邏輯電路圖逐級(jí)寫出電路邏輯函數(shù)式，2.化簡3.表14-1例14-1真值表根據(jù)化簡后的表達(dá)式寫出表14-1例14-1真值表通過分析真值表可以看出，該電路的邏輯功能是：當(dāng)輸入A、B、C取不同值時(shí)，輸出為0；當(dāng)輸入A、B、C取相同值時(shí)，輸出為1。所以，該電路是一個(gè)三變量的“一致判別電路”。14.2.174LS148優(yōu)先編碼器電路結(jié)構(gòu)74LS148優(yōu)先編碼器外形及引腳如圖14-4所示，圖中～是編碼器的8個(gè)輸入端，、、為三位編碼輸出端，、、為附加控制端，VCC為電源正極，GND為電源負(fù)極。（a）外形（b）引腳圖（a）外形（b）引腳圖圖14-474LS148優(yōu)先編碼器15.2.274LS148優(yōu)先編碼器邏輯功能74LS148優(yōu)先編碼器邏輯功能表見表14-2，如表所示：【～】編碼器的8個(gè)輸入端，均為低電平有效，下標(biāo)號(hào)碼越大優(yōu)先級(jí)越高。即，如果=0，不論其他輸入端是否為低電平（表中用×表示），輸出、、只對編碼，即=000，其他依此類推。【～】三位編碼輸出端，輸出為對應(yīng)的反碼，例如當(dāng)對=0編碼時(shí)，輸出=001，正好是110的反碼。【】為選通輸入端，低電平有效，當(dāng)=0時(shí)，編碼器正常工作，對輸入信號(hào)進(jìn)行編碼；當(dāng)=1時(shí)，編碼器被封鎖，所有輸出端為高電平?！尽繛檫x通輸出端，只有當(dāng)所有的編碼輸入端都是高電平（即沒有編碼輸入），且=0的情況下，才為低電平，即=0；其它情況均為高電平。因此，輸出低電平信號(hào)表示‘電路工作，但無編碼輸入’。表14-274LS148優(yōu)先編碼器邏輯功能表【】為擴(kuò)展輸出端，只要任何一個(gè)編碼輸入端有低電平信號(hào)輸入，且=0，就為低電平，即=0。因此，輸出低電平信號(hào)，表示‘電路工作，而且有編碼輸入’。表14-274LS148優(yōu)先編碼器邏輯功能表【提示】在數(shù)字電路中，一位二進(jìn)制數(shù)只有0、1兩個(gè)狀態(tài)，可表示兩種特定含義；兩位二進(jìn)制數(shù)有00、01、10、11四種狀態(tài)，可表示四種特定含義；N位二進(jìn)制數(shù)有2N個(gè)狀態(tài)，可以表示2N個(gè)特定含義。【想一想】一個(gè)班級(jí)有48名同學(xué)，若用二進(jìn)制對每個(gè)學(xué)生編碼，至少需要多少位二進(jìn)制數(shù)碼。練習(xí)圖1圖14-2試分析圖14-2所示電路邏輯功能。布置作業(yè)思考與練習(xí)14-114-2、14-4、14-9課??題14.3譯碼器課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1.了解譯碼器的基本功能及典型集成電路各引腳功能。2.了解半導(dǎo)體數(shù)碼管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。3.了解典型集成譯碼顯示器的引腳功能。4.能根據(jù)集成電路邏輯功能表，正確使用譯碼器。教學(xué)重點(diǎn)1.理解變壓器的工作原理及變流比、變壓比的概念2.能使用兆歐表測試變壓器繞組間及繞組對鐵心的絕緣電阻教學(xué)難點(diǎn)1.了解譯碼器的基本功能及典型集成電路各引腳功能。2.了解半導(dǎo)體數(shù)碼管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。3.了解典型集成譯碼顯示器的引腳功能。教學(xué)方法1.了解譯碼器的基本功能及典型集成電路各引腳功能。2.了解典型集成譯碼顯示器的引腳功能。學(xué)情分析教后記新課??A．上節(jié)內(nèi)容回顧新課表14-5萬年歷B．本節(jié)話題引入表14-5萬年歷生活中我們經(jīng)常看到如圖14-5所示的萬年歷，你知道他是怎么顯示時(shí)間和日期的嗎？其實(shí)是譯碼器將萬年歷內(nèi)部芯片產(chǎn)生的二進(jìn)制時(shí)間、日期代碼，轉(zhuǎn)換成了適合數(shù)碼管顯示的高、低電平信號(hào)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管發(fā)光，顯示時(shí)間和日期的。譯碼是編碼的逆過程，相當(dāng)于對編碼內(nèi)容的“翻譯”，能實(shí)現(xiàn)譯碼功能的電路稱為譯碼器。在數(shù)字電路中譯碼器的邏輯功能是將每個(gè)輸入的二進(jìn)制代碼譯成對應(yīng)的輸出高、低電平信號(hào)或另外一個(gè)代碼。常用的譯碼器有二進(jìn)制譯碼器和顯示譯碼器。C．新授課14.3.1二進(jìn)制譯碼器二進(jìn)制譯碼器的輸入是一組二進(jìn)制代碼，輸出是一組與輸入代碼一一對應(yīng)的高、低電平信號(hào)。下面以3線—8線譯碼器74LS138為例介紹譯碼器邏輯功能?！倦娐方Y(jié)構(gòu)】74LS138譯碼器的外形和引腳如圖14-6所示。它是一個(gè)三位二進(jìn)制譯碼器，具有三個(gè)輸入端C、B、A，八個(gè)輸出端～，三個(gè)附加控制端G1、、。只有當(dāng)G1=1，且+=0時(shí)，譯碼器處于工作狀態(tài)，否則，譯碼器被封鎖，所有的輸出端都為高電平；同時(shí)利用G1、、片選的作用，可以將多片74LS138連接起來，擴(kuò)展譯碼器功能。（a）外形（b）引腳圖（a）外形（b）引腳圖圖14-674LS138優(yōu)先編碼器【邏輯功能】表14-3所示為74LS138譯碼器的邏輯功能表，如表所示：表14-3表14-374LS138邏輯功能如表14.3.2顯示譯碼器1．顯示器件如圖14-7b所示，七段數(shù)碼管是由abcdefg七段可發(fā)光的線段拼合構(gòu)成，每個(gè)線段都是一個(gè)發(fā)光二極管，因而也將它稱為LED數(shù)碼管或LED七段顯示器。根據(jù)需要，通過控制各段的亮或滅，就可以顯示不同的字符或數(shù)字，如圖15-7c所示。圖圖14-7七段數(shù)碼管根據(jù)發(fā)光二極管在數(shù)碼管內(nèi)部的連接形式不同，七段數(shù)碼管可分為共陰極和共陽極兩種.如圖14-8a所示,將發(fā)光二極管的陰極連在一起連接到電源負(fù)極，而各段發(fā)光二極管的正極通過引腳引出的，稱為共陽極數(shù)碼管，此時(shí)陽極接高電平的二極管發(fā)光，若顯示數(shù)字“5”，a、c、d、f、g端接高電平，b、端接低電平；如圖14-8b所示，將發(fā)光二極管的陽極連在一起連接到電源正極，而各段發(fā)光二極管的負(fù)極通過引腳引出的，的稱為共陰極數(shù)碼管，此時(shí)陰極接低電平的二極管發(fā)光；，若顯示數(shù)字“5”，a、c、d、f、g端接低電平，b、端接高電平。【想一想】生活中都有哪些地方用到了數(shù)碼管，除了數(shù)碼管外你還見過哪些顯示器件圖14-8七段數(shù)碼管共陰、共陽極電路接法圖14-8七段數(shù)碼管共陰、共陽極電路接法2．七段顯示譯碼器【電路結(jié)構(gòu)】七段顯示譯碼器74LS48的外形與引腳如圖14-9所示，圖中DCBA為譯碼器輸入端，abcdefg為譯碼器輸出端，為測試端，為滅燈輸入/動(dòng)態(tài)滅燈輸出端，為動(dòng)態(tài)滅零輸入端。（a）外形（b）引腳圖（a）外形（b）引腳圖圖14-974LS48優(yōu)先編碼器【邏輯功能】表14-4所示為七段顯示譯碼器74LS48的邏輯功能表，如表所示：a.譯碼器輸入端D、C、B、A：輸入預(yù)顯示十進(jìn)制數(shù)字的8421BCD碼。譯碼器輸出端a～g：輸出高低電平，控制數(shù)碼管各段的亮和滅，顯示出輸入8421BCD碼相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字。b.測試端：當(dāng)=0，且=1時(shí)，無論輸入任何數(shù)據(jù)，輸出端a～g全部為1，數(shù)碼管的七段全亮，顯示“日”字，可以用來檢查數(shù)碼管的各段能否正常發(fā)光，平時(shí)應(yīng)置為高電平。c.滅零輸入端，當(dāng)=0、=1，且輸入DCBA為0000時(shí)，輸出端a～g全部為0，數(shù)碼管不顯示任何數(shù)字，而當(dāng)輸入其它數(shù)碼時(shí)，數(shù)碼管照常顯示，實(shí)現(xiàn)滅零作用，因此的作用是把不希望顯示的零熄滅。d.滅燈輸入/滅零輸出端：這是一個(gè)雙功能的輸入/輸出端，當(dāng)作為輸入端使用時(shí)，稱滅燈輸入控制端，只要=0，無論輸入DCBA為什么狀態(tài)，數(shù)碼管各段同時(shí)熄滅，不顯示任何數(shù)字。當(dāng)作為輸出端使用時(shí)，稱為滅零輸出端，若=0、=1，且輸入DCBA為0000時(shí)，輸出0，因此=0表示譯碼器已將本來應(yīng)該顯示的零熄滅了。表14-474LS48邏輯功能表表14-474LS48邏輯功能表練習(xí)布置作業(yè)1.找找自己周圍能見到的各種變壓器，觀察并記錄，了解它們的外形、使用場合及作用。2.思考與練習(xí)14-7、14-8課??題14.4觸發(fā)器課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)1教學(xué)目標(biāo)1.了解基本RS觸發(fā)器的電路組成和邏輯功能。2.了解同步RS觸發(fā)器的電路組成和邏輯功能。3.會(huì)搭接RS觸發(fā)器電路。教學(xué)重點(diǎn)1.了解基本RS觸發(fā)器的電路組成和邏輯功能。2.了解同步RS觸發(fā)器的電路組成和邏輯功能。教學(xué)難點(diǎn)1.了解基本RS觸發(fā)器的電路組成和邏輯功能。2.了解同步RS觸發(fā)器的電路組成和邏輯功能。教學(xué)方法讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法。學(xué)情分析教后記A.上節(jié)內(nèi)容回顧B.本節(jié)話題引入新課新課在各種復(fù)雜的數(shù)字電路中，不但需要對二值信號(hào)進(jìn)行算數(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，還經(jīng)常需要將這些信號(hào)和運(yùn)算結(jié)果保存起來。為此，需要使用具有記憶功能的基本邏輯單元。我們把能夠存儲(chǔ)1位二值信號(hào)的基本單元電路統(tǒng)稱為觸發(fā)器。

C.新授課14.4.1基本RS觸發(fā)器【電路結(jié)構(gòu)】圖14-10基本RS觸發(fā)器如圖14-10a所示，將兩個(gè)與非門的輸入、輸出端交叉聯(lián)接，就組成一個(gè)基本RS觸發(fā)器。其中、為觸發(fā)器的兩個(gè)輸入端，Q和是兩個(gè)輸出端，這兩個(gè)輸出端始終是互補(bǔ)狀態(tài)，即一端為1，則另一端必為0。通常規(guī)定Q端的狀態(tài)為觸發(fā)器的狀態(tài)，即當(dāng)Q=1，時(shí)，稱觸發(fā)器處于1態(tài)；當(dāng)Q=0，時(shí)，稱觸發(fā)器處于0態(tài)。圖14-10基本RS觸發(fā)器圖14-10b所示為基本RS觸發(fā)器的圖形符號(hào)?！具壿嫻δ堋勘?5-5為基本RS觸發(fā)器的邏輯功能表，如表所示：a.當(dāng)、時(shí)，無論Qn為何值，Qn+1=l，實(shí)現(xiàn)置1功能，因此也稱為置位端或置1輸入端。式中Qn表示觸發(fā)器現(xiàn)在的狀態(tài)，稱為現(xiàn)態(tài)；Qn+1表示觸發(fā)信號(hào)輸入后的狀態(tài)，稱為次態(tài)。b.當(dāng)、時(shí)，無論Qn為何值，Qn+1=0，實(shí)現(xiàn)置0功能，因此也稱為復(fù)位端或置0輸入端。c.當(dāng)=1、時(shí)，Qn+1=Qn，觸發(fā)器輸出保持原來的狀態(tài)不變，相當(dāng)于把D端某一時(shí)刻的電平信號(hào)存儲(chǔ)起來了，這就是它具有的記憶功能。表14-5基本RS觸發(fā)器邏輯功能表d.當(dāng)=0、時(shí)，兩個(gè)與非門輸出都為“1”，達(dá)不到Q與狀態(tài)反相的邏輯要求，并且當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)負(fù)脈沖同時(shí)撤去（回到1）后，觸發(fā)器次態(tài)將不能確定是1還是0狀態(tài)，因此，觸發(fā)器正常工作時(shí)，不允許出現(xiàn)和同時(shí)為0的情況，這是基本RS觸發(fā)器的約束條件。如果=0、，則Qn+1=×。表14-5基本RS觸發(fā)器邏輯功能表圖14-11同步觸發(fā)器14.4.2同步圖14-11同步觸發(fā)器【電路結(jié)構(gòu)】如圖14-11a所示，同步觸發(fā)器是在基本觸發(fā)器的基礎(chǔ)上，增加了控制門G3、G4，和一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)CP構(gòu)成的。圖14-11b所示為同步RS觸發(fā)器的圖形符號(hào)?！具壿嫻δ堋勘?4-6為同步觸發(fā)器的邏輯功能表，如表所示：表表14-6同步RS觸發(fā)器邏輯功能表1）當(dāng)CP=0時(shí),無論R、S為何值，控制門G3、G4被封鎖，輸出始終停留在1狀態(tài)，S、R端的信號(hào)無法通過門G3、G4影響輸出狀態(tài)，故觸發(fā)器輸出保持原來的狀態(tài)不變，=。2）當(dāng)CP=1時(shí),控制門G3、G4解除封鎖，觸發(fā)器的次態(tài)取決于輸入信號(hào)、及電路的現(xiàn)態(tài)，與基本RS觸發(fā)器相似。3）當(dāng)=1、=1時(shí),觸發(fā)器次態(tài)將不能確定，為避免出現(xiàn)這種情況,電路正常工作時(shí),應(yīng)滿足約束條件=0。另外，輸入端和為直接復(fù)位端和直接置位端。取=0，=1，則=0，=1，觸發(fā)器直接置0；取=1，=0，則=1，=0，觸發(fā)器直接置1。它不受脈沖信號(hào)CLK的控制，因此和端又稱為異步置0端和異步置1端。==1時(shí)，觸發(fā)器正常工作。【想一想】觸發(fā)器與門電路的區(qū)別是什么？練習(xí)布置作業(yè)思考與練習(xí)14-3、14-5、14-6課??題14.5寄存器課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)1教學(xué)目標(biāo)1.掌握時(shí)序邏輯電路的概念。2.了解寄存器的基本功能、類型及典型集成電路各引腳功能。3.能根據(jù)集成電路邏輯功能表，正確使用寄存器。教學(xué)重點(diǎn)1.掌握時(shí)序邏輯電路的概念。2.了解寄存器的基本功能、類型及典型集成電路各引腳功能。教學(xué)難點(diǎn)寄存器的基本功能、類型及典型集成電路各引腳功能。教學(xué)方法讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法。學(xué)情分析教后記A.上節(jié)回顧B.話題引入新課新課按照邏輯功能和電路組成的不同，數(shù)字電路可以分成組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩類，組合邏輯電路前面已做了介紹，從本節(jié)將開始我們將介紹時(shí)序邏輯電路，討論兩種典型的時(shí)序邏輯電路：寄存器和計(jì)數(shù)器。

C.新授課15.5寄存器15.5.1時(shí)序邏輯電路概述時(shí)序邏輯電路簡稱為時(shí)序電路，這類邏輯電路在任何時(shí)刻的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而且還與電路的原狀態(tài)有關(guān)，或者說，還與以前的輸入狀態(tài)有關(guān)，觸發(fā)器就是最簡單的時(shí)序邏輯電路。圖14-12時(shí)序邏輯電路框圖時(shí)序電路的基本結(jié)構(gòu)如圖14-12所示，它由組合邏輯電路和存儲(chǔ)電路兩部分組成，而且存儲(chǔ)電路是必不可少的。圖中的X代表輸入信號(hào)，Z代表輸出信號(hào)，D代表存儲(chǔ)電路輸入信號(hào)，Q圖14-12時(shí)序邏輯電路框圖15.5.2移位寄存器（a）外形（b）引腳圖圖14-1374LS48優(yōu)先編碼器【電路結(jié)構(gòu)】圖14-13所示為74LS194雙向4位移位寄存器外形與引腳圖，圖中D0D1D2D3為數(shù)據(jù)并行輸入端，Q0Q1Q2Q3為數(shù)據(jù)并行輸出端，S1、S0為工作方式控制端，DSR為數(shù)據(jù)右移串行輸入端，DSL為數(shù)據(jù)左移串行輸入端；為異步清零端（a）外形（b）引腳圖圖14-1374LS48優(yōu)先編碼器表14-7表14-774LS194雙向移位寄存器邏輯功能表1.異步清零端：當(dāng)=0時(shí)，寄存器置0，～均為0狀態(tài)，所以寄存器正常工作時(shí)應(yīng)使為高電平。2.工作方式控制端S1、S0：當(dāng)=1時(shí)，74LS194有如下4種工作方式：a.當(dāng)S1S0=00時(shí)，不論有無CLK到來，寄存器保持原態(tài)不變。b.當(dāng)S1S0=01時(shí)，在CLK的上升沿作用下，實(shí)現(xiàn)右移（上移）功能，數(shù)據(jù)從DSR端串行輸入寄存器，流向是DSR→Q0→Q1→Q2→Q3。c.當(dāng)S1S0=10時(shí)，在CLK的上升沿作用下，實(shí)現(xiàn)左移（下移）功能，數(shù)據(jù)從DSL端串行輸入寄存器，流向是DSL→Q3→Q2→Q1→Q0。d.當(dāng)S1S0=11時(shí)，在CLK的上升沿作用下，實(shí)現(xiàn)并行輸入功能，數(shù)據(jù)從D0D1D2D3端并行輸入寄存器，即：Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0。練習(xí)布置作業(yè)課??題14.6計(jì)數(shù)器14.7555定時(shí)電路課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1.了解計(jì)數(shù)器的基本功能、類型及典型集成電路各引腳功能。2.了解555定時(shí)器引腳功能。3.能根據(jù)集成電路邏輯功能表，正確使用計(jì)數(shù)器、555定時(shí)器。教學(xué)重點(diǎn)1.了解計(jì)數(shù)器的基本功能、類型及典型集成電路各引腳功能。2.了解555定時(shí)器引腳功能。教學(xué)難點(diǎn)1.了解計(jì)數(shù)器的基本功能、類型及典型集成電路各引腳功能。2.了解555定時(shí)器引腳功能。教學(xué)方法讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法。學(xué)情分析教后記A.上節(jié)內(nèi)容回顧B.本節(jié)話題引入新課新課在數(shù)字電路系統(tǒng)中，統(tǒng)計(jì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)稱為計(jì)數(shù)，能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)操作的電路稱為計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器種類很多，按計(jì)數(shù)脈沖的作用方式不同，可分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)進(jìn)位制的不同，可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)器的功能不同，可分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。其中二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是各種計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)。下面以74LS161二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器為例介紹計(jì)數(shù)器的功能。

C.新授課【電路結(jié)構(gòu)】74LS161二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器的外形和引腳如圖14-14所示，圖中～為計(jì)數(shù)器的并行輸出端，QCC為進(jìn)位輸出端，CLK是計(jì)數(shù)脈沖輸入端，為清零端，為置數(shù)端，～為并行數(shù)據(jù)輸入端，EP和ET為計(jì)數(shù)控制端。（a）外形（b）引腳圖（a）外形（b）引腳圖圖14-1474LS48優(yōu)先編碼器【提示】計(jì)數(shù)器同寄存器一樣，主要組成部分都是觸發(fā)器，一個(gè)觸發(fā)器有兩種狀態(tài)，可以計(jì)兩個(gè)數(shù)。k個(gè)觸發(fā)器組成的計(jì)數(shù)器就可以計(jì)2k個(gè)數(shù)【想一想】一個(gè)觸發(fā)器可計(jì)兩個(gè)數(shù)，那么能計(jì)100個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)器至少需要多少各個(gè)觸發(fā)器組成?！具壿嫻δ堋?4LS161計(jì)數(shù)器的邏輯功能見表14-8，簡述如下：a．異步清0功能：當(dāng)=0時(shí)，不論有無時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK和其他輸入信號(hào)，計(jì)數(shù)器被清0，即=0000。b．同步并行置數(shù)功能：=1、=0時(shí)，在輸入時(shí)鐘脈沖CLK上升沿到來時(shí)，并行輸入端的數(shù)據(jù)D3～D0被置入計(jì)數(shù)器，即=D3D2D1D0。c．計(jì)數(shù)功能：當(dāng)CT=CT=1、且==1時(shí)，對CLK端輸入脈沖信號(hào)，進(jìn)行二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)。當(dāng)輸入到第15個(gè)脈沖后，=1111，使進(jìn)位輸出端產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)QCC=1，當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖大于16時(shí)，需要兩塊74LS161級(jí)聯(lián)。d．保持功能：當(dāng)CP、CT任意端為0，且==1時(shí)，無論有無CP脈沖，計(jì)數(shù)器狀態(tài)均保持不變。表14-8表14-874LS161邏輯功能表【555定時(shí)電路外形與管腳排列】常見555定時(shí)器外形如圖14-15a所示，管腳排列如圖14-15b所示，其中TH：高電平觸發(fā)端，簡稱高觸發(fā)端，又稱閾值端；：低電平觸發(fā)端，簡稱低觸發(fā)端；VCO：控制電壓端；VO：輸出端；DIS：放電端；是復(fù)位端（4腳），當(dāng)＝0，555輸出低電平。平時(shí)端開路或接VCC。(a)外形(b)管腳圖(a)外形(b)管腳圖圖14-15555定時(shí)器【邏輯功能】555定時(shí)器的邏輯功能見表14-9表14-9555定時(shí)器控制功能表輸入輸出THVODISL××L導(dǎo)通H<VCC<VCCH截止H<VCC>VCC不變不變H>VCC×L導(dǎo)通練習(xí)布置作業(yè)14-9課??題15.1數(shù)-模轉(zhuǎn)換器（DAC）15.2模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）課型新課授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1．理解數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換的基本概念2．熟悉數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換的工作原理3．熟悉數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)4．理解數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換的主要技術(shù)指標(biāo)5．了解典型數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路引腳和功能教學(xué)重點(diǎn)1．能根據(jù)要求合理選擇數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器2．會(huì)搭接集成數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換的典型應(yīng)用電路教學(xué)難點(diǎn)1.理解數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換的基本概念2.數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用教學(xué)方法讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法。學(xué)情分析教后記A.話題引入新課新課在現(xiàn)代化的車間，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)無處不在。因此也有很多需要將計(jì)算機(jī)的指令傳達(dá)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)來完成相應(yīng)的控制場合，而這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常是一些由模擬量控制的閥門、開關(guān)等，那么如何將計(jì)算機(jī)的指令及數(shù)字量轉(zhuǎn)化為用于控制的模擬量呢?我們可以用數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(DAC)來實(shí)現(xiàn)。B.新授課15.1.1DAC的基本概念級(jí)轉(zhuǎn)換特性1.DAC的基本概念能將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的器件就是數(shù)-模轉(zhuǎn)換器。如果把數(shù)字量用字母D來表示，模擬量用字母A來表示，用字母C來表示轉(zhuǎn)換器時(shí)，數(shù)-模轉(zhuǎn)換器就可以簡稱DAC。構(gòu)成數(shù)字代碼的每一位都有一定的“權(quán)重”，因此，為了將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，就必需每一位代碼按其“權(quán)重”轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量，然后再將代表各位的模擬量相加，即可得到與該數(shù)字量成正比的模擬量，這就是構(gòu)成DAC的基本思想。2.DAC的基本組成和分類DAC通常是由參考電壓、譯碼電路和電子開關(guān)三個(gè)基本部分組成。按解碼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同，DAC可分為T形電阻網(wǎng)絡(luò)、倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)、權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)等。按模擬電子開關(guān)電路的不同，DAC又可分為CMOS開關(guān)型和雙極型開關(guān)型。3.DAC的功能DAC通常由數(shù)碼寄存器、模擬電子開關(guān)電路、解碼電阻網(wǎng)絡(luò)、求和放大電路及基準(zhǔn)電壓幾部分組成，如圖15-1所示。4.DAC的主要技術(shù)指標(biāo)分辨率：指轉(zhuǎn)換器理論上可以達(dá)到的精度。轉(zhuǎn)換誤差：DAC實(shí)際能達(dá)到的轉(zhuǎn)換精度。線性度：理想的D/A轉(zhuǎn)換器，輸出電壓與輸入數(shù)字之間有嚴(yán)格的線性關(guān)系，當(dāng)輸入數(shù)字信號(hào)作等量增加時(shí)，其輸出的模擬電壓也作等量增加。建立時(shí)間：在輸入變化后，輸出值穩(wěn)定到距最終輸出量所需時(shí)間，稱為建立時(shí)間，建立時(shí)間反應(yīng)了DAC電路轉(zhuǎn)換的速度。15.1.2DAC工作原理1.權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器4位權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)如圖16-2所示。VREF是基準(zhǔn)電源，存在于數(shù)字寄存器的數(shù)碼作為輸入數(shù)字量D3D2D1D0分別控制4個(gè)模擬電子開關(guān)S3、S2、S1、S0。例如，當(dāng)D3=0時(shí)，電子開關(guān)S3投擲向右邊，使電阻接地；D3=1時(shí)，電子開關(guān)S3投擲向左邊，使R與VREF接通。4個(gè)電阻稱為權(quán)電阻。權(quán)電阻的阻值大小與該位的權(quán)值成反比，如D2位的權(quán)值是D1的兩倍，而所應(yīng)的權(quán)電阻值卻是D1的1/2。2.R-2R倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器

4位R-2R倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)如圖16-3所示。VREF是基準(zhǔn)電源，輸入數(shù)字量D3D2D1D0分別控制4個(gè)模擬電子開關(guān)S3、S2、S1、S0。由圖16-3可見T形電阻網(wǎng)絡(luò)中電阻類型少，只有R和2R兩種，電路構(gòu)成比較方便,從而克服了權(quán)電阻阻值多且阻值差別大的缺點(diǎn)。由電路結(jié)構(gòu)可得，D、C、B、A四點(diǎn)電位逐位減半。16.1.3集成數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC0832DAC0832引腳圖如圖15-4所示，它是一個(gè)8位的A/D轉(zhuǎn)換器，即在對其輸入8位數(shù)字量后，通過外接的運(yùn)算放大器，可以獲得相應(yīng)的模擬電壓值。DAC0832的分辨率為8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間為1us，滿量程誤差為，參考電壓為+10V～-10V，供電電源為+5V～+15V，邏輯電平輸入與TTL兼容。DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖15-5所示。[DAC0832各引腳的功能定義如下]D7～D0：8位數(shù)據(jù)輸入端。IOUT1：模擬電流輸出端1.當(dāng)DAC寄存器中數(shù)據(jù)全為1時(shí)，輸出電流最大；當(dāng)DAC寄存器中數(shù)據(jù)全為0時(shí)，輸出電流為0。IOUT2:模擬電流輸出端2。IOUT1+IOUT2=常數(shù)RFB:反饋電阻引入端DAC0832內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻，所以RFB端可以直接接到外部運(yùn)算放大器的輸出端，這樣相當(dāng)于將一個(gè)反饋電阻接在運(yùn)算放大器的輸出端和輸入端之間VREF:參考電壓輸入端。此端可接一個(gè)正電壓，也可接一個(gè)負(fù)電壓，范圍為+10V～-10VVCC:芯片供電電壓，范圍為+5V～+15VAGND:模擬地DGND:數(shù)字地15.2模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）15.2.1ADC的基本概念和轉(zhuǎn)換原理模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬電壓（或電流）轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電路。模/數(shù)轉(zhuǎn)換廣泛