电子电路分析-制作与调试

电子电路分析、制作与调试全国高职高专院校规划教材·精品与示范系列学习情境1想到了什么？电路复杂涉及专业面广学习目的了解典型电子电路分析典型电子电路调试典型电子电路测试典型电子电路按照功能需求设计电路焊接工具和常用仪器仪表的使用能力典型电子电路分析、制作能力电子电路调试、排故能力标准电子电路原理图的绘图能力电子产品成本估算能力信息查询和资料整理能力技术文档编纂能力团队合作能力和创新能力制作成果展示能力能力培养目标电信号模拟信号数字信号在时间上和数值上都是连续变化的信号时间上和数值上都是断续变化的离散信号什么是连续变化?什么是断续变化?传输、处理模拟信号的电路称为模拟电路。传输、处理数字信号的电路称为数字电路。模拟信号数字信号电子电路分析制作与调试学习情境11小型电子产品的综合开发1三位简易抢答器电路分析与调试2叫号显示电路设计与调试3数字钟电路设计与调试4直流稳压电源的设计与调试5电子秤压力信号放大电路制作与调试7可燃气体报警器制作与调试8电子秤低通滤波电路制作与调试6变速运动小车功率放大电路分析与调试9小车变速运动DA转换电路分析与测试10水温控制系统分析与调试学习情境1三位简易抢答器电路分析与调试工作过程资讯决策计划实施检查评价资讯抢答器的设计如何实现？设计要求:器件优先权逻辑实现资讯高电平和低电平为某规定范围的电位值，而非一固定值。正逻辑负逻辑资讯数字电路的二值逻辑数字电路中传送的各类数据和信息均可利用二值逻辑来表示，即由逻辑1和逻辑0的组合表现出来。数字电路的特点1、数字电路在稳态时，电子器件处于开关状态，即工作在饱和区和截止区。和二进制信号的要求是对应的。分别用0和1来表示。2、数字电路信号的1和0没有任何数量的含义，而只是状态的含义，所以电路在工作时要能可靠地区分开1和0两种状态。3、对已有电路分析其逻辑功能，叫做逻辑分析；按逻辑功能要求设计电路，叫做逻辑设计。4、数字电路工作状态主要是用逻辑代数和卡诺图法等进行分析化简。5、数字电路能够对数字信号1和0进行各种逻辑运算和算术运算。资讯资讯数制与码制被概括的以某种形式表达的逻辑自变量和逻辑结果的函数关系称为逻辑函数。在逻辑代数中，逻辑变量也是用字母来表示的。逻辑变量的取值只有两个：1和0。注意逻辑代数中的1和0不表示数量大小，仅表示两种相反的状态。例如：开关闭合为1晶体管截止为1电位高为1断开为0导通为0低为0决定事物的因素（原因）为逻辑自变量，被决定的事物的结果为逻辑因变量。基本逻辑运算资讯基本逻辑函数及运算基本逻辑函数与逻辑或逻辑非逻辑与运算(逻辑乘)或运算(逻辑加)非运算(逻辑非)资讯1.与逻辑决定某一事件的所有条件都具备时，该事件才发生。111YAB000001010若有0出0；若全1出1资讯灭断断亮合合灭断合灭合断灯Y开关B开关A规定:开关闭合为逻辑1断开为逻辑0灯亮为逻辑1灯灭为逻辑0真值表1.与逻辑逻辑表达式Y=A·B或Y=AB资讯四2输入与门74LS08管脚图与门逻辑符号2.或逻辑决定某一事件的诸条件中，只要有一个或一个以上具备时，该事件就发生。灭断断亮合合亮断合亮合断灯Y开关B开关A若有1出1若全0出0000111YAB101110逻辑表达式Y=A+B资讯2.或逻辑或门(ORgate)资讯74LS32四2输入或门管脚图3.非逻辑决定某一事件的条件满足时，事件不发生；反之事件发生。Y=A资讯非门(NOTgate)又称“反相器”74LS04六非门管脚图与非逻辑先与后非由基本逻辑运算组合而成复合逻辑函数资讯与非门复合逻辑函数资讯74LS00两输入与非门管脚图74LS20四输入与非门管脚图或非逻辑复合逻辑函数资讯先或后非？如何得到真值表？100011YAB001010或非门复合逻辑函数资讯74LS02两输入或非门管脚图CD4001两输入或非门管脚图掌握的知识点资讯逻辑关系真值表逻辑符号对应芯片门电路逻辑功能测试实施CCV2~6VminIHV3.15VmaxILV0.9V74HC20推荐工作条件门电路逻辑功能测试实施逻辑电平的产生如何调整电路，使开关断开时输出高电平，开关按下时输出低电平？门电路逻辑功能测试实施光信号的产生门电路逻辑功能测试实施光信号的产生门电路逻辑功能测试实施门电路逻辑功能测试实施有没有发现不同组的输出高电平和低电平电压数值不同？门电路逻辑功能测试实施74HC2074LS203.50.16OHOLUVUV4.950OHOLUVUV门电路逻辑功能测试项目总结实施•供电电源不仅需连接Vcc端，也需要连接GND端；•芯片安装不仅需要关注方向，同时应注意观察确保所有管脚均插入管座；•逻辑状态的判断应注意观察和记录；•万用表表笔插孔、档位、电源开关、保持按键（Hold)都是需要仔细检查的地方；•用万用表测量电压时一定要把黑表笔与参考点相接，红表笔与待测点相接，才能准确得到待测电压值。与或非逻辑先与后或再非复合逻辑函数资讯与或非逻辑复合逻辑函数资讯异或逻辑若相异出1若相同出0000011YAB101110复合逻辑函数资讯同或逻辑(即异或非)若相同出1若相异出0100111YAB001010注意：异或和同或互为反函数，即=ABY只能是二个输入变量复合逻辑函数资讯试画出下图中各门电路的输出波形，输入端A、B的波形已给出。资讯已知逻辑函数式求真值表和逻辑图已知真值表求逻辑表达式和逻辑图已知逻辑图求逻辑函数式和真值表逻辑函数的几种表示方法及其相互转换资讯资讯某控制系统示意图资讯YABC真值表资讯YABCABCABCABC逻辑表达式或逻辑关系资讯非门与门或门芯片选择YABCABCABCABCYBCACABBCACAB逻辑化简与非门逻辑化简已知逻辑函数式求真值表和逻辑图例题：已知逻辑函数式，求与它对应的真值表和逻辑图。解：将输入变量A、B、C的各组取值代入函数式，算出函数Z的值，并对应地填入表中就是真值表。CBCAZABCAC资讯还可以怎么画逻辑图？已知逻辑图求逻辑函数式和真值表例如：写出下图所示逻辑图的逻辑函数式。解：首先从输入端门电路开始，逐级给每个门标号（G1~G5），然后依次写出各个门的输出端函数表达式，分别为：ACBCBACCBAACCB)(AACCBZ)(资讯写写真值表？三位简易抢答器逻辑电路调试实施选择芯片：•74HC04•74HC20选择外围器件：•开关及其电路•发光二极管及其电路1）了解逻辑原理图的基本识图方法；2）了解由逻辑原理图选择芯片的基本原则；3）练习逻辑电路的连线和通电调试。实施实施目标举重裁判电路设计确定变量符号；填写真值表；写出函数表达最小式；化简；绘制逻辑原理图。决策计划举重比赛有三名裁判，他们的判决根据少数服从多数的原则成为最终判决。裁判长坐在举重台前方，其左右各坐有一名裁判员。当两名或以上裁判同时判决选手试举成功时立即会有一声喇叭响起。举重裁判电路设计确定变量符号：输入（裁判）A、B、C；输出（指示）Y。填写真值表：写出函数表达最小式决策计划YABCABCABCABC举重裁判电路设计化简决策计划YBCACABBCACAB绘制逻辑原理图器件：按钮、发光二极管、逻辑芯片资讯十进制(Decimal)数码K共有十个，为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9逢十进一，借一当十二进制(Binary)数码K共有两个，为0、1逢二进一，借一当二十六进制(Hexadecimal)数码K共有十六个，为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F逢十六进一，借一当十六资讯十进制(Decimal)逢十进一，借一当十二进制(Binary)逢二进一，借一当二十六进制(Hexadecimal)逢十六进一，借一当十六101011110110911010911010222111212(3)11(10)(10)11101616161111611697(10)(10)88几种进制的比较•以十进制和二进制作比较，十进制在日常生活中应用最多，是人们最熟悉和习惯的计数体制，但其十个数码在数字电路中难于找到十个状态与之对应。•数字电路的两个状态可用两个数码表示,故采用二进制。二进制计算规则简单，但人们对它不习惯，另外其数位较多，不易读写。•利用二进制与十进制和十六进制的对应关系对十进制和十六进制以及二进制编码，用起来就很方便了。资讯几种不同数制间的转换(11010)2=1×24+1×23+0×22+1×21+0×20=24+23+21=(26)10(1A)16=1×161+10×160=16+10=(26)10资讯(1010)2=1×23+0×22+1×21+0×20=23+21=(10)10想到了什么？(1A)16=(11010)210010110B96H划分方向资讯•二进制与十六进制间的转换验算资讯•十进制转换为二进制26余数136312222读数顺序(26)10=(11010)20101整数和小数分别转换整数部分：除2取余法小数部分：乘2取整法资讯•十进制转换为十六进制81余数516读数顺序(81)D=（51）H=(1010001)B1除16取余法资讯资讯•特殊的数（FF）H（FFFF）H（1K）D用二进制码表示十进制码的编码方法称为二-十进制码，即BCD码。常用的BCD码几种编码方式如表所示1111111111001110111010111101011110101100011010011011010110000100010001000011001100110010001000100001000100010000000000009876543210十进制数1100101110101001100001110110010101000011余3码2421(B)2421(A)5421码8421码无权码有权码1001100001110110010101000011001000010000权为8、4、2、1比8421BCD码多余3取四位自然二进制数的前10种组合，去掉后6种组合1010~1111。资讯用BCD码表示十进制数(473)10=（010001110011）8421BCD(36)10=(00110110)8421BCD(50)10=(01010000)8421BCD注意区别BCD码与数制：(150)10=(000101010000)8421BCD=(96)16=(10010110)2资讯可靠性代码奇偶校验码组成｛信息码：需要传送的信息本身。1位校验位：取值为0或1，以使整个代码中“1”的个数为奇数或偶数。使“1”的个数为奇数的称奇校验，使“1”的个数为偶数的称偶校验。资讯一、逻辑代数的基本公式1.与普通代数相似的定律交换律:A•B=B•AA+B=B+A结合律:(A•B)•C=A•(B•C)(A+B)+C=A+(B+C)分配律:A•(B+C)=AB+AC与对或的分配分配律:A+BC=(A+B)(A+C)或对与的分配逻辑代数资讯资讯逻辑运算的运算顺序先“非”后“与”再“或”，若有括号先进行括号内运算，若括号与“非”号下变量一致，括号可省略。Y=A+BA+B2.变量常量关系定律0—1律:A•1=AA•0=0A+1=1A+0=A注:A代表1和00AA互补律：；;1=A+A3.逻辑代数的特殊定律重叠律:A•A=AA+A=A:ABAB反演律；;B•A=B+A否定律：A=A资讯4.吸收律推广公式：利用真值表逻辑等式的证明方法利用基本公式和基本定律总之：A+AB=A（A+B）（A+C）=A+BCA（A+B）=A资讯1.逻辑函数表达式的标准形式和最简式含义一个逻辑函数确定以后，其真值表是唯一的，但其函数式的表达形式却有多种。不管哪种表达式，对同一个逻辑函数来说所表达的逻辑功能是一致的，各种表达式是可以相互转换的。•逻辑函数的代数化简法资讯Z=AB+AB=AB+AB=ABAB（与或式）=A+BA+BABAB（与非-与非式）（或-与