信息技術(shù)與通信導(dǎo)航系統(tǒng)（船舶）全套教學(xué)課件

信息技術(shù)與通訊導(dǎo)航第1章電子技術(shù)基礎(chǔ)第2章船舶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第3章船舶通信系統(tǒng)第4章船舶導(dǎo)航系統(tǒng)全套可編輯PPT課件第一章電子技術(shù)基礎(chǔ)163數(shù)字電子技術(shù)2節(jié)

模擬電子技術(shù)1節(jié)第1節(jié)模擬電子技術(shù)半導(dǎo)體元器件基本放大電路集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)放運(yùn)算電路直流穩(wěn)壓電源1.1.1半導(dǎo)體元器件半導(dǎo)體二極管雙極結(jié)型三極管

場(chǎng)效應(yīng)管半導(dǎo)體二極管1.PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?/p>

本征半導(dǎo)體

純凈不含雜質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)排列整齊的半導(dǎo)體稱(chēng)為本征半導(dǎo)體。

多采用4價(jià)元素的硅和鍺作原料。硅單晶中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)健

Si

Si

Si

Si價(jià)電子

N型半導(dǎo)體

在硅或者鍺的晶體中摻人5價(jià)元素（比如磷），則稱(chēng)為電子半導(dǎo)體或者Ｎ型半導(dǎo)體。

Si

Si

Si

Sip+多余電子磷原子在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)電子變?yōu)檎x子

在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。

P型半導(dǎo)體

在硅或者鍺的晶體中摻人3價(jià)元素（比如硼），則稱(chēng)為空穴半導(dǎo)體或者P型半導(dǎo)體。

Si

Si

Si

SiB-B–硼原子接受一個(gè)電子變?yōu)樨?fù)離子空穴

在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載流子。PN結(jié)的形成

通過(guò)一定的摻雜工藝，在本征半導(dǎo)體晶片上形成P型半導(dǎo)體區(qū)域和N型半導(dǎo)體區(qū)域，這兩個(gè)區(qū)域的交界處形成一個(gè)PN結(jié)。多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－形成空間電荷區(qū)

擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬；漂移使空間電荷區(qū)變薄；擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。

PN結(jié)加正向電壓（正向偏置）PN結(jié)變窄外電場(chǎng)IFPN結(jié)加正向電壓時(shí)，PN結(jié)變窄，正向電流較大，正向電阻較小，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。內(nèi)電場(chǎng)PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–

PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++－－－++–+

PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場(chǎng)IR–+內(nèi)電場(chǎng)PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－PN結(jié)加反向電壓時(shí)，PN結(jié)變寬，反向電流較小，反向電阻較大，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。2.半導(dǎo)體二極管伏安特性

半導(dǎo)體二極管由1個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的電阻引線(xiàn)以及管殼構(gòu)成，具有單向?qū)щ娦浴Ｆ浞蔡匦郧€(xiàn)如下：硅管0.5V-0.8V;鍺管0.1V-0.3V。反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降正向特性反向特性硅0.7V;鍺0.2VUI死區(qū)電壓PN+–PN–+反向電流在一定電壓范圍內(nèi)保持常數(shù)。二極管的單向?qū)щ娦裕?/p>

1.二極管加正向電壓時(shí)，二極管處于正向?qū)顟B(tài)，二極管正向電阻較小，正向電流較大。

2.二極管加反向電壓時(shí)，二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，二極管反向電阻較大，反向電流很小。

3.外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦浴?.半導(dǎo)體二極管主要參數(shù)

(1).最大整流電流二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。(2).反向擊穿電壓

是指管子反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)，反向電流劇增，單向?qū)щ娦栽獾狡茐?，甚至因過(guò)熱而燒毀。(3).反向電流

指管子未擊穿時(shí)的反向電流，這個(gè)值越小，管子的單向?qū)щ娦栽胶?。反向電流受溫度影響比較大，溫度增加，其會(huì)明顯增加。(4).極間電容

PN結(jié)存在擴(kuò)散電容和勢(shì)壘電容。極間電容是反映二極管中PN結(jié)電容效應(yīng)的參數(shù)，它是擴(kuò)散點(diǎn)燃和勢(shì)壘電容之和。(5).正向壓降

二極管正向?qū)ê蟮膲航怠Ｒ话闱闆r，硅管的正向壓降為0.7V左右，鍺管的正向壓降為0.2V左右。4.半導(dǎo)體二極管常見(jiàn)分類(lèi)按照所用的半導(dǎo)體材料，可分為鍺二極管（Ge管）和硅二極管（Si管）。按照二極管的結(jié)構(gòu)不同，大致可分為點(diǎn)接觸型二極管和面接觸型二極管兩類(lèi)。

面接觸型二極管的PN結(jié)面積大，可承受較大的電流，但極間電容也大，這類(lèi)器件適用于整流，不適用于高頻電路中。

點(diǎn)接觸型二極管的PN結(jié)面積很小，所以極間電容也小，適用于高頻電路和數(shù)字電路。特殊的二極管(1).齊納二極管又稱(chēng)穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端電壓變化很小。利用此特性，穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用。

穩(wěn)壓管在電路中與適當(dāng)參數(shù)的電阻配合后能起到穩(wěn)定電壓的作用，在直流穩(wěn)壓電源中獲得廣泛的應(yīng)用。R為限流電阻，它的作用是使電路有一個(gè)合適的工作狀態(tài)，并限定電路的工作電流。穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓管的主要參數(shù)①

穩(wěn)定電壓

穩(wěn)壓管正常工作(反向擊穿)時(shí)管子兩端的電壓。②最大穩(wěn)定電流

指穩(wěn)壓管在

工作時(shí)允許通過(guò)的最大電流。③最大允許耗散功率

指穩(wěn)定電壓和最大穩(wěn)定電流的乘積。(2).肖特基勢(shì)壘二極管

是利用金屬（如鋁、金、鉬、鎳和鈦等）與N型半導(dǎo)體接觸在交界面形成勢(shì)壘的二極管。

肖特基二極管的電容效應(yīng)非常小，工作速度快，特別適合于高頻或者開(kāi)關(guān)狀態(tài)應(yīng)用。④動(dòng)態(tài)電阻

在工作區(qū)域內(nèi)，穩(wěn)壓管端電壓變化量與相應(yīng)的電流變化量的比值。穩(wěn)壓管的動(dòng)態(tài)電阻與工作電流有關(guān)，一般工作電流越大，動(dòng)態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓管的性能越好。(3).二極管光電子器件光電二極管發(fā)光二極管

激光二極管

光電二極管的結(jié)構(gòu)與PN結(jié)二極管類(lèi)似，但在它的PN結(jié)處，通過(guò)管殼上的一個(gè)玻璃窗口能接收外部的光照。光電二極管可用作光的測(cè)量，是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的常用器件。

發(fā)光二極管通常用砷化鎵、磷化鎵等制成。這種管子通過(guò)電流時(shí)將發(fā)出光來(lái)，這是因?yàn)殡娮优c空穴直接復(fù)合而放出能量的結(jié)果。可以將電信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào)。

激光二極管可以產(chǎn)生相干的單色光信號(hào)，但是它所發(fā)射的主要是紅外線(xiàn)，這與所使用的半導(dǎo)體材料的物理性質(zhì)有關(guān)，激光二極管在小功率光電設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。5.半導(dǎo)體二極管檢測(cè)(1)極性判別

用萬(wàn)用表筆接觸二極管兩電極，如果測(cè)得的是正向電阻（阻值小），則萬(wàn)用表紅筆所接觸的是管子的負(fù)極，黑筆接觸的是管子的正極；如果測(cè)得的是反向電阻（電阻大），則萬(wàn)用表紅筆所接觸的是管子的正極，黑表筆接觸的是管子的負(fù)極。(2)檢測(cè)①正向特性測(cè)試

②反向特性測(cè)試

萬(wàn)用表的黑表筆接二極管的正極，紅表筆接二極管的負(fù)極。若測(cè)得較小的電阻值，二極管正向?qū)ǎ蝗綦娮铻?值，說(shuō)明管芯短路損壞，若正向電阻接近無(wú)窮大值，說(shuō)明管芯斷路。

萬(wàn)用表的紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負(fù)極，若表針指在無(wú)窮大值或接近無(wú)窮大值，管子就是合格的。

雙極結(jié)型三極管1.三極管基本結(jié)構(gòu)NNP基極發(fā)射極集電極NPN型BECBECPNP型PPN基極發(fā)射極集電極符號(hào)：BECIBIEICBECIBIEICNPN型三極管PNP型三極管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極集電區(qū)：面積最大2.三極管放大原理和特性曲線(xiàn)三極管的電流放大作用就是利用電子在基區(qū)的擴(kuò)散與復(fù)合這一矛盾，使擴(kuò)散大大超過(guò)復(fù)合。

換句話(huà)說(shuō)，如果基極電流做微量變化時(shí)，可以控制集電極電流出現(xiàn)很大的變化，這就是三極管的放大作用。

三極管有三個(gè)電極，在放大電路中可有三種連接方式:共基極、共發(fā)射極（共射極）和共集電極。三極管的三種連接方式（a）共基極連接（b）共發(fā)射極連接（c）共集電極連接

特性曲線(xiàn)

三極管的伏安特性能全面地反映出各電極電壓與流過(guò)電流之間的關(guān)系，其中最常用的是輸入特性和輸出特性曲線(xiàn)。為什么要研究特性曲線(xiàn)：1）判斷管子質(zhì)量的好壞2）可以在特性曲線(xiàn)上作圖，對(duì)管子性能進(jìn)行較全面地分析輸入特性

死區(qū)電壓：硅管0.4V，鍺管0.2V。IB(

A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO輸出特性

輸出特性曲線(xiàn)通常分三個(gè)工作區(qū)：

(3)飽和區(qū)，三極管的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正向偏置的區(qū)。.3.三極管主要參數(shù)

1.電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)

三極管的參數(shù)可用來(lái)表征管子性能的優(yōu)劣和適用范圍，是合理選擇和正確使用三極管的依據(jù)。注意：

常用晶體管的

值在20~100之間。

2.極間反向電流(1)集-基極反向飽和電流ICBO(2)集-射極反向飽和電流ICEOICBO標(biāo)志著集電結(jié)的質(zhì)量（即單向?qū)щ娦缘膬?yōu)劣），其值越小越好。測(cè)量三極管時(shí)，常把ICEO作為判斷管子質(zhì)量的重要依據(jù)，隨溫度的增加而增加。(3)極限參數(shù)

③反向擊穿電壓

(4)溫度對(duì)三極管參數(shù)及特性影響1、溫度每增加10

C，ICBO增大一倍。硅管優(yōu)于鍺管。2、溫度每升高1

C，UBE將減小(2~2.5)mV，即晶體管具有負(fù)溫度系數(shù)。3、溫度每升高1

C，增加0.5%~1.0%。4.三極管萬(wàn)用表識(shí)別方法及使用注意事項(xiàng)(1)三極管識(shí)別

將萬(wàn)用表置于R×100或R×1K檔，用一只表筆接在假定的基極上，另一只表筆先后接另外2個(gè)管腳。如果兩次測(cè)得的阻值都較大或都較小，然后將表筆調(diào)換，重復(fù)上述測(cè)量，與上次得到阻值恰好相反，即都較小或者都較大，這時(shí)假定的基極管腳就是實(shí)際的基極。

找到真正的基極后，如果測(cè)得的阻值都較小，這時(shí)看看基極上的表筆是萬(wàn)用表內(nèi)接正電源的表筆（正表筆）萬(wàn)用表內(nèi)接負(fù)電源的表筆（負(fù)表筆）。如果是正表筆，則此管為NPN型三極管；如果是負(fù)表筆，則為PNP型三極管。②發(fā)射極與集電極的判定：

先把兩表筆接至集電極和發(fā)射極兩端，基極（上述方法已經(jīng)確定）開(kāi)路，測(cè)量集電極和發(fā)射極間的電阻，然后把表筆對(duì)調(diào)，再測(cè)集電極和發(fā)射極的電阻，最后比較兩次測(cè)量結(jié)果，阻值小的那次，對(duì)于NPN型管，萬(wàn)用表內(nèi)接負(fù)電源的表筆接的管腳為發(fā)射極，另一管腳則為集電極；對(duì)于PNP型管，正好相反。③三極管性能好壞的判別:

先把兩表筆接至集電極和發(fā)射極兩端，基極開(kāi)路，測(cè)量集電極和發(fā)射極間的電阻，阻值應(yīng)該在幾千歐以上。若阻值太小，說(shuō)明管子質(zhì)量不好，穿透電流太大；若阻值接近于零，說(shuō)明管子已經(jīng)擊穿。(2)三極管使用注意事項(xiàng)①使用時(shí)電極必須接正確。②焊接三極管的管腳時(shí)，溫度不宜過(guò)高，焊接時(shí)間不宜過(guò)久。③三極管接入電路時(shí)，應(yīng)先接通基極，在發(fā)射極和集電極間有偏壓時(shí)，不得先斷開(kāi)基

極電路。④大功率三極管應(yīng)該有良好的散熱裝置。⑤用萬(wàn)用表檢測(cè)三極管時(shí)，一般只能用R×100或R×1K檔。場(chǎng)效應(yīng)管是利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制電流的一種半導(dǎo)體器件，即是電壓控制元件。它的輸出電流決定于輸入電壓的大小，基本上不需要信號(hào)源提供電流，所以它的輸入電阻高，且溫度穩(wěn)定性好。與三極管的導(dǎo)電機(jī)制不同，場(chǎng)效應(yīng)管只有一種載流子（電子N溝道型或者空穴P溝道型）導(dǎo)電，所以稱(chēng)場(chǎng)效應(yīng)管為單極型器件。場(chǎng)效應(yīng)管

場(chǎng)效應(yīng)管1.場(chǎng)效應(yīng)管分類(lèi)場(chǎng)效應(yīng)管有兩種:結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JunctionFET-JFET）絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（Metal-Oxide-SemiconductorFET-MOSFET）

在MOSFET中，從導(dǎo)電載流子來(lái)看，有N（電子型）溝道和P（空穴型）溝道；按照導(dǎo)電溝道機(jī)理不同，又各有增強(qiáng)型（簡(jiǎn)稱(chēng)E型）和耗盡型（簡(jiǎn)稱(chēng)D型）兩種。MOSFET有四種：E型NMOS管D型NMOS管E型PMOS管D型PMOS管

MOSFET上安置了三個(gè)電極，分別是柵極g（Gate）、源極s（Source）和漏極d（Drain），分別類(lèi)似于三極管的基極B、射極E和集電極C。在制造工藝上，由于柵極與源極、漏極均無(wú)電接觸，所以也稱(chēng)絕緣柵極。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET分為P溝道JFET和N溝道JFET兩類(lèi)。N溝道JFET

P溝道JFET

JFET柵極、溝道之間的PN結(jié)是反向偏置的，因此其輸入電阻的阻值很高。2.場(chǎng)效應(yīng)管主要參數(shù)(1)直流參數(shù)可分為開(kāi)啟電壓、夾斷電壓、飽和漏極電流和直流輸入電阻4個(gè)參數(shù)，對(duì)于MOS管而言，其直流輸入電阻可達(dá)109~1015Ω。(2)交流參數(shù)可分為輸出電阻和低頻互導(dǎo)兩個(gè)參數(shù)，輸出電阻一般在幾十千歐到幾百千歐之間，而低頻互導(dǎo)一般在十分之幾至幾毫西的范圍內(nèi)，特殊的可達(dá)100mS，甚至更高。(3)極限參數(shù)①最大漏極電流是指管子正常工作時(shí)漏極電流允許的上限值。②最大耗散功率是指耗散在管子中的功率，受管子最高工作溫度的限制。③最大漏源電壓是指發(fā)生雪崩擊穿、漏極電流開(kāi)始急劇上升時(shí)的電壓。④最大柵源電壓是指柵源間反向電流開(kāi)始急劇增加時(shí)的電壓值。1.1.2基本放大電路放大電路模型分類(lèi)及性能指標(biāo)三極管構(gòu)成的基本放大電路放大電路模型分類(lèi)及性能指標(biāo)放大電路模型分類(lèi)

1.放大倍數(shù)放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)2.輸入電阻3.輸出電阻+-信號(hào)源Au放大電路+-+_RoRL+_Ri

三極管構(gòu)成的放大電路2.共射極放大電路工作原理放大電路中的電壓或電流既含有直流成分，又含有交流成分，稱(chēng)為交、直流共存。交流信號(hào)疊加在直流量上。

分析計(jì)算及設(shè)計(jì)時(shí)，常將支流和交流分開(kāi)，即分析直流時(shí)，可將交流源置零，求取其靜態(tài)工作點(diǎn)；分析交流時(shí)可將直流源置零，畫(huà)交流通路分析，總的響應(yīng)是兩個(gè)單獨(dú)響應(yīng)的疊加。

三極管構(gòu)成的放大電路射極輸出器的應(yīng)用主要利用它具有輸入電阻高和輸出電阻低的特點(diǎn)。

1.輸因入電阻高，它常被用在多級(jí)放大電路的第一級(jí)，可以提高輸入電阻，減輕信號(hào)源負(fù)擔(dān)。2.因輸出電阻低，它常被用在多級(jí)放大電路的末級(jí)，可以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。

3.利用ri大、ro小以及Au

1的特點(diǎn)，也可將射極輸出器放在放大電路的兩級(jí)之間，起到阻抗匹配作用，這一級(jí)射極輸出器稱(chēng)為緩沖級(jí)或中間隔離級(jí)。

三極管構(gòu)成的放大電路1.1.3集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)放特點(diǎn)集成運(yùn)放組成集成運(yùn)算放大器主要參數(shù)集成運(yùn)放分析方法集成運(yùn)放特點(diǎn)1.內(nèi)部電路采用直接耦合，沒(méi)有電感和電容，需要時(shí)可外接。2.輸入級(jí)采用差分放大電路，對(duì)稱(chēng)性好，溫度漂移小。3.大電阻用晶體管恒流源代替，動(dòng)態(tài)電阻大，靜態(tài)壓降小。4.二極管由晶體管構(gòu)成，把發(fā)射極、基極、集電極三者適當(dāng)組配使用。集成運(yùn)放組成輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)偏置電路輸入端輸出端(1)零點(diǎn)漂移

當(dāng)溫度變化或電路參數(shù)等因素稍有變化時(shí)，電路工作點(diǎn)將隨之變化，輸出端電壓偏離靜態(tài)值（相當(dāng)于交流信號(hào)零點(diǎn)）而上下漂動(dòng)，這種現(xiàn)稱(chēng)為“零點(diǎn)漂移”，簡(jiǎn)稱(chēng)“零漂”。

由于存在零漂，即使輸入信號(hào)為零，也會(huì)在輸出端產(chǎn)生電壓變化從而造成電路誤動(dòng)作，顯然這是不允許的。因此，為了保證集成運(yùn)算放大器的正常工作，必須設(shè)法抑制零漂。差分放大電路(2)差分放大電路組成和工作原理

差分放大電路的電路由兩個(gè)結(jié)構(gòu)和參數(shù)完全相同的共發(fā)射極放大電路組成，并要求三極管的特性和參數(shù)完全一樣。

當(dāng)輸入信號(hào)從某個(gè)管子的基極與“地”之間加入，稱(chēng)為單端輸入如ui1、ui2；而輸入信號(hào)從兩個(gè)基極之間加入，稱(chēng)為雙端輸入ui。

若輸出電壓從某個(gè)管子的集電極和“地”之間取出，稱(chēng)為單端輸出，如uo1、uo2；而輸出電壓從兩集電極之間取出，稱(chēng)為雙端輸出uo，顯然uo=uo1-uo2。

(3)差模信號(hào)和共模信號(hào)①

差模信號(hào)當(dāng)輸入ui1和ui2為一對(duì)大小相等，極性相反的信號(hào)時(shí)，稱(chēng)為輸入差模信號(hào)。用ud表示，即ui1=-ui2=ud②

共模信號(hào)當(dāng)輸入為一對(duì)大小相等，極性相同的信號(hào)時(shí)，稱(chēng)為輸入共模信號(hào)，用uc表示，即ui1=-ui2=uc③

任意信號(hào)

輸入信號(hào)ui1和ui2的大小和極性任意，由疊加原理，他們總可以分解成差模信號(hào)ud和共模信號(hào)uc的組合。其中：則；；

為了定量地說(shuō)明差分放大電路對(duì)差模信號(hào)的放大能力和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，引入共模抑制比（Common-modeRejectionRatio）KCMRR，其定義為：差模放大倍數(shù)Ad與共模放大倍數(shù)Ac之比，即

共模抑制比越大，表示該差分放大電路性能越好。或集成運(yùn)算放大器主要參數(shù)

1.最大輸出電壓UOPP能使輸出電壓和輸入電流保持不失真關(guān)系的最大輸出電壓，一般是比電源小1.5V左右。2.開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)Auo在沒(méi)有外接反饋電路時(shí)所測(cè)出的差模電壓放大倍數(shù)，稱(chēng)為開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)。Auo越高，所構(gòu)成的運(yùn)算電路越穩(wěn)定，精度也越高。3.輸入失調(diào)電壓Uio由于制造工藝問(wèn)題，制造中原件參數(shù)不對(duì)稱(chēng)等原因，當(dāng)輸入電壓為零時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出不等于零。換句話(huà)說(shuō)，如果要uo=0，必須在輸入端加一個(gè)補(bǔ)償電壓稱(chēng)為輸入失調(diào)電壓Uio，Uio一般在幾個(gè)毫伏級(jí)，顯然越小越好。集成運(yùn)放分析方法1.理想集成運(yùn)放電路模型理想運(yùn)算放大器符號(hào)集成運(yùn)放傳輸曲線(xiàn)理想集成運(yùn)放的圖形符號(hào)傳輸特性曲線(xiàn)分為線(xiàn)性區(qū)和非線(xiàn)性區(qū)（飽和區(qū)）。集成運(yùn)放的電路模型集成運(yùn)放的理想?yún)?shù)主要有：（1）開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)Auo→；（2）輸入電阻ri→∞；（3）輸出電阻ro→0；（4）共模抑制比KCMRR→∞。理想化的運(yùn)放模型2.理想運(yùn)放分析方法(1)線(xiàn)性工作區(qū)由理想運(yùn)放工作在線(xiàn)性區(qū)時(shí)輸出電壓與輸入電壓是線(xiàn)性關(guān)系，即：可得出兩條基本特性：①

虛短u-≈u+

②

虛斷i+≈i-≈0(2)非線(xiàn)性區(qū)①

輸出正負(fù)飽和兩種電壓u+<u-時(shí)，uo=-Uosat②

虛斷i+=i-=0u+>u-時(shí)，uo=Uosat1.1.4集成運(yùn)放運(yùn)算電路1.反相比例運(yùn)算電路由虛斷得：u-≈u+=0由虛短得：得：即：

因要求靜態(tài)時(shí)u+、u–對(duì)地電阻相同，所以平衡電阻R2=R1//RF2.同相比例運(yùn)算電路根據(jù)理想運(yùn)放工作在線(xiàn)性區(qū)時(shí)：；可列出：即若取(斷開(kāi))或(短路)甚至(斷開(kāi))和(短路)同時(shí)出現(xiàn)，則此時(shí)輸出電壓與輸入電壓始終相同，稱(chēng)為電壓跟隨器。例：

負(fù)載電阻RL的變化不會(huì)影響輸出電壓，輸出電壓始終等于6V。3.加法運(yùn)算電路由圖可列出；；而

；由上列各式可得4.減法運(yùn)算電路

應(yīng)用疊加定理根據(jù)反相比例和同相比例電路已有的結(jié)論進(jìn)行分析，這樣可使分析更簡(jiǎn)便。ui1單獨(dú)作用，而ui2=0，uo1為：ui2單獨(dú)作用，而ui1=0，uo2為：總輸出電壓為5.積分運(yùn)算如果將反相比例運(yùn)算電路的反饋電阻RF用電容CF取代，就成為了積分運(yùn)算電路。當(dāng)ui為階躍電壓時(shí)，則積分電路除用于信號(hào)運(yùn)算外，在控制和測(cè)量系統(tǒng)中也廣泛應(yīng)用。6.微分運(yùn)算微分運(yùn)算是積分運(yùn)算的逆運(yùn)算因u+=0，而u+≈u-=0和i1=if所以

由于微分電路的抗干擾能力較差，工作時(shí)穩(wěn)定性不高，所以很少應(yīng)用。在實(shí)際電路中長(zhǎng)采用比例微分電路，用于控制系統(tǒng)中，在調(diào)速過(guò)程中起加速作用。7.電壓比較器電壓比較器的功能：電壓比較器用來(lái)比較輸入信號(hào)與參考電壓的大小。當(dāng)兩者幅度相等時(shí)輸出電壓產(chǎn)生躍變，由高電平變成低電平，或者由低電平變成高電平。由此來(lái)判斷輸入信號(hào)的大小和極性。當(dāng)

u+>u–

時(shí)，uo=+Uo

(sat)

u+<u–

時(shí)，uo=–Uo

(sat)

即

ui<UR時(shí)，uo=+Uo

(sat)

ui

>UR

時(shí)，uo=–

Uo

(sat)可見(jiàn)，在

ui=UR處輸出電壓uo

發(fā)生躍變。1.1.5直流穩(wěn)壓電源整流電路濾波電路

穩(wěn)壓電路小功率直流穩(wěn)壓電源的組成功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓u4uou3u2u1交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓

整流電路

整流是利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟妷鹤儞Q成單相脈動(dòng)直流電。整流原理：利用二極管的單向?qū)щ娦?。分析時(shí)可把二極管當(dāng)作理想元件處理：二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無(wú)窮大。

整流電路可分為單相整流電路和三相整流電路。其中單相整流電路分為單相半波、單相橋式等。1.單相半波整流電路

u

正半周，Va>Vb，二極管D導(dǎo)通；

u負(fù)半周，Va<Vb，二極管D截止。輸出波形單相半波整流電路的平均值為負(fù)載的平均電流與流過(guò)二極管的相等二極管承受的最高反向電壓就是變壓器副邊交流電壓的最大值2.單相橋式整流電路

u

正半周，Va>Vb，二極管

D1、D3

導(dǎo)通，D2、D4

截止。輸出波形與的正半周波形相同

u

負(fù)半周，Vb>Va，二極管

D2、D4

導(dǎo)通，

D1、D3

截止。輸出波形經(jīng)過(guò)橋式整流后輸出電壓的平均值通過(guò)負(fù)載的電流的平均值通過(guò)各個(gè)二極管的電流的平均值二極管承受的最高反向電壓

使用中，如果二極管D2或D4接反，則正半周時(shí)，二極管D1、D4或D2、D3導(dǎo)通，電流經(jīng)D1、D4或D2、D3而造成電源短路，電流很大，因此變壓器及D1、D4或D2、D3將被燒壞；如果D2或D4因擊穿燒壞而短路，則正半周時(shí)，情況與D2或D4接反類(lèi)似，變壓器及D1或D3也將因電流過(guò)大而可能被燒壞。

濾波電路

交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動(dòng)直流，其中既有直流成份又有交流成份。

濾波原理：濾波電路利用儲(chǔ)能元件電容兩端的電壓(或通過(guò)電感中的電流)不能突變的特性,濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。

方法：將電容與負(fù)載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負(fù)載RL串聯(lián))。1.電容濾波電路

u>uC時(shí)，二極管導(dǎo)通，電源在給負(fù)載RL供電的同時(shí)也給電容充電，uC

增加，uo=uC。

u<uC時(shí)，二極管截止，電容通過(guò)負(fù)載RL

放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降，uo=uC

。二極管承受的最高反向電壓為可見(jiàn)帶電容濾波器的輸出電壓脈動(dòng)程度減小，輸出平均電壓增高。（單相半波）（單相橋式）（空載）

電容濾波電路輸出電壓的脈動(dòng)程度與電容器的放電時(shí)間有關(guān)。為了獲得以上輸出整流電壓的平均值，一般要求2.電感濾波電路

利用電感器兩端的電流不能突變的特點(diǎn)，把電感器與負(fù)載串聯(lián)起來(lái)，以達(dá)到使輸出電流平滑的目的。二極管所承受的最高反向電壓

電感濾波的特點(diǎn)是整流管的導(dǎo)通角較大，峰值電流很小，輸出電壓比較平坦。其缺點(diǎn)是存在鐵芯，體積大且笨重，易引起電磁干擾。因此，電感濾波一般只適用于低電壓、大電流場(chǎng)合。3.電感電容濾波電路（LC濾波器）

與電容或電感濾波電路比較，LC濾波電路的優(yōu)點(diǎn)是：負(fù)載波動(dòng)對(duì)輸出電壓影響小，電感元件限制了電流的脈動(dòng)峰值，減小了對(duì)整流二極管的沖擊。LC濾波器適用于電流較大、要求輸出電壓脈動(dòng)很小的場(chǎng)合，用于高頻電路更為適合。LC濾波電路的輸出電壓和二極管所承受的最高反向電壓與電感濾波電路相同。4.π形濾波電路

π形RC濾波電路

π形LC濾波電路

R愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但R太大，將使直流壓降增加，所以這種濾波電路主要適用于負(fù)載電流較小而又要求輸出電壓脈動(dòng)很小的場(chǎng)合。

穩(wěn)壓電路1.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路輸出電壓與穩(wěn)壓管兩端電壓相同電路穩(wěn)壓過(guò)程：穩(wěn)定穩(wěn)定2.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

串聯(lián)型穩(wěn)壓電路利用晶體管的電流放大作用，增大了輸出電流，并在電路中引入了深度電壓負(fù)反饋使輸出電壓穩(wěn)定，通過(guò)改變反饋網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，從而使輸出電壓可調(diào)。當(dāng)輸入電壓VI增加（或負(fù)載電流Io減?。r(shí)，導(dǎo)致輸出電壓Vo增加，隨之反饋電壓VF=R1Vo/（R1+R2）=FVVo也增加（FV為反饋系數(shù)）。VF與基準(zhǔn)電壓VE相比較，其差值電壓經(jīng)反饋三極管T2放大后使調(diào)整管T1基極電壓和集電極電流減小，其集電極與發(fā)射極間的電壓VCE增大，使輸出電壓下降，從而維持Vo基本恒定。3.三端集成穩(wěn)壓器構(gòu)成穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱(chēng)之為三端集成穩(wěn)壓器。XX兩位數(shù)字為輸出電壓值三端穩(wěn)壓器輸出固定電壓輸出可調(diào)電壓輸出正電壓78XX輸出負(fù)電壓79XX（1.25~37V連續(xù)可調(diào)）外形及引腳功能W7800系列穩(wěn)壓器外形1—輸入端3—公共端2—輸出端78xxW7900系列穩(wěn)壓器外形1—

公共端3—輸入端2—輸出端79xx塑料封裝4.開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源

開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電路是將串聯(lián)型穩(wěn)壓電路中的調(diào)整管由線(xiàn)性工作狀態(tài)改為開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，即只有飽和和截止兩種狀態(tài)。開(kāi)關(guān)電源可以做成功耗小，體積小，重量輕的電源。

調(diào)整開(kāi)關(guān)S以一定的時(shí)間間隔重復(fù)地接通和斷開(kāi)，在開(kāi)關(guān)S接通時(shí)，輸入電源Ui通過(guò)開(kāi)關(guān)S和電感L濾波電路提供給負(fù)載RL，在整個(gè)開(kāi)關(guān)接通期間，電源Ui向負(fù)載提供能量，同時(shí)電感L儲(chǔ)存能量；當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，儲(chǔ)存在電感L中的能量通過(guò)二極管釋放給負(fù)載，使負(fù)載得到連續(xù)而穩(wěn)定的能量。在濾波電路得到的電壓平均值Uo可用下式表示：式中，t1為脈沖寬度，即開(kāi)關(guān)接通時(shí)間。T為脈沖周期，即開(kāi)關(guān)的工作周期。UI為輸入電壓，q為占空比，即q=t1/T。脈寬調(diào)制式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路當(dāng)uo1>uT時(shí)，uo2輸出為高電平;反之，uo2輸出為低電平。當(dāng)uo2為高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管T飽和導(dǎo)通，uA=UI。當(dāng)uo2為低電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管T由飽和導(dǎo)通轉(zhuǎn)換為截止，uA=0。波形圖穩(wěn)壓過(guò)程如下：若為負(fù)值輸出高電平變窄從而使輸出電壓基本不變。第2節(jié)數(shù)字電子技術(shù)常用進(jìn)制與碼制基礎(chǔ)邏輯代數(shù)基礎(chǔ)譯碼器多路轉(zhuǎn)換器數(shù)字顯示器件基本知識(shí)觸發(fā)器寄存器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換施密特觸發(fā)器數(shù)字電路是傳遞和處理數(shù)字信號(hào)的電子電路。與模擬電路相比主要有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）數(shù)字電路以0和1兩個(gè)基本數(shù)字的數(shù)字邏輯為基礎(chǔ)，易于用電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）由數(shù)字電路組成的數(shù)字系統(tǒng)工作可靠，精度高，抗干擾能力強(qiáng)。（3）數(shù)字電路能完成數(shù)值運(yùn)算、邏輯判斷和邏輯運(yùn)算。（4）數(shù)字信息可以方便的存入磁盤(pán)、光盤(pán)等存儲(chǔ)介質(zhì)，便于長(zhǎng)期保存。（5）數(shù)字集成電路產(chǎn)品系列多、通用性強(qiáng)、成本低。1.2.1常用進(jìn)制與碼制基礎(chǔ)1.進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)的數(shù)碼有十個(gè)，為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，其計(jì)數(shù)規(guī)律是“逢十進(jìn)一”。任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)可表示為：二進(jìn)制數(shù)的數(shù)碼只有0或1，計(jì)數(shù)規(guī)律是“逢二進(jìn)一”，二進(jìn)制數(shù)的進(jìn)位基數(shù)是2，第i位的權(quán)是2i。八進(jìn)制數(shù)的數(shù)碼有八個(gè)，為0、1、2、3、4、5、6、7，按“逢八進(jìn)一”的規(guī)律計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)基數(shù)是8，第i位的權(quán)是8i。任一個(gè)八進(jìn)制數(shù)可表示為：十六進(jìn)制數(shù)的數(shù)碼為0～9和A、B、C、D、E、F，按“逢十六進(jìn)一”的規(guī)則計(jì)數(shù)，其計(jì)數(shù)基數(shù)是16，第i位的權(quán)是16i，任一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)可表示為：2.進(jìn)制間轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換

將二進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開(kāi)后，將各乘積項(xiàng)的積算出來(lái)，再將各項(xiàng)積相加，就可得到等值的十進(jìn)制數(shù)。

將十進(jìn)制數(shù)逐次除以2，并依次記錄余數(shù)，直到除到商為零為止，然后將余數(shù)從下往上排列，即得從高位到低位的二進(jìn)制數(shù)。

從二進(jìn)制的小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，分別向左、右按4位分組，最后不滿(mǎn)4位的，用0補(bǔ)。將每組用對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)代替。

十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制時(shí)，也是按權(quán)展開(kāi)求和進(jìn)行的，只是它們的權(quán)與二進(jìn)制的權(quán)不同。3.碼制

數(shù)字系統(tǒng)中使用二進(jìn)制碼表示信息，把若干個(gè)0和1按一定規(guī)律編排在一起，組成不同的代碼，并賦與每一個(gè)代碼固定的含義，稱(chēng)為編碼。編制代碼所遵循的規(guī)則叫碼制。

用四位二進(jìn)制碼來(lái)表示十進(jìn)制碼的方法稱(chēng)為二—十進(jìn)制編碼，即BCD（BinaryCodedDecimal）碼。它形式上是二進(jìn)制碼，實(shí)質(zhì)上是十進(jìn)制數(shù)。四位二進(jìn)制數(shù)共有十六種組合，任意取其中十個(gè)與0～9十個(gè)數(shù)碼一一對(duì)應(yīng)就構(gòu)成一種BCD編碼。常見(jiàn)的有8421碼、5421碼、2421碼、余3碼、格雷碼（GrayCode）等，前三者是有權(quán)碼，后兩者是無(wú)權(quán)碼。幾種常見(jiàn)BCD編碼1.2.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)

邏輯變量只有兩種取值“0”和“1”。這里的“0”和“1”僅代表不同的邏輯狀態(tài)，無(wú)數(shù)量上的大小關(guān)系?；具壿嬤\(yùn)算與”邏輯

決定某一事件發(fā)生的所有條件全部具備時(shí)，這一事件才會(huì)發(fā)生，這種邏輯關(guān)系稱(chēng)為“與”邏輯。邏輯表達(dá)式

“或”邏輯

當(dāng)決定事件發(fā)生的條件至少有一個(gè)具備時(shí)，這一事件就會(huì)發(fā)生，這種邏輯關(guān)系稱(chēng)為“或”邏輯。邏輯表達(dá)式“非”邏輯

事件的發(fā)生和條件的具備總是相反的邏輯關(guān)系叫非邏輯。即條件具備時(shí)事件不發(fā)生，條件不具備時(shí)事件發(fā)生。邏輯表達(dá)式常用復(fù)合邏輯門(mén)常用公式和運(yùn)算規(guī)則1.常用公式0-1定律重疊律還原律互補(bǔ)律交換律結(jié)合律分配律反演律（摩根定律）吸收律正邏輯和負(fù)邏輯

在邏輯電路中，輸入和輸出一般都用電平來(lái)表示，常用H和L表示高電平和低電平。若令H=1、L=0，則稱(chēng)之為正邏輯；若令H=0、L=1，則稱(chēng)之為負(fù)邏輯。

對(duì)于同一電路既可采用正邏輯，也可采用負(fù)邏輯描述。同一種電路采用不同的邏輯描述時(shí)，會(huì)得出不同的邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能。三態(tài)門(mén)符號(hào)及其邏輯關(guān)系

三態(tài)輸出門(mén)又稱(chēng)三態(tài)門(mén)。與一般門(mén)電路不同，它的輸出端除了出現(xiàn)高電平、低電平外，還可以出現(xiàn)第三個(gè)狀態(tài)，即高阻態(tài)，亦稱(chēng)禁止態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)TSL（TristateLogic）門(mén)。三態(tài)門(mén)的主要用途是實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)據(jù)或控制信號(hào)的總線(xiàn)傳輸。

當(dāng)各個(gè)門(mén)的使能端E1、E2、E3為高電平時(shí)，輸出呈高阻狀態(tài)，相當(dāng)于各門(mén)與總線(xiàn)CD斷開(kāi)。將E1、E2、E3輪流接低電平時(shí)，則A1、B1，A2、B2，A3、B3三組數(shù)據(jù)就會(huì)輪流地按與非關(guān)系送到總線(xiàn)CD上去。需要指出的是，為了保證接在同一條總線(xiàn)上的多個(gè)三態(tài)門(mén)能正常工作，一個(gè)必要條件是，任意時(shí)間最多只有一個(gè)門(mén)處于工作狀態(tài)，否則就有可能發(fā)生幾個(gè)門(mén)同時(shí)處于工作狀態(tài)，而使輸出狀態(tài)不正常的現(xiàn)象。1.2.3譯碼器1.譯碼器基本概念及工作原理將輸入代碼轉(zhuǎn)換成特定的輸出信號(hào)的電路稱(chēng)為譯碼器。

假設(shè)譯碼器有n個(gè)輸入信號(hào)和N個(gè)輸出信號(hào)，如果N=2n，就稱(chēng)為全譯碼器，常見(jiàn)的有2-4線(xiàn)譯碼器、3-8線(xiàn)譯碼器、4-16線(xiàn)譯碼器等。如果N＜2n，稱(chēng)為部分譯碼器，如二一十進(jìn)制譯碼器（也稱(chēng)作4線(xiàn)-10線(xiàn)譯碼器）等。2線(xiàn)-4線(xiàn)譯碼器功能表可寫(xiě)出各輸出函數(shù)表達(dá)式：用門(mén)電路實(shí)現(xiàn)2線(xiàn)-4線(xiàn)譯碼器的邏輯電路2.集成譯碼器74138是一種典型的二進(jìn)制譯碼器功能表如下：3.譯碼器的應(yīng)用譯碼器擴(kuò)展

利用譯碼器的使能端可以方便地?cái)U(kuò)展譯碼器的容量。如將兩片74138擴(kuò)展為一個(gè)4線(xiàn)-16線(xiàn)譯碼器。1.2.4多路轉(zhuǎn)換器1.多路轉(zhuǎn)換器基本概念及工作原理

多路轉(zhuǎn)換器也叫數(shù)據(jù)選擇器，簡(jiǎn)記為MUX，常用的數(shù)據(jù)選擇器有4選1、8選1、16選1等多種類(lèi)型。四選一數(shù)據(jù)選擇器的功能2.集成數(shù)據(jù)選擇器74151是一種典型集成8選1數(shù)據(jù)選擇器，其引腳圖74151的功能表1.2.5數(shù)字顯示器件基本知識(shí)1.七段數(shù)字顯示器原理

七段數(shù)字顯示器就是將七個(gè)發(fā)光二極管（加小數(shù)點(diǎn)為八個(gè)）按一定的方式排列起來(lái)，七段a、b、c、d、e、f、g（小數(shù)點(diǎn)DP）各對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管，利用不同發(fā)光段的組合，顯示不同的阿拉伯?dāng)?shù)字。按內(nèi)部連接方式不同，七段數(shù)字顯示器分為共陰極和共陽(yáng)極兩種。

半導(dǎo)體顯示器的優(yōu)點(diǎn)是工作電壓較低（1.5～3V）、體積小、壽命長(zhǎng)、亮度高、響應(yīng)速度快、工作可靠性高。缺點(diǎn)是工作電流大，每個(gè)字段的工作電流約為10mA左右。2.七段顯示譯碼器7448

七段顯示譯碼器7448是一種與共陰極數(shù)字顯示器配合使用的集成譯碼器，它的功能是將輸入的4位二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換成顯示器所需要的七個(gè)段信號(hào)a～g。1.正常譯碼顯示LT=1，BI/RBO=1時(shí)，對(duì)輸入為十進(jìn)制數(shù)l～15的二進(jìn)制碼（0001～1111）進(jìn)行譯碼，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的七段顯示碼。2.滅零

當(dāng)輸入RBI=0，而輸入為0的二進(jìn)制碼0000時(shí)，則譯碼器的a～g輸出全0，使顯示器全滅；只有當(dāng)RBI=1時(shí)，才產(chǎn)生0的七段顯示碼。所以RBI稱(chēng)為滅零輸入端。3.試燈當(dāng)LT=0時(shí)，無(wú)論輸入怎樣，a～g輸出全1，數(shù)碼管七段全亮。由此可以檢測(cè)顯示器七個(gè)發(fā)光段的好壞。LT稱(chēng)為試燈輸入端。4.特殊控制端BI/RBOBI/RBO可以作輸入端，也可以作輸出端。作輸入使用時(shí)，如果BI=0時(shí)，不管其他輸入端為何值，a～g均輸出0，顯示器全滅，因此BI稱(chēng)為滅燈輸入端。1.2.6觸發(fā)器

觸發(fā)器是數(shù)字邏輯電路中的另一類(lèi)基本單元電路。觸發(fā)器具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)，0和1。如果外加合適的觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)器的狀態(tài)可以相互轉(zhuǎn)換。這種電路的特點(diǎn)是具有記憶功能，因此觸發(fā)器屬于時(shí)序邏輯電路，它是構(gòu)成寄存器、計(jì)數(shù)器等數(shù)字電路的基本單元電路。按結(jié)構(gòu)劃分可以將觸發(fā)器分為基本RS觸發(fā)器、同步RS觸發(fā)器、主從RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器和T觸發(fā)器。1.RS觸發(fā)器符號(hào)及功能與非門(mén)組成的基本RS觸發(fā)器

由與非門(mén)組成的基本RS觸發(fā)器邏輯功能表同步RS觸發(fā)器

當(dāng)CP＝0時(shí)，控制門(mén)G3、G4關(guān)閉，輸出都為1。這時(shí)，不管R端和S端的信號(hào)如何變化，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。

當(dāng)CP＝1時(shí)，G3、G4打開(kāi)，R、S端的輸入信號(hào)才能通過(guò)這兩個(gè)門(mén)，使基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，其輸出狀態(tài)由R、S端的輸入信號(hào)決定。CP=1時(shí)同步RS觸發(fā)器功能表同步RS觸發(fā)器特性方程同步觸發(fā)器存在的問(wèn)題-空翻

在一個(gè)時(shí)鐘周期的整個(gè)高電平期間或整個(gè)低電平期間都能接收輸入信號(hào)并改變狀態(tài)的觸發(fā)方式稱(chēng)為電平觸發(fā)。

在一個(gè)時(shí)鐘脈沖周期期間，觸發(fā)器發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象叫做空翻?？辗且环N有害的現(xiàn)象，它使得時(shí)序邏輯電路不能按照時(shí)鐘的節(jié)拍工作，造成系統(tǒng)的誤動(dòng)作。主從RS觸發(fā)器

主從觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)是在CP由1變0時(shí)刻（CP下降沿）發(fā)生的，CP一旦變?yōu)?后，主觸發(fā)器被封鎖，其狀態(tài)不再受R、S影響，故主從觸發(fā)器對(duì)輸入信號(hào)的敏感時(shí)間大大縮短，只在CP由1變0的時(shí)刻觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，因此不會(huì)有空翻現(xiàn)象。波形圖CPRSQ2.D觸發(fā)器符號(hào)及功能

邊沿觸發(fā)器將觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)控制在CP觸發(fā)沿到來(lái)的一瞬間，克服了空翻現(xiàn)象，大大提高了觸發(fā)器工作的可靠性和抗干擾能力。D觸發(fā)器的特性方程為：

Qn+1=DD觸發(fā)器只有一個(gè)觸發(fā)輸入端D，功能表如下：觸發(fā)器直接置0和置1端和端都是低電平有效。不受時(shí)鐘信號(hào)CP的制約，具有最高的優(yōu)先級(jí)。直接置0端直接置1端1.2.7寄存器

寄存器的功能是存儲(chǔ)二進(jìn)制代碼，它是由具有存儲(chǔ)功能的觸發(fā)器組合起來(lái)構(gòu)成的。一個(gè)觸發(fā)器可以存儲(chǔ)1位二進(jìn)制代碼，故存放n位二進(jìn)制代碼的寄存器，需用n個(gè)觸發(fā)器來(lái)構(gòu)成。

寄存器按照功能的不同可分為基本數(shù)據(jù)寄存器和移位寄存器兩大類(lèi)?；緮?shù)據(jù)寄存器只能并行送入數(shù)據(jù)，并行輸出。移位寄存器中的數(shù)據(jù)可以在移位脈沖的作用下依次逐位右移或左移，數(shù)據(jù)既可以并行輸入、并行輸出，也可以串行輸入、串行輸出，使用靈活，用途廣泛。數(shù)據(jù)寄存器雙拍式數(shù)據(jù)寄存器在接收存放輸入數(shù)據(jù)時(shí)，需要兩拍才能完成：

第一拍，在接收數(shù)據(jù)前，送入清零負(fù)脈沖至觸發(fā)器的置零端，使觸發(fā)器輸出為零，完成輸出清零功能。

第二拍，觸發(fā)器清零之后，當(dāng)接收脈沖為高電平“1”有效時(shí)，輸入數(shù)據(jù)D2、D1和D0經(jīng)與非門(mén)送至對(duì)應(yīng)觸發(fā)器而寄存下來(lái)。單拍式數(shù)據(jù)寄存器

接受寄存數(shù)據(jù)只需一拍即可完成，無(wú)須先進(jìn)行清零操作。當(dāng)接收脈沖CP有效時(shí)，輸入數(shù)據(jù)D3、D2、D1和D0直接存入觸發(fā)器，故稱(chēng)為單拍式數(shù)據(jù)寄存器。

在數(shù)字電路中，數(shù)據(jù)的傳送有串行和并行兩種方式，而移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送方式的轉(zhuǎn)換。既可以將串行輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行輸出，也可以將串行輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行輸出。移位寄存器單向移位寄存器

按移動(dòng)方向分為左移移位寄存器和右移移位寄存器兩種類(lèi)型。雙向移位寄存器X是工作方式控制端。當(dāng)X=0時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)右移寄存功能；當(dāng)X=1時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)左移寄存功能；DSL是左移串行輸入端，DSR是右移串行輸入端。1.2.8半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

只讀存儲(chǔ)器（ReadOnlyMemory-ROM），其內(nèi)容只能讀出不能寫(xiě)入。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不會(huì)因斷電而消失，即具有非易失性。

存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)二進(jìn)制信息的器件。根據(jù)使用功能的不同，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可分為兩大類(lèi)：只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）。

根據(jù)是否允許用戶(hù)對(duì)ROM寫(xiě)入數(shù)據(jù)，又可將ROM分為固定ROM（或掩模ROM）、可一次編程ROM（ProgrammableROM-PROM）和可擦寫(xiě)的PROM（ErasablePROM-EPROM）三種類(lèi)型。

EPROM又可分為紫外線(xiàn)光可擦除（UVEPROM）和電可擦除可編程存儲(chǔ)器（ElectricallyEPROM-E2PROM）。閃爍存儲(chǔ)器（FlashMemory）是一種改進(jìn)型的E2PROM。

隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RandomAccessMemory-RAM）也叫做讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器。既能方便地讀出所存數(shù)據(jù)，又能隨時(shí)寫(xiě)入新的數(shù)據(jù)。RAM的缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)易失，即一旦掉電，所存的數(shù)據(jù)全部丟失。RAM又可分為靜態(tài)RAM（StaticMemory-SRAM）和動(dòng)態(tài)RAM（DynamicRAM-DRAM）。1.只讀存儲(chǔ)器（ROM）ROM的基本結(jié)構(gòu)示意圖。An-1···A1A0是輸入的n位地址，An-1是最高位，A0是最低位。Db-1···D1D0是輸出的b位數(shù)據(jù)，Db-1是最高位，D0是最低位。ROM存儲(chǔ)器由存儲(chǔ)陣列、地址譯碼器和輸出控制電路三部分組成。

地址譯碼器將輸人的地址代碼譯成相應(yīng)的字單元控制信號(hào)，控制信號(hào)從存儲(chǔ)矩陣中選出指定的存儲(chǔ)單元，并將其中的數(shù)據(jù)送到輸出控制電路。字單元也稱(chēng)為地址單元。地址單元的個(gè)數(shù)N與二進(jìn)制地址碼的位數(shù)n滿(mǎn)足關(guān)系式N=2n。

存儲(chǔ)容量越大，存儲(chǔ)單元越多，字線(xiàn)總數(shù)就越多，所需地址線(xiàn)n的條數(shù)也越多。2.隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）RAM由存儲(chǔ)矩陣、地址譯碼器、讀寫(xiě)控制器、輸入/輸出控制、片選控制等幾部分組成。1.2.9數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換

能將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路，稱(chēng)為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱(chēng)A/D（AnalogtoDigital）轉(zhuǎn)換器；而將能把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的電路稱(chēng)為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱(chēng)D/A轉(zhuǎn)換器（DigitaltoAnalog），A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的接口電路。

在用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制時(shí)，經(jīng)常要把壓力、流量、溫度及液位等物理量通過(guò)傳感器檢測(cè)出來(lái)，變換成為相應(yīng)的模擬電流或電壓，再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC（AnalogtoDigitalConverter）轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，送入計(jì)算機(jī)處理。計(jì)算機(jī)處理后得到的仍然是數(shù)字量，若執(zhí)行機(jī)構(gòu)是伺服馬達(dá)等模擬控制器，則需要用數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC（DigitaltoAnalogConverter）將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬信號(hào)，以控制伺服馬達(dá)等機(jī)構(gòu)執(zhí)行規(guī)定的操作。1.D/A轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器中數(shù)字量是用代碼按數(shù)位組合起來(lái)表示的，對(duì)于有權(quán)碼，每位代碼都有一定的權(quán)。為了將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，必須將每1位的代碼按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量，然后將這些模擬量相加，即可得到與數(shù)字量成正比的總模擬量，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換。這就是構(gòu)成D/A轉(zhuǎn)換器的基本思路。倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的原理圖輸出總電流輸出總電壓

將輸入數(shù)字量擴(kuò)展到n位，可得n位倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器輸出模擬量與輸入數(shù)字量之間的一般關(guān)系式如下：2.D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)（1）轉(zhuǎn)換精度D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度通常用分辨率和轉(zhuǎn)換誤差來(lái)描述。分辨率D/A轉(zhuǎn)換器模擬輸出電壓可能被分離的等級(jí)數(shù)。輸入數(shù)字量位數(shù)越多，輸出電壓可分離的等級(jí)越多，即分辨率越高。轉(zhuǎn)換誤差D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)際能達(dá)到的轉(zhuǎn)換精度，還與轉(zhuǎn)換誤差有關(guān)。（2）轉(zhuǎn)換速度建立時(shí)間建立時(shí)間通常以大信號(hào)工作下（輸入數(shù)字量從全0變?yōu)槿?時(shí)或從全1變?yōu)槿?時(shí)），輸出電壓變化到相應(yīng)穩(wěn)定電壓值所需時(shí)間。轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換速率是指大信號(hào)工作狀態(tài)下模擬電壓的變化率。2.A/D轉(zhuǎn)換器一般的A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程是通過(guò)取樣、保持、量化和編碼這四個(gè)步驟完成的。（1）采樣定理必須滿(mǎn)足：式中fS為取樣頻率，fimax為輸入信號(hào)vI的最高頻率分量的頻率。（2）量化和編碼

在用數(shù)字量表示取樣電壓時(shí)，也必須把它化成這個(gè)最小數(shù)量單位的整倍數(shù)，這個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程就叫做量化。把量化的數(shù)值用二進(jìn)制代碼表示，稱(chēng)為編碼。

常用的A/D轉(zhuǎn)換器按轉(zhuǎn)換原理分為逐次逼近型、雙積分型、并行比較型。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器抗干擾能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換精度也很高，但速度不夠理想，常用于數(shù)字式測(cè)量?jī)x表中。計(jì)算機(jī)中廣泛采用逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器作為接口電路，它的結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，轉(zhuǎn)換速度也高。并行A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度最快，但因結(jié)構(gòu)復(fù)雜而造價(jià)較高，故只用于那些轉(zhuǎn)換速度極高的場(chǎng)合。逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器

逐次逼近法轉(zhuǎn)換過(guò)程是：初始化時(shí)將逐次逼近寄存器各位清零；轉(zhuǎn)換開(kāi)始時(shí)，先將逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A轉(zhuǎn)換器，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后生成的模擬量送入比較器，稱(chēng)為Vo，與送入比較器的待轉(zhuǎn)換的模擬量Vi進(jìn)行比較，若Vo<Vi，該位1被保留，否則被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位為1，將寄存器中新的數(shù)字量送D/A轉(zhuǎn)換器，輸出的Vo再與Vi比較，若Vo<Vi，該位1被保留，否則被清除。重復(fù)此過(guò)程，直至逼近寄存器最低位。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器

對(duì)輸入模擬電壓和參考電壓分別進(jìn)行兩次積分，將輸入電壓平均值變換成與之成正比的時(shí)間間隔，然后利用時(shí)鐘脈沖和計(jì)數(shù)器測(cè)出此時(shí)間間隔，進(jìn)而得到相應(yīng)的數(shù)字量輸出。由于該轉(zhuǎn)換電路是對(duì)輸入電壓的平均值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所以它具有很強(qiáng)的抗工頻干擾能力。并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器

并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器也稱(chēng)快速型A/D轉(zhuǎn)換器，是將輸入的模擬電壓加到芯片內(nèi)預(yù)先設(shè)定的比較器上，與比較基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。N位并行A/D轉(zhuǎn)換器采用多個(gè)比較器僅做一次比較就可以完成轉(zhuǎn)換。3.A/D轉(zhuǎn)換器主要技術(shù)指標(biāo)（1）轉(zhuǎn)換精度A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度通常用分辨率和轉(zhuǎn)換誤差來(lái)描述。分辨率A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率以輸出二進(jìn)制（或十進(jìn)制）數(shù)的位數(shù)表示。在最大輸入電壓一定時(shí)，輸出位數(shù)愈多，量化單位愈小，分辨率愈高。轉(zhuǎn)換誤差轉(zhuǎn)換誤差表示A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出的數(shù)字量和理論上的輸出數(shù)字量之間的差別。常用最低有效位的倍數(shù)表示。（2）轉(zhuǎn)換時(shí)間

轉(zhuǎn)換時(shí)間指A/D轉(zhuǎn)換器從轉(zhuǎn)換控制信號(hào)到來(lái)開(kāi)始，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。

不同類(lèi)型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠(yuǎn)。其中并行比較A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度最高，8位二進(jìn)制輸出的單片集成A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)50ns以?xún)?nèi)。逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器次之，他們多數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間在10～50μs之間，也有達(dá)幾百納秒的。雙積分A/D轉(zhuǎn)換器的速度最慢，轉(zhuǎn)換時(shí)間大都在幾十毫秒至幾百毫秒之間。1.2.10施密特觸發(fā)器1.555定時(shí)器555定時(shí)器是一個(gè)由模擬電路和數(shù)字電路混合組成的集成電路。廣泛應(yīng)用在定時(shí)器、脈沖產(chǎn)生器和振蕩電路。

由分壓器、比較器、觸發(fā)器和放電輸出等四部分組成。555定時(shí)器的功能2.555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器回差電壓越大，施密特觸發(fā)器的抗干擾性越強(qiáng)，但靈敏度也會(huì)相應(yīng)降低。2.施密特觸發(fā)器的典型應(yīng)用（1）波形變換將任何符合特定條件的輸入信號(hào)變?yōu)橄鄳?yīng)的矩形波輸出信號(hào)，例如，可將三角波、正弦波、周期性波等變成矩形波。（2）幅度鑒別可以由輸出狀態(tài)是否出現(xiàn)OUT為“0”的狀態(tài)，判斷輸入信號(hào)的幅度是否超過(guò)一定的數(shù)值。（3）脈沖整形利用施密特觸發(fā)器進(jìn)行波形整形，可將變形的矩形波變?yōu)橐?guī)則的矩形波，獲得較理想的矩形脈沖。信息技術(shù)與通信導(dǎo)航系統(tǒng)第二章4節(jié)不間斷電源基本原理及維護(hù)使用3節(jié)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2節(jié)數(shù)據(jù)通信1節(jié)計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用基礎(chǔ)第一節(jié)計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。

硬件系統(tǒng)是指通過(guò)接收計(jì)算機(jī)程序的命令來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入、運(yùn)算和輸出等操作的設(shè)備。

軟件系統(tǒng)又分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。

硬件系統(tǒng)是指通過(guò)接收計(jì)算機(jī)程序的命令來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入、運(yùn)算和輸出等操作的設(shè)備。

軟件系統(tǒng)又分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。一、中央處理器CPU（一）CPU概述

CPU是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心，其功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。CPU由運(yùn)算器、控制器和寄存器組成。

衡量CPU運(yùn)算性能的指標(biāo)主要包括：主頻、前端總線(xiàn)頻率、CPU字長(zhǎng)、倍頻系數(shù)、緩存、擴(kuò)展指令集、CPU的內(nèi)核數(shù)量等。圖2-1-2中央處理器CPU

第一節(jié)計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用基礎(chǔ)一、中央處理器CPU1.主頻：主頻也叫時(shí)鐘頻率，單位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用來(lái)表示CPU的運(yùn)算、處理數(shù)據(jù)的速度，目前主流是3GHz左右。主頻越高，CPU在一個(gè)時(shí)鐘周期里完成的指令數(shù)也就越多，CPU的運(yùn)算速度越快。2.外頻：外頻是CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度，可以簡(jiǎn)單理解為CPU的外頻直接影響內(nèi)存的訪問(wèn)速度。外頻高，CPU就可以同時(shí)接收更多來(lái)自外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)，從而使整個(gè)系統(tǒng)的性能進(jìn)一步提高。3.倍頻：倍頻是CPU的主頻與外頻之間相差的倍數(shù)，計(jì)算公式為：主頻=倍頻×外頻。前端總線(xiàn)頻率：前端總線(xiàn)（FSB）頻率是CPU與內(nèi)存直接數(shù)據(jù)交換速度，它的值符合下列公式：前端總線(xiàn)頻率=CPU外頻×位寬÷8bit/Byte。CPU的字長(zhǎng)：CPU在單位時(shí)間內(nèi)能一次處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)叫字長(zhǎng)。在其他指標(biāo)相同時(shí)，字長(zhǎng)越大，計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的速度越快。早期的微型計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)一般為8位和16位，目前大多數(shù)是32位和64位。一、中央處理器CPU4.緩存：緩存是CPU與內(nèi)存交換數(shù)據(jù)的中介存儲(chǔ)器，它的大小也是CPU的重要指標(biāo)之一，而且緩存的結(jié)構(gòu)和大小對(duì)CPU速度的影響非常大，CPU內(nèi)緩存的運(yùn)行頻率極高，一般是和處理器同頻運(yùn)作，工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)內(nèi)存和硬盤(pán)。內(nèi)核數(shù)量：多核處理器也稱(chēng)為單芯片多處理器，其設(shè)計(jì)思想是將大規(guī)模并行處理器中的對(duì)稱(chēng)多處理器集成到同一個(gè)芯片內(nèi)，各個(gè)處理器并行執(zhí)行不同的進(jìn)程。內(nèi)核數(shù)量就是指一個(gè)芯片內(nèi)集成的核心數(shù)，以雙核心為主，并逐步向四核、八核等多核心發(fā)展。5.擴(kuò)展指令集：CPU依靠指令來(lái)自計(jì)算和控制系統(tǒng)，每款CPU在設(shè)計(jì)時(shí)就規(guī)定了一系列與其硬件電路相配合的指令系統(tǒng)。指令的強(qiáng)弱也是CPU的重要指標(biāo)，指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。一、中央處理器CPU（二）CPU安裝

CPU的安裝比較簡(jiǎn)單，安裝前首先要找對(duì)方向。注意觀察主板上CPU插槽，其中有些邊角處并沒(méi)有針孔，這一位置也應(yīng)該對(duì)應(yīng)CPU上缺針的位置，如果方向反了，那么CPU無(wú)法順利嵌入CPU插槽；有的CPU的一角有一個(gè)三角形的標(biāo)識(shí)，仔細(xì)觀察主板上的CPU插座，同樣會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)三角形的標(biāo)識(shí)，安裝時(shí)，處理器印有三角標(biāo)識(shí)的那個(gè)角要與主板上印有三角標(biāo)識(shí)的那個(gè)角對(duì)齊，然后慢慢地將處理器輕壓到位。裝CPU時(shí)應(yīng)該先輕輕地90度拉起CPU插槽旁邊的壓桿，然后把CPU輕輕插入CPU插槽，然后放下壓桿，以固定CPU。安裝CPU風(fēng)扇是整個(gè)裝機(jī)過(guò)程中最關(guān)鍵的一步，因?yàn)橛昧Σ划?dāng)就很容易壓壞CPU的核心。首先用導(dǎo)熱硅脂在CPU的表面均勻地涂上一層，做這一步的目的便是確保CPU與散熱片之間緊密接觸，趕走空氣，導(dǎo)熱硅脂也不能涂太多，應(yīng)該以裝上CPU風(fēng)扇后不溢出為標(biāo)準(zhǔn)。然后將CPU風(fēng)扇蓋住CPU，同時(shí)按下另一頭的扶手，使之扣住CPU插槽的另一端，最后為CPU風(fēng)扇接上電源。第一節(jié)計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用基礎(chǔ)一、中央處理器CPU（三）CPU日常維護(hù)

注意CPU的散熱需要定期清理機(jī)箱的灰塵和涂抹硅脂，要想延長(zhǎng)CPU的使用壽命，保證計(jì)算機(jī)正常、穩(wěn)定地完成日常工作，首先要保證CPU工作在正常的頻率下，其次保證CPU工作在額定的工作溫度。如果CPU不能很好地散熱，導(dǎo)致工作環(huán)境溫度過(guò)高，就有可能引起系統(tǒng)運(yùn)行不正常、機(jī)器無(wú)緣無(wú)故重新啟動(dòng)、死機(jī)等故障。再一個(gè)需要注意的是防止靜電對(duì)CPU造成損壞，尤其在氣候寒冷干燥時(shí)極易產(chǎn)生靜電，當(dāng)靜電達(dá)到一定的程度會(huì)影響CPU的正常工作甚至損壞CPU芯片。最后如果機(jī)器一直工作正常的話(huà)就不要?jiǎng)覥PU，清理機(jī)箱清潔CPU以后，安裝的時(shí)候一定注意要安裝到位，避免機(jī)器不能正常啟動(dòng)第一節(jié)計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用基礎(chǔ)二、主板（一）

主板介紹

主板，又叫主機(jī)板（Mainboard）、系統(tǒng)板（Systemboard）或母板（Motherboard），它安裝在機(jī)箱內(nèi)，是計(jì)算機(jī)最基本的也是最重要的部件之一。第一節(jié)計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用基礎(chǔ)二、主板1.芯片組

芯片組（Chipset）是構(gòu)成主板電路的核心。一定意義上講，它決定了主板的級(jí)別和檔次。芯片組包括“南橋芯片”和“北橋芯片”，把以前復(fù)雜的電路和元件最大限度地集成在幾顆芯片內(nèi)的芯片組，芯片組必須與對(duì)應(yīng)的CPU配合使用，如果不能與CPU匹配將會(huì)降低整個(gè)硬件系統(tǒng)的運(yùn)行效率，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法工作。北橋芯片是主板芯片組中最重要的組成部分，它負(fù)責(zé)與CPU聯(lián)系并控制內(nèi)存、顯卡數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)傳輸。由于北橋芯片與處理器之間通信最密切，為了提高通信性能而縮短傳輸距離，北橋芯片在主板中離CPU最近。由于制造工藝的發(fā)展，現(xiàn)在的主板北橋芯片基本集成在CPU內(nèi)部。二、主板2.主板插槽/接口

主板插槽是主板組成的重要部分之一，用于連接CPU、內(nèi)存、獨(dú)立顯卡等多種設(shè)備，主板插槽和接口包括：CPU插槽、內(nèi)存插槽、主板電源接口、擴(kuò)展插槽/接口（包括PCI插槽、PCI-E插槽、SATA接口等）等。圖2-1-4PCI-E插槽

二、主板3.外部接口

主板外部接口主要用來(lái)與顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等外部設(shè)備進(jìn)行連接，在主板的后側(cè)可能出現(xiàn)各種外部接口（也可能只有其中的一部分，或者有一些此圖中不包含的新型接口），包括VGA接口、USB接口、PS/2接口、RJ45接口等。二、主板4.基本輸入輸出系統(tǒng)（BIOS）

基本輸入輸出系統(tǒng)（BasicInputOutputSystem-BIOS）是固化在主板ROM上的程序，它保存著計(jì)算機(jī)最重要的基本輸入輸出程序、系統(tǒng)設(shè)置信息、開(kāi)機(jī)后自檢程序和系統(tǒng)自啟動(dòng)程序。其主要功能是為計(jì)算機(jī)提供最底層的、最直接的硬件設(shè)置和控制。二、主板（二）

主板安裝

在安裝主板之前，需要先在機(jī)箱上把主板盒子里附送的后置擋板安裝好。后置擋板的安裝方法是，將擋板從機(jī)箱內(nèi)部往外對(duì)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的空位按出去，感覺(jué)到卡到位之后，就安裝成功了。安裝時(shí)，注意后置擋板上一些接口的孔位上有金屬片，記得先將它們向內(nèi)彎曲，不然會(huì)擋住主板的后置接口。

主板全部采用螺釘固定在機(jī)箱里，螺釘穩(wěn)固程度很高，但要求各個(gè)螺釘?shù)奈恢帽仨毦_。主板上一般有5個(gè)到7個(gè)固定孔，要選擇合適的孔與主板匹配，選好以后，把固定螺釘旋緊在底板上，（現(xiàn)在的大多機(jī)箱已經(jīng)安裝了固定柱，而且位置都是正確的，不用再單獨(dú)安裝）。然后把主板小心地放在上面，注意將主板上的鍵盤(pán)口、鼠標(biāo)口、串并口等和機(jī)箱背面擋片的孔對(duì)齊，使所有螺釘對(duì)準(zhǔn)主板的固定孔，依次把每個(gè)螺絲安裝好?？傊?，要求主板與底板平行，注意不能碰在一起，否則容易造成短路。第一節(jié)計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用基礎(chǔ)二、主板（二）

主板安裝

主板安裝到機(jī)箱里后，需要連接對(duì)應(yīng)的電源線(xiàn)。ATX電源給主板供電的插頭一般都是24Pin+4Pin（8Pin），找到對(duì)應(yīng)的電源插頭，把它們插到主板上對(duì)應(yīng)的插座即可。電源插頭和插座都有特別設(shè)計(jì)，插錯(cuò)了會(huì)很難插進(jìn)去。如果發(fā)現(xiàn)主板上CPU旁是一個(gè)4Pin插座，而電源上只提供了8Pin，就把8Pin分解為兩個(gè)4Pin。

最后連接好前置面板信號(hào)線(xiàn)。需要注意的是，只有將機(jī)箱的前置面板連線(xiàn)與主板相連后，才能使用機(jī)箱前面板上的開(kāi)關(guān)、復(fù)位鍵、音頻插孔和USB插孔。插好機(jī)箱前置面板連線(xiàn)的插頭，上面有諸如POWERSW（電源開(kāi)關(guān)）、RESET（復(fù)位鍵）、HDDLED（硬盤(pán)燈）和POWERLED（電源燈）等字樣，而USB和音頻插頭則采用一體化設(shè)計(jì)，比較好識(shí)別。第一節(jié)計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用基礎(chǔ)二、主板（三）

主板日常維護(hù)

做好主板的日常維護(hù)，一方面可以延長(zhǎng)計(jì)算機(jī)的使用壽命，更主要的是可以保證計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行，完成日常的工作。計(jì)算機(jī)主板的日常維護(hù)主要是防塵、防潮和放靜電，CPU、內(nèi)存條、顯示卡等重要部件都是插在主機(jī)板上，如果灰塵過(guò)多的話(huà)，就有可能使主板與各部件之間接觸不良，產(chǎn)生各種未知故障，并且難以查找問(wèn)題，造成解決故障的困難。如果環(huán)境太潮濕的話(huà)，主板很容易變形，而產(chǎn)生接觸不良等故障，影響計(jì)算機(jī)正常使用；高壓靜電如果作用在主板上可能會(huì)擊穿電子元件，使主板無(wú)法工作。另外，在組裝計(jì)算機(jī)時(shí)，固定主板的螺絲不要擰得太緊，各個(gè)螺絲都應(yīng)該用同樣的力度，如果擰得太緊的話(huà)也容易使主板產(chǎn)生變形。第一節(jié)計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用基礎(chǔ)二、主板（四）

主板常見(jiàn)故障與解決方法

故障設(shè)備故障現(xiàn)象故障原因解決方法主板故障開(kāi)機(jī)無(wú)顯示BIOS主板設(shè)置錯(cuò)誤恢復(fù)BIOS出廠設(shè)置板擴(kuò)展槽或擴(kuò)展卡有問(wèn)題卸載擴(kuò)展卡，或者更換其他擴(kuò)展卡。CMOS里設(shè)置的CPU頻率不對(duì)恢復(fù)BIOS出廠設(shè)置主板無(wú)法識(shí)別內(nèi)存更換內(nèi)存CMOS設(shè)置不能保存電池電壓不足造成更換主板電池主板電路問(wèn)題對(duì)此要找專(zhuān)業(yè)人員維修主板CMOS跳線(xiàn)問(wèn)題取消CMOS跳線(xiàn)設(shè)為清除選項(xiàng)計(jì)算機(jī)頻繁死機(jī)在CMOS里發(fā)生死機(jī)現(xiàn)象，一般為主板或CPU有問(wèn)題更換主板或CPU主板散熱不夠好更換大功率風(fēng)扇USB、音頻端口同時(shí)不能工作主板南橋芯片損壞更換主板第一節(jié)計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用基礎(chǔ)二、主板（五）BIOS報(bào)警

當(dāng)計(jì)算機(jī)接通電源啟動(dòng)的時(shí)候，BIOS程序開(kāi)始運(yùn)行，運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有提示作用的報(bào)警音，不同的報(bào)警音對(duì)應(yīng)著硬件不同的狀態(tài)或者故障，不同類(lèi)型的BIOS報(bào)警音所表示的故障類(lèi)型也不盡相同。

報(bào)警聲故障操作建議1短系統(tǒng)正常啟動(dòng)無(wú)2短常規(guī)錯(cuò)誤進(jìn)入CMOS設(shè)置中修改，或直接裝載缺省設(shè)置1長(zhǎng)1短內(nèi)存或主板出錯(cuò)重新插拔內(nèi)存，否則更換內(nèi)存或者主板1長(zhǎng)2短顯卡或顯示器錯(cuò)誤使用替換法檢查1長(zhǎng)3短鍵盤(pán)控制器錯(cuò)誤檢查主板1長(zhǎng)9短主板BIOS損壞嘗試更換FlashRAM不斷地長(zhǎng)聲響內(nèi)存問(wèn)題重新插拔內(nèi)存，否則更換內(nèi)存不斷地短聲響電源、顯示器或顯卡未連接重新插拔所有插頭重復(fù)短聲響/

無(wú)聲音無(wú)顯示電源故障更換電源表2-1-2AwardBIOS報(bào)警故障示表第一節(jié)計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用基礎(chǔ)二、主板（五）BIOS報(bào)警

當(dāng)計(jì)算機(jī)接通電源啟動(dòng)的時(shí)候，BIOS程序開(kāi)始運(yùn)行，運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有提示作用的報(bào)警音，不同的報(bào)警音對(duì)應(yīng)著硬件不同的狀態(tài)或者故障，不同類(lèi)型的BIOS報(bào)警音所表示的故障類(lèi)型也不盡相同。

表2-1-3AMIBIOS報(bào)警故障示表報(bào)警聲故障操作建議1短內(nèi)存刷新失敗更換一條質(zhì)量好的內(nèi)存條2短內(nèi)存ECC校驗(yàn)錯(cuò)誤關(guān)閉CMOS中ECC校驗(yàn)的選項(xiàng)3短基本內(nèi)存（第一個(gè)64KB）失敗更換一條質(zhì)量好的內(nèi)存條4短系統(tǒng)時(shí)鐘出錯(cuò)維修或者直接更換主板5短CPU錯(cuò)誤檢查CPU，可用替換法檢查6短鍵盤(pán)控制器錯(cuò)誤插上鍵盤(pán)，更換鍵盤(pán)或者檢查主板7短系統(tǒng)實(shí)模式錯(cuò)誤維修或者直接更換主板8短顯存錯(cuò)誤更換顯卡9短ROMBIOS檢驗(yàn)錯(cuò)誤更換BIOS芯片1長(zhǎng)3短內(nèi)存錯(cuò)誤更換內(nèi)存1長(zhǎng)8短顯卡測(cè)試錯(cuò)誤檢查顯示器數(shù)據(jù)線(xiàn)或者顯卡是否插牢第一節(jié)計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用基礎(chǔ)三、內(nèi)存（一）

內(nèi)存介紹

內(nèi)存（Memory）也被稱(chēng)為內(nèi)存儲(chǔ)器，其作用是用于暫時(shí)存放CPU中的運(yùn)算數(shù)據(jù)，以及與硬盤(pán)等外部存儲(chǔ)器交換的數(shù)據(jù)。只要計(jì)算機(jī)在運(yùn)行中，CPU就會(huì)把需要運(yùn)算的數(shù)據(jù)調(diào)到內(nèi)