数字电路实验基础/21世纪电工电子实验系列教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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崔葛瑾，沈建国，刘磊 编

图书标签:

• 数字电路
• 电路实验
• 电工电子
• 实验教材
• 高等教育
• 电子技术
• 21世纪电工电子
• 基础教程
• 实验指导
• 电路分析

出版社： 同济大学出版社

ISBN：9787560830513

版次：1

商品编码：11692735

包装：平装

丛书名： 21世纪电工电子实验系列教材

开本：16开

出版时间：2006-01-01

用纸：胶版纸

页数：185

字数：245000

正文语种：中文

内容简介

　　《数字电路实验基础/21世纪电工电子实验系列教材》依据2004年教育部课程指导委员会修订的《高等学校电工电子课程教学基本要求》的基础上，加以适当放宽编写的。内容主要包括逻辑门电路特性测试、组合逻辑电路应用、时序逻辑电路应用、脉冲信号的产生与整形、数模转换和模数转换以及部分设计性、综合性实验。
　　《数字电路实验基础/21世纪电工电子实验系列教材》编写注重将数字电子技术的基础理论、知识点与实际应用相结合，注意实验技能和实验方法的培养和训练，力求使实验效果具有趣味性，以提高实验者的主观能动性。
　　《数字电路实验基础/21世纪电工电子实验系列教材》可作为工科大专院校电子信息类专业本科生实验教材，还可供高职、高专院校相关专业作实验教材使用。

目录

序
前言
1 实验基础知识
1.1 概述
1.2 常用半导体电子元器件的识别与简单测试
1.3 常用电子仪器及其测量技术的简单介绍
1.4 测量误差及数据处理
1.5 电子电路的安装与调试

2 逻辑门应用实验
2.1 TTL集成逻辑门参数的测试实验
2.2 集电极开路门电路及三态门电路的研究实验
2.3 CMoS传输门应用实验

3 组合电路应用实验
3.1 用小规模集成电路进行组合逻辑电路设计实验
3.2 字符编码显示电路实验
3.3 编码器和译码器实验
3.4 数据选择器应用实验
3.5 数据选择器和数据分配器应用实验
3.6 组合逻辑电路冒险现象遇见的研究实验

4 时序电路应用实验
4.1 触发器基本功能测试实验
4.2 同步时序电路逻辑设计实验
4.3 变速时钟发生器实验
4.4 任意进制分频器实验
4.5 集成移位寄存器应用实验

5 脉冲信号产生与整形实验
5.1 基本门电路产生脉冲信号实验
5.2 集成单稳触发器应用实验
5.3 集成施密特触发器应用实验
5.4 555定时器典型应用实验
5.5 555定时器兴趣实验

6 数模转换和模数转换实验
6.1 D／A转换实验
6.2 数据采集原理（A／D）实验
6.3 数模转换器应用实验

7 综合实验
7.1 报时式数字时钟制作实验
7.2 按键扫描编码显示电路实验
7.3 数字式电容测试仪制作实验
7.4 生理刺激反应时间测试仪制作实验

附录1 常用逻辑器件索引表
附录2 部分集成逻辑器件型号对照表
附录3 部分集成器件管脚与功能
附录4 部分CMOS集成器件管脚与功能
参考文献

精彩书摘

　　《数字电路实验基础/21世纪电工电子实验系列教材》：
　　1.5.1电子电路的组装
　　电子电路的组装通常采用在印刷电路板上焊接和在面包板上插接两种方法，无论采用哪种方法均应注意以下几点。
　　（1）所有元器件在组装前应尽可能测试一遍，以保证所用元器件参数正确、性能合格。例如，电阻元件要测量其阻值；晶体三极管要测量其卢值；二极管要测量其正反向电阻，集成器件要测试其功能等。
　　（2）所有集成器件的组装方向要保持一致，以便于正确布线和查线。
　　（3）组装分立元件时应使其标志朝上或朝向易于观察的方向，以便于查找和更换。对于有极性的元件，例如，电解电容器、晶体二极管等，组装时一定要特别注意，切勿搞错。
　　（4）如果在面包板上组装，为了便于查线，可根据连接线的不同作用选择不同颜色的导线。一般习惯是正电源用红色线；负电源用蓝色线；地线用黑色线；信号线用黄色线等。连线尽量做到横平竖直。连线不允许跨接在集成电路上，必须从其周围通过。同时应尽可能做到连线不互相重叠、不从元器件上方通过。所有地线必须连接在一起，形成一个公共的参考点。
　　（5）如果在印刷电路板上焊接，要先检查印刷电路板制作质量，判断有否短路和断路现象。电路元件的引脚要做清洁处理，即用刀刮除引脚上的氧化物，上好焊锡后再安装上印刷电路板。焊接完成后要仔细检查焊点，避免虚焊、假焊。
　　正确的组装方法和合理的布局，不仅可使电路整齐美观、工作可靠，而且便于检查、调试和排除故障。如果能在组装前先拟订出组装草图，则可获得事半功倍之效果，使组装既快又好。
　　1.5.2电子电路的调试
　　电子电路能否达到原设计的性能指标，调试是十分重要的一个环节。调试是指系统的调整、改进与测试。测试是在电路组装后对电路的参数与工作状态进行测量，调整则是在测试的基础上对电路的某些参数进行修正，使之满足设计要求。调试时应注意所选仪器的输入阻抗和频率特性是否符合被测电路的指标要求。所有仪器，包括信号源、稳压电源、示波器或其他测量仪表都必须与被测电路共地，以免引入干扰，影响或破坏调试对象的正常工作。
　　1.调试方法
　　调试的方法原则上有两种。一种是边安装边调试，即把总电路按原理功能分成单元电路，逐个安装和调试。在调试完成的单元电路基础上逐步扩大安装和调试的范围，最后完成整个电路的统调。在工程应用中，这种方法一般用于新设计研发的电路。
　　另一种方法是在整个电路全部安装完成后，实行一次性调试。这种方法一般适用于电路成熟的系统或需要相互配合才能运行的电子电路。
　　在进行调试前应先拟订出测试项目、测试步骤、调试方法和所用仪器等。
　　2.调试步骤
　　（1）通电前检查
　　电路安装完毕后，不要急于通电，首先要根据原理电路认真检查电路接线是否正确，避免错线（连线一端正确、另一端错误）、少线（安装时漏掉的线）、多线（连线在电路图上是不存在的）和短路（特别是间距很小的引脚及焊点间），同时检查每个元件引脚的使用端数是否与图纸相符。查线时最好用指针式万用表“Q×1”档，或用数字万用表蜂鸣“Q”档来测量，而且要尽可能直接测量元器件的引脚，这样可以同时发现接触不良的故障。
　　（2）通电观察
　　先把电源调整到规定电压值，关断电源开关后接入待调试电路的电源输入端。再接通电源开关，充分调动眼、耳、鼻、手来观察整个电路有无异常现象，包括是否冒烟、是否有异常气味、是否有异声、手摸器件是否发烫、电源是否有短路和开路现象等。如果出现异常，应该立即关掉电源，排除故障后方可重新通电。若没有任何异常情况发生，还需测量各元器件引脚的电压是否符合设计要求后方可开始进行调试。
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《数字电路实验基础》 内容简介 本书是一本深入浅出的数字电路实验教材，旨在为读者打下坚实的数字电路理论和实践基础。全书共分为十章，涵盖了数字电路领域的核心概念、基本单元电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路以及常用的数字集成电路等内容。本书强调理论联系实际，通过精心设计的实验项目，引导读者亲手搭建、调试和分析各种数字电路，从而加深对数字电路原理的理解，培养解决实际问题的能力。 第一章 数字电路基础 本章作为全书的起点，首先介绍了数字电路的基本概念，包括模拟电路与数字电路的区别、数字信号的特点、数字电路的逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）及其真值表和逻辑功能。接着，阐述了数字电路的表示方法，如二进制、十进制、十六进制之间的转换，以及布尔代数的基本定理和公式，为后续章节的学习奠定理论基础。本章还介绍了数字电路中常用的逻辑电平标准，如TTL和CMOS，以及它们的基本特性和兼容性。此外，本章还将简要介绍数字集成电路的基本结构和工作原理，为读者理解后续实验中使用的集成电路器件做好铺垫。 第二章 逻辑门电路的实验 本章是本书实践部分的开端，主要聚焦于最基本的逻辑门电路。读者将通过搭建和测试各种基本逻辑门电路（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的实验，直观地了解它们的逻辑功能。实验内容将包括使用分立元件（如二极管、三极管）搭建简单的逻辑门电路，以及使用标准的TTL或CMOS逻辑门集成电路（如74LS00系列、CD4000系列）搭建更复杂的逻辑组合。通过实验，读者将学会如何使用万用表、示波器等测量仪器来验证逻辑门的输入输出关系，并分析电路在不同输入组合下的输出结果。此外，本章还将引导读者设计并实现简单的组合逻辑功能，例如实现一个基本的“或非”组合电路，通过实际操作加深对逻辑运算的理解。 第三章 组合逻辑电路的设计与实现 本章将深入探讨组合逻辑电路的设计方法。首先，介绍如何使用卡诺图（Karnaugh map）等方法对逻辑函数进行化简，以达到电路最简化的目标。接着，详细讲解如何根据化简后的逻辑表达式，设计和实现各种常见的组合逻辑电路，包括编码器（Encoder）、译码器（Decoder）、多路选择器（Multiplexer, MUX）、数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）、加法器（Adder）、减法器（Subtractor）等。每个实验项目都将包含详细的实验原理介绍、电路图设计、元件清单、实验步骤以及预期结果分析。例如，在实现4选1多路选择器的实验中，读者将学习如何使用逻辑门或专用集成电路（如74LS151）来完成数据的选择功能。同时，本章还将介绍一些实用的组合逻辑应用，如BCD码译码器驱动数码管显示。 第四章 时序逻辑电路基础 本章将引入时序逻辑电路的概念，这是一种状态会随时间变化的电路。首先，介绍时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别，强调时序逻辑电路中存在“记忆”功能。本章将重点讲解基本的时序元件，如触发器（Flip-flop），包括SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器。读者将学习它们的逻辑功能、状态转移图、特性方程以及在不同时钟沿下的工作特点。实验内容将包括使用逻辑门搭建基本触发器，以及使用集成电路（如74LS74, 74LS107）实现各种触发器。通过实验，读者将深入理解触发器的工作原理，为后续更复杂的时序电路学习打下基础。 第五章 触发器与寄存器的实验 本章将进一步深入触发器的应用，并引入寄存器的概念。在掌握了基本触发器的原理后，本章将重点讲解寄存器（Register）的功能，即用于存储多个二进制位的数据。读者将学习不同类型的寄存器，如移位寄存器（Shift Register）和并行输入/并行输出（PIPO）寄存器、串行输入/并行输出（SIPO）寄存器等。实验项目将包括设计和实现一个4位并行加载和并行输出的寄存器，以及一个简单的4位左移或右移移位寄存器。通过这些实验，读者将理解数据如何在寄存器中存储和转移，为后续学习计数器和存储器等概念做好准备。 第六章 计数器电路的设计与实现 本章将探讨计数器（Counter）电路的设计和应用。计数器是一种能够按照特定序列对脉冲信号进行计数的时序逻辑电路。本章将介绍异步计数器（Ripple Counter）和同步计数器（Synchronous Counter）的原理和设计方法。实验项目将涵盖二进制计数器（加法和减法）、BCD计数器（如74LS160, 74LS162）以及各种模数计数器（Modulo-n Counter）的设计。读者将学会如何通过组合触发器和逻辑门来实现任意模数的计数器。此外，本章还将介绍计数器的实际应用，例如在数字系统中实现定时、频率分频和数据统计等功能。 第七章 常用数字集成电路的应用 本章将重点介绍一些在数字电路设计中非常重要的常用数字集成电路（IC）及其应用。我们将详细介绍各种集成电路的功能、引脚定义、电气特性以及使用方法。这包括但不限于： 逻辑门集成电路： 如TTL系列（74LS系列）和CMOS系列（CD4000系列）的各种通用逻辑门和功能芯片。 组合逻辑集成电路： 如译码器（74LS138）、编码器（74LS148）、多路选择器（74LS151）、比较器（74LS85）等。 时序逻辑集成电路： 如触发器（74LS74）、移位寄存器（74LS164, 74LS165）、通用计数器（74LS161, 74LS163）等。 显示驱动集成电路： 如BCD-74LS47/48等，用于驱动数码管显示。 其他常用集成电路： 如定时器IC（NE555）在数字电路中的应用，以及简单的接口电路。 每个集成电路的介绍都将结合实际的实验项目，让读者通过动手操作来理解和掌握其功能和用法。例如，使用74LS138实现3线-8线译码器，使用74LS151构建4选1多路选择器，使用74LS163设计一个60进制计数器等。 第八章 存储器基础 本章将引入数字系统中不可或缺的组成部分——存储器。首先，介绍存储器的基本概念，包括存储单元、存储容量、读/写操作等。本章将重点讲解随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的原理。 RAM： 介绍静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）的基本工作原理，以及如何使用简单的RAM芯片（如2114, 6264）构建一个小型存储器模块。实验内容将涉及数据的写入和读取操作，并学习如何通过地址线和数据线来访问存储器。 ROM： 介绍ROM的分类，如掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）和电可擦除可编程ROM（EEPROM）等。重点讲解EPROM的读操作以及如何使用EPROM芯片（如2716, 2732）存储和读取预设的程序或数据。 通过本章的实验，读者将对存储器的工作机制有一个初步的认识，并了解其在数字系统中的作用。 第九章 数字逻辑的测试与调试 本章将聚焦于数字电路实验中的重要环节——测试与调试。掌握有效的测试和调试技巧对于成功完成实验至关重要。本章将介绍常用的测试和调试方法，包括： 静态测试： 使用数字逻辑分析仪、示波器等工具，在电路静态工作时（即无时钟或时钟频率较低时）检查信号的逻辑电平、波形以及输入输出关系，验证电路的功能是否符合预期。 动态测试： 在电路动态工作时（如时钟信号驱动下），观察信号的时序关系、上升下降沿、时钟抖动以及竞争冒险现象等，确保电路的时序正确性。 故障定位： 学习如何通过系统的排查方法，如“二分法”测试、替换法等，快速准确地找到电路中的故障点。 使用仿真软件： 介绍使用常用的数字电路仿真软件（如Multisim, Logisim, Proteus等），对设计的电路进行仿真验证，在硬件实现前发现潜在问题，提高实验效率。 本章将通过一些典型的实验场景，指导读者如何运用这些技巧来解决实际实验中遇到的问题，提高动手能力和解决实际问题的能力。 第十章 实例应用与综合实验 本章将前面所学知识进行整合，通过一些具有代表性的综合性实验项目，展示数字电路在实际系统中的应用。这些实验项目将涵盖多个模块的组合，要求读者综合运用组合逻辑、时序逻辑、触发器、计数器以及集成电路等知识。 简单的数字钟： 设计和实现一个数字时钟，包括时、分、秒的显示，并能进行时间设置。 电子骰子： 利用随机数发生器原理，实现一个模拟骰子的功能，随机显示1-6的点数。 交通信号灯控制器： 设计一个简易的交通信号灯控制系统，模拟十字路口的信号灯变化。 简单的电子琴： 使用脉冲发生器和驱动电路，实现几个按键对应不同音调的电子琴。 通过这些综合实验，读者将有机会将所学的理论知识转化为实际的应用，体验数字电路设计的乐趣，并进一步提升独立解决复杂问题的能力。 总结 《数字电路实验基础》通过理论讲解与实践操作相结合的方式，为读者构建了一个系统而完整的数字电路学习路径。本书不仅传授了数字电路的核心理论知识，更重要的是通过丰富的实验项目，引导读者在动手实践中掌握电路的设计、搭建、调试和分析能力。本书内容严谨，条理清晰，适合高等院校、职业技术学院、以及对数字电路感兴趣的广大读者作为教材或参考书使用。通过本书的学习，读者将能够自信地应对各种数字电路相关的理论问题和实际工程挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字电路实验基础》真是让我又爱又恨。爱它是因为它确实很扎实，理论讲得很透彻，各种公式推导、时序分析都写得明明白白。但恨它也正是因为这份“透彻”，有时候我一个初学者读起来简直是云里雾里。比如，关于状态机的设计那块，书上举了很多例子，但是我看了半天还是没完全理解如何从需求一步步推导出状态转移图，再写成逻辑表达式。实验部分倒是比理论好懂一些，至少按照步骤操作，能看到电路工作。我试着做了一个简单的交通灯控制器，虽然最后成功了，但是中间遇到了不少问题，比如连线错误、元器件选型不当等等，这些书上都没怎么细说。感觉这本书更适合那种已经有一定基础，想要深入钻研的学生或者工程师，对于完全零基础的我来说，可能还需要再找一些更入门的书来辅助阅读。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚刚接触数字电路的新手，这本书简直是我的及时雨。从最基础的逻辑门原理开始，到各种组合逻辑和时序逻辑电路的设计与实现，内容循序渐进，讲解清晰易懂。我尤其喜欢书中的实验部分，每一个实验都配有详细的步骤、元器件清单和预期结果，让我能够亲手搭建电路，验证理论知识，加深理解。书中的插图和图示也相当直观，很多抽象的概念通过图形化的方式呈现出来，大大降低了学习难度。我曾经在其他地方尝试过学习数字电路，但总是觉得概念模糊，实践起来无从下手。这本书的出现，彻底改变了我的学习体验。它不仅仅是一本教科书，更像是一位耐心的老师，一步步引导我探索数字世界的奥秘。我感觉自己现在对各种触发器、计数器、移位寄存器等基本单元模块的理解已经有了质的飞跃，甚至能尝试自己设计一些简单的数字系统了。这种成就感是无与伦比的。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电子工程专业的学生，对数字电路的学习一直抱有浓厚的兴趣。在众多教材中，《数字电路实验基础》以其严谨的学术风格和丰富的实践内容脱颖而出。它不仅涵盖了数字电路理论的核心知识，还深入探讨了各种实际应用中的电路设计方法和优化技巧。我特别欣赏书中对复杂电路模块的分解和分析，能够将庞大的系统化繁为简，让我能够更好地掌握其工作原理。实验部分的设置也极具挑战性，很多实验都需要学生运用所学知识进行创新设计，这极大地锻炼了我的工程实践能力和解决问题的能力。我曾经尝试过书中关于微处理器接口设计的实验，在完成之后，我不仅对硬件连接有了更深刻的认识，还学会了如何利用软件进行调试，这对于我未来的项目开发非常有帮助。这本书的深度和广度都令人称道，无疑是数字电路领域一本不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

作为一名业余电子爱好者，我一直渴望能更系统地学习数字电路，摆脱那种零散的、碎片化的知识点。《数字电路实验基础》这本书就像给我打开了一扇新世界的大门。它没有那些高深的理论术语堆砌，而是用非常生活化的语言和直观的图示来解释复杂的概念，比如如何用简单的例子来理解JK触发器的状态变化，或者异步计数器和同步计数器的区别。最让我惊喜的是，书中的很多实验项目都非常贴近实际生活，比如用数字电路实现一个简易的电子琴，或者设计一个自动售货机模型。我跟着书中的步骤，一步步完成了我的第一个数字电路小项目——一个简单的密码锁。虽然过程有些曲折，但我学到了很多关于逻辑门、译码器、多路选择器等元器件的实际应用，感觉自己真的能用这些“小积木”搭建出有用的东西来，这种满足感难以言表。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，《数字电路实验基础》在内容的编排上非常有条理。它从最基本的最基础的逻辑门开始，然后逐步过渡到更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路，再到一些实际的应用模块。每个章节都提供了相应的实验，让理论与实践紧密结合，这是我非常看重的一点。我尤其欣赏书中在分析组合逻辑电路时的系统性，例如如何通过卡诺图进行简化，以及各种编码器、译码器的设计思路。在实验部分，它不仅提供了详细的电路图和元器件列表，还对实验现象进行了预期的分析，这使得学生在进行实验时，能够有明确的目标，并且在遇到问题时，能够有针对性地进行排查。这本书让我对数字电路的整体框架有了更清晰的认识，也为我将来深入学习更高级的数字系统设计打下了坚实的基础。