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周素茵，章云，李光辉 著

图书标签:

• 数字电子技术
• 实验教程
• 电子技术
• 数字电路
• 实验
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• 教材
• 电子工程
• 电路分析
• 实践教学

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302360971

版次：1

商品编码：11873373

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 全国普通高等院校电子信息规划教材

开本：16开

出版时间：2014-07-01

用纸：胶版纸

页数：80

字数：136000

正文语种：中文

内容简介

　　《数字电子技术实验教程》是《数字电子技术》的配套实验教材，共包括三部分内容：实验基础知识、基础性实验和综合性实验。实验基础知识主要讲述实验中的操作规范和常见故障的检查方法，数字集成电路中的相关概念、特点及使用时的注意事项等；基础性实验主要针对数字电子技术中常用的组合电路模块和时序电路模块进行逻辑功能的验证及基本应用的设计；综合性实验主要围绕几个具体的应用实例将数字电子技术中的多个知识点有机地融合在一起，以培养学生设计小型数字系统的能力。

目录

第1部分 实验基础知识
第2部分 基础性实验
实验一 TTL集成门的逻辑功能与参数测试
实验二 TTL集电极开路门和三态门逻辑功能的测试及应用
实验三 组合逻辑电路的分析与设计
实验四 编码器及其应用
实验五 译码器及其应用
实验六 数据选择器及其应用
实验七 触发器及其应用
实验八 计数器及其应用
实验九 移位寄存器及其应用
实验十 555定时器及其应用

第3部分 综合性实验
综合实验一 计数译码显示电路设计
综合实验二 脉冲序列发生器电路
综合实验三 多功能数字钟设计
综合实验四 篮球比赛24秒倒计时及报警电路
综合实验五 汽车尾灯控制电路设计

附录A 部分芯片引脚图
参考文献

前言/序言

数字电子技术实验教程

探索电路世界的奥秘：从理论到实践的工程师养成手册 本书旨在为电子技术爱好者、初学者以及希望系统掌握模拟与数字电路设计精髓的工程师提供一份详实的学习指南。我们跳脱出单一的实验手册模式，将理论知识的讲解、经典电路的分析、实用元器件的应用以及系统设计的方法融会贯通，致力于培养读者从宏观概念到微观细节的全面理解能力，最终能够独立完成复杂电子系统的设计与调试。 第一篇：模拟电路基石的坚固奠定 在深入数字世界的门槛之前，理解和掌握模拟电路的基本原理是必不可少的。模拟电路是所有电子系统的基础，它们处理连续变化的信号，是信息采集、放大、滤波和传输的源头。本书将从最基本的元器件入手，深入剖析它们的特性与工作原理，并在此基础上构建复杂的模拟电路。 元器件解析与特性表征： 我们将详细介绍电阻、电容、电感这些无源器件的物理本质、数学模型以及在不同电路中的作用。重点将放在理解它们的阻抗特性、频率响应和能量存储能力。对于有源器件，晶体管（BJT和MOSFET）将是核心内容。我们将深入探讨它们的PN结特性、电流-电压关系、各种放大模式（共发射极、共集电极、共基极）的增益与输入输出阻抗分析，以及不同工作区域（截止区、放大区、饱和区）的应用。二极管的各种类型（整流二极管、稳压二极管、发光二极管、肖特基二极管）的特性、应用场景及等效电路模型也将进行细致讲解。运算放大器（Op-Amp）作为模拟电路中的“万能芯片”，其理想特性、实际参数（开环增益、带宽、压摆率、输入偏置电流、输入失调电压等）对电路性能的影响，以及如何在实际应用中对其进行补偿和优化，将是重中之重。 放大电路的设计与分析： 从单级放大器到多级放大器，我们将系统地介绍各种放大电路的结构、工作原理和设计流程。这包括： 基本放大器配置： 探讨共发射极放大器（CE）、共集电极放大器（CC，射极跟随器）、共基极放大器（CB）的电压增益、电流增益、输入阻抗和输出阻抗的计算与分析。理解它们各自的优缺点及适用场合。 多级放大器： 讲解级联放大器的设计，如何通过多级耦合来提高整体增益和改善输入输出阻抗匹配。重点分析RC耦合、变压器耦合和直接耦合放大器的设计原则与频率响应。 反馈放大器： 这是模拟电路设计的灵魂所在。我们将深入讲解负反馈的四种基本组态（电压并联、电压串联、电流并联、电流串联），它们对电路的增益稳定性、带宽、输入输出阻抗以及非线性失真的影响。正反馈在振荡电路中的应用也将有所提及。 差分放大器： 作为运算放大器的核心电路，差分放大器的原理、共模抑制比（CMRR）的计算和影响因素，以及其在信号检测、噪声抑制等方面的广泛应用将被详细阐述。 信号处理电路的探索： 滤波器设计： 从最基本的RC、RL、LC无源滤波器（低通、高通、带通、带阻）开始，讲解其传递函数、截止频率、阻带衰减等关键参数。在此基础上，我们将进入有源滤波器的设计，包括Sallen-Key和MFB（多反馈）拓扑的低通、高通、带通滤波器设计，以及巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、贝塞尔（Bessel）等滤波器逼近函数的特点与选择。 振荡器原理： 讲解振荡器的基本构成（增益元件、反馈网络、非线性环节）和工作条件（幅度和相位条件）。重点分析RC振荡器（相移、 Wien桥）、LC振荡器（哈特莱、科勒皮茨）以及晶体振荡器的原理、设计方法和频率稳定性影响因素。 波形发生电路： 介绍如何利用Op-Amp或专用集成电路（如NE555）产生各种标准波形，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。我们将深入分析多谐振荡器、自由振荡器的工作过程。 电源电路与信号调理： 线性稳压电源： 讲解变压器、整流（半波、全波、桥式）、滤波（电容、电感滤波）、稳压（齐纳二极管、三端稳压器）等单元电路的设计与工作原理。分析纹波、内阻、效率等参数。 开关稳压电源（SMPS）： 简要介绍其工作原理、优势（高效率）和基本拓扑（Buck、Boost、Buck-Boost）。 信号调理与采集： 探讨传感器接口电路的设计，如何匹配传感器的输出信号，以及如何进行信号放大、衰减、隔离和保护，为后续的模数转换（ADC）做好准备。 第二篇：数字电路的逻辑构筑与运算思维 数字电路是现代电子系统的核心，它们基于二进制的离散状态进行信息处理。本篇将带领读者系统地掌握数字逻辑的基本概念，并学会如何设计和实现各种复杂的数字逻辑功能。 数字逻辑基础： 二进制、十进制、十六进制等数制转换： 熟练掌握不同数制之间的转换是数字电路的基础。 逻辑门： 深入讲解AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR等基本逻辑门的逻辑功能、真值表、逻辑符号和电路实现（TTL、CMOS）。 布尔代数与逻辑化简： 掌握布尔代数的基本定理、定律，并运用卡诺图（Karnaugh Map）等方法对复杂的逻辑表达式进行化简，以达到最简化的硬件实现。 组合逻辑电路： 编码器与译码器： 讲解二进制编码器（Priority Encoder）、BCD编码器、数字译码器（Decoder）、显示驱动译码器（如74LS47）的功能与应用。 多路选择器（Multiplexer）与数据分配器（Demultiplexer）： 理解它们在信号路由、数据选择方面的作用。 加法器与减法器： 从半加器、全加器到二进制加法器（Ripple Carry Adder, Carry Lookahead Adder），以及基于补码的减法器设计。 比较器： 实现对两个二进制数的比较功能。 算术逻辑单元（ALU）： 讲解ALU的基本结构和功能，它如何组合实现各种算术和逻辑运算。 时序逻辑电路： 触发器（Flip-Flop）： 这是时序逻辑电路的基本存储单元。我们将详细讲解SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器的工作原理、状态转换图、激励表，以及主从结构和边沿触发的概念。 寄存器（Register）： 讲解各种类型的寄存器，如移位寄存器（SISO, SIPO, PISO, PIISO）、并行寄存器、移位存储寄存器（Shift Register Memory）的功能和应用。 计数器（Counter）： 同步计数器与异步计数器： 讲解它们的区别、设计方法和工作原理。 二进制计数器、十进制计数器（BCD计数器）： 设计和分析各种模数的计数器。 移位寄存器计数器： 如Johnson计数器、环形计数器。 可预置计数器、可逆计数器： 讲解其功能和应用。 存储器与接口： RAM（Random Access Memory）： 讲解静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）的基本工作原理、读写时序和结构。 ROM（Read-Only Memory）： 介绍Programmable ROM（PROM）、Erasable Programmable ROM（EPROM）、Electrically Erasable Programmable ROM（EEPROM）以及Flash Memory的特性和应用。 数字信号处理器（DSP）与微控制器（MCU）： 简要介绍这些高级集成电路在数字系统中的作用，以及它们如何与基础数字逻辑器件协同工作。 可编程逻辑器件（PLD）： PLA、PAL、CPLD、FPGA： 介绍这些可编程逻辑器件的基本结构、工作原理、设计流程以及它们在现代数字电路设计中的重要性。 第三篇：系统设计与综合实践 理论知识的学习最终要服务于实际应用。本篇将引导读者将模拟与数字电路的知识融会贯通，进行实际的系统设计与实现，培养解决工程问题的能力。 系统级思考与模块化设计： 需求分析与规格定义： 如何从模糊的需求出发，将其转化为清晰、可执行的技术规格。 模块划分与接口定义： 将复杂系统分解为逻辑上独立的模块，并明确模块之间的接口信号和协议。 自顶向下与自底向上设计方法： 掌握两种主要的系统设计策略，并根据实际情况选择合适的组合。 常用电子系统的设计示例： 数字时钟与计时器： 结合时序逻辑、计数器、显示驱动等知识，设计一个功能完善的数字时钟。 简单的数字传感器数据采集系统： 结合模拟前端（传感器接口、放大）、ADC（模数转换）、数字逻辑（数据处理、存储）进行设计。 简易信号发生器： 利用振荡器、波形整形电路等模拟电路，以及控制逻辑（如按键、显示）设计。 微控制器接口与外设驱动： 学习如何使用微控制器（如Arduino、STM32）来控制LED、读取按键、驱动显示屏、与传感器通信等。 调试与测试技巧： 使用示波器、逻辑分析仪、万用表等工具： 掌握这些常用电子测量仪器的基本操作和高级功能。 故障查找与排除： 学习系统化的故障分析方法，从现象到原因，快速定位并解决问题。 PCB设计入门： 简要介绍PCB（Printed Circuit Board）的设计流程，包括原理图绘制、PCB布局、布线规则、DRC（Design Rule Check）等。 电路仿真软件的应用： Proteus、Multisim、LTspice等： 介绍这些常用电路仿真软件的功能，并鼓励读者通过仿真来验证设计思路、预判电路性能、优化设计参数，从而降低实际制作成本和风险。 工程师的职业素养： 技术文档的撰写： 学习如何清晰、准确地撰写设计报告、技术文档和用户手册。 团队协作与沟通： 强调在工程项目中，有效的团队合作和清晰的沟通是项目成功的关键。 持续学习与技术发展： 鼓励读者保持对新技术的好奇心，不断学习和更新知识体系。 本书不仅仅是一份实验操作指南，更是一扇通往电子工程世界的窗口。通过理论与实践的紧密结合，我们期望能激发读者对电子技术的热情，培养他们严谨的逻辑思维能力和扎实的工程实践技能，为他们未来在电子设计、嵌入式开发、自动化控制等领域的发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是在大学期间，一次偶然的机会在图书馆翻到这本书的。当时我正在为一门关于嵌入式系统设计的课程查找资料，对数字逻辑部分的理解一直有些模糊。这本书虽然标题是“数字电子技术实验教程”，但它的理论讲解部分却相当扎实，而且逻辑清晰。作者对每一个基本逻辑门、组合逻辑电路以及时序逻辑电路的讲解都非常透彻，用了大量的图示和数学公式来辅助说明，这对于我这样需要严谨推导的工科学生来说，非常受用。我尤其欣赏书中关于“状态机”的讲解，它用非常清晰的步骤分解了复杂状态机的设计过程，并且给出了相应的实验例程。通过这本书，我不仅弥补了数字逻辑的短板，也为我后续学习更高级的嵌入式系统打下了坚实的基础。虽然书中的实验项目可能略显传统，但它们是理解数字电路核心概念最直接有效的方式。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计非常出色，大量使用图表和框图，将复杂的数字电路原理讲解得一目了然。我是在准备考研复试的时候，需要系统梳理数字电路知识时找到这本书的。它最大的特点在于将抽象的逻辑概念与具体的硬件实现紧密结合。例如，在讲解编码器和译码器时，书中的真值表、逻辑图和对应的实验电路设计都清晰地呈现出来，让我能立刻明白理论知识是如何转化为实际操作的。而且，书中对一些经典集成电路芯片，如74系列和CD4000系列，的使用方法和特点都进行了详细介绍，这对于我进行实际的电路设计和搭建非常有指导意义。我特别喜欢书中对于时序逻辑电路的设计分析，它通过时序图和状态转移图，将动态的电路行为可视化，帮助我理解不同触发器组合形成的复杂功能。这本书为我复习和巩固数字电路知识提供了一个非常系统和完整的框架。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年的电子爱好者，我一直对动手实践类书籍情有独钟。当我看到《数字电子技术实验教程》的目录时，就被其中丰富的实验项目所吸引。这本书的设计理念非常棒，它没有仅仅停留在理论的讲解，而是将大量的篇幅用在了实验的指导上。从最简单的LED亮灭控制，到复杂的微处理器接口电路，几乎涵盖了数字电子领域的大部分基础和进阶实验。我最喜欢的是书中提供的电路图和元器件清单，非常详细，并且对每一个元器件的作用都做了简要说明。而且，书中还包含了实验结果的分析和常见问题的解答，这对于避免我们在实验中走弯路非常有帮助。我最近尝试了一个利用74LS系列集成电路搭建一个小型交通灯控制器，整个过程都得到了这本书的有力支持。它不仅教会了我如何搭建电路，更重要的是培养了我独立解决问题的能力，让我对数字电路的理解上升到了一个新的高度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁明了，封面上“数字电子技术实验教程”几个大字醒目而专业，给人一种严谨可靠的感觉。我是在大二上学期初购入的这本书，当时刚开始接触数字电路这门课，对很多概念都感到陌生和困惑。翻开书的第一感觉是内容组织得很有条理，从最基础的逻辑门开始，循序渐进地讲解了各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。每一章都配有详细的原理讲解和实验指导，这对于我这样动手能力相对较弱的学生来说，简直是福音。书中的实验项目设计得非常经典，涵盖了数字电路学习中的核心内容，比如编码器、译码器、多路选择器、触发器、计数器等等。实验步骤清晰易懂，图示也很丰富，即使是初学者也能根据指导完成实验。我尤其喜欢书中关于一些复杂逻辑电路的分析方法，作者用了很多生动的比喻和图示，将抽象的概念具象化，让我能更容易理解。例如，在讲解触发器的工作原理时，书中将其比作一个“记忆开关”，非常形象。总的来说，这本书为我打开了数字电子技术的大门，为后续的学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是在备考二级建造师的某个专业课时偶然接触到这本书的。当时需要复习一些关于电子信号处理和控制系统的基础知识，对其中的一些术语和原理感到一知半解。这本书的出现，可以说及时地解决了我的燃眉之急。虽然我不是学习电子专业的，但书中的内容组织得非常清晰，语言也相对通俗易懂。它从最基本的数字信号概念讲起，逐步深入到各种数字电路模块的原理和应用。我特别看重它在实际应用方面的阐述，书中通过一些具体的例子，展示了这些数字电路是如何在实际工程中发挥作用的，比如在一些自动化控制系统中，或者数据采集设备中。这种理论与实践相结合的讲解方式，让我对抽象的电子原理有了更直观的认识，也帮助我理解了工程项目中一些技术方案的由来。虽然我只看了其中的一部分章节，但它提供的清晰逻辑和实用信息，对于非专业人士快速掌握相关知识，无疑是非常有价值的。