数字电子技术项目教程

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徐献灵,李靖 著
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121303265
版次:1
商品编码:12089206
包装:平装
开本:16开
出版时间:2016-11-01
用纸:胶版纸
页数:228
字数:364800
正文语种:中文

具体描述

内容简介

本教材设计了七个相对独立的教学项目:三人表决器电路、数码显示电路、抢答器电路、数字钟计时电路、双音门铃电路、数字电压表电路、存储器和可编程逻辑器件等,涵盖了数字电子技术的主要内容。每个项目由若干个任务组成,配有相关内容的技能训练及一定量的练习题。在项目的学习中体现了真实、完整的实际工作任务,充分体现了基于工作过程的教、学、做一体化的全新教学理念。

作者简介

徐献灵,男,副教授,广东农工商职业技术学院,拥有多年的企业工程师经历,后进入职业院校任教,从教近20年,积累了丰富的教学经验和教改经验。本书是示范校建设成果之一,很多创新之处均可圈可点。

目录

项目1三人表决器电路的设计

项目介绍

学习目标

任务1.1认识数字电路

1.1.1数字信号和数字电路

1.1.2数字电路的分类

1.1.3数字电路的特点

1.1.4数字电路的应用

任务1.2认识数制与编码

1.2.1数制

1.2.2不同数制间的转换

1.2.3编码

任务1.3学习逻辑代数

1.3.1逻辑代数中的常用运算

1.3.2逻辑代数的基本公式及定理

1.3.3逻辑函数的表示方法及相互转换

1.3.4逻辑函数的化简

1.3.5利用Multisim仿真进行逻辑函数的化简与转换

任务1.4学习逻辑门电路

1.4.1分立元件门电路

1.4.2TTL集成门电路

1.4.3CMOS集成门电路

1.4.4TTL与CMOS集成电路的使用

任务1.5技能训练:74系列集成逻辑门电路的功能测试

任务1.6技能训练:三人表决器电路的设计

项目小结

习题

项目2数码显示电路的设计

项目介绍

学习目标

任务2.1组合逻辑电路的分析与设计

2.1.1组合逻辑电路的概念与特点

2.1.2组合逻辑电路的分析方法

2.1.3组合逻辑电路的设计方法

任务2.2认识加法器和数值比较器

2.2.1加法器

2.2.2数值比较器

任务2.3编码器及其应用

2.3.1二进制编码器

2.3.2优先编码器

2.3.3二―十进制编码器

任务2.4译码器及其应用

2.4.1二进制译码器

2.4.2二-十进制译码器

2.4.3显示译码器

任务2.5数据选择器、数据分配器及其应用

2.5.1数据选择器和数据分配器的作用

2.5.2数据选择器的逻辑功能

2.5.3用数据选择器实现组合逻辑函数

任务2.6技能训练:译码器的逻辑功能测试及应用

任务2.7技能训练:数据选择器的逻辑功能测试及应用

任务2.8技能训练:Multisim仿真实现组合逻辑电路

2.8.1任务分析

2.8.2应用举例

项目小结

习题

项目3抢答器电路的设计

项目介绍

学习目标

任务3.1认识RS触发器

3.1.1触发器概述

3.1.2基本RS触发器

3.1.3同步RS触发器

3.1.4集成锁存器

任务3.2认识D触发器

3.2.1同步D触发器

3.2.2边沿D触发器

3.2.3集成边沿D触发器

任务3.3认识JK触发器

3.3.1同步JK触发器

3.3.2边沿JK触发器

3.3.3集成边沿JK触发器

任务3.4触发器逻辑功能的相互转换

3.4.1T触发器和T′触发器

3.4.2用JK或D触发器构成T和T′触发器

3.4.3用JK触发器构成D触发器

3.4.4用D触发器构成JK触发器

任务3.5技能训练1:触发器逻辑功能测试及应用

任务3.6技能训练2:四路抢答器电路的设计与制作

项目小结

习题

项目4简易数字钟电路的设计

项目介绍

学习目标

任务4.1时序逻辑电路的分析

4.1.1时序逻辑电路概述

4.1.2同步时序逻辑电路的分析

4.1.3异步时序逻辑电路的分析

任务4.2学习计数器

4.2.1计数器概述

4.2.2常用MSI集成计数器介绍

4.2.3任意进制计数器的实现

4.2.4集成计数器应用举例

任务4.3学习寄存器和移位寄存器

4.3.1寄存器

4.3.2移位寄存器

4.3.3移位寄存器的应用

任务4.4技能训练1:集成计数器的功能测试及应用

任务4.5技能训练2:移位寄存器的功能测试及应用

任务4.6技能训练3:简易数字钟的仿真设计

项目小结

习题

项目5双音门铃电路的设计

项目介绍

学习目标

任务5.1学习555定时器

5.1.1555定时器的电路结构

5.1.2555定时器的工作原理和功能

任务5.2学习单稳态触发器

5.2.1用555定时器组成的单稳态触发器

5.2.2集成单稳态触发器

5.2.3单稳态触发器的应用

任务5.3学习施密特触发器

5.3.1用555定时器组成的施密特触发器

5.3.2施密特触发器的应用

任务5.4学习多谐振荡器

5.4.1用555定时器组成的多谐振荡器

5.4.2其他多谐振荡器

任务5.5555定时器应用实例与仿真

5.5.1简易门铃电路

5.5.2高温报警电路

5.5.3模拟声响电路

5.5.4秒脉冲发生器

任务5.6技能训练:双音门铃电路的设计与制作

项目小结

习题

项目6数字电压表的设计

项目介绍

学习目标

任务6.1认识D/A转换器

6.1.1R-2R倒T形电阻网络D/A转换器

6.1.2D/A转换器的主要技术指标

6.1.3常用集成DAC及应用

任务6.2认识A/D转换器

6.2.1A/D转换的一般步骤

6.2.2并联比较型A/D转换器

6.2.3A/D转换器的主要技术指标

6.2.4常用集成ADC及应用

任务6.3技能训练1:集成DAC和集成ADC的应用

任务6.4技能训练2:直流数字电压表的设计

项目小结

习题

附录常用数字集成电路引脚排列图

参考文献

精彩书摘

  《数字电子技术项目教程》:  项目小结  (1)组合逻辑电路任意时刻的输出状态,只取决于该时刻输入信号的状态,而与输入信号作用前电路原来的状态无关。从电路结构上看,只有从输入到输出的通路,没有从输出到输入的反馈。此种电路没有记忆功能。  (2)对于组合逻辑电路的分析可以按照以下步骤来实现。  ①根据给定的组合逻辑电路的逻辑图,从输入端开始,根据器件的基本功能,逐级写出输出函数式,通过必要的化简和变换,推导出输出端的逻辑函数表达式。  ②由已写出的输出函数表达式,列出它的真值表。  ③从逻辑函数表达式或真值表,概括出给定的组合逻辑电路的逻辑功能。  (3)组合逻辑电路的设计,就是如何根据逻辑功能的要求及器件资源情况,设计出实现该功能的最佳电路。可以采用小规模集成门电路实现,也可以采用中规模集成电路来实现。  在采用小规模集成门电路进行设计时,基本方法是根据给定设计任务进行逻辑抽象,列出真值表,然后写出输出函数式并进行适当化简或变换,得到适当的表达式,最后画出最简(或最佳)的逻辑电路。  在采用中规模集成电路进行设计时,一般用比较法。用于实现组合逻辑电路的MSI器件主要有译码器和数据选择器。利用译码器设计时,译码器的每个输出端都是输入信号的最小项,加上一些适当的门电路即可组成需要的逻辑电路。利用数据选择器设计时,由于数据选择器在输入数据全部为1时,输出为地址输入变量全体最小项之和,因此适当改变输入数据,就可以实现任何组合逻辑函数。  (4)由于MSI器件可靠性高、使用简单、灵活,得到了比较广泛的应用。其中加法器、数值比较器、编码器、译码器、数据选择器和分配器是最常用的MSI器件,学习时应重点掌握其逻辑功能及应用。  ……

前言/序言

本书根据高职高专教育特点和要求,结合编著者多年的教学经验积累编写而成。全书以基本理论与实际应用相结合、突出学生基本技能的培养作为指导思想,采用“项目导向、任务驱动”的教学模式,在内容安排上,以应用为目的,注重实用性、先进性,尽量删繁就简,遵循由浅入深、循序渐进的认知规律,将基本知识的学习融合在实际实训项目中,重点放在器件的外部特性和使用上,使教材重点突出、概念清楚、实用性强,注重基本技能和综合应用能力的培养。在体系上贯穿应用实例,重点阐明器件、电路、系统的工作原理,强调分析与应用、实践技能的提高。

全书设计了6个相对独立的教学项目:三人表决器电路、数码显示电路、抢答器电路、简易数字钟电路、双音门铃电路、数字电压表电路等,涵盖了数字电子技术的主要内容。每个项目由若干个任务组成,配有相关内容的技能训练及一定量的练习题。在项目的学习中体现了真实、完整的实际工作任务,充分体现了基于工作过程的教、学、做一体化的全新教学理念。

本书由广东农工商职业技术学院教师和中兴通讯股份有限公司、华为技术有限公司工程师合作编写。杨娜编写项目1三人表决器电路的设计,张文梅编写项目2数码显示电路的设计,徐献灵、陈宇晨编写项目3抢答器电路的设计和项目4简易数字钟电路的设计,吴楚珊编写项目5双音门铃电路的设计,李靖、刘沛强编写项目6数字电压表电路的设计。由徐献灵、李靖任主编,张文梅、杨娜、吴楚珊任副主编。徐献灵负责全书统稿、审阅、定稿。

由于编者水平有限,书中一定仍有错漏之处,恳请读者批评指正。

编者2016年12月



《电子测量与仪器原理》 引言 在现代科技飞速发展的浪潮中,电子技术已渗透到我们生活的方方面面,从最尖端的科学研究到日常生活的点滴,无不闪烁着电子技术的智慧光芒。而在这璀璨的光辉背后,精确、可靠的测量与分析是这一切得以实现的基石。无论是在实验室中探索未知奥秘,还是在生产线上保障产品质量,抑或是在医疗领域守护生命健康,电子测量与仪器都扮演着不可或缺的关键角色。它们如同我们感官的延伸,帮助我们洞察世界的细微之处,量化复杂现象,从而为决策提供科学依据,为技术创新注入不竭动力。《电子测量与仪器原理》一书,便是致力于为读者揭示这一领域的核心奥秘,带领大家走进一个由精确数据和智能仪器构建的奇妙世界。 本书并非一本侧重于基础数字电路逻辑设计的教程,而是将目光聚焦在如何利用电子技术进行科学的测量,以及如何理解和操作各种先进的测量仪器。它旨在建立读者对测量过程的系统性认知,理解测量误差的来源与控制,掌握不同测量仪器的基本原理、结构特点、技术指标以及实际应用。通过本书的学习,读者将能够从“是什么”的层面,深入到“为什么”和“怎么做”的层面,真正掌握电子测量的精髓,并能熟练运用各类仪器解决实际问题。 第一篇:测量基础理论与误差分析 万丈高楼平地起,深入理解测量技术,首先需要建立扎实的理论基础。本篇将带领读者从最根本的概念出发,系统梳理电子测量的基本原理。我们将探讨测量的定义、目的及其在科学研究和工程实践中的重要性,区分直接测量与间接测量,以及静态测量与动态测量等不同类型。 更重要的是,我们将深入剖析测量过程中不可避免的误差。误差是影响测量准确性和可靠性的关键因素。本书将详细介绍各种误差的来源,包括系统误差、随机误差以及过失误差,并提供系统性的分析方法。我们将学习如何通过重复测量、多点测量等手段来减少随机误差的影响,以及如何通过校准、改进测量方法等技术来消除或减小系统误差。统计学在误差分析中的作用将得到重点讲解,包括均值、标准差、置信区间等概念的应用,使读者能够对测量结果的不确定度有一个科学的评估。 此外,我们还将引入不确定度分析的概念,这是现代测量科学的核心内容。理解测量结果的“质量”不仅仅在于数值本身,更在于其伴随的“不确定度”。本书将介绍不确定度评定的基本原则和方法,帮助读者量化测量结果的可靠性,并在此基础上进行科学的比较和决策。 第二篇:通用电子测量仪器原理 掌握了测量基础理论,接下来我们将把目光投向构成电子测量体系的各种“工具”——测量仪器。本篇将详细介绍几种最常用、最基础的电子测量仪器,深入剖析其工作原理、内部结构、关键技术指标以及典型的应用场景。 数字电压表 (DVM) 与数字电流表 (DCA):作为最基本的测量仪器,DVM和DCA在电子测量中无处不在。我们将探讨其内部采用的转换原理,如双重积分式、Σ-Δ调制式等,理解ADC(模数转换器)在其中的核心作用。本书将详细解析这些仪器的技术参数,如量程、精度、分辨率、输入阻抗等,并介绍它们在电路测试、参数监测等方面的广泛应用。 万用表 (Multimeter):万用表是集多种测量功能于一体的便携式仪器,其重要性不言而喻。我们将分析万用表内部电阻、电流、电压测量档位的转换电路,重点讲解其欧姆档工作原理,以及如何通过分流和分压原理实现不同量程的测量。同时,我们将讨论二极管测试、晶体管测试等附加功能背后的原理。 示波器 (Oscilloscope):示波器是观察和分析电信号时域特性的强大工具。本书将详细介绍示波器的基本组成部分,包括信号输入耦合、垂直放大、扫描发生器、水平偏转系统以及显示单元。我们将深入解析模拟示波器和数字存储示波器(DSO)的关键区别,重点讲解DSO在信号采集、存储、分析和显示方面的优势。本书将指导读者如何正确使用示波器,如设置时基、垂直灵敏度,触发模式,以及进行光标测量等,使其能够有效地观察和分析周期信号、瞬态信号甚至噪声。 信号发生器 (Signal Generator):信号发生器是电子系统设计、测试和调试中不可或缺的信号源。我们将介绍不同类型的信号发生器,如函数信号发生器、任意波形发生器(AWG)、射频信号发生器等。本书将详细阐述它们各自的产生信号的原理,如振荡电路、数模转换技术等,并重点分析其输出信号的频率、幅度、波形(正弦波、方波、三角波、脉冲波、噪声等)、调制能力等关键参数,以及它们在电路激励、系统响应测试等方面的应用。 频率计 (Frequency Counter):精确测量频率是许多电子系统性能评估的重要环节。本书将讲解频率计的基本工作原理,包括门控时间控制、脉冲整形、计数电路和显示电路。我们将探讨直接计数法、周期测量法等不同测量方式,以及其在无线通信、数字电路等领域的应用。 第三篇:高级与专用测量仪器 随着电子技术的不断进步,对测量精度的要求也日益提高,催生了一系列更高级、更专业的测量仪器。本篇将聚焦于这些先进的测量设备,揭示其独特的工作原理和强大的功能。 频谱分析仪 (Spectrum Analyzer):频谱分析仪是观察和分析信号在频率域分布的必备工具。本书将深入讲解其核心技术——扫频外差原理,以及如何通过低通滤波器、混频器、本地振荡器等关键组件构建出强大的频谱分析能力。我们将详细解读频谱图的含义,包括中心频率、跨度、分辨率带宽(RBW)、视频带宽(VBW)等参数的影响,以及如何利用频谱分析仪进行信号的识别、干扰分析、杂散信号查找等。 逻辑分析仪 (Logic Analyzer):在数字电路设计和调试过程中,逻辑分析仪能够同时捕捉和显示多条数字信号的状态,是必不可少的辅助工具。本书将介绍逻辑分析仪的工作原理,包括信号采集、触发条件设置(如状态触发、时序触发)、数据存储和显示。我们将重点讲解其在总线时序分析、协议解码、硬件故障定位等方面的强大能力。 阻抗测试仪 (Impedance Analyzer):阻抗是描述电路对电流阻碍作用的物理量,其在材料科学、元器件特性分析、射频电路设计等方面至关重要。本书将介绍阻抗测试仪的工作原理,包括交流桥式电路、向量网络分析仪(VNA)等方法,以及如何测量阻抗的幅值、相位、电容、电感、电阻等参数。 电源 (Power Supply) 与电子负载 (Electronic Load):稳定的电源是各种电子设备正常工作的保障,而电子负载则用于模拟实际工作条件,对电源进行性能测试。本书将介绍线性电源和开关电源的基本工作原理、稳压和稳流电路,以及电子负载的恒压、恒流、恒阻、恒功率等工作模式。 噪声系数测试仪 (Noise Figure Analyzer):在放大器等有源器件的设计和测试中,噪声对信号质量的影响不容忽视。本书将讲解噪声系数的概念及其测量原理,介绍相关的测试设备和方法。 第四篇:仪器使用与维护 理论知识的掌握固然重要,但将理论应用于实践,并能正确、安全地使用和维护仪器,是成为一名合格电子工程师的关键。本篇将从实际操作的角度出发,为读者提供实用的指导。 仪器连接与操作规范:在实际测量中,正确的仪器连接方式至关重要,能够避免潜在的风险,保证测量结果的准确性。本书将详细介绍各种仪器之间的连接方法,如接地、屏蔽、阻抗匹配等。同时,将强调安全操作规程,包括高压操作注意事项、防静电措施等。 测量结果的记录与报告:科学的测量需要严谨的记录和清晰的报告。本书将指导读者如何规范地记录测量数据,包括仪器型号、设置参数、测量环境等,并介绍如何对测量结果进行整理、分析,并撰写具有说服力的测量报告。 仪器校准与维护:为了保证仪器的长期准确性和可靠性,定期的校准与恰当的维护是必不可少的。本书将介绍仪器校准的基本流程和重要性,以及一些日常的维护保养方法,如清洁、存放等。 结论 《电子测量与仪器原理》一书,以系统性的视角、深入浅出的讲解,为读者构建起一座通往电子测量与仪器世界的坚实桥梁。本书不仅涵盖了电子测量领域的基础理论和核心概念,更详细地剖析了各类通用及高级测量仪器的基本原理、技术指标和应用方法。从理解误差的根源到掌握仪器的操作技巧,本书旨在培养读者独立分析问题、解决问题的能力,使其能够自信地应对各种复杂的电子测量任务。 无论您是电子工程专业的学生,希望夯实测量学基础;还是从事相关领域的工程师,希望提升仪器应用技能;抑或是对电子测量技术充满好奇的学习者,本书都将是您宝贵的参考读物。通过学习本书,您将不仅仅是学会“如何使用”一个仪器,更重要的是理解“为什么这样做”,从而真正掌握电子测量的核心技术,在科技创新的道路上行稳致远。

用户评价

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说实话,一开始我对《数字电子技术项目教程》并没有抱太大的期望,毕竟市面上关于数字电子技术的书多如牛毛,但这本书真的给了我很大的惊喜。它的内容组织结构非常合理,从最基础的逻辑门开始,循序渐进地讲解,让你在不知不觉中就掌握了复杂的数字电路概念。我尤其欣赏书中关于FPGA开发的章节,这部分内容写得非常详细,而且有很多实用的代码示例,这对我这个初学者来说简直是福音!我一直觉得FPGA是数字电路设计的前沿技术,但一直没有找到好的入门资料,这本书恰好填补了我的空白。书中还穿插了一些历史故事和行业发展趋势的介绍,这让整个学习过程更加生动有趣,而不是冷冰冰的公式和图表。读完之后,我感觉自己对整个数字电子技术领域都有了一个更宏观的认识,也更加坚定了在这条路上继续深入学习的决心。

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哇,拿到这本《数字电子技术项目教程》真的是太意外了!我一直对数字电路有着浓厚的兴趣,但总觉得理论知识学起来枯燥乏味,实践操作又不知从何下手。《数字电子技术项目教程》就像及时雨,它的排版设计就非常吸引人,色彩搭配和图示清晰明了,很容易就能抓住重点。我最喜欢的是它里面的那些项目案例,每一个都设计得非常贴合实际应用,例如那个智能家居控制系统,简直是为我量身定做的!我迫不及待地想跟着书里的步骤一步步搭建起来,看看自己能不能做出一个真正能用的东西。而且,书里的讲解方式非常细致,不仅仅是告诉你怎么做,还会深入浅出地解释背后的原理,让我不仅知其然,更知其所以然。这种寓教于乐的学习方式,真的能激发我学习数字电子技术的更大热情。我坚信,通过这本书的学习,我的数字电路知识和实践能力都会得到质的飞跃!

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拿到《数字电子技术项目教程》这本书,我第一时间翻阅了目录,就被里面的项目名称吸引住了。像“自动售货机控制器”、“交通信号灯模拟器”这类一看就很有意思的题目,让我立刻有了动手的冲动。书中的讲解方式非常独特,它不像其他教材那样死板地罗列理论,而是将理论知识融入到每一个项目中,让你在完成项目的同时,自然而然地学会相关的知识点。我特别喜欢它对每个项目的功能分析和电路设计思路的讲解,思路清晰,逻辑性强,即使是复杂的电路,也能被拆解得明明白白。而且,书里还提供了很多调试技巧和常见问题解决方法,这对于新手来说太重要了,避免了走弯路。这本书的价值在于,它不仅仅是一本技术手册,更像是一位循循善诱的老师,引导我从理论走向实践,从模仿到创新。

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我是一名即将毕业的电子工程专业学生,一直以来在数字电路课程的学习中都感到有些吃力,尤其是在实际操作和项目设计方面。当我拿到《数字电子技术项目教程》这本书时,我真的有一种如获至宝的感觉。它不仅仅提供了大量的项目案例,而且每一个项目都附有详细的原理讲解、元器件清单、电路图和实现步骤。最让我印象深刻的是,书中对每一个元器件的选用和功能都做了清晰的阐述,这对于我理解电路的工作原理非常有帮助。而且,书中还包含了大量的实验数据和分析,这让我能够更好地理解理论知识与实际应用的结合。这本书的实用性非常强,我感觉它能够帮助我快速提升在数字电子技术领域的实践能力,为我未来的毕业设计和职业生涯打下坚实的基础。

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《数字电子技术项目教程》这本书的内容组织得非常巧妙,它打破了传统教材的陈旧模式,将枯燥的理论知识巧妙地融入到一系列富有挑战性的项目中。我最欣赏的是它对每一个项目的分析都深入浅出,从最基本的概念出发,逐步引导读者深入理解电路的设计原理和实现过程。书中提供的项目覆盖面非常广,从简单的逻辑门组合到复杂的微控制器应用,应有尽有。我尤其喜欢书中关于嵌入式系统开发的章节,里面的代码示例非常清晰易懂,而且针对性很强,让我能够快速上手。这本书的语言风格也非常生动活泼,读起来一点都不费力,仿佛是在和一位经验丰富的工程师在交流。我坚信,通过学习这本书,我能够极大地提升我对数字电子技术的理解和掌握程度,为我未来的学习和工作提供强大的支持。

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