本書作為專業基礎課程的教材,以項目教學和仿真實訓為主綫,主要介紹數字電路基本知識、基本元件、基本電路單元及其分析方法,使學生具備初步的數字集成電路分析與開發能力。全書共三個模塊:模塊一介紹中高職銜接性的數字電路基礎知識,必需必要的理論鋪墊;模塊二以項目案例為引領,介紹數字電路的基本單元電路及其應用,穿插Multisim仿真實訓;模塊三介紹較大的數字電路項目綜閤實踐實訓,計劃引入閤作企業生産應用的項目案例。
目 錄
模塊一 跟我學:基礎與銜接
項目一 導入 1
一、模擬信號與數字信號 1
二、數字電路 1
項目二 常用數製及碼製 2
一、數製 2
二、數製的轉換 3
三、常用編碼 5
項目三 數字電路的數學分析工具:邏輯代數 7
一、概述 7
二、邏輯代數基本運算 7
三、項目分析:聲光控照明電路 12
項目四 邏輯函數的運算與化簡 13
一、概述 13
二、邏輯函數的錶示方法 13
三、邏輯函數錶示方法的相互轉換舉例 15
四、邏輯代數運算規則 16
五、邏輯函數的公式化簡法 18
項目五 數字電路的硬件基礎:門電路 32
一、二極管門電路 33
二、三極管門電路 35
三、MOS管門電路 39
項目六 邏輯電路的分析與設計 41
一、組閤邏輯電路概述 41
二、組閤邏輯電路的分析與設計 42
三、項目分析:智能搶答器 47
四、邏輯電路的競爭冒險 49
項目七 邏輯電路的仿真 51
一、Multisim12功能介紹 51
二、Multisim12仿真軟件的應用 52
三、仿真電路生成方法 67
習題一 69
模塊二 跟我做:應用與仿真
項目一 集成門電路 74
一、TTL集成門電路 74
二、CMOS集成門電路 84
項目二 加法器 93
項目三 數值比較器 100
項目四 編碼器 106
項目五 譯碼器 110
一、二進製譯碼器 110
二、顯示譯碼器 116
項目六 數據選擇器與分配器 121
項目七 觸發器 132
一、基本RS觸發器 132
二、時鍾觸發器 143
項目八 計數器 151
一、讀圖,寫方程式 165
二、計算,求狀態方程 165
三、分析推導 166
四、邏輯抽象 167
項目九 寄存器 171
項目十 脈衝信號的産生與整形電路 176
一、多諧振蕩器 176
二、施密特觸發器 184
三、單穩態觸發器 190
項目十一 模/數與數/模轉換電路 197
一、模/數轉換電路 197
二、數/模轉換電路 208
項目十二 半導體存儲器 213
一、隻讀存儲器(ROM) 213
二、隨機存取存儲器(RAM) 221
習題二 226
模塊三 你來做:項目綜閤實踐
項目一 編碼電子鎖 235
一、電路分析 235
二、元器件選型與調試 236
項目二 計數譯碼顯示器 237
一、電路分析 237
二、元器件選型與調試 238
項目三 數字式搶答器 240
一、電路分析 240
二、元器件選型與調試 241
項目四 紅外控製自動水龍頭 241
一、電路分析 241
二、元器件選型與調試 243
項目五 聲光控樓道延時照明燈 245
一、電路分析 245
二、元器件選型與調試 246
項目六 數字電子鍾 247
一、電路分析 247
二、元器件選型與調試 247
項目七 傢電遙控器 251
一、電路分析 251
二、元器件選型與調試 254
項目八 敲擊式電子門鈴 254
一、電路分析 254
二、元器件選型與調試 255
習題三 255
習題參考答案 256
習題一 256
習題二 258
參考文獻 262
前 言
目前,高職院校工科類特彆是電類各專業,普遍開設瞭“數字電子技術”課程,目的是使學生掌握數字電路的基本知識、元件、電路單元、分析方法,為其後續的數字集成電路的分析與開發能力的培養打下基礎。但是作為一門專業基礎課,本身基礎性、預備性的知識比較多,理論性比較強,不大容易學齣興趣和教齣特色。
為此,本書的幾位作者近幾年主持或參與瞭2015年山東省職業教育教學改革研究項目:“雙導師、學徒式”框架下的技優生培養研究(項目編號:2015154),其研究方嚮之一,就是希望探索齣一條以工程應用項目為主綫,通過教學做一體化,改進專業基礎課教學的道路。由此,能夠把理論課上齣實踐性、突齣應用能力的培養,從而實現學生的個性化培養,並在課題研究和多年授課經驗的基礎上編寫瞭本書
本書融入瞭作者最新教研成果和工程實用項目,在體例上采用更契閤高職特色的項目導嚮、任務驅動的模式。本書由校企聯閤打造,主筆人為高職院校的一綫教師,工程項目的策劃選取則請教瞭企業的工程技術人員。書中在保證知識體係完整的基礎上,共穿插介紹瞭數字電路工程實例50餘項,部分項目還配套瞭Multisim12的仿真測試的內容。全書內容精煉,邏輯清晰、圖錶規範、說明性強。
本書按照50~70學時編寫,共分為三個模塊,既層層遞進又各有側重。
模塊一(跟我學:基礎與銜接)主要介紹數字電路基礎知識、邏輯門電路,仿真軟件Multisim12及其簡單應用;模塊二(跟我做:應用與仿真)主要介紹組閤邏輯電路基本單元、時序邏輯電路基本單元、脈衝信號的産生與整形、A/D、D/A轉換、半導體存儲器。模塊三(你來做:項目綜閤實踐)集中介紹瞭8個數字電路的綜閤實用項目。
其中,模塊二是全書的主體部分。每一模塊中又下設若乾項目,每一項目介紹一類基本數字邏輯單元,部分項目又下設若乾子項目。每一項目(子項目)分成【項目導入】→【項目解析與知識鏈接】→【項目拓展應用】三個環節。【項目導入】為工程項目精講,以開篇項目以及必要的分析,引齣講解內容。【項目解析與知識鏈接】是對項目相關基本知識點、能力點進行必要講解,前後呼應進行項目迴顧。【項目拓展應用】是對本部分相關擴展知識點進行講解,輔以必要的補充拓展案例,同時本部分內容中理論性、原理性較強知識點也放在此,因此該環節內容可根據課時量情況,進行選講。根據項目和知識點的具體情況,有些項目後還加入瞭【項目仿真】環節。
本書由濟南職業學院電子工程學院劉曉陽、王平、劉成剛、李莉共同編著。山東省傢用電器行業協會、青島海信通信有限公司、浪潮電子信息産業股份有限公司、濟南鋼鐵股份有限公司等行業企業的技術人員也對項目案例的撰寫提齣瞭建設性的意見。全書由劉曉陽統稿。
本書在編寫過程中參考瞭兄弟院校、相關企業和科研院所的一些教材、資料和文獻,在此嚮有關作者一並緻謝。由於時間倉促,加之作者能力有限,書中內容尚有不少待改進之處,懇請廣大讀者和專傢批評指正。
作 者
2016年10月
我是一個已經工作瞭幾年的工程師,雖然不是專門從事數字電子領域,但經常會遇到相關的技術問題。《數字電子技術項目學做與仿真一體化教程》這本書,在我看來,是一本難得的“乾貨”滿滿的參考書。它沒有過多地糾纏於枯燥的數學推導,而是專注於如何將數字電子技術應用到實際項目中。 書中的項目案例設計非常巧妙,每一個項目都解決瞭一個實際中會遇到的問題,並且給齣瞭詳細的實現方案。讓我能夠快速理解如何在實際電路中應用這些數字邏輯。而仿真功能的引入,更是為我提供瞭一個強大的調試工具。我可以在項目實施之前,通過仿真來驗證我的設計思路是否可行,並且及時發現潛在的錯誤,這對於節省項目時間和降低開發成本非常有幫助。 書中對一些關鍵概念的解釋也十分到位,讓我能夠快速迴顧和理解那些我可能已經遺忘的知識點。而且,它還提供瞭一些進階的討論,引導我去思考如何優化設計,如何提高電路的性能。這種“理論指導實踐,實踐反哺理論”的學習模式,對於我這樣需要快速掌握新技術的工程師來說,非常實用。 總而言之,這本書讓我對數字電子技術的理解上瞭一個新的颱階,不僅僅是知道“是什麼”,更明白瞭“怎麼做”以及“為什麼這樣做”。它是一本值得反復閱讀和參考的實用技術書籍。
評分說實話,我一開始拿到這本書並沒有抱太大的期望,畢竟“項目學做與仿真一體化”這個概念在一些教材中也齣現過,但最終效果往往差強人意。然而,《數字電子技術項目學做與仿真一體化教程》這本書徹底改變瞭我的看法。它提供的項目設計非常貼近實際應用,不是那種為瞭湊數而設計的“玩具”項目,而是真正能夠體現數字電子技術在現實生活中的價值。 我特彆喜歡書中對各個項目的電路圖和元器件清單的詳細說明,以及每一步操作的指導。關鍵是,它還提供瞭詳細的仿真步驟和結果分析,讓我能夠清晰地看到電路在仿真環境下的運行狀態,這對於我理解電路的工作原理和排查錯誤非常有幫助。通過仿真,我能夠在理論和實際操作之間建立起一座堅實的橋梁,大大提高瞭我的學習效率和動手能力。 這本書的講解風格也很獨特,沒有那種死闆的教科書式語言,而是更像一位老朋友在分享他的經驗和心得。他會用一些生動的比喻來解釋抽象的概念,讓我更容易理解。而且,書中對一些常見問題的分析和解決方案也十分到位,這在我以往的學習經曆中是很少見的。總而言之,這本書不僅教會瞭我如何去做,更重要的是讓我明白瞭為什麼這樣做,並且能夠獨立地去解決問題。
評分這本書帶給我的感受,遠不止於“學習”二字。它更像是一場充滿驚喜的探索之旅,《數字電子技術項目學做與仿真一體化教程》讓我看到瞭數字電子技術巨大的魅力所在。我一直以來都對電子製作充滿熱情,但常常在理論知識的泥沼中掙紮,要麼就是麵對著一堆元器件卻不知如何下手。 這本書的齣現,就像為我點亮瞭一盞指路明燈。它將復雜的數字邏輯巧妙地融入到一係列生動有趣的實際項目中,讓我能夠通過動手實踐來理解和掌握這些概念。最讓我驚嘆的是,它還集成瞭強大的仿真功能,在實際搭建電路之前,我就能通過軟件模擬整個過程,觀察電流的流嚮,分析信號的變化,這讓我能夠提前發現和解決潛在的問題,極大地降低瞭我的試錯成本。 書中的項目設計既有基礎的邏輯門應用,也有一些相對復雜的控製電路,每一個項目都講解得非常透徹,讓我不僅學會瞭如何搭建,更理解瞭其中的設計思路和原理。這種“學做一體化”的學習方式,讓我在實踐中不斷成長,每一次完成一個項目,都會給我帶來巨大的成就感。 這本書的語言風格也很吸引人,通俗易懂,沒有過多晦澀的術語,更像是一位經驗豐富的導師在娓娓道來。它讓我對數字電子技術産生瞭前所未有的興趣,也讓我對未來的學習和探索充滿瞭信心。這本書絕對是我在電子技術學習道路上的一筆寶貴財富。
評分作為一個對嵌入式開發感興趣的學生,《數字電子技術項目學做與仿真一體化教程》這本書簡直是為我量身定做的。過去,我總是在理論和實際操作之間徘徊,理論知識學得不少,但一到動手就卡殼。這本書的齣現,完美地解決瞭我的痛點。它不僅僅是理論的堆砌,更是實操的指南。 讓我印象深刻的是,書中不僅僅提供瞭項目製作的步驟,更是深入地講解瞭每一個元器件的作用,以及它們是如何協同工作的。這種“知其然,更知其所以然”的學習方式,讓我對數字電路有瞭更深刻的理解。而仿真部分的強大功能,更是讓我可以在虛擬環境中反復試驗,不斷優化我的設計,避免瞭在實際操作中可能遇到的各種睏難和浪費。 書中的項目設計也非常有創意,涵蓋瞭許多實用的數字電路應用,從簡單的邏輯門組閤,到復雜的計數器、移位寄存器等,都通過實際項目得到瞭很好的體現。讓我能夠將學到的理論知識立刻應用到實踐中,並且看到立竿見影的效果。這種“理論+實踐+仿真”的學習閉環,大大增強瞭我的學習信心和興趣。 這本書的語言風格也非常接地氣,通俗易懂,即使是初學者也能很快上手。它更像是一位循循善誘的導師,一步步引導我掌握數字電子技術的精髓。我強烈推薦這本書給所有對數字電子技術感興趣的學習者,它絕對會成為你學習道路上的寶貴財富。
評分這本《數字電子技術項目學做與仿真一體化教程》真的給瞭我很大的驚喜。我一直以來都對數字電子領域充滿瞭好奇,但總覺得理論知識枯燥乏味,動手實踐又缺乏明確的方嚮。市麵上也有不少教材,但往往要麼過於偏重理論,要麼就是一些零散的項目堆砌,很難將理論與實踐有機結閤起來。直到我翻開這本書,纔找到瞭那種“撥雲見日”的感覺。 書中將復雜的數字電子概念以一種非常直觀易懂的方式呈現齣來,通過一個個精心設計的項目,讓我能夠親身去體驗和驗證那些在課本上看到的原理。最讓我印象深刻的是,它不僅僅停留在“做什麼”,更深入地講解瞭“為什麼這麼做”,以及每個元器件、每條綫路背後的邏輯。仿真部分的引入更是點睛之筆,在真正動手焊接之前,我可以通過軟件模擬所有可能齣現的情況,反復調試,找齣潛在的問題,這極大地節省瞭時間和材料成本,也讓我對設計的整個流程有瞭更清晰的認識。 我尤其欣賞書中對每個項目由淺入深的難度設計,從最基礎的邏輯門電路,到後來一些更復雜的組閤邏輯和時序邏輯電路的應用,都循序漸進,讓我能夠穩紮穩打地提升自己的技能。每個章節的末尾都會有相應的習題和思考題,引導我進一步鞏固所學知識,並且聯係實際應用。這種“學做結閤、仿真先行”的學習模式,讓我這個初學者也能快速上手,並且建立起紮實的數字電子基礎。這本書就像一位經驗豐富的老師,耐心地帶著我一步步走進數字電子的世界,讓我不再感到迷茫和畏懼。
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