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邵利群 著

图书标签:

• 数字电子技术
• 电子工程
• 项目教程
• 实践教学
• 电路设计
• FPGA
• 单片机
• 数电基础
• 实验指导
• 嵌入式系统

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121330575

版次：1

商品编码：12277481

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-12-01

用纸：胶版纸

页数：204

字数：326400

正文语种：中文

内容简介

可作为高职高专电子信息类、机电类等专业的教材，也可供从事相应工作的技术人员参考。本书配有教学课件、习题参考答案等教学辅助资料。

作者简介

邵利群，苏州工业职业技术学院，副教授，长期担任数字电子技术等电子类专业基础课程的教学，教学经验丰富，期间制作了丰富的视频等教学资源。

目录

绪论 1
项目1　一位二进制全加器电路的设计与制作 4
项目综述 4
能力目标 4
知识目标 4
知识链接 5
1．1　数制与代码 5
1．1．1　数制 5
1．1．2　代码 7
1．2　逻辑代数基本知识 9
1．2．1　逻辑变量和逻辑函数 9
1．2．2　逻辑运算 9
1．2．3　逻辑函数的表示方法及相互转化 12
1．2．4　逻辑代数的基本定律和基本规则 13
1．3　逻辑函数的化简 15
1．3．1　逻辑函数的公式化简法 15
1．3．2　逻辑函数的卡诺图化简法 16
1．4　集成逻辑门电路 20
1．4．1　TTL 集成门电路 21
1．4．2　CMOS 集成门电路 25
1．5　组合逻辑电路的分析和设计 27
1．5．1　组合逻辑电路概述 27
1．5．2　组合逻辑电路的分析 27
1．5．3　组合逻辑电路的设计 28
实训任务 29
任务 1-1　集成逻辑门电路逻辑功能测试 29
任务 1-2　组合逻辑电路功能测试 31
任务 1-3　组合逻辑电路设计与测试 33
项目实施 35
思考与练习 36
项目2　编码显示电路的设计与制作 40
项目综述 40
能力目标 40
知识目标 40
知识链接 41
2．1　编码器及其应用 41
2．1．1　二进制编码器 41
2．1．2　二-十进制编码器 41
2．1．3　优先编码器 43
2．2　译码器及其应用 45
2．2．1　二进制译码器 46
2．2．2　二-十进制译码器 47
2．2．3　显示译码器 48
2．2．4　译码器的应用 50
实训任务 51
任务 2-1　优先编码器 74LS147 逻辑功能测试 51
任务 2-2　译码器 74LS138 逻辑功能测试 52
任务 2-3　用译码器设计设备运行故障监测报警电路 54
项目实施 55
思考与练习 57
项目3　循环彩灯电路的制作 59
项目综述 59
能力目标 59
知识目标 59
知识链接 60
3．1　数据选择器 60
3．2　数据分配器 62
3．3　大规模集成逻辑电路 63
3．3．1　存储器的分类 63
3．3．2　只读存储器的结构原理 65
3．3．3　可编程逻辑器件 68
实训任务 73
任务 3-1　数据选择器和数据分配器逻辑功能测试 73
任务 3-2　用 74LS138 构成时序脉冲分配器 76
项目实施 76
思考与练习 78
项目4　由触发器构成的抢答器的制作 80
项目综述 80
能力目标 80
知识目标 80
知识链接 81
4．1　触发器基本知识 81
4．2　基本 RS 触发器 81
4．3　同步 RS 触发器 84
4．4　主从 RS 触发器 86
4．5　边沿触发器 86
4．5．1　边沿 JK 触发器 86
4．5．2　边沿 D 触发器 88
4．5．3　边沿 T 和 T＇触发器 90
4．6　触发器的相互转换 91
实训任务 93
任务 4-1　边沿 D 触发器 74LS74 逻辑功能测试及应用 93
任务 4-2　触发器相互转换逻辑功能测试 96
项目实施 98
思考与练习 100
项目5　汽车尾灯控制电路的制作 104
项目综述 104
能力目标 104
知识目标 104
知识链接 105
5．1　计数器及其应用 105
5．1．1　计数器类型 105
5．1．2　二进制计数器 105
5．1．3　十进制计数器 107
5．1．4　任意进制计数器 109
5．2　寄存器 113
5．2．1　数据寄存器 113
5．2．2　移位寄存器 115
实训任务 118
任务 5-1　同步计数器设计及逻辑功能测试 118
任务 5-2　异步计数器设计及逻辑功能测试 120
项目实施 123
思考与练习 125
项目6　电子门铃电路的制作 128
项目综述 128
能力目标 128
知识目标 128
知识链接 129
6．1　555 定时器的结构及其功能 129
6．2　555 定时器的应用 131
6．2．1　555 定时器构成施密特触发器及应用 131
6．2．2　555 定时器构成单稳态触发器及应用 134
6．3．3　555 定时器构成多谐振荡器及应用 137
实训任务 139
任务 6-1　555 定时器构成的施密特触发器功能测试 139
任务 6-2　555 定时器构成的单稳态触发器功能测试 140
任务 6-3　555 定时器构成的多谐振荡器功能测试 140
项目实施 141
思考与练习 144
项目7　数字电压表的设计与制作 146
项目综述 146
能力目标 146
知识目标 146
知识链接 147
7．1　模数转换器（ADC） 147
7．1．1　A/D 转换器的基本原理 147
7．1．2　A/D 转换器的常用类型 149
7．1．3　A/D 转换器的主要技术指标 151
7．1．4　集成 A/D 转换器的功能及使用 152

7．2　数模转换器（DAC） 153
7．2．1　D/A 转换器的基本工作原理 154
7．2．2　D/A 转换器的类型 155
7．2．3　D/A 转换器的主要技术指标 156
7．2．4　集成 D/A 转换器的功能及使用 156
实训任务 160
任务 7-1　ADC0809 逻辑功能测试 160
任务 7-2　DAC0832 逻辑功能测试 161
项目实施 163
思考与练习 166
项目8　课程设计 168
项目综述 168
能力目标 168
知识目标 168
知识链接 169
8．1　概述 169
8．1．1　课程设计的步骤和方法 169
8．1．2　课程设计总结报告要求 171
8．2　数字电子钟设计 172
8．3　数字抢答器电路设计 178
8．4　交通灯控制电路设计 180
附录 A　常用的 TTL 系列与 CMOS 系列器件对比表 181
附录B　常见集成芯片引脚排列图 183
附录C　数字电路器件型号命名方法 191
附件D　常用逻辑门电路新旧逻辑符号对照表 193

前言/序言

前 言

随着我国教育改革的不断深入和高等职业教育的迅速发展，尤其是目前采用的基于

《数字电子技术》是高职院校电子信息类等专业一门重要的专业基础课程。本书打破传统的学科体系，以实践能力为主线，以工作任务为中心，将相关知识点融入各项目中，强调理论与实践的结合，使学生在实践活动中掌握知识，全面培养学生的专业能力、方法能力、社会能力等综合职业能力。

《数字电子技术》课程具有很强的实用性。通过本课程的学习，学生能够具备本专业技术应用型人才所必需的逻辑代数、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、触发器、脉冲波形的产生与变换、常用时序逻辑功能器件、存储器和可编程逻辑器件、数模与模数转换等有关知识和常用仪器仪表的使用、电路设计、制作和调试等技能。

本书内容包含 8 个项目，它们是：一位二进制全加器电路的设计与制作、编码显示电路的设计与制作、循环彩灯电路的制作、由触发器构成的抢答器的制作、汽车尾灯控制电路的制作、电子门铃电路的制作、数字电压表的设计与制作、课程设计。书后附有常用的 TTL 系列与 CMOS 系列器件对比表、常见集成芯片引脚排列图、数字电路器件型号命名方法、常用逻辑门电路新旧逻辑符号对照表等内容。本书在如下方面体现出高职教育的特色：①围绕培养学生的职业技能这条主线来设计教材的内容；②理论教学与实践教学相结合；③集成电路强调以应用为主；④理论知识遵循“必需、够用”的原则；⑤实践项目实用性和可操作性强；⑥职业素质的培养贯穿始终。

本书每个项目开头有项目综述，最后配有思考与练习，练习用于帮助读者加深理解和巩固所学的知识。本书参考学时如下：

课程内容 学时 课程内容 学时

项目 1　一位二进制全加器电路的设计与制作 20 项目 5　汽车尾灯控制电路的制作 16

项目 2　编码显示电路的设计与制作 10 项目 6　电子门铃电路的制作 6

项目 3　循环彩灯电路的制作 6 项目 7　数字电压表的设计与制作 6

项目 4　由触发器构成的抢答器的制作 8 项目 8　课程设计 24

合计 96

本书项目 4、5、绪论及附录由苏州工业职业技术学院邵利群老师编写，项目 1、2、3 由黄璟老师编写，项目 6、7、8 由杭海梅老师编写，钱涛老师负责全书统稿工作。新科旭电子（苏州工业园区）有限公司的工程师丁军瑛担任本教材的主审，苏州工业职业技术学院吴振英、金薇、臧华东、宋冬萍、荣雪琴、刘勇老师也参与本书的编写，编者在此表示衷心的感谢。

由于编者水平有限，加上时间仓促，书中难免有疏漏和欠妥之处，我们恳请读者及时向我们反馈意见和建议，以利于我们不断提高教材的质量。

编者

2017 年 10 月

《电路分析基础与实践》 内容简介 本书旨在为读者提供一套系统、深入的电路分析方法论，并结合丰富的实践案例，帮助读者从根本上掌握电路设计的核心原理与技巧。我们着眼于电路设计与分析的基石，而非特定领域的应用，以期培养读者扎实的理论功底和解决实际问题的能力。全书内容循序渐进，从基础概念的梳理到复杂电路的分析，再到实际项目的设计与实现，力求为不同层次的读者搭建一座通往电路精通的桥梁。 第一部分：基础理论与核心概念 本部分将深入剖析电路分析的基石——基础理论，确保读者对电路的基本构成、定律和定理有清晰的认识。 绪论：电路世界的入门 什么是电路？ 我们将从宏观层面定义电路，阐述其在现代科技中的关键作用，并介绍电路的分类（如模拟电路、数字电路、混合信号电路）及其各自的特点和应用领域。 基本电路元件： 详细介绍构成电路的最基本单元，包括电阻、电容、电感、电压源、电流源等。我们将深入探讨这些元件的伏安特性、能量存储与耗散机制，并通过直观的图示和实例来加深理解。例如，电阻将不仅仅是“阻碍电流”，我们会探讨其线性和非线性特性，以及温度对其阻值的影响。电容和电感的动态特性，如充放电过程、储能原理、以及它们在不同频率下的行为，也将得到细致阐述。 电路变量： 明确电路分析中涉及的关键变量，如电压、电流、功率、电荷等。我们将严格定义这些变量的正方向和基尔霍夫定律，这是后续所有分析方法的基础。 基尔霍夫定律：电路分析的灵魂 基尔霍夫电流定律（KCL）： 阐述节点电流定律，强调电流的守恒性，并提供多个实际节点分析的例子，从简单的三节点网络到稍复杂的交叉节点。 基尔霍夫电压定律（KVL）： 阐述回路电压定律，强调电压的环路守恒性，并演示如何应用KVL来分析串联和并联电路，以及含有多个独立源的复杂回路。我们将强调在应用KVL时，一致的电压极性定义是多么重要。 电路分析的基本方法： 欧姆定律： 作为连接电压、电流和电阻最基本的定律，我们将通过丰富的实例来展示其应用，包括计算电阻、电流、电压，以及功率的消耗。 节点电压法： 详细讲解如何建立节点电压方程，求解电路中的节点电压。我们将演示如何选择参考节点，如何写出节点方程，以及如何利用解出的节点电压计算支路电流和元件电压。 网孔电流法： 讲解如何建立网孔电流方程，求解电路中的网孔电流。我们将区分主网孔和非主网孔，以及如何处理公共支路。 叠加定理： 阐述叠加定理的原理，即在线性电路中，多源作用下的响应等于各独立源单独作用下响应的代数和。我们将强调其适用条件（线性电路）以及如何逐个移除独立源进行分析。 等效变换： 介绍Y-Δ变换和Δ-Y变换，讲解如何简化复杂的电路结构，将不易分析的电路转化为更易处理的形式。 戴维南定理与诺顿定理： 深入讲解这两种强大的电路化简定理。我们将详细介绍如何求出等效电阻、等效电压源（戴维南等效电路）和等效电流源（诺顿等效电路），以及如何利用它们来分析复杂电路的特定部分。 直流电路分析： 电阻电路分析： 结合前面介绍的基本定律和方法，系统讲解如何分析各种结构的直流电阻电路，包括串联、并联、混联电路，以及含有独立源和受控源的电路。 电源的类型与特性： 详细介绍独立电源（电压源、电流源）和受控电源（电压控制电压源、电流控制电压源、电压控制电流源、电流控制电流源）的区别和分析方法，特别强调受控源在实际电路中的重要性。 实际电源模型： 讲解理想电源与实际电源（含内阻）的区别，以及如何进行等效变换，以便更准确地分析实际电路。 交流电路分析基础： 正弦稳态分析： 引入相量概念，将时域的正弦函数转化为频域的复数表示。讲解复数运算在交流电路分析中的应用。 阻抗与导纳： 详细介绍电阻、电容、电感在交流电路中的阻抗和导纳概念，以及它们的计算方法。 RLC电路的相量分析： 应用相量法和阻抗概念，分析串联和并联RLC电路的稳态响应，包括电压、电流的幅值和相位关系。 功率分析： 深入讲解平均功率、无功功率和视在功率的概念，以及功率因数的重要性。 第二部分：动态电路分析与进阶概念 本部分将进入更具挑战性的动态电路分析，考察电路随时间变化的响应，并引入一些进阶的分析工具。 电容和电感元件的动态特性： 暂态响应： 详细分析RL、RC、RLC电路的零输入响应和零状态响应。讲解一阶和二阶电路的微分方程建立与求解过程，包括时间常数、阻尼系数、品质因数等重要概念。 全响应： 结合零输入响应和零状态响应，分析包含直流源和交流源时的电路全响应，理解稳态分量和暂态分量的叠加。 拉普拉斯变换在电路分析中的应用： 拉普拉斯变换的原理： 介绍拉普拉斯变换的定义、性质以及常用函数的拉普拉斯变换对。 利用拉普拉斯变换分析电路： 演示如何将时域的微分方程转化为频域的代数方程，利用复阻抗的概念求解电路响应，特别是在处理复杂的初始条件和激励函数时，拉普拉斯变换的优势将得到充分体现。 稳态分析的进阶： 谐振电路： 深入分析RLC串联和并联电路的谐振现象，讲解谐振频率、带宽、品质因数等参数的计算与意义，以及谐振电路在选频电路中的应用。 耦合电感与变压器： 讲解互感、耦合系数的概念，以及如何分析含有耦合电感的电路。详细介绍变压器的原理、等效电路和应用。 第三部分：电路设计基础与实践 本部分将从理论走向实践，介绍电路设计的基本流程和一些重要的设计原则。 线性电路设计原则： 元件选择与参数确定： 讲解如何根据电路功能需求，选择合适的元件类型和规格，并进行精确的参数计算。 电路的简化与优化： 介绍在保证性能的前提下，如何简化电路结构，降低成本，提高效率。 实际元件的非理想性： 讨论实际元件的参数偏差、温度特性、寄生效应等对电路性能的影响，并给出相应的处理方法。 实际电路分析的注意事项： 接地与参考点： 强调正确选择接地和参考点对电路分析结果的影响。 测量方法与仪器： 介绍常用的电路测量仪器（如万用表、示波器、信号发生器）的使用方法和注意事项。 电路仿真软件的应用： 简要介绍主流电路仿真软件（如LTspice, PSpice等）的基本操作和应用，展示如何利用仿真来验证理论计算和加速设计过程。 本书特点： 理论与实践并重： 每一章节都力求在深入讲解理论知识的同时，辅以大量的例题和分析过程，帮助读者将理论知识融会贯通。 循序渐进的编排： 内容从最基础的概念开始，逐步深入到复杂的分析方法和进阶概念，适合不同程度的学习者。 清晰易懂的语言： 避免使用过于晦涩的术语，用清晰、准确的语言解释复杂的概念，降低阅读门槛。 注重概念理解： 强调对核心概念的深刻理解，而非死记硬背公式。通过对概念的透彻解析，培养读者独立分析和解决问题的能力。 通过学习本书，读者将能够： 熟练掌握各种直流和交流电路的分析方法。 理解电路元件在不同工作状态下的行为。 掌握电路暂态分析的基本原理。 培养严谨的电路设计思维。 为进一步学习更高级的电子技术领域打下坚实基础。 本书将是所有致力于深入理解和掌握电路分析与设计原理的工程师、技术人员和电子爱好者不可或缺的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本《数字电子技术项目教程》纯属偶然，当时是因为一个朋友推荐，说里面有一些关于嵌入式开发入门的实践案例，正好我最近在准备一些这方面的内容，就抱着试试看的心态入手了。拿到书后，我被它厚实的篇幅和扎实的理论内容所吸引，翻开目录，里面的章节设置相当系统，从最基础的逻辑门电路原理，到BCD码、译码器、数码管显示，再到一些更复杂的时序逻辑电路，比如计数器、寄存器，甚至还涉及到了微处理器接口的基础知识，感觉覆盖的范围非常广。而且，每一章的讲解都力求严谨，符号、公式运用得非常规范，配以大量的图示和表格，即使是像我这种多年不碰数字电路的人，也能相对轻松地回忆起当年的知识。书中的例子选取得也很经典，像一些简单的计算器、交通灯控制器等，都是数字电子技术中常见且具有代表性的应用，让我觉得学到的知识能够很快找到落脚点。当然，这本书的理论深度还是相当可观的，对于初学者来说，可能需要花费不少时间和精力去消化吸收，但如果能认真钻研，相信一定能打下坚实的数字电子技术基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对数字电路充满好奇的爱好者，最近在研究一些硬件开发相关的知识。当我看到《数字电子技术项目教程》这本书时，我立刻就被它的内容所吸引。这本书的编排非常有条理，从最基本的逻辑门电路入手，逐步深入到更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路。我尤其欣赏书中对每个电路设计的讲解都非常细致，不仅仅给出原理图，还详细说明了设计思路、关键参数的确定以及潜在的问题分析。比如，在介绍如何设计一个简单的四位加法器时，书中不仅给出了电路图，还详细解释了每一级全加器的构成，以及如何通过进位链实现多位加法。此外，书中还穿插了一些关于常用集成芯片的应用实例，让我能够将抽象的理论知识与实际的电子元器件联系起来。虽然书中涉及的一些公式和概念对我来说还有些难度，但我相信通过反复阅读和实践，一定能够掌握这些内容。这本书为我提供了一个非常好的学习平台，让我对数字电子技术有了更深入的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书在项目实操方面确实下了功夫。我特别喜欢它将理论与实践紧密结合的模式。比如，在讲解完某个集成电路芯片（比如74LS系列）的功能后，书中立刻就给出了基于该芯片的实际项目，像是用74LS161设计一个简单的分频器，或者用74LS47驱动数码管显示，这些都非常直观。让我印象深刻的是，书中不仅仅是给出电路图，还详细讲解了设计思路、元器件的选择理由，甚至连焊接的注意事项都提及了一些，这对于动手能力不强的初学者来说，简直是福音。还有一些涉及到程序控制的部分，虽然本书不是以微控制器编程为主，但书中穿插了一些简单的逻辑设计和汇编语言的影子，让我感觉它更像是一个桥梁，连接了纯粹的逻辑电路和更高级的嵌入式系统。我尝试着按照书中的步骤搭建了一个简易的报警器模型，虽然过程有点曲折，但最终成功点亮LED，那种成就感是无与伦比的。不得不说，这种“做中学”的方式，比枯燥地看书本更能激发学习的兴趣和热情。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一开始是被这本书的“项目”两个字吸引，想着能快速做出几个酷炫的小玩意。但实际翻阅后，我发现它比我想象的要扎实得多，也更偏向于理论基础的夯实。它不仅仅是告诉你怎么“做”，更重要的是解释了“为什么这么做”。例如，在讲解门电路的种类时，书中不仅列出了AND、OR、NOT等基本门，还深入介绍了NAND、NOR、XOR等通用门，并详细分析了它们在设计中的优势。特别让我惊艳的是，书中对各种组合逻辑和时序逻辑器件的分析，比如加法器、减法器、寄存器组的设计，都给出了非常清晰的逻辑框图和详细的状态分析。我尝试着跟着书上的步骤，用逻辑符号画出了一个全加器的电路，然后又对比了书上的实际实现，感觉自己对逻辑的理解又上了一个层次。这本书的图纸绘制也非常规范，很多细节都考虑到了，这对于新手来说，能够避免很多不必要的错误。总的来说，它是一本非常适合想要系统学习数字电子技术，打下坚实理论基础的读物。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字电子技术项目教程》给我的感觉就是“硬核”！它不是那种浮光掠影的介绍，而是深入到每一个细节。我尤其欣赏它在讲解一些复杂逻辑电路时，那种层层剥茧的分析方法。比如，在讲到状态机设计时，它并没有直接给出成品，而是从状态转换图、状态表开始，一步步推导出电路实现，并且给出了多种可能的实现方式，并分析它们的优缺点。这种严谨的逻辑推理过程，让我深刻体会到了数字逻辑设计的精髓。书中还涉及了一些关于时序信号处理的内容，像上升沿、下降沿触发，还有不同触发方式对电路稳定性的影响，都讲解得非常透彻。我记得有一章专门讲了消除竞争冒险的几种方法，并且给出了具体的电路设计示例，这对于解决实际问题非常有帮助。虽然这本书的数学推导和公式比较多，对某些读者来说可能会有点挑战，但如果你想真正理解数字电路的工作原理，而不是仅仅停留在“搭积木”的层面，那么这本书绝对是值得深入研读的。