数字电路项目教程（21世纪高职高专规划教材——电子信息基础系列） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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季丽琴，陈清，仲小英 著

图书标签:

• 数字电路
• 电路项目
• 教程
• 电子信息
• 高职高专
• 21世纪规划教材
• 实训
• 实验
• 基础
• 数字逻辑

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302492733

版次：1

商品编码：12344639

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-04-01

用纸：胶版纸

页数：163

字数：244000

内容简介

本书以数字电路中典型的项目为载体，以模块化的形式展开。全书共5个项目，包括举重裁判表决电路的分析与设计、8路抢答器电路的分析与设计、可控多进制计数器电路的分析与设计、报警电路的分析与设计、数字钟电路的分析与设计。每个项目都设计了理论模块和实践模块(能力训练任务)，理论模块有助于提高学生数字电子技术的理论水平，实践模块有助于强化学生对理论知识的吸收，从而突出了“理实一体化”的编写特色。

本书可作为高职高专电子信息类相关专业的教材，也可作为相关技术人员的参考书。

目录

项目1举重裁判表决电路的分析与设计

1.1数制与码制

1.1.1数制

1.1.2码制

1.2逻辑函数

1.2.1逻辑关系

1.2.2逻辑代数

1.2.3逻辑函数的化简

1.2.4逻辑函数的表示方法

1.3能力训练任务

1.3.1逻辑门电路的仿真测试

1.3.2与非门(74LS00)实现多种逻辑功能的仿真测试

1.3.3举重裁判表决电路的仿真测试

项目小结

练习题

项目28路抢答器电路的分析与设计

2.1编码器

2.1.1二进制编码器

2.1.2二—十进制编码器

2.1.3优先编码器

2.2译码器

2.2.1二进制译码器

2.2.2二—十进制译码器

2.2.3数码显示译码器

2.3数据选择器与分配器

2.3.1数据选择器

2.3.2数据分配器

2.4触发器(Ⅰ)

2.4.1基本RS触发器

2.4.2同步触发器

2.4.3八D触发锁存器

2.5能力训练任务

2.5.1编码器的仿真测试

2.5.2译码器的仿真测试

2.5.3综合应用编码器和译码器的仿真测试

2.5.4触发器的逻辑功能仿真测试

2.5.58路抢答器电路的仿真测试

项目小结

练习题

项目3可控多进制计数器电路的分析与设计

3.1触发器(Ⅱ)

3.1.1边沿D触发器

3.1.2边沿JK触发器

3.1.3边沿T触发器和T′触发器

3.2时序逻辑电路的分析方法

3.2.1同步时序逻辑电路的分析

3.2.2异步时序逻辑电路的分析

3.3同步计数器

3.3.1同步二进制计数器

3.3.2同步十进制计数器

3.3.3级联法设计大容量同步N进制计数器

3.3.4同步逻辑电路的设计

3.4异步计数器

3.4.1异步二进制计数器

3.4.2异步十进制计数器

3.4.3级联法设计大容量异步N进制计数器

3.5寄存器与移位寄存器

3.5.1寄存器

3.5.2移位寄存器

3.6能力训练任务

3.6.1边沿触发器的仿真测试

3.6.2同步计数器的仿真测试

3.6.3异步计数器的仿真测试

3.6.4移位寄存器的仿真测试

3.6.5可控多进制计数器电路的仿真测试

项目小结

练习题

项目4报警电路的分析与设计

4.1555定时器

4.1.1555定时器的电路结构

4.1.2555定时器构成施密特触发器

4.1.3555定时器构成单稳态触发器

4.1.4555定时器构成多谐振荡器

4.2555定时报警电路的设计

4.2.1单频蜂鸣器报警电路的设计

4.2.2双频蜂鸣器报警电路的设计

4.2.3声光报警电路的设计

4.3能力训练任务

4.3.1多谐振荡器的仿真测试

4.3.2单频蜂鸣器报警电路的仿真测试

4.3.3双频蜂鸣器报警电路的仿真测试

4.3.4声光报警电路的仿真测试

项目小结

练习题

项目5数字钟电路的分析与设计

5.1秒发生器电路

5.1.1晶振构成的秒发生器电路

5.1.2555定时器构成的秒发生器电路

5.2时、分、秒计数电路

5.2.1构建一百进制计数器

5.2.2构建六十进制计数器

5.2.3构建二十四进制计数器

5.2.4校时电路和秒闪电路

5.3能力训练任务

5.3.1一百进制计数器的仿真测试

5.3.2六十进制计数器的仿真测试

5.3.3二十四进制计数器的仿真测试

5.3.4数字钟电路的仿真测试

项目小结

练习题

参考文献

附录

附录AMultisim 10仿真软件简介

附录B常用数字集成电路的引脚图

精彩书摘

项目介绍

可控多进制计数器电路采用中规模集成电路设计完成，它是一个可切换的七进制、九进制、七十九进制加法计数器，要求如下。

（1） 用开关切换3种进制计数状态： 七进制、九进制、七十九进制。

（2） 数码管显示数据。

（3） 计数脉冲由外部提供。

项目教学目标

（1） 掌握边沿触发器的分类、结构及工作原理。

（2） 掌握同步、异步时序电路的分析与设计方法。

（3） 掌握仿真软件Multisim 10测试同步加、减法计数器的方法。

（4） 掌握仿真软件Multisim 10测试异步加、减法计数器的方法。

（5） 掌握仿真软件Multisim 10调试可控多进制计数器的方法。

3.1触发器(Ⅱ)

学习目标

（1） 知道边沿触发器的概念，了解边沿触发器的类别。

（2） 掌握边沿D触发器的结构特点及工作原理，知道常用集成边沿D触发器的功能特点。

（3） 掌握边沿JK触发器的结构特点及工作原理，知道常用集成边沿JK触发器的功能特点。

（4） 熟悉边沿T触发器和T′触发器的结构特点。

逻辑电路有两大类： 一类是组合逻辑电路； 另一类是时序逻辑电路。组合逻辑电路的输出只与当时的输入有关，而与电路以前的状态无关。时序逻辑电路是一种与时序有关的逻辑电路，它主要由存储电路和组合逻辑电路两部分组成，如图3��1所示。时序逻辑电路的特点是： 在任何时刻，电路产生的稳定输出信号不仅与该时刻电路的输入信号有关，而且还与电路过去的状态有关。时序逻辑电路的状态是由存储电路来记忆和表示的，因此，在时序电路中，触发器是必不可少的。

前言/序言

数字电路项目教程

本书是根据高职高专培养目标，结合职业教育“以能力为本位”的指导思想，并在积累了一定的教学实践经验后编写完成的。

本书以数字电路中典型的项目为载体，以模块化的形式展开。全书共5个项目，项目1为举重裁判表决电路的分析与设计，介绍了数制与码制、逻辑函数、举重裁判表决电路的分析与设计；项目2为8路抢答器电路的分析与设计，介绍了编码器、译码器、触发器的工作原理，8路抢答器电路的设计等；项目3为可控多进制计数器电路的分析与设计，介绍了同步、异步加减法计数器的工作原理，可切换的多种进制计数器电路的分析与设计等；项目4为报警电路的分析与设计，介绍了555定时器的工作原理、单双频蜂鸣器报警电路的设计、声光报警电路的设计等；项目5为数字钟电路的分析与设计，介绍了秒发生器电路的构成，时、分、秒计数器电路的设计，数字钟电路的设计等。

每个项目都包含理论模块和实践模块(能力训练任务)，在理论模块中，有明确的教学目标、相关元器件及电路的原理与分析，有助于提高学生数字电子技术的理论水平； 在实践模块(能力训练任务)中，借助Multisim仿真软件平台，以仿真测试任务为载体，强化学生对理论知识的吸收，每个项目均做到了理论与实践的统一，突出了“理实一体化”的编写特色。本书中所有仿真测试图均为软件导出图，未加改动。

本书中的项目内容具有典型性和较强的实践操作性。在教学环节中，建议紧密围绕项目开展，充分利用多媒体、仿真软件组织教学，做到“理实一体化”教学。

本书由季丽琴和陈清担任主编，仲小英担任负主编。季丽琴负责制定编写大纲和全书的统稿工作并编写项目1~项目3和附录，仲小英编写项目4，陈清编写项目5。

由于编者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，敬请读者批评指正。

编者2017年11月

《数字电子技术基础——实践应用导向》 一、本书定位与目标读者 本书是一本面向高等职业技术院校和高专院校电子信息类专业学生的数字电子技术基础教材，旨在为学生打下坚实的理论基础，并着重培养其动手实践能力和解决实际问题的能力。本书的编写理念是“理论与实践相结合，由浅入深，循序渐进”，力求让学生在掌握基本概念和原理的同时，能够通过丰富的实验和项目，深刻理解数字电路的设计、分析和应用。 本书的目标读者包括： 高等职业技术院校和高专院校电子信息类专业的在校学生： 这是本书的核心读者群体。本书将覆盖数字电路相关的核心课程内容，为学生的后续学习和职业发展奠定基础。 电子技术爱好者和自学者： 对于希望系统学习数字电子技术，并将其应用于个人项目或兴趣爱好的读者，本书也提供了清晰的学习路径和丰富的实践指导。 初级电子工程师和技术人员： 本书可以作为一本复习和进阶的参考资料，帮助他们巩固基础知识，了解最新的设计理念和工具。 二、本书内容特色与亮点 1. 理论精炼，紧扣核心： 本书在内容选取上，严格遵循数字电子技术的核心知识体系，力求做到精炼、准确、易懂。避免了过于抽象和深奥的数学推导，而是将重点放在对概念的理解和原理的把握上。同时，针对高职高专学生的特点，融入了更多与实际应用相结合的案例。 2. 实践导向，项目驱动： “实践”是本书最突出的特色。每个理论章节的学习都紧密关联着相应的实验项目。本书提供了大量精心设计的实验，从最基本的逻辑门操作，到复杂的组合逻辑和时序逻辑电路的设计与实现，都提供了详细的实验步骤、电路图和预期结果。更重要的是，本书引入了“综合项目”，将多个章节的知识点融会贯通，引导学生完成一个具有实际意义的数字电路系统。这些项目涵盖了从简单的计数器、显示控制器，到更复杂的交通灯控制器、数据采集系统等，让学生在完成项目的过程中，真正体验到从设计到实现的完整流程。 3. 图文并茂，直观易懂： 本书在图示和电路图的绘制上力求清晰、规范，并辅以大量的表格和流程图，帮助学生直观地理解抽象的电路原理。大量的实物图和仿真截图，让学生能够将理论与实际操作联系起来，减少学习的盲目性。 4. 由浅入深，循序渐进： 本书的章节安排遵循逻辑性原则，从最基础的数制、逻辑代数出发，逐步过渡到组合逻辑电路、时序逻辑电路，再到存储器、可编程逻辑器件和常用的数字集成电路。每一步都建立在前面知识的基础上，确保学习过程的连贯性和易懂性。 5. 仿真与实物实验并重： 考虑到现代电子设计流程，本书不仅提供了搭建实际电路进行验证的实验，还强调了电路仿真软件的应用。本书将指导学生使用主流的电路仿真软件（如Multisim、Proteus或Logisim等，具体视教材更新而定），对设计的电路进行功能验证和性能分析，从而提高设计效率，降低实验成本，并培养学生在实际工作中常用的仿真技能。 6. 紧密结合行业需求： 本书在内容的选择和项目的设计上，充分考虑了当前电子信息产业的实际需求和发展趋势。例如，在介绍微处理器接口、通信协议等内容时，会适当引入一些与嵌入式系统、物联网等新兴领域相关的概念，为学生的职业发展提供前瞻性指导。 7. 配套资源丰富： （假设会有配套资源）本书将提供丰富的配套资源，包括实验指导书、电路设计源文件、仿真模型、例题解析、思考题答案等，为教师的教学和学生的自学提供全方位的支持。 三、本书章节结构与内容概览 本书共分为以下几个主要部分： 第一部分：数字电路基础 第一章：引言与数制表示 数字电路的基本概念、特点和发展历程。 二进制、十进制、十六进制等数制的表示、转换和运算。 BCD码、ASCII码等常用编码。 实验： 不同数制之间的转换练习。 第二章：逻辑代数基础 逻辑门（AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR）的逻辑功能、逻辑符号和真值表。 逻辑代数的基本定理和公式。 逻辑函数的表示方法：真值表、逻辑表达式、卡诺图。 实验： 逻辑门的功能验证；使用面包板搭建简单的逻辑门电路。 第三章：逻辑函数的化简与实现 使用布尔代数和卡诺图化简逻辑函数。 最小项、最大项的概念。 逻辑函数的标准形式：标准积之和、标准和之积。 逻辑函数的实现：使用基本逻辑门、通用逻辑门（NAND、NOR）的实现方法。 实验： 卡诺图化简练习；使用NAND门/NOR门实现复杂逻辑函数。 第二部分：组合逻辑电路 第四章：组合逻辑电路的分析与设计 组合逻辑电路的定义、特点和分析方法。 组合逻辑电路的设计步骤。 常用的组合逻辑电路模块：编码器、译码器、多路选择器、数据分配器。 实验： 编码器（如74LS148）和译码器（如74LS138）的应用；设计一个简单的组合逻辑电路（如判断器）。 第五章：算术逻辑电路 二进制加法器、减法器（如半加器、全加器、串行加法器、并行加法器）。 二进制减法器的实现：原码、补码表示法。 算术逻辑单元（ALU）的基本概念。 实验： 搭建一个4位二进制加法器；实现一个简单的算术运算电路。 第六章：触发器与时序逻辑电路 触发器的基本概念：状态、翻转、时钟信号。 基本触发器：SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器。 带时钟的触发器、主从触发器。 触发器的时序图分析。 实验： 不同类型触发器的功能验证；搭建一个基本的触发器电路。 第三部分：时序逻辑电路 第七章：寄存器与计数器 寄存器的作用和分类：并行输入并行输出（PIPO）、串行输入并行输出（SIPO）、并行输入串行输出（PISO）、串行输入串行输出（SISO）寄存器。 计数器的分类：同步计数器、异步计数器（行波进位计数器）。 加法计数器、减法计数器、可预置计数器。 实验： 搭建一个4位SIPO/PISO寄存器；设计一个同步/异步加法计数器。 第八章：时序逻辑电路的分析与设计 时序逻辑电路的定义、特点和状态图、状态表。 时序逻辑电路的分析方法：状态方程、状态图。 时序逻辑电路的设计方法：状态简化、状态分配、状态方程的导出。 项目： 设计一个交通灯控制器；设计一个简单的序列检测器。 第四部分：存储器与可编程逻辑器件 第九章：存储器 存储器的基本概念：容量、地址、数据线、控制线。 随机存储器（RAM）：静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）的基本原理。 只读存储器（ROM）：掩膜ROM、PROM、EPROM、EEPROM。 存储器的读写操作。 实验： 使用RAM/ROM芯片搭建简单的存储单元；理解存储器的读写时序。 第十章：可编程逻辑器件（PLD） 可编程逻辑器件的概述：PROM、PLA、GAL、CPLD、FPGA。 逻辑表达式与可编程逻辑器件的对应关系。 使用硬件描述语言（HDL，如Verilog或VHDL）进行电路设计（初步介绍）。 项目： 使用可编程逻辑器件（如GAL）实现一个简单的逻辑功能；或者通过HDL仿真一个简单的组合逻辑电路。 第五部分：常用数字集成电路与应用 第十一章：常用的数字集成电路 TTL系列和CMOS系列数字集成电路的特点比较。 常用的基本门电路、触发器、计数器、寄存器等集成电路型号介绍（如74LS系列、CD4000系列）。 TTL和CMOS电路的接口注意事项。 实验： 使用不同型号的集成电路搭建简单的电路；分析集成电路的数据手册。 第十二章：数字电子系统的综合应用 介绍一些典型的数字电子系统，如数字仪表、嵌入式系统中的数字接口、简单的通信模块等。 综合项目： 项目一： 设计一个带数码管显示的数字时钟。 项目二： 设计一个简单的多功能信号发生器。 项目三： 设计一个简易的数据采集与显示系统。 （具体项目根据实际情况选择和调整，旨在整合前面章节的知识点） 四、本书的教学与学习建议 1. 紧跟课堂，认真听讲： 教师的讲解是理解抽象概念的关键。 2. 勤于思考，勇于提问： 遇到不理解的地方，及时向老师或同学请教。 3. 动手实践，熟能生巧： 实验是检验理论的最佳方式。认真完成每一个实验，并尝试进行一些小的改进。 4. 善用仿真，提高效率： 在设计和调试过程中，充分利用仿真软件，提前发现潜在问题。 5. 温故知新，融会贯通： 在学习新章节之前，回顾前一章的内容，将知识点串联起来。 6. 项目导向，学以致用： 重点投入到综合项目中，通过实际的项目来巩固和提升所学知识。 7. 关注细节，阅读手册： 学习理解集成电路的数据手册，了解其性能参数和使用方法。 五、结语 数字电子技术是现代电子信息技术的核心基石。本书力求通过理论与实践的紧密结合，为广大师生提供一本既有深度又不失广度，兼具科学性与实用性的优质教材。希望本书能够激发学生对数字电子技术的学习兴趣，培养他们扎实的专业技能和创新能力，为未来的学习和职业生涯打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字电路项目教程》给我最直观的感受就是“零门槛”。我一直觉得数字电路听起来很复杂，但真正上手却很难。直到我看到了这本书，它用一种非常友好的方式，把数字电路的世界展现在我面前。它不像有些教材那样，上来就抛出一堆公式和定理，而是从最基础的逻辑门开始，用非常形象生动的例子来解释它们的功能。例如，在讲到集成电路的时候，它会用简单的图示来展示不同类型IC的引脚功能，以及它们是如何连接的。然后，它逐步深入到组合逻辑和时序逻辑，并且在每一个阶段都设计了非常贴合实际应用的“小项目”。这些项目不是那种虚头巴脑的，而是真正能够让你理解电路原理，并且看到实际效果的。我特别喜欢它在讲解某个电路功能的时候，会顺带提及在实际应用中需要注意的一些细节，比如电源的选取，信号线的长度对传输的影响等等。这种“经验之谈”对于初学者来说，实在是太宝贵了。而且，这本书的排版也很清晰，大量的电路图和代码示例，让我能够对照着学习。对我而言，这本教材成功地降低了我学习数字电路的门槛，让我觉得这个领域并非遥不可及，而是可以通过努力去掌握的。

评分☆☆☆☆☆

我当初选择这本《数字电路项目教程》纯粹是因为它的书名听起来就非常实在，而且“21世纪高职高专规划教材”这个标签也让我觉得它紧跟时代，应该会有一些贴近实际应用的案例。拿到书之后，我首先就被它那种深入浅出的讲解方式所吸引，感觉作者并不是那种只会照本宣科的学院派，而是真正有过实践经验，能够把复杂的概念用最直观的方式呈现出来。特别是它在介绍逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路这些基础知识的时候，每一个环节都循序渐进，不会让人感到突兀。比如，在讲到加法器时，它不仅仅是给出电路图和功能描述，还会带你一步步分析每一个门的作用，甚至还会提示你一些在实际设计中可能会遇到的问题，比如信号延迟、时钟抖动等等。这种“预判”式的讲解，让我觉得作者非常有经验，也让我对数字电路的学习充满了信心。我尤其喜欢它那些精心设计的项目，每一个项目都围绕着一个具体的应用场景展开，比如一个简单的交通灯控制器，或者一个简易的数字时钟。这些项目不仅仅是理论知识的简单应用，更像是把我们带入了一个真实的设计环境，让我们有机会亲手去实现和验证。在我看来，这绝对是一本值得细细品读的好书，它让我对数字电路的理解不再停留在抽象的理论层面，而是真正看到了它在实际中的应用价值。

评分☆☆☆☆☆

我对《数字电路项目教程》的评价，可以用“实用至上”来概括。我是在准备一些与嵌入式开发相关的技能考试时偶然看到这本书的。当时我需要快速掌握数字电路的基础知识，并且最好能有一些实际操作的经验。这本书的结构设计非常符合我的需求。它没有过于冗长的理论铺垫，而是直接切入主题，并且将理论知识和实际项目紧密地结合在一起。在讲解组合逻辑电路时，它会提供一个具体的项目，例如一个简单的报警系统，然后让你一步步去分析需求，设计逻辑，最终实现。更重要的是，它在项目讲解中，会详细地分析每一步的考虑，包括如何选择合适的芯片，如何进行接线，以及在实际测试中可能遇到的问题。这种“从项目出发，反哺理论”的方式，让我觉得学习过程非常高效。我印象最深刻的是它在介绍一些更复杂的时序逻辑电路时，比如触发器和计数器，它都会提供一些相应的实操项目，让我能够通过搭建电路，观察波形，来加深对这些抽象概念的理解。它不仅仅是告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么”以及“如何做”。这本书的图文并茂，大量的电路图和清晰的步骤说明，让我这样一个初学者也能很快上手。总的来说，这本教材在培养动手能力和实际解决问题的能力方面，表现出色，绝对是值得推荐给所有对数字电路感兴趣的学习者。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我购买这本《数字电路项目教程》的初衷，更多是抱着一种“试一试”的心态。市面上的教材实在是太多了，质量参差不齐，很容易踩雷。但当我翻开这本书，很快就被它的内容深深吸引了。最令我印象深刻的是，它并没有一开始就抛出大量的公式和理论，而是从最基本的逻辑门电路入手，用非常形象的比喻来解释它们的工作原理。我记得其中一个例子，用阀门来比喻与门，用开关来比喻非门，一下子就把我脑子里那些模糊的概念给打通了。然后，它自然而然地过渡到了组合逻辑电路和时序逻辑电路，并且在这个过程中，穿插了许多与实际项目紧密结合的例子。这些例子不是那种生搬硬套的，而是真正能够让你理解为什么需要这些电路，以及它们在实际应用中是如何工作的。比如，在介绍译码器的时候，它就结合了一个简易的数码管显示器项目，让你能够亲手去设计并实现，看到自己写出的代码最终转化成实际的显示效果，那种成就感是无与伦比的。这本书的另一个亮点在于它的语言风格，非常接地气，不会让人觉得枯燥乏味。它更像是一位经验丰富的前辈在耐心指导你，告诉你哪些地方需要注意，哪些地方是学习的重点。总而言之，这是一本能够真正激发学习兴趣，并且能让你学到实用知识的好书。

评分☆☆☆☆☆

我通常对技术类的书籍比较挑剔，因为很多教材要么理论脱离实际，要么内容陈旧。但《数字电路项目教程》给我带来了惊喜。这本书最让我赞赏的一点是它非常注重“工程思维”的培养。它不仅仅是教你如何画电路图，如何搭建电路，更重要的是引导你去思考如何从一个实际需求出发，设计出满足要求的数字系统。在介绍时序逻辑电路时，它并没有简单地罗列各种触发器的公式和状态转换图，而是结合了一个实际的项目，例如一个简单的数字密码锁。在这个项目中，它会引导你去分析如何处理输入信号，如何设计状态机，以及如何保证系统的稳定性和安全性。这种项目驱动的学习方式，让我觉得非常有成就感，也让我明白了数字电路设计不仅仅是技术层面的问题，更涉及到系统设计的整体思路。而且，这本书的语言非常简洁明了，避免了使用过于生僻的术语，即使是初学者也能轻松理解。它还提供了很多值得参考的附录，比如常用逻辑芯片的选型指南，以及一些调试技巧，这些细节都体现了作者的用心。我个人觉得，如果想要真正掌握数字电路的设计与应用，这本教材提供了一个非常好的起点，它能够帮助你建立起扎实的理论基础，并且培养出解决实际问题的能力。