内容简介
《高职高专教育电类系列教材:电子技术基础(数字篇)》的主要内容有数字电路基础、集成逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器和可编程逻辑器件、脉冲信号的产生与整形、数模和模数转换器。
《高职高专教育电类系列教材:电子技术基础(数字篇)》可供高职电气自动化类、电子信息类及相关专业使用,同时也可供从事电子技术工作的工程技术人员及参加职业技能鉴定的人员阅读参考。
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目录
第一章 数字电路基础
第一节 数字电路中的数制与码制
第二节 逻辑函数
第三节 逻辑函数的化简
第四节 逻辑函数的表示方法及相互转换
习题
第二章 门电路
第一节 逻辑门电路
第二节 TTL集成门电路
第三节 CMOS集成门电路
技能实训一 门电路的逻辑功能测试及逻辑变换
技能实训二 TTL门电路的参数测试
习题二
第三章 组合逻辑门电路
第一节 组合逻辑电路的分析与设计
第二节 编码器
第三节 译码器
第四节 加法器与比较器
第五节 数据选择器与数据分配器
拓展阅读组合逻辑电路的竞争与冒险
技能实训三 组合逻辑电路的设计
技能实训四 译码与数码显示
技能实训五 数据选择器
习题三
第四章 集成触发器
第一节 基本RS触发器
第二节 同步触发器
第三节 触发器间的相互转换
第四节 触发器的选用
技能实训六 集成触发器
习题四
第五章 时序逻辑电路
第一节 时序逻辑电路的分析
第二节 寄存器
第三节 计数器
技能实训七 时序逻辑电路的分析与应用
技能实训八 计数器及其应用
习题五
第六章 半导体存储器与可编程逻辑器件
第一节 半导体存储器概述
第二节 随机存取存储器
第三节 只读存储器
第四节 可编程逻辑器件
拓展阅读一 PAL器件的几种输出电路结构和反馈方式
拓展阅读二 GAL器件的基本结构
拓展阅读三 FPGA
技能实训九 可编程逻辑器件的应用
习题六
第七章 脉冲信号的产生与整形
第一节 多谐振荡器
第二节 单稳态触发器
拓展阅读门电路组成的单稳态触发器
第三节 施密特触发器
拓展阅读门电路组成的施密特触发器
第四节 555定时器
技能实训十 555定时器的应用
习题七
第八章 数/模与模/数转换器
第一节 数/模转换器(DAC)
第二节 模/数转换器(ADC)
技能实训十一 D/A转换器
技能实训十二 A/D转换器
习题八
综合实训一 彩灯循环控制器制作
综合实训二 4路抢答器
综合实训三 用EPROM实现可编程控制灯
附录
附录A 国内外集成电路型号命名方法
附录B 常用逻辑符号对照表
附录C 常用集成电路简介
参考文献
《电子技术基础(数字篇)》图书简介 一、 导论:时代脉搏与电子技术的基石 在信息时代飞速发展的浪潮中,电子技术已成为驱动现代社会进步的核心引擎。从我们日常使用的智能手机、电脑,到支撑国家战略的通信系统、航空航天,再到精密复杂的医疗设备和工业自动化,无一不闪耀着电子技术的智慧之光。而数字电子技术,更是构成了现代电子系统的骨骼与灵魂。它以离散的、非连续的信号形式处理信息,极大地提高了处理速度、精度和可靠性,为电子技术的飞跃式发展奠定了坚实的基础。 本教材《电子技术基础(数字篇)》正是在这样的时代背景下,为广大高职高专院校电子类专业学生量身打造的一本经典之作。它旨在系统、深入地阐述数字电子技术的基本原理、核心概念和实用方法,帮助学生建立起坚实的理论基础,培养敏锐的实践能力,为他们未来投身电子技术研发、设计、应用和维护等领域打下坚实的基础。 二、 内容概述:构建数字世界的逻辑与电路 《电子技术基础(数字篇)》内容严谨,结构清晰,逻辑性强,力求将抽象的数字概念转化为易于理解和掌握的知识体系。全书围绕数字电子技术的核心要素展开,由浅入深,循序渐进,确保读者能够逐步构建起完整的知识框架。 第一部分:数字世界的基础——数制与编码 万事万物皆有其度量衡,数字世界的度量衡便是数制。本部分将带领读者走进不同的数制世界,从我们熟悉的十进制,深入到计算机世界的语言——二进制。我们将详细介绍二进制、八进制、十六进制之间的相互转换,理解它们在数据表示和处理中的重要作用。 更进一步,我们将学习各种编码方式,如二进制编码、BCD码、格雷码、ASCII码等。这些编码如同数字世界的“身份证”,赋予了数据独特的身份和意义,使得计算机能够准确无误地识别、存储和传输信息。理解数制与编码,是理解后续所有数字电路工作原理的基石。 第二部分:逻辑运算的艺术——逻辑门电路 数字电路的核心在于逻辑运算。本部分将聚焦于最基本的逻辑门电路,包括与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门等。我们将详细剖析它们各自的逻辑功能、真值表、逻辑符号以及它们在电路中的实际应用。 在此基础上,我们将深入探讨布尔代数,这是一种强大的数学工具,能够帮助我们简化复杂的逻辑关系,优化电路设计。通过布尔代数的运算,我们可以将看似庞杂的逻辑表达式化繁为简,找出最优的电路实现方案。 第三部分:组合逻辑电路的设计与应用 组合逻辑电路由基本逻辑门电路按照一定的逻辑功能组合而成,其输出仅取决于当前的输入信号,与过去的状态无关。本部分将系统介绍组合逻辑电路的设计方法,包括卡诺图化简法、Quine-McCluskey算法等,帮助读者掌握如何从逻辑功能需求出发,设计出高效、简洁的组合逻辑电路。 我们将重点讲解几种典型的组合逻辑电路,如译码器、编码器、多路选择器(MUX)、数据分配器(DEMUX)、加法器、减法器、比较器等。这些电路在数据选择、地址译码、算术运算等领域有着广泛的应用,是构成复杂数字系统不可或缺的基本单元。通过对这些电路的学习,读者将能深刻理解逻辑电路是如何实现数据处理和控制功能的。 第四部分:时序逻辑电路的魅力——记忆与状态 与组合逻辑电路不同,时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入,还与电路过去的状态有关,即具有“记忆”功能。本部分将是数字电子技术学习中的一个重要里程碑。 我们将从最基本的触发器开始,深入讲解SR触发器、JK触发器、D触发器、T触发器等各种触发器的原理、特性和工作方式。触发器是构成时序逻辑电路最基本的存储单元。 在此基础上,我们将学习集成触发器构成的寄存器和计数器。寄存器用于存储数据,是数据传输和处理中的关键部件。计数器则可以实现对脉冲信号的计数,并在数字系统中扮演着时间测量、分频、频率合成等重要角色。我们将详细介绍异步计数器和同步计数器,分析它们的区别和应用场景。 第五部分:存储器——信息“安家”的场所 在数字系统中,数据的存储至关重要。本部分将介绍各种类型的存储器,包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。我们将深入剖析RAM的读写机制,了解静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)的结构和特性。ROM则包含各种非易失性存储器,如掩膜ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)以及闪存(Flash Memory)等,它们在固件存储、数据持久化等方面发挥着不可替代的作用。 第六部分:数字电路的实际应用与系统集成 理论知识的掌握最终要落脚于实际应用。本部分将通过具体的实例,展示数字电子技术在实际系统中的应用。我们将探讨数码显示电路(如LED数码管驱动)、定时器/脉冲发生器(如555定时器)、模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)等。 七、 教学特色与目标:理论与实践的完美结合 《电子技术基础(数字篇)》在编写过程中,始终坚持“理论联系实际”的教学理念。 案例丰富,贴近工程实际: 教材中穿插了大量来源于实际工程的典型电路实例和应用案例,帮助学生理解抽象的理论知识在实际工作中的具体体现。 图文并茂,直观易懂: 大量精选的电路图、波形图、流程图和表格,辅以清晰易懂的文字讲解,最大限度地降低了学习的难度,提升了学习的趣味性。 习题精炼,能力导向: 每章都配有精心设计的习题,类型多样,难度适中,既包括概念理解题,也包括计算分析题和电路设计题,旨在帮助学生巩固所学知识,提高分析问题和解决问题的能力。 实验设计,动手实践: 教材鼓励并引导学生进行相关的实验设计,通过动手实践,加深对理论知识的理解,培养实际操作技能。 八、 学习目标:培养未来电子工程师的摇篮 通过学习《电子技术基础(数字篇)》,学生将能够: 1. 掌握数字电子技术的基本概念和原理: 深刻理解数制、编码、逻辑运算、组合逻辑和时序逻辑等核心概念。 2. 熟悉常用的数字集成电路: 了解各种逻辑门电路、触发器、寄存器、计数器、译码器、编码器、多路选择器、存储器等的基本功能和工作原理。 3. 掌握数字电路的设计方法: 能够运用布尔代数、卡诺图等工具进行简单的组合逻辑和时序逻辑电路的设计。 4. 理解数字系统的工作流程: 能够分析和理解简单数字系统的构成和工作方式。 5. 培养初步的电子设计和调试能力: 为后续更深入的专业课程学习和实际工程应用打下坚实基础。 九、 结语:开启数字世界的大门 《电子技术基础(数字篇)》不仅仅是一本书,更是通往数字世界的一把金钥匙。它将带领您探索逻辑的奥秘,揭示电路的智慧,为您的电子技术学习之旅提供最坚实的起点。无论您是对数字世界充满好奇,还是立志成为一名优秀的电子工程师,本书都将是您不可或缺的良师益友。让我们一同翻开这本教材,在数字的海洋中遨游,在智慧的光芒下成长!
这本书的语言风格非常接地气,读起来完全没有枯燥乏味的感觉。我是一个对电子技术充满好奇但又比较“手残”的学生,很多书上来就讲公式和理论,让我望而却步。但这本书不一样,它从我们日常生活中常见的电子产品入手,比如计算器、电视遥控器,然后层层剥茧,揭示其背后的数字电路原理。这种“由浅入深”的学习方式,让我觉得电子技术其实并没有那么高不可攀。我特别喜欢书中“小贴士”和“思考题”的设计,这些小小的互动环节,不仅能帮助我巩固刚刚学到的知识,还能引发我主动去思考,去探索。有一次,我看到一个关于“数电集成运算电路”的讲解,书中用了一个非常形象的比喻,把运算电路比作一个“智能计算器”,让我一下子就理解了它的功能。而且,书中的一些实验指导部分,也提供了非常详细的步骤和注意事项,虽然我还没有机会亲自动手实践,但光是看着这些指导,就让我跃跃欲试了。