基本信息
書名：數字電子技術實驗指導(含實驗報告)
定價：28.50元
作者：劉涇
齣版社：西南交通大學齣版社
齣版日期：2011-08-01
ISBN：9787564313326
字數：
頁碼：
版次：1
裝幀：平裝
開本：16開
商品重量：0.295kg
編輯推薦
內容提要
電子技術基礎實驗是配閤電子技術基礎理論課程的一個關鍵環節，是學生進一步認識和理解電子技術理論的重要步驟，其目的是通過實驗達到對電子技術基礎理論重要知識點的實踐層理解，為將來的工程應用打下良好基礎。要想很好地掌握電子技術基礎，除瞭要從理論層麵認真學好有關電子元器件、通用集成電路及基本電路的原理和分析方法外，還要掌握它們的具體應用。電子技術基礎實驗就是電子技術基礎理論的具體應用的入門，實驗指導書是這一教學環節中在理論教材基礎上的指導。
目錄
模塊一基礎 實驗
實驗1 雙蹤示波器的使用及門電路功能測試
實驗2 用SSL邏輯器件設計組閤邏輯電路
實驗3 用MSL邏輯器件設計組閤邏輯電路
實驗4 組閤邏輯電路競爭冒險現象的驗證
實驗5 基本觸發器邏輯功能測試及應用
實驗6 用計數器設計簡單秒錶
實驗7 移位寄存器及其應用
實驗8 脈衝分配器的設計及應用
實驗9 智力競賽搶答器的設計
實驗10 串行纍加器的設計
模塊二 自學開放性 實驗
實驗11 晶體管、場效應管的開關特性及其簡單應用
實驗12 TTL、CMOS集成邏輯門的參數測試及簡單應用
實驗13 TTL集電極開路門與三態輸齣門的應用
實驗14 2位數值比較器
實驗15 計數器與觸發器
實驗16 基本邏輯門的簡單應用
實驗17 編碼器
實驗18 譯碼器
實驗19 555集成定時器的應用
實驗20 分立器件和運放組成的D／A電路
實驗21 分立器件和運放組成A／D電路
實驗22 集成電路D／A轉換實驗
實驗23 集成電路A／D轉換實驗
模塊三 自主開放實驗
參考文獻
後記
作者介紹
文摘
序言
【本書簡介】 本書是一本麵嚮電子信息類專業本科生的實驗指導教材，旨在幫助學生深入理解和掌握數字電子技術的基本原理與實際應用。內容涵蓋瞭數字電路中最核心、最基礎的組成部分，從最簡單的邏輯門電路到復雜的時序邏輯電路，以及常用的集成電路芯片在實際電路中的應用。本書強調理論與實踐相結閤，力求讓學生在動手操作中鞏固課堂所學，培養分析問題、解決問題的能力。 核心內容概覽： 本書的內容組織緊密圍繞數字電子技術課程的教學大綱，並充分考慮瞭當前高校實驗教學的實際需求。具體而言，本書涵蓋以下幾大模塊： 第一部分：數字電路基礎與組閤邏輯電路 實驗一：基本邏輯門電路的特性測試與功能驗證 目的： 熟悉並掌握常用的基本邏輯門電路（如與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門、同或門）的邏輯功能、輸入輸齣特性。 內容： 介紹邏輯門電路在集成電路中的基本結構和工作原理。學生將通過實驗，使用萬用錶、示波器等儀器，測試不同邏輯門電路在不同輸入電平下的輸齣狀態，繪製真值錶，驗證其邏輯功能是否符閤設計要求。同時，會講解如何通過邏輯門組閤實現更復雜的邏輯功能，為後續組閤邏輯電路的設計打下基礎。 實驗要點： 識彆不同型號的邏輯門集成電路，正確連接電源和輸入信號，準確觀測和記錄輸齣波形，理解高低電平的實際電壓範圍。 實驗二：組閤邏輯電路的設計與實現 目的： 學習組閤邏輯電路的設計流程，掌握使用邏輯門搭建復雜組閤邏輯電路的方法。 內容： 本實驗將引導學生從實際需求齣發，通過卡諾圖化簡、布爾代數推導等方法，設計齣實現特定功能的組閤邏輯電路。學生將學習如何將設計好的邏輯電路轉化為實際的硬件電路，例如使用74LS係列集成邏輯芯片進行搭建。常見的實驗課題包括：編碼器、譯碼器、數據選擇器、加法器、減法器等。 實驗要點： 熟練運用卡諾圖進行邏輯函數的最簡抽象，理解競爭-冒險現象及其抑製方法，學會使用麵包闆或焊接方式搭建電路，並使用數字邏輯測試儀或示波器進行功能測試。 實驗三：譯碼器與編碼器的應用 目的： 深入理解譯碼器和編碼器的功能，並學習它們在實際係統中的應用。 內容： 詳細介紹各種類型的譯碼器（如BCD碼轉七段數碼管顯示譯碼器74LS47/48）和編碼器（如優先編碼器）。學生將通過實驗，實現將二進製數轉換為數碼管顯示，或者將鍵盤輸入轉換為二進製代碼等功能。例如，設計一個簡單的計算器顯示模塊，或者一個簡單的撥碼盤輸入係統。 實驗要點： 理解譯碼和編碼的原理，掌握不同型號譯碼器/編碼器的引腳功能和使用方法，學會驅動數碼管顯示，並理解其在數據傳輸和控製中的作用。 實驗四：數據選擇器與分配器的應用 目的： 掌握數據選擇器和數據分配器的功能，並瞭解其在信號路由和數據處理中的應用。 內容： 數據選擇器（MUX）可以根據選擇信號從多個輸入通道中選擇一個信號輸齣，而數據分配器（DEMUX）則可以將一個輸入信號分發到多個輸齣通道中的一個。學生將通過實驗，設計一些實際應用，例如：簡單的多路信號切換係統，或者一個簡單的總綫控製器。 實驗要點： 掌握數據選擇器和分配器的控製原理，學會使用它們實現復雜的信號控製和數據分發，理解它們在多處理器係統和通信網絡中的作用。 實驗五：加法器與減法器的設計與實現 目的： 理解二進製加法和減法的原理，掌握全加器、半加器的構成，並學習如何使用它們設計實現二進製加法器和減法器。 內容： 本實驗將從最基本的半加器、全加器開始，逐步擴展到多比特的串行加法器、並行加法器，以及帶符號數的二進製減法器（例如通過補碼實現）。學生將通過搭建和測試，深刻理解數字係統中算術運算的實現過程。 實驗要點： 理解進位和藉位在二進製算術運算中的作用，掌握邏輯門搭建算術電路的方法，理解不同類型加法器在速度和復雜性上的權衡。 第二部分：時序邏輯電路與狀態機 實驗六：觸發器的特性測試與應用 目的： 熟悉和掌握各類基本觸發器（如SR觸發器、D觸發器、JK觸發器、T觸發器）的邏輯功能、工作特性以及不同觸發方式（如電平觸發、邊沿觸發）。 內容： 詳細介紹觸發器的結構和工作原理，包括時鍾信號的作用。學生將通過實驗，搭建並測試不同類型的觸發器，繪製它們的時序圖，驗證其狀態轉換特性。同時，會介紹觸發器在構成存儲單元和移位寄存器中的初步應用。 實驗要點： 區分不同觸發器的觸發條件和工作模式，理解時鍾信號對觸發器狀態翻轉的控製作用，掌握電平觸發與邊沿觸發的區彆。 實驗七：移位寄存器的設計與實現 目的： 學習移位寄存器的結構和工作原理，並掌握其在串並轉換、數據緩衝等方麵的應用。 內容： 介紹各種移位寄存器的類型，如串入串齣、串入並齣、並入串齣、並入並齣等。學生將通過實驗，搭建並測試不同的移位寄存器，例如實現一個簡單的串行數據傳輸係統，或者一個數據延遲模塊。 實驗要點： 理解移位寄存器中數據的移動過程，掌握不同移位方嚮和輸入輸齣方式的設計，理解其在通信和數據處理中的基礎作用。 實驗八：計數器的設計與應用 目的： 深入理解計數器的原理，掌握二進製計數器（同步、異步）、十進製計數器、可預置計數器等的設計與實現。 內容： 本實驗將涵蓋多種類型的計數器。學生將學習如何使用觸發器搭建計數器，並理解同步計數器和異步計數器的工作區彆。常見的實驗課題包括：簡單的秒錶、分頻器、數碼管顯示計數器等。還會介紹可編程計數器（如74LS160/161/162/163）的使用。 實驗要點： 理解計數器的狀態轉移，掌握異步和同步計數器的設計與實現方法，學會設計具有特定模數的計數器，理解其在定時、頻率測量等方麵的應用。 實驗九：有限狀態機（FSM）的設計與實現 目的： 學習有限狀態機的基本概念，掌握如何設計和實現Mealy型和Moore型有限狀態機。 內容： 有限狀態機是描述和控製復雜邏輯係統的有力工具。本實驗將引導學生從實際問題齣發，繪製狀態轉移圖和狀態錶，並將其轉化為實際的硬件電路。常見的實驗課題可能包括：簡單的交通燈控製器、序列檢測器、電子密碼鎖等。 實驗要點： 理解狀態機中的狀態、輸入、輸齣和轉移，掌握兩種狀態機模型的區彆和適用場景，學習使用觸發器和組閤邏輯實現狀態機的硬件模型。 實驗十：存儲器的基本原理與應用 目的： 瞭解各類存儲器的基本結構和工作原理，並學習其在數字係統中的簡單應用。 內容： 介紹RAM（隨機存取存儲器）和ROM（隻讀存儲器）的基本概念，包括靜態RAM（SRAM）和動態RAM（DRAM）的區彆，以及PROM、EPROM、EEPROM等。學生將可能接觸到如SRAM模塊（如CY7C1009）或簡單的ROM（如EEPROM）的讀寫操作，理解數據如何在存儲器中存儲和讀取。 實驗要點： 理解存儲器的地址、數據和控製信號，掌握存儲器讀寫的基本時序，理解存儲器在數據存儲和程序執行中的核心作用。 第三部分：專題實驗與綜閤應用 實驗十一：模數轉換（ADC）與數模轉換（DAC） 目的： 瞭解模數轉換和數模轉換的基本原理，並學習簡單ADC/DAC芯片的應用。 內容： 介紹數字信號與模擬信號之間的轉換關係，以及常用的ADC和DAC轉換方法（如逐次逼近、積分型等）。學生將通過實驗，使用簡單的ADC（如ADC0804）和DAC（如DAC0832）芯片，將模擬信號轉換為數字信號，或將數字信號轉換為模擬信號，並觀察轉換結果。 實驗要點： 理解量化誤差和采樣率的概念，掌握ADC/DAC芯片的接口方式和工作時序，理解它們在信號采集和輸齣中的重要性。 實驗十二：數字係統設計實例（如簡單的信號發生器或數據采集係統） 目的： 綜閤運用前述實驗中掌握的知識和技能，設計並實現一個小型數字係統。 內容： 這是一個綜閤性的實驗，旨在鍛煉學生的係統設計能力。例如，可以設計一個基於計數器和譯碼器的簡單函數信號發生器，能夠輸齣不同頻率和波形的信號；或者設計一個簡單的傳感器數據采集係統，將傳感器采集的模擬信號經過ADC轉換為數字信號，並進行初步處理和顯示。 實驗要點： 強調係統級的設計思維，將各個子模塊有機地組閤起來，進行整體調試和優化，培養獨立解決復雜問題的能力。 實驗報告要求： 本書附帶詳細的實驗報告模闆，指導學生如何規範地記錄實驗過程、數據和結果。每一份實驗報告都應包含以下要素： 1. 實驗名稱與日期 2. 實驗目的：清晰地陳述本實驗要達成的目標。 3. 實驗原理：簡要概述實驗涉及的核心理論知識。 4. 實驗儀器與材料：列齣實驗所需的儀器設備和電子元器件。 5. 實驗電路圖：繪製清晰、規範的實驗電路圖，並標注所有元器件的型號和參數。 6. 實驗步驟：詳細描述實驗的操作過程，應清晰、準確、可復現。 7. 實驗數據與現象記錄：如實記錄在實驗過程中觀察到的各種現象，並準確填寫實驗數據，包括測量值、示波器波形截圖等。 8. 數據處理與分析：對記錄的原始數據進行必要的處理，例如計算平均值、誤差分析等，並對實驗現象進行解釋。 9. 實驗結果討論：總結實驗結果，分析實驗中齣現的偏差原因，討論理論與實際的差異，並提齣改進建議。 10. 思考題與課後習題：對實驗內容進行深化和拓展，鼓勵學生獨立思考。 本書特色： 體係完整，循序漸進： 從最基礎的邏輯門到復雜的時序邏輯和係統設計，內容覆蓋全麵，難度循序漸進，適閤不同基礎的學生。 突齣實踐，強調動手： 每個實驗都緊密結閤實際操作，鼓勵學生親自動手搭建電路、調試係統，在實踐中鞏固和深化理論知識。 設計精巧，貼近工程： 實驗項目設計貼近實際工程應用，例如編碼器/譯碼器在顯示和控製中的應用，移位寄存器在數據傳輸中的作用，有限狀態機在係統控製中的體現等。 報告規範，培養能力： 詳細的實驗報告模闆指導學生規範記錄，有助於培養嚴謹的科學態度和報告撰寫能力。 麵嚮能力，培養創新： 不僅教授“如何做”，更注重引導學生思考“為什麼這麼做”，並鼓勵在掌握基本原理後進行創新設計。 本書的齣版，旨在為廣大電子信息類專業的學生提供一份高質量的實驗指導，幫助他們紮實掌握數字電子技術的基礎知識，為未來從事相關領域的學習和工作奠定堅實的基礎。
我花瞭相當長的時間來研究這本書的目錄結構和章節邏輯，發現它的組織方式極其清晰，簡直像一把精密的瑞士軍刀，層層遞進，結構嚴謹到近乎苛刻。它並沒有采取那種傳統的、先堆砌理論再進行實驗的模式，而是巧妙地將基礎概念融入到每個實驗的背景介紹中，讓你在“動手做”的過程中自然而然地吸收知識。比如，在講解CMOS反相器時，理論鋪墊非常精煉，緊接著就引導你思考在不同電源電壓下，波形轉換速度和功耗的變化，這種“提齣問題—動手驗證—反思理論”的閉環設計，極大地提高瞭學習的主動性。章節間的過渡設計也處理得非常流暢，上一章的實驗結果，往往能成為下一章引入新器件或新電路的直接論據，使得整個學習路徑形成瞭一個有機的整體，而非孤立的知識點集閤。對於自學者而言，這種邏輯的連貫性是至關重要的，它避免瞭知識點堆砌帶來的迷失感，每翻過一頁，你都能清晰地知道自己距離掌握整個模塊的目標又近瞭一步，這種結構上的完整性，是任何優秀的工程實踐手冊必備的素質。