本書介紹邏輯代數的基本知識及其數字邏輯電路的基本分析和設計方法。全書共分8章。主要內容包括邏輯代數基礎、邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路、脈沖波形產生電路、數模和模數轉換電路、半導體存儲器和可編程邏輯器件等。本書每章后面都配有本章小結、本章關鍵術語、自測題、習題和實驗與實訓,便于讀者鞏固所學理論知識,提高分析問題和解決問題的能力。
本書可作為高職高專院校電子、電氣、自動化、計算機等有關專業(yè)的教材,也可作為自學者及相關技術人員參考用書。
原教材獲得過江蘇省精品教材。
本教材為適應高職高專技術應用型人才能力培養(yǎng)的需要,立足于電路的典型性、教學的需要和實際應用。為滿足不同教學需要,本教材進行了以下改進。
(1)在各節(jié)后增加了思考題,每章節(jié)的內容作了部分調整,減少了原理性的分析討論,增加了中規(guī)模集成電路的芯片功能介紹和實際應用,以提高學生的學習技能和實際應用能力。
(2)根據高職高專教學要求和特點,邏輯門電路這一章不對內部電路進行分析,改為介紹各種集成門電路的功能、外部特性、使用注意事項及實際應用。
(3)增加了故障診斷部分,這部分主要介紹故障診斷技術,講述與該章內容相關的一些測試方法、常見故障的排除方法。
(4)每章回顧內容,每章末尾增加本章小結、本章關鍵術語和自測題。
(5)為提高學生應用EWB或Multisim的能力,在附錄增加了Multisim虛擬電子工作平臺的內容,供學生課后學習和選做相關實驗內容。使學生掌握用Multisim進行電子技術的單元電路參數設計的方法,培養(yǎng)學生應用計算機技術進行電路調試的能力。
我們將為使用本書的教師免費提供電子教案等教學資源,需要者可以到化學工業(yè)出版社教學資源網站http://www.cipedu.com.cn免費下載使用。
電子技術是目前發(fā)展最快的學科之一。眼下是一個學習的時代,知識的不斷更新給學習帶來了很大的壓力。為學生提供一本深入淺出、通俗易懂的教材,是作者一直奮斗的目標。一本合適的教材,除了在內容方面符合規(guī)定的教學要求外,更要立足于讀者的基礎和需求,按照科學的認識規(guī)律,引導讀者循序漸進地學習新的知識。
根據本課程各章節(jié)間的內在聯(lián)系,按照循序漸進的原則,組織本書的架構;注意前后緊密配合,確定每個章節(jié)的內容和要求、目的,優(yōu)先做到突出重點、分散難點,力求對不同學時和深廣度要求有區(qū)別的專業(yè)都能適用。教材以“必需、夠用”為度,力求少而精;從學生的實際水平出發(fā),酌情處理文字敘述的詳略和電路的復雜程度;將理論學習、電路軟件仿真和實驗設計有機結合。
本教材適應高職高專技術應用型人才能力培養(yǎng)的需要,立足于電路的典型性以及教學的需要和實際應用,在以往類似教材的基礎上,做了以下改進。
(1)在各章節(jié)后增加了思考題,對每章節(jié)的內容做了部分調整,減少了原理性的分析、討論,增加了中規(guī)模集成電路的芯片功能介紹和實際應用舉例,以提高學生的學習技能和實際應用能力。
(2)根據高職高專教學要求和特點,邏輯門電路這一章不對內部電路進行分析,改為介紹各種集成門電路的功能、外部特性、使用注意事項及實際應用。
(3)增加了故障診斷部分,主要介紹故障診斷技術,講述與該章內容相關的一些測試方法以及常見故障的排除方法。
(4)章末增加本章小結、本章關鍵術語和自我測試題,還增加了實驗與實訓內容。
(5)為提高學生應用EWB或Multisim的能力,在附錄增加了介紹Multisim虛擬電子工作平臺的內容,供學生課后學習和選做相關實驗,有助于學生掌握用Multisim進行電子技術單元電路參數設計的方法,培養(yǎng)學生應用計算機技術進行電路調試的能力。
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本書由楊碧石、戴春風、陸冬明共同編著,楊碧石負責全書內容的總體策劃與統(tǒng)稿。在本書編寫與整理過程中,得到了楊衛(wèi)東、陳兵飛、束慧、嚴飛、劉建蘭、趙青、居金娟、王力和袁扉等的大力支持和幫助,他們對書稿提出了寶貴的意見。在此向他們表示衷心的感謝。
希望本教材能夠得到專家、同行和學生的認可,歡迎廣大讀者對本書提出改進意見和建議。
編著者
楊碧石,南通職業(yè)大學,教授 教研室主任,楊碧石教授,1981年南京師范大學物理專業(yè)畢業(yè),主要講授《數字電子技術》和《模擬電子技術》等課程,主編出版了“十一五”國家規(guī)劃教材和省精品教材《模擬電子技術基礎》等多本教材。南通市先進教育工作者,校十佳師德標兵和教學名師。被評為“南通市先進教育工作者”, 被評為校“十佳師德標兵”,是學校教學名師。江蘇省大學生電子設計競賽專家組專家,江蘇省政府采購評審專家(參與通信設備和儀器的招投標評審工作)、國家職業(yè)技能鑒定高級考評員(參與職業(yè)技能鑒定工作)。
主要課程:電工基礎 1986-1996;計算機語言 1990-1996;
數字電子技術 1993-今;模擬電子技術1996-今;電子技術課程設計2009-今
第1章邏輯代數基礎1
1.1模擬信號和數字信號1
1.1.1模擬信號和數字信號2
1.1.2模擬量的數字表示3
1.1.3數字電路的特點和分類4
1.2數制和碼制4
1.2.1數制4
1.2.2碼制10
1.3邏輯代數的基本運算13
1.3.1與運算(邏輯與)14
1.3.2或運算(邏輯或)14
1.3.3非運算(邏輯非)15
1.4邏輯代數的基本定律及規(guī)則17
1.4.1基本定律17
1.4.2常用公式18
1.4.3重要規(guī)則19
1.5邏輯函數及其表示方法21
1.5.1邏輯函數21
1.5.2邏輯函數的表示方法21
1.5.3邏輯函數的兩種標準形式24
1.6邏輯函數的化簡27
1.6.1邏輯函數的最簡表達式27
1.6.2邏輯函數的公式法化簡28
1.6.3邏輯函數的卡諾圖化簡法29
1.6.4具有無關項的邏輯函數及其化簡34
1.7數字系統(tǒng)一般故障的檢查和排除35
1.7.1直觀檢查法36
1.7.2測量電阻法36
1.7.3靜態(tài)測量36
1.7.4動態(tài)測量36
本章小結37
本章關鍵術語37
自我測試題38
習題40
第2章邏輯門電路43
2.1基本邏輯門43
2.1.1與門43
2.1.2或門45
2.1.3與門和或門的實際應用46
2.1.4非門46
2.2復合邏輯門47
2.2.1與非門47
2.2.2或非門48
2.2.3異或門49
2.2.4同或門50
2.2.5與或非門50
2.2.6與非門和或非門的實際應用51
2.3特殊邏輯門52
2.3.1三態(tài)邏輯門52
2.3.2集電極開路邏輯門53
2.4集成邏輯門55
2.4.1數字集成電路分類55
2.4.2TTL集成電路邏輯門56
2.4.3CMOS集成電路邏輯門56
2.4.4集成電路邏輯門的性能參數56
2.4.5TTL與CMOS集成電路的接口59
2.4.6集成電路使用常識60
2.5故障診斷和排查61
2.5.1與門和或門的故障排查技術62
2.5.2與非門和或非門的故障排查技術63
本章小結64
本章關鍵術語65
自我測試題65
習題67
實驗與實訓68
第3章組合邏輯電路71
3.1組合邏輯電路的特點和分類71
3.1.1組合邏輯電路的特點71
3.1.2組合邏輯電路的功能表示方法72
3.1.3組合邏輯電路的分類72
3.2組合邏輯電路的分析和設計73
3.2.1組合邏輯電路的分析73
3.2.2組合邏輯電路的設計75
3.3常用集成組合邏輯電路77
3.3.1加法器77
3.3.2數值比較器80
3.3.3編碼器83
3.3.4譯碼器88
3.3.5數據選擇器和分配器96
3.4組合邏輯電路中的競爭冒險現(xiàn)象101
3.4.1競爭冒險現(xiàn)象的產生原因101
3.4.2競爭冒險現(xiàn)象的判斷方法102
3.4.3競爭冒險現(xiàn)象的消除方法102
3.5故障診斷和排查103
3.5.1電平恒定103
3.5.2加法器的故障排查技術103
3.5.3比較器的故障排查技術103
3.5.4編碼器的故障排查技術104
3.5.5譯碼器的故障排查技術104
3.5.6數據選擇器的故障排查技術104
本章小結104
本章關鍵術語105
自我測試題105
習題106
實驗與實訓109
第4章觸發(fā)器113
4.1基本觸發(fā)器114
4.1.1用與非門組成的基本觸發(fā)器114
4.1.2用或非門組成的基本觸發(fā)器116
4.1.3基本RS觸發(fā)器的特點及應用117
4.2同步觸發(fā)器119
4.2.1同步RS觸發(fā)器119
4.2.2同步D觸發(fā)器120
4.2.3同步RS觸發(fā)器的空翻問題121
4.3主從觸發(fā)器122
4.3.1主從RS觸發(fā)器122
4.3.2主從JK觸發(fā)器123
4.4邊沿觸發(fā)器125
4.4.1邊沿D觸發(fā)器125
4.4.2邊沿JK觸發(fā)器127
4.4.3其他類型觸發(fā)器128
4.5故障診斷和排查130
4.5.1基本RS觸發(fā)器的故障排查技術130
4.5.2邊沿JK觸發(fā)器的故障排查技術131
本章小結131
本章關鍵術語132
自我測試題132
習題133
實驗與實訓136
第5章時序邏輯電路138
5.1時序邏輯電路的特點和分類138
5.1.1時序邏輯電路的特點138
5.1.2時序邏輯電路功能表示方法139
5.1.3時序邏輯電路分類139
5.2時序邏輯電路的分析和設計140
5.2.1時序邏輯電路的分析140
5.2.2時序邏輯電路的設計144
5.3計數器146
5.3.1計數器的特點和分類147
5.3.2二進制計數器147
5.3.3十進制計數器152
5.3.4N進制計數器157
5.4寄存器161
5.4.1寄存器的主要特點和分類161
5.4.2基本寄存器162
5.4.3移位寄存器163
5.4.4移位寄存器型N進制計數器165
5.4.5順序脈沖發(fā)生器167
5.5故障診斷和排查171
5.5.1集成計數器故障排查技術171
5.5.2級聯(lián)的計數器故障排查技術172
5.5.3觸發(fā)器構成的計數器故障排查技術172
本章小結173
本章關鍵術語173
自我測試題174
習題175
實驗與實訓178
第6章脈沖發(fā)生與整形電路181
6.1脈沖信號基本參數181
6.2集成定時器182
6.2.1555定時器182
6.2.2脈沖產生整形電路183
6.3多諧振蕩器184
6.3.1用555定時器構成的多諧振蕩器184
6.3.2石英晶體多諧振蕩器186
6.3.3多諧振蕩器應用舉例187
6.4施密特觸發(fā)器188
6.4.1用555定時器構成的施密特觸發(fā)器189
6.4.2集成施密特觸發(fā)器190
6.4.3施密特觸發(fā)器應用舉例191
6.5單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器192
6.5.1用555定時器構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器192
6.5.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器194
6.5.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應用舉例194
6.6故障診斷和排查195
6.6.1定時器的故障分析195
6.6.2脈沖發(fā)生電路的故障分析196
本章小結196
本章關鍵術語196
自我測試題196
習題197
實驗與實訓199
第7章數模和模數轉換器201
7.1數字系統(tǒng)的構成201
7.2數模轉換器202
7.2.1數模轉換器的工作原理202
7.2.2權電阻數模轉換器202
7.2.3T型電阻網絡數模轉換器203
7.2.4集成數模轉換器204
7.2.5數模轉換器的主要參數207
7.3模數轉換器207
7.3.1采樣保持和量化編碼208
7.3.2雙積分型模數轉換器209
7.3.3逐次逼近型模數轉換器211
7.3.4并聯(lián)比較型模數轉換器212
7.3.5集成模數轉換器214
7.3.6模數轉換器的主要參數215
本章小結215
本章關鍵術語216
自我測試題216
習題217
實驗與實訓218
第8章半導體存儲器和可編程邏輯器件220
8.1半導體存儲器220
8.1.1基本概念220
8.1.2半導體存儲器分類221
8.2只讀存儲器(ROM)221
8.2.1只讀存儲器的結構和分類221
8.2.2只讀存儲器的應用224
8.3隨機存取存儲器(RAM)225
8.3.1隨機存取存儲器結構與分類225
8.3.2存儲器容量的擴展227
8.4可編程邏輯器件(PLD)228
8.4.1PLD器件的分類229
8.4.2PLD電路的基本結構229
8.4.3可編程組合邏輯器件230
8.4.4PLD的設計流程232
本章小結233
本章關鍵術語233
自我測試題234
習題234
實驗與實訓235
附錄Multisim 10簡介238
部分習題參考答案245
參考文獻249