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准备知识 1

单元1数字电路基础知识 5

1.1概述 5

1.2数制与码制 6

1.2.1数制 6

1.2.2不同数制间的相互转换 7

1.2.3码制 8

1.2.4数制比较 9

1.3逻辑电平和数字波形 10

1.3.1逻辑电平 10

1.3.2数字波形 11

1.4逻辑代数的基本运算 13

1.4.1三种基本逻辑运算 13

1.4.2复合逻辑门 17

1.5逻辑代数的基本公式、定律和规则 18

1.5.1逻辑代数的基本公式 18

1.5.2逻辑代数的基本定律 20

1.6逻辑函数的表示方法及化简 22

1.6.1逻辑函数的表示方法 22

1.6.2逻辑函数式的常用类型 24

1.6.3逻辑函数的公式化简法 24

1.6.4逻辑函数的卡诺图化简法 24

1.6.5具有约束项的逻辑函数及其化简 28

本单元回顾 29

重要知识点 30

综合练习 30

单元2集成逻辑门电路 33

2.1集成逻辑门电路 33

2.1.1数字集成电路的封装及引脚 33

2.1.2数字集成电路的连线及逻辑图 34

2.1.3常用门电路的逻辑功能测试 35

2.1.4集成门电路的应用 42

2.1.5集成逻辑门电路 48

2.2数字集成电路使用注意事项 61

2.2.1数字集成电路简介 61

2.2.2数字集成电路使用注意事项 64

2.3集成门电路的实践应用 66

2.3.1接口电路 66

2.3.2集成门电路的实践应用 67

2.4故障诊断 70

2.4.1与门和或门的故障 71

2.4.2与非门和或非门的故障 74

2.4.3电路节点 75

2.4.4信号跟踪和波形分析 76

本单元回顾 76

重要知识点 77

综合练习 77

单元3组合逻辑电路 80

3.1组合逻辑电路的分析方法和设计方法 80

3.1.1组合逻辑电路的分析 80

3.1.2组合逻辑电路的设计 81

3.2编码器和译码器 82

3.2.1编码器 82

3.2.2译码器 90

3.3数码显示器和译码驱动器 95

3.4数据选择器和数据分配器 98

3.4.1数据选择器 99

3.4.2数据分配器 101

3.4.3数值比较器 102

3.5组合电路中的竞争与冒险 103

3.5.1产生竞争冒险的原因 103

3.5.2竞争冒险的判别与识别 104

3.5.3消除竞争冒险的方法 104

3.6组合逻辑电路实践 105

3.6.1组合逻辑实践电路 105

3.6.2组合逻辑电路功能测试 111

3.7故障诊断 119

3.7.1电平恒定 119

3.7.2 4位加法器 120

3.7.3 4位比较器 121

3.7.4译码器的故障 121

3.7.5编码器故障 122

3.7.6数据选择器故障 123

本单元回顾 123

重要知识点 124

综合练习 125

单元4集成触发器 129

4.1基本RS触发器 129

4.2同步触发器 130

4.2.1同步RS触发器 130

4.2.2同步D触发器 131

4.3边沿触发器 133

4.3.1维持阻塞D触发器 133

4.3.2边沿JK触发器 135

4.3.3 T触发器和T′触发器 138

4.4不同类型触发器间的相互转换 139

4.4.1 D触发器构成T触发器和T′触发器 139

4.4.2 JK触发器转换为T触发器和T′触发器 140

4.5触发器的应用 142

4.5.1触发器的逻辑功能 142

4.5.2触发器的应用电路 146

4.6故障诊断 151

4.6.1锁存器的故障 151

4.6.2触发器的故障 152

本单元回顾 153

重要知识点 154

综合练习 154

单元5时序逻辑电路 156

5.1时序逻辑电路的分析方法 156

5.2同步时序逻辑电路的设计方法 158

5.3寄存器 160

5.3.1数码寄存器 161

5.3.2移位寄存器 162

5.4计数器 164

5.4.1二进制计数器 164

5.4.2十进制计数器 167

5.4.3 N进制计数器 168

5.5时序逻辑电路实践 176

5.5.1寄存器和移位寄存器功能测试 176

5.5.2由D触发器构成移位寄存器 178

5.5.3用移位寄存器构成自启动的环形计数器 184

5.5.4集成计数器的级联N进制计数器 185

5.6故障诊断 189

5.6.1使用测试码进行故障诊断 189

5.6.2计数器的故障诊断 190

5.6.3级联的计数器 191

5.6.4由单个触发器构成的计数器 191

本单元回顾 192

重要知识点 193

综合练习 194

单元6脉冲波形的产生与整形 199

6.1多谐振荡器 199

6.1.1由门电路构成的多谐振荡器 199

6.1.2石英晶体多谐振荡器 200

6.1.3集成多谐振荡器及其应用 201

6.2单稳态触发器 203

6.2.1由门电路构成的单稳态触发器 203

6.2.2集成单稳态触发器及其应用 204

6.3施密特触发器 206

6.3.1由门电路构成的施密特触发器 206

6.3.2集成施密特触发器及其应用 207

6.4脉冲波形产生与整形电路 209

6.4.1 555定时器的功能测试 209

6.4.2脉冲波形产生与整形电路 211

6.4.3 LM556芯片的应用 215

6.4.4 555定时器应用电路 218

6.5故障诊断 221

本单元回顾 221

重要知识点 222

综合练习 222

单元7数模和模数转换器 224

7.1数字信号处理基础 224

7.2 A／D转换器 225

7.2.1并行比较型A／D转换器 226

7.2.2逐次逼近型ADC 227

7.2.3双积分型A／D转换器 228

7.2.4 A／D转换器的主要参数 228

7.3数字信号处理器（DSP） 229

7.3.1 DSP简介 229

7.3.2 DSP应用 229

7.4 D／A转换器 230

7.4.1权电阻网络D／A转换器 230

7.4.2 T形电阻网络D／A转换器 231

7.4.3倒T形电阻网络D／A转换器 232

7.4.4 DAC的性能特征 233

7.5 D／A转换器的应用 233

7.6 A／D转换器的应用 239

7.6.1 A／D转换器功能测试 239

7.6.2 A／D转换器的应用 242

7.7 A／D和D／A综合应用电路 243

7.8故障诊断 244

7.8.1 ADC错误 244

7.8.2 DAC错误 245

本单元回顾 247

重要知识点 247

综合练习 248

单元8半导体存储器和可编程逻辑器件 249

8.1只读存储器（ROM） 249

8.1.1固定ROM 249

8.1.2可编程只读存储器（PROM） 250

8.1.3可擦除可编程只读存储器（EPROM） 251

8.1.4集成EPROM 252

8.2随机存取存储器（RAM） 253

8.2.1 RAM的基本结构 253

8.2.2地址译码器 253

8.2.3 RAM基本存储单元——存储位 254

8.2.4集成RAM2114介绍 254

8.2.5 RAM的扩展 255

8.3其他存储设备 256

8.4可编程逻辑器件PLD 257

8.5可编程阵列逻辑PAL 258

8.6通用阵列逻辑GAL 259

8.6.1 GAL 16V8芯片 259

8.6.2 GAL器件的应用 260

8.6.3 PLD器件的开发 260

8.7半导体存储器的应用 260

8.7.1 PROM的应用 260

8.7.2 EPROM的固化与擦除 263

8.8可编程逻辑器件的应用 265

本单元回顾 266

重要知识点 267

综合练习 268

单元9实践与综合训练 272

9.1实践的目的 272

9.2设计与制作的一般步骤 272

9.3数字电子技术的设计方法 273

9.3.1数字电路设计的主要内容 273

9.3.2简单数字逻辑电路的设计方法 274

9.3.3数字电子技术综合训练的方法与步骤 274

9.3.4综合训练总结报告 276

9.4抢答器电路 277

9.5触摸式电子摇奖器电路 284

9.6音频变色灯电路 284

9.7计数及显示实用电路 285

9.8滚环追逐电路 286

9.9移位寄存器构成的可编程分频器 287

9.10加法计数器D／A转换电路 288

9.11彩灯循环控制器的设计与制作 289

9.11.1设计举例 289

9.11.2设计扩展 292

9.12多功能数字钟的设计与制作 293

9.12.1设计举例 293

9.12.2设计提示 293

9.13投币电话控制器的设计与制作 299

9.13.1设计举例 299

9.13.2设计提示 299

9.14交通灯定时控制系统的设计与制作 302

9.14.1设计举例 303

9.14.2设计提示 303

9.15 数字转速测试系统的设计与制作 307

9.15.1设计举例 307

9.15.2设计提示 308

9.15.3设计扩展 311

9.15.4设计扩展提示 311

9.16数字频率计的设计与制作 313

9.16.1设计举例 313

9.16.2设计提示 313

9.16.3设计扩展 318

9.17霓虹灯控制器 318

附录 321

参考文献 329