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数字电子技术项目导引 1

第1模块　数字电路基础知识 10

1.1　数制与码制 11

1.1.1 数制及数制间的转换 11

1.1.2 常用编码 15

1.2　逻辑函数的建立和化简方法 16

1.2.1 建立逻辑函数及其基本逻辑运算 16

1.2.2 化简逻辑函数的公式法 21

1.2.3 化简逻辑函数的卡诺图法 24

1.3　逻辑门电路基础 31

1.3.1 二极管、晶体管的开关特性 31

1.3.2 分立器件构成的基本门电路 32

1.4　集成门电路及其芯片 35

1.4.1 常用集成门电路及其芯片 35

1.4.2 集成电路的外特性与使用 46

1.4.3 集成门电路的应用举例 53

1.5　数字电路基础技能训练项目（数字集成器件应用基本技能训练） 55

1.5.1 数字集成电路的型号与常见封装形式 55

1.5.2 数字集成电路的主要技术参数测试训练 62

习题 65

第2模块　组合逻辑电路 70

2.1　组合逻辑电路的分析与设计 71

2.1.1 组合逻辑电路的分析 71

2.1.2 组合逻辑电路的设计 72

2.2　常用组合逻辑电路及其集成芯片 75

2.2.1 编码器及其集成芯片 75

2.2.2　译码器及其集成芯片 78

2.2.3 数据选择器及集成芯片 86

2.2.4 加法器与比较器及集成芯片 89

2.3　组合逻辑电路中的竞争冒险 92

2.3.1 逻辑竞争与冒险的概念 92

2.3.2　逻辑险象的识别 93

2.4　组合逻辑电路技能训练项目 94

2.4.1 号码显示器制作 94

2.4.2 数据、信号分配控制电路制作 95

习题 96

第3模块　时序逻辑电路 99

3.1　RS触发器 100

3.1.1 “与非”型基本RS触发器 100

3.1.2 “或非”型基本RS触发器 102

3.1.3 钟控RS触发器 103

3.1.4 主从型RS触发器 105

3.2　时钟控制触发器 106

3.2.1 主从JK触发器 107

3.2.2　边沿触发器 109

3.2.3 触发器之间的相互转换 111

3.2.4 触发器应用举例 112

3.3　时序逻辑电路的分析 114

3.3.1 时序逻辑电路的基本概念 114

3.3.2 时序逻辑电路的一般分析 116

3.3.3 异步时序逻辑电路的分析举例 119

3.4　寄存器 120

3.4.1 基本概念 120

3.4.2　数码寄存器 120

3.4.3　移位寄存器 121

3.5　计数器 126

3.5.1 二进制计数器 127

3.5.2　十进制计数器 129

3.5.3　集成计数器 130

3.5.4 计数器的应用 133

3.6　时序逻辑电路技能训练项目 135

3.6.1 “数字抢答器”项目中相关单元电路功能分析与测试 135

3.6.2 汽车尾灯控制电路设计与制作 138

习题 141

第4模块　脉冲信号的产生和变换 148

4.1　555集成定时器 149

4.1.1 脉冲信号概述 149

4.1.2　555定时器的组成 149

4.1.3　555定时器的工作原理 151

4.1.4 集成555器件 151

4.2　单稳态触发器 152

4.2.1 门电路构成的单稳态触发器 153

4.2.2 集成单稳态触发器 155

4.2.3　555定时器构成单稳态触发器 159

4.2.4 单稳态触发器的应用 161

4.3　施密特触发器 163

4.3.1 用门电路构成的施密特触发器 163

4.3.2　集成施密特触发器 165

4.3.3　555定时器构成施密特触发器 165

4.3.4 施密特触发器的应用 167

4.4　多谐振荡器 168

4.4.1 概述 168

4.4.2 555定时器构成多谐振荡器 168

4.4.3 石英晶体多谐振荡器 170

4.5　技能训练项目 171

4.5.1 一种数字抢答器综合训练项目 171

4.5.2 另一种数字抢答器综合训练项目 176

习题 181

第5模块　模数与数模转换 183

5.1　D/A转换器 184

5.1.1 D/A转换工作原理 184

5.1.2　D/A转换器主要技术指标 190

5.1.3 集成D/A转换器器件 191

5.2　A/D转换器 194

5.2.1 A/D转换器工作原理 196

5.2.2 A/D转换器主要技术指标 201

5.2.3 集成ADC器件 201

5.3 A/D与D/A转换技能训练项目 203

习题 206

第6模块　存储器和可编程器件 208

6.1　半导体存储器 209

6.1.1 随机存储器（RAM） 209

6.1.2 RAM容量的扩展 211

6.1.3 只读存储器（ROM） 213

6.1.4 可编程ROM的应用 216

6.2 可编程逻辑器件（PLD） 218

6.2.1 概述 218

6.2.2 PLD的基本结构和分类 218

6.2.3 可编程逻辑阵列（PLA） 218

6.2.4 可编程阵列逻辑（PAL） 219

6.2.5 通用阵列逻辑（GAL） 221

6.3　复杂可编程逻辑器件 228

6.3.1 概述 228

6.3.2 CPLD的基本结构 229

6.4　现场可编程门阵列 229

6.4.1 概述 229

6.4.2 FPGA的基本结构 230

6.5　可编程逻辑器件的开发 231

6.5.1 低密度PLD的开发 231

6.5.2 高密度PLD的开发 232

6.6　存储器和可编程器件技能训练项目 233

习题 234

第7模块　数字电路仿真——Multisim 7应用 235

7.1　Multisim 7用户界面 236

7.1.1　Multisim 7的菜单栏 236

7.1.2 Multisim 7的工具栏 238

7.2　元器件库与元器件 239

7.2.1 信号源库 240

7.2.2　基本元器件库 240

7.2.3 二极管库 240

7.2.4 晶体管库 240

7.2.5　模拟元器件库 241

7.2.6 TTL元器件库 241

7.2.7 CMOS元器件库 241

7.2.8 其他数字元器件库 241

7.2.9 混合元器件库 241

7.2.10　指示元器件库 241

7.2.11 其他元器件库 242

7.2.12 射频元器件库 242

7.2.13　机电类元器件库 242

7.3　常用虚拟仪器 242

7.3.1 数字万用表 242

7.3.2　信号发生器 243

7.3.3　双踪示波器 244

7.3.4 波特图示仪 246

7.3.5 字信号发生器 247

7.3.6　逻辑分析仪 249

7.3.7　逻辑转换仪 250

7.4　创建电路图 251

7.4.1 设置Multisim 7的用户界面 251

7.4.2　放置元器件 253

7.4.3 线路连接 254

7.4.4 添加文本 255

7.5　基本分析方法 255

7.5.1 直流工作点分析 256

7.5.2 交流分析 256

7.5.3 瞬态分析 259

7.6　仿真实例 260

7.6.1 用3线—8线译码器74LS138设计1位二进制全加器电路 260

7.6.2 用74LS160实现六进制计数器 260

7.6.3 用两片74LS290实现一百进制计数器 260

7.6.4 三十八进制秒计数器 261

习题 263

第8模块 理论实践一体化综合训练——八路数字抢答器设计与制作 264

8.1　数字电子电路的一般设计方法 265

8.1.1 选择整体方案的原则 265

8.1.2　设计单元电路 265

8.1.3 选择器件 265

8.1.4　计算电路参数 266

8.1.5 画出整体电路图 267

8.1.6 计算机模拟仿真 267

8.1.7 实验调试电路 267

8.1.8 工艺制作完成产品 268

8.1.9　撰写设计文件 268

8.2　八路数字抢答器设计 268

8.2.1 八路数字抢答器设计整体方案 268

8.2.2　八路数字抢答器单元电路设计 268

8.2.3　八路数字抢答器器件表 269

8.2.4 八路数字抢答器电路图 269

8.2.5 器件功能与电路工作原理 269

8.3　用Multisim 7仿真八路数字抢答器 274

8.4　八路数字抢答器制作 288

8.4.1 抢答器PCB单面板制作 288

8.4.2 锁存、定时、报警模块PCB制作 289

8.4.3 抢答信号输入、锁存、编码模块PCB制作 292

8.4.4 译码模块PCB制作 294

8.4.5 数码管显示模块PCB的制作 297

8.4.6 四个电路模块的组合 299

习题 299

主要参考文献 300