数字电路设计与制作PDF电子书下载

基础篇 3

第1章 数字电路制作的基础知识 3

1.1　数字IC的代名词 3

1.1.1 74系列的种类与特征 3

目录 3

1.1.2 74系列的电特性 4

1.1.3 74系列数字IC的型号 5

1.2　数字IC的规则 6

1.2.1 数字IC的功能 6

1.2.4　VOH与VOL 7

1.2.2 逻辑电平 7

1.2.3 VIH与VIL 7

1.2.5 数字IC的管脚配置 8

1.2.6 数字IC的结构 9

1.3　数字电路图的识别方法 9

1.3.1 逻辑符合的意义 9

1.3.2 数字IC的配置方法 11

1.3.3 电源旁路电容器的作用 11

1.4.1 电路结构上的不同 12

1.4　TTL与CMOS 12

1.4.3 门延迟与消耗电流 14

1.4.2 逻辑IC的输入输出特性 14

1.4.4 门延迟与电源电压 15

1.4.8 电流消耗与负载电容 16

1.5 门IC的作用 16

1.5.1 门IC 16

1.4.7 消耗电流与工作频率 16

1.4.6 门延迟与环境温度 16

1.4.5 门延迟与负载电容 16

1.5.2 门的动作 17

1.5.3 作为逻辑器件的动作 18

1.5.4 把逻辑器件作为门工作 18

1.5.5 NAND门与NOR门 19

1.6 模拟IC与数字IC 20

1.6.1 模拟与数字的不同 20

1.6.2 模拟IC与数字IC 21

1.6.3 通用IC与专用IC 22

2.1.1 实验用印制电路板 23

2.1 经常使用的各种结构部件 23

第2章 数字电路中使用部件的选择方法 23

2.1.2 IC插座的使用方法 24

2.1.3 螺钉与螺帽 25

2.1.4 布线的线材 26

2.1.5 组装用机壳 26

2.2 各种经常使用的电子部件 28

2.2.1 晶体管 28

2.2.2 电阻器 29

2.2.3 电阻值（色标）的读法 31

2.2.4 电容器 32

2.2.5 电容器容量值的读法 34

2.2.6 IED 34

2.2.7 小型可变电阻器 36

2.2.8 开关 37

2.2.9 石英振子 37

2.2.10 陶瓷振子 38

2.2.11 压电蜂鸣器 38

2.2.12 小型扬声器 39

3.1.1 烙铁 41

第3章 选择测试仪器和制作工具的方法 41

3.1 焊接必需的工具 41

3.1.2 焊锡 42

3.1.3 镊子 43

3.2 加工部件和线材时使用的工具 44

3.2.1 剪钳和尖嘴钳 44

3.2.2 弯曲元器件的引线时使用的特殊尖嘴钳 45

3.2.3 剥皮钳 45

3.3.1 螺丝起子 46

3.3 安装和加工时使用的工具 46

3.3.2 钻 47

3.4 方便实验和测定的工具 48

3.4.1 带鳄鱼夹的引线 48

3.4.2 有测试扣的引线 48

3.4.3 模拟式万用表和数字式万用表 50

第4章 数字电路的制作方法与技巧 52

4.1 加工、组装基板和机壳的方法 52

4.1.1 通用基板的剪切 52

4.1.2 剪切丙烯板 53

4.1.3 自制IC插座的方法 54

4.1.4 印制文字的方法 55

4.2 实装部件和导线的技巧 56

4.2.1 部件插在DIP插座上的方法 56

4.2.2 把各种元器件合理地安装在基板上 57

4.2.3 利用序号标记防止布线错误 58

4.2.4 拆卸IC或部件的方法 59

4.2.5 捆扎导线的方法 60

4.2.6 使用面包板 61

4.3.2 抽屉型 62

4.3.1 饭盒型 62

4.3 部件的保存方法 62

4.4 电路图的画法 63

4.4.1 门IC的表示方法 63

4.4.2 触发器 63

4.4.3 计数器和移位寄存器（MSI） 64

4.4.4 VDD和GND的画法 65

4.4.5 特别信号的画法 65

4.4.6 清晰地画电路图 66

1.1.1 数字IC的基本功能 71

1.1 用数字IC判定电压 71

第1章　数字IC的基本功能 71

制作篇 71

1.1.2 装配前的焊接练习 73

1.1.3 电压判定器的电路及装配 74

1.1.4 利用可变电阻器改变输入电压 76

1.1.5 电压判定器电路动作的确认 77

1.2　利用NAND门和NOR门判定电压 77

1.2.1 利用NAND门的电压判定器的实验 77

1.2.2 利用NOR门的电压判定器的实验 79

1.3.1 光传感器电路 80

1.3　应用电压判定器的光传感器电路 80

1.3.2　使用CdS的光传感器 81

1.3.3 确认CdS的工作 82

1.3.4　光传感器电路的制作与实验 82

1.4　数字IC电路用电源电路的制作 84

1.4.1 各种CMOS逻辑IC电路用电源 84

1.4.2 用AC适配器制作实验用电源 85

1.4.3 好电源与差电源 86

2.1.1 圣诞树的结构 87

第2章 LED闪光电路、扬声器电路的制作 87

2.1 微型圣诞树的制作 87

2.1.2 使LED闪光的实验 88

2.1.3 制作不同颜色LED交替闪光的电路 89

2.1.4 在圣诞树上的应用 91

2.2 断线传感器电路的制作 92

2.2.1 断线传感器的电路结构 92

2.2.2 断线传感器的工作 93

2.2.3 节能改良型断线传感器 93

2.2.4 用作导通传感器或触摸传感器 94

2.3 水传感器电路的制作 96

2.3.1 水传感器的电路与结构 96

2.3.2　传感器部分的结构与制作方法 98

2.4　制作完成后进行检查的要点 100

2.4.1 接电源前检查的要点 100

2.4.2 接上电源后检查的要点 100

2.4.3 工作不正常时的检查方法 101

3.1 自行车用方向指示灯的制作 103

3.1.1 自行车用方向指示灯与高辉度LED 103

第3章 接口电路的实验与制作 103

3.1.2 自行车用方向指示灯电路的制作 104

3.2　声控开关的制作 107

3.2.1 声控开关的电路与动作 107

3.2.2 电容型传声器的结构 108

3.2.3 声控开关的结构及应用 109

第4章 电子节拍器的制作 111

4.1 电子节拍器的设计 111

4.1.1 节拍器使人们感受音乐节奏 111

4.1.3　设计规格 112

4.1.2 节拍器的电子化 112

4.2　依据规格设计电路 113

4.2.1 电子节拍器的电路设计 113

4.2.2 确定振荡器的振荡频率 114

4.2.3 电子节拍器的结构 114

4.2.4 利用冲息多谐振荡器 115

4.2.5 把框图具体化为电路图 116

4.2.6 制作以及电路动作的确认 118

4.3.2　机械式开关是噪声源 120

4.3.1 开关与数字电路 120

4.3　利用开关获取数据的方法 120

4.3.3 用RC消除噪声 121

4.3.4 具有滞后作用的门的制作方法 122

4.3.5 用R-S销存器防止产生噪声 123

第5章 电骰子的制作 124

5.1　电骰子的动作 124

5.1.1 骰子的作用 124

5.1.3 由功能决定结构 125

5.1.2 重新评价骰子的功能 125

5.2　骰子表示部分的实验 126

5.3　根据功能框图设计电路 129

5.3.1 根据基本规格设计框图 129

5.3.2 设计电路 131

5.3.3　振荡电路 131

5.3.4 六进制计数器 131

5.3.5 译码器的设计 132

5.3.6　译码器的输入、输出 133

5.3.7 使用卡诺图简化逻辑 134

5.3.8　LED的驱动 136

5.3.9 时钟控制电路 136

5.3.10 电骰子的电路图以及制作 137

5.4　利用卡诺图简化逻辑的方法 139

5.4.1 把布尔代数变换为逻辑 139

5.4.2　逻辑的简化 140

5.4.3 实际使用IC的电路 141

6.1.1 旋转圆盘的玩法 143

6.1　旋转圆盘游戏的玩法 143

第6章 电子旋转圆盘的制作 143

6.1.2　把旋转圆盘置换为电子电路 145

6.2　根据旋转圆盘的框图设计电路 146

6.2.1 建立旋转圆盘的框图 146

6.2.2 38个数字，需要制作38位的移位寄存器 146

6.2.3 旋转圆盘电路的设计 147

6.2.4 制作1位“H”的电路 148

6.2.5 旋转圆盘的动作 150

6.3　利用环形计数器制作的旋转圆盘 150

6.4.1 用7段数字表示器制作旋转圆盘 153

6.4　用数字表示器制作旋转圆盘 153

6.4.2 用计数器的输出表示0与00的方法 154

6.4.3 旋转圆盘的三十六进制计数器 155

6.5 移位寄存器的应用 158

6.5.1 数据的移动 158

6.5.2 什么是移位寄存器？ 158

6.5.3 移位寄存器的工作 159

6.5.4　使数据滞后一定时间的方法 159

6.5.5 保存动作 160

7.1.1 对不同面值的硬币分类 162

第7章 电子存钱箱的制作 162

7.1　显示存钱额的存钱箱 162

7.1.2 按照大小对硬币分类 163

7.2　电子式硬币分类器 163

7.2.1 电子式分类硬币的大小 163

7.2.2 利用光断续器 164

7.2.3 利用光断续器判别硬币大小的过程 164

7.2.4 机械式与电子式检测器的不同 165

7.3.2 表示实际金额的技巧 166

7.3.1 表示各类硬币的枚数 166

7.3　硬币计数器的框图 166

7.3.3 表示合计金额 167

7.3.4 使用光断续器的方法 168

7.4　设计计数器电路 169

7.4.1 10日元硬币用计数器 169

7.4.2 脉冲发生电路 171

7.4.3 脉冲发生的原理 172

7.4.4 用预置计数器产生门脉冲 173

7.4.5 程序化的脉冲发生器 173

7.4.6 对输入信号有限制 174

7.4.7　译码器部分的简单制作 175

7.4.8 总电路图 176

7.4.9 制作要点 176

7.5　译码器电路的设计方法 176

7.5.1　代码变换 176

7.5.2 译码器电路的设计 177

7.5.3 AND-OR门的代用 179

7.5.4 简单的译码器电路 179

8.1 电子计数器的制作 182

8.1.1 计数的动作 182

第8章 电子计数器、万步计、人数计的制作 182

8.1.2 利用计数器IC 74HC160 183

8.1.3　7段译码器／驱动器TC5002BP／ TC5022BP 183

8.1.4 电路图与实际制作 184

8.1.5 计数·零·消除功能 185

8.1.6 调整和使用方法 186

8.2 电子万步计的制作 186

8.2.2 检测步数的装置 187

8.2.1 万步计的工作 187

8.2.3 关闭显示的方法 188

8.2.4 制作与调试 189

8.3　人数计的制作 190

8.3.1 光开关的动作 190

8.3.2 光开关的应用 190

8.3.3 电路设计的要点 190

8.3.4 制作时注意之点 191

8.3.5 光电计数器的使用方法 193

9.1　钟表的工作 194

第9章　秒表的制作 194

9.1.1 振荡器＋计数器＝秒表 195

9.1.2 制作准确的标定时间 196

9.1.3 利用计数器获得基准脉冲 196

9.1.4 利用R-S锁存器 198

9.1.5 AND门和NAND门 198

9.2　秒表的制作与调整 198

9.2.1 电路工作的确认 198

9.2.3 利用专用计数器IC 200

9.2.2 改变最大计数 200

9.3 使用BCD计数器和十进制计数器的方法 202

9.3.1 十进制计数器与BCD计数器 202

9.3.2 适合分频的计数器 203

9.3.3 十进制计数器74HC390 204

第10章 自行车用速度计的制作 206

10.1 速度计的原理 206

10.1.1　模拟式（指针式）速度计 206

10.1.2 非接触式速度检测器 207

10.1.3 锁存器的必要性 209

10.2.2 电路设计 210

10.2.1 速度计的规格 210

10.2　速度计的规格及电路设计 210

10.3　速度计的制作与调试 212

10.3.1 速度计的制作 212

10.3.2 准确的速度计 214

10.3.3 实际使用 214

第11章　信息灯的制作 216

11.1　使用多个LED表示文字 216

11.1.1 使用LED灯 216

11.1.2　LED灯的驱动 217

11.2.1 发光顺序 218

11.1.3 用7×9点组成文字 218

11.2　改善显示效果的方法 218

11.2.2 流动文字式发光 220

11.2.3 依次增加式发光 222

11.2.4 熄灭→发光转换的方式 225

11.3　用一台表示器显示多种表示方式 227

11.3.1 组合各种发光方式 227

11.3.2 组装 227

11.3.3 连接12V蓄电池 230

11.4.2　半加器 232

11.4　二进制数的运算 232

11.4.1 二进制数的加法运算 232

11.4.3　全加器 233

11.4.4 加法器的串行连接 234

第12章　频率计数器的制作 236

12.1 频率计数器电路的设计与动作 236

12.1.1 频率计数器 236

12.1.2 使用的部件 237

12.1.3 频率计数器的电路结构 239

12.2.2　计数器部分 240

12.2　频率计数器各方框的动作 240

12.2.1 取样时钟脉冲发生部分 240

12.2.3 LED显示部分 241

12.2.4 基准信号发生部分 242

12.2.5 输入放大器的构成 243

12.2.6 频率计数器的动作 243

12.3 频率计数器性能的提高 245

12.3.1 可变的测定周期 245

12.3.2 改变最高计数频率 245