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上篇 数字电路设计基础——入门知识与常用工具 3

第1章 数制与码制 3

任务描述 3

1.1 数制 3

1.1.1 常用数制 3

1.1.2 不同数制转换 5

1.2 码制 7

1.2.1 8421BCD码 7

1.2.2 格雷码 8

1.3 知识拓展 9

1.3.1 基于位权的十进制数转二进制数 9

1.3.2 十进制的最早由来 10

1.3.3 六十进制起源 10

1.3.4 奇偶校验码 10

1.4 学习评估 11

第2章 仿真软件——Proteus 13

任务描述 13

教学、学习方法建议 13

2.1 Proteus简介 13

2.2 Proteus ISIS编辑环境 15

2.2.1 Proteus ISIS编辑环境的进入和退出 15

2.2.2 认识Proteus ISIS编辑环境 16

2.2.3 了解Proteus ISIS器件库 20

2.3 用Proteus ISIS编辑原理图 21

2.3.1 选择图样 22

2.3.2 拾取元器件 22

2.3.3 元器件的放置 23

2.3.4 原理图中其他对象的放置 24

2.3.5 编辑窗口元器件的操作 25

2.3.6 连线 27

2.3.7 原理图的保存和打印 27

2.3.8 原理图绘制常用技巧 27

2.4 用Proteus ISIS调试电路 31

2.4.1 用调试工具仿真调试 31

2.4.2 用信号发生器仿真调试 32

2.4.3 用数码显示器仿真调试 32

2.4.4 用虚拟示波器仿真调试 33

2.4.5 用虚拟逻辑分析仪仿真调试 35

2.4.6 仿真调试中其他常用工具 36

2.4.7 设置“动画”辅助仿真调试 37

2.4.8 用静态图标辅助分析 37

2.4.9 用脉冲序列发生器辅助分析 39

2.5 知识拓展 40

2.5.1 电路仿真简介 40

2.5.2 层次原理图的画法 41

2.5.3 用模块器件设计原理图 45

2.6 学习评估 48

第3章 基本逻辑门电路 49

任务描述 49

教学、学习方法建议 49

3.1 与逻辑门电路相关的几个基本概念 49

3.1.1 逻辑变量与逻辑表达式 49

3.1.2 真值表和卡诺图 50

3.2 “与”逻辑门电路 50

3.2.1 “与”逻辑 51

3.2.2 “与”门 51

3.2.3 “与”门的仿真测试 52

3.3 “或”逻辑门电路 52

3.3.1 “或”逻辑 52

3.3.2 “或”门 53

3.3.3 “或”门的仿真测试 53

3.4 “非”逻辑电路 54

3.4.1 “非”逻辑 54

3.4.2 “非”门 54

3.4.3 “非”门的仿真测试 55

3.5 “与非”逻辑门电路 55

3.6 “或非”逻辑门电路 56

3.7 “异或”逻辑门电路 56

3.7.1 “异或”逻辑 56

3.7.2 “同或”逻辑 57

3.7.3 “异或”、“同或”门 58

3.8 基本逻辑门电路应用技巧 58

3.8.1 门电路多余输入引脚处理 58

3.8.2 门电路使用禁忌 60

3.9 集电极开路门（OC门） 62

3.10 三态门（TS门） 63

3.11 集成逻辑门电路 64

3.11.1 集成逻辑门电路分类 64

3.11.2 集成逻辑门电路主要参数 65

3.11.3 常用集成逻辑门电路 66

3.11.4 集成逻辑门电路测试 68

3.12 知识拓展 70

3.12.1 TTL数字集成电路分类 70

3.12.2 CMOS数字集成电路分类 70

3.13 学习评估 71

第4章 逻辑函数及其化简 72

任务描述 72

4.1 逻辑函数化简的意义和含义 72

4.1.1 逻辑函数化简的意义 72

4.1.2 逻辑函数化简的含义 74

4.2 用逻辑代数基本定律和公式化简逻辑函数 75

4.2.1 逻辑代数的基本定律 75

4.2.2 逻辑代数的常用公式 76

4.2.3 用基本定律和公式化简逻辑函数 76

4.3 用卡诺图化简逻辑函数 78

4.3.1 卡诺图化简原理 78

4.3.2 卡诺图化简方法 79

4.4 含有无关项的逻辑函数化简 82

4.5 知识拓展 最小项 83

4.6 学习评估 84

第5章 触发器 86

任务描述 86

教学、学习方法建议 86

5.1 触发器的性质和分类 86

5.1.1 触发器的性质 86

5.1.2 触发器的分类 88

5.2 时钟触发器的逻辑功能和波形图 88

5.2.1 描述时钟触发器的常用术语 88

5.2.2 时钟触发器逻辑功能表达形式 89

5.2.3 时钟触发器的波形图 91

5.2.4 时钟触发器的逻辑符号 93

5.3 D功能触发器 93

5.3.1 D触发器的逻辑功能表达与波形图 93

5.3.2 集成芯片双D触发器7474 95

5.4 JK功能触发器 96

5.4.1 JK触发器的逻辑功能表达与波形图 96

5.4.2 集成双JK触发器74112 98

5.5 T'功能触发器 99

5.5.1 用JK功能触发器构成T'功能触发器 99

5.5.2 用D触发器构成T'功能触发器 99

5.6 触发器应用 100

5.6.1 用触发器构成寄存器、移位寄存器 100

5.6.2 用触发器构成计数器 102

5.6.3 用触发器构成分频器 107

5.7 知识拓展 施密特触发器 109

5.8 学习评估 110

第6章 逻辑电路分析、设计 111

任务描述 111

教学、学习方法建议 111

6.1 组合逻辑电路分析 111

6.1.1 单输出组合逻辑电路分析 111

6.1.2 多输出组合逻辑电路分析 114

6.2 组合逻辑电路设计 116

6.2.1 单输入组合逻辑电路设计 117

6.2.2 多输入组合逻辑电路设计 118

6.3 时序逻辑电路分析 123

6.3.1 时序逻辑电路分类 123

6.3.2 时序逻辑电路分析的一般步骤 124

6.3.3 时序逻辑电路分析举例 125

6.4 时序逻辑电路设计 131

6.4.1 时序逻辑电路设计原则、步骤 131

6.4.2 同步时序逻辑电路设计举例 132

6.5 知识拓展 数／模与模／数转换器 140

6.6 学习评估 142

第7章 常用工具与仪器 144

任务描述 144

教学、学习方法建议 144

7.1 焊接、拆焊工具使用技术 144

7.1.1 电烙铁焊接技术 145

7.1.2 吸锡器拆焊技术 148

7.1.3 其他焊接、拆焊工具 149

7.2 直流稳压电源 151

7.3 数字万用表 152

7.3.1 交／直流电压的测量及其应用 152

7.3.2 交／直流电流的测量及应用 153

7.3.3 电阻的测量 154

7.3.4 使用实例 155

7.4 示波器 155

7.4.1 面板介绍 156

7.4.2 测量方法 159

7.4.3 应用举例 161

7.5 知识拓展 163

7.5.1 指针式万用表 163

7.5.2 逻辑分析仪 165

7.6 学习评估 166

下篇 数字电路项目实践——数字电子钟制作与调试 169

第8章 电子产品制作与调试概述 169

任务描述 169

8.1 电子产品设计的一般方法 169

8.1.1 电子产品总体方案设计 169

8.1.2 电子产品硬件设计 171

8.1.3 电子产品技术文件 176

8.2 电子产品安装方法 177

8.2.1 元器件安装 177

8.2.2 元器件焊接 178

8.2.3 布线技巧 179

8.3 电子产品调试技巧 180

8.3.1 调试前的准备工作 180

8.3.2 调试方法与步骤 182

8.3.3 调试注意事项 183

8.4 知识拓展 183

8.4.1 印制导线的修复方法 183

8.4.2 色环电阻识别法 184

8.5 学习评估 185

第9章 显示电路制作与调试 186

任务描述 186

9.1 任务分析 186

9.2 相关知识 187

9.2.1 发光二极管 187

9.2.2 LED数码显示器 191

9.2.3 BCD-七段锁存译码驱动器4511 194

9.2.4 BCD码LED数码显示组件 196

9.3 任务实施 197

9.3.1 显示电路设计 197

9.3.2 显示电路安装 197

9.3.3 显示电路调试 201

9.4 知识拓展 203

9.4.1 译码器74138 203

9.4.2 视觉暂留 205

9.5 学习评估 206

第10章 信号电路制作与调试 207

任务描述 207

10.1 任务分析 207

10.2 相关知识 208

10.2.1 开关信号产生电路 208

10.2.2 单脉冲信号产生电路 208

10.2.3 连续脉冲信号产生电路 211

10.3 任务实施 213

10.3.1 信号电路设计 213

10.3.2 信号电路安装 215

10.3.3 信号电路调试 217

10.4 知识拓展 218

10.4.1 上拉电阻和下拉电阻 218

10.4.2 电容容值识别方法 218

10.5 学习评估 219

第11章 计时电路的制作与调试 220

任务描述 220

11.1 任务分析 220

11.2 相关知识 221

11.2.1 二进制计数器74161 221

11.2.2 双BCD码计数器4518 227

11.3 任务实施 230

11.3.1 计时电路设计 230

11.3.2 计时电路安装 232

11.3.3 计时电路调试 234

11.4 知识拓展 235

11.4.1 双二进制计数器4520 235

11.4.2 BCD码加／减计数器4510 236

11.5 学习评估 237

第12章 校时电路制作与调试 238

任务描述 238

12.1 任务分析 238

12.2 相关知识 239

12.2.1 数据选择器74151 239

12.2.2 优先编码器74147 241

12.3 任务实施 243

12.3.1 校时电路设计 243

12.3.2 校时电路安装 247

12.3.3 校时电路调试 249

12.4 知识拓展 用中规模集成电路设计组合逻辑电路 250

12.4.1 用74138设计全加器 250

12.4.2 用74151设计全加器 251

12.5 学习评估 252

第13章 报时电路制作与调试 253

任务描述 253

13.1 任务分析 253

13.2 相关知识 254

13.2.1 蜂鸣器 254

13.2.2 集成全加器7483 255

13.2.3 集成比较器7485 256

13.3 任务实施 258

13.3.1 报时电路设计 258

13.3.2 报时电路安装 263

13.3.3 报时电路调试 263

13.4 知识拓展 264

13.4.1 扬声器 264

13.4.2 达林顿管 267

13.5 学习评估 268

附录 国标与仿真软件的图符对照表 269

参考文献 275