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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