數(shù)字電子技術(shù)項目教程

前言

　　本書是根據(jù)高職高專的培養(yǎng)目標，結(jié)合高職高專教學改革和課程改革的要求。本著“工學結(jié)合、項目引導、任務(wù)驅(qū)動、教學做一體化”的原則而編寫的。眾所周知，數(shù)字化和集成化是現(xiàn)代IT技術(shù)的兩大基石。數(shù)字電子技術(shù)作為電子信息類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，主要使學生獲得數(shù)字電子技術(shù)方面的基本知識、基本理論和基本技能，為深入學習相關(guān)專業(yè)課程和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。本書以項目為單元，以應(yīng)用為主線，將理論知識融入到每一個實踐項目中，通過不同的項目和實例來引導學生，將數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識、基本理論融入其中。本書共有8個項目，每個項目有要求、目標、電路原理和實現(xiàn)過程，也有相關(guān)知識、思考與練習，強調(diào)職業(yè)技能的訓練，注重職業(yè)能力的培養(yǎng)。通過項目的設(shè)計、制作、調(diào)試和故障排除等，提高學生對數(shù)字電子技術(shù)的理解和應(yīng)用能力，鍛煉學生綜合運用所學知識完成小型系統(tǒng)和應(yīng)用電路的設(shè)計、制作任務(wù)，包括查閱資料、確定電路設(shè)計方案、計算與選擇元器件參數(shù)、安裝與調(diào)試電路、使用相關(guān)儀器、測試指標和編寫實訓報告等能力。考慮到大規(guī)模集成電路及CPLD等應(yīng)用已經(jīng)相當廣泛，書中同樣也將其作為一個項目介紹。考慮到軟件仿真的直觀性和在實訓之前對電路要有一定的了解，多數(shù)實訓內(nèi)容在實際設(shè)計之前都采用Muhisim進行了仿真練習。一方面節(jié)省費用，另一方面也可以讓學生通過學習，掌握先進軟件的使用。Multisim軟件自帶元器件庫、電路編輯器、測試儀器等，可以隨心所欲地構(gòu)造電路，虛擬仿真和演示電路的工作原理和動態(tài)工作過程，先進實用。本書力求體現(xiàn)項目課程的特色與設(shè)計思想。項目內(nèi)容選取力求具有典型性和可操作性，以項目任務(wù)為出發(fā)點，激發(fā)學生的學習興趣。在教學安排上，緊密圍繞項目開展，創(chuàng)設(shè)教學情境，盡量做到教學做一體化。充分利用多媒體、電子仿真軟件和實際電路組織教學。每個項目實踐內(nèi)容的時間安排可根據(jù)項目內(nèi)容大小確定，設(shè)計與調(diào)試時建議四節(jié)課連上。教學評價可根據(jù)教學過程采取項目評價與總體評價相結(jié)合，理論知識考核與實踐操作考核相結(jié)合的形式，注重操作能力。

內(nèi)容概要

本書是根據(jù)高職高專的培養(yǎng)目標，結(jié)合高職高專教學改革的要求，本著“工學結(jié)合、項目引導、任務(wù)驅(qū)動、教學做一體化”的原則而編寫的。    本書以項目為單元，以應(yīng)用為主線，將理論知識融入到實踐項目中。全書共有8個項目，包括三人表決器電路、搶答器電路、數(shù)碼顯示電路、計數(shù)分頻電路、觸摸式防盜報警電路、溫度檢測電路、數(shù)字鐘電路等的設(shè)計與裝調(diào)以及用FPGA實現(xiàn)計數(shù)器等。通過項目任務(wù)的完成，提高學生對數(shù)字電子技術(shù)的理解，使之能綜合運用所學知識完成小型數(shù)字系統(tǒng)應(yīng)用電路的設(shè)計制作，包括查閱資料、確定電路設(shè)計方案、計算與選擇元器件參數(shù)、安裝與調(diào)試電路，能使用相關(guān)儀器進行指標測試和編寫實訓報告。    本書力求體現(xiàn)項目課程的特色與設(shè)計思想，以項目任務(wù)為出發(fā)點，激發(fā)學習興趣。項目內(nèi)容選取力求具有典型性和可操作性。本書可作為高職高專電子信息大類各專業(yè)的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)學生的自學參考書和培訓教材。

書籍目錄

前言緒論項目1 三人表決器電路設(shè)計與裝調(diào)  專題1 數(shù)制與碼制  專題2 邏輯函數(shù)  專題3 邏輯門電路  任務(wù) 三人表決器電路的設(shè)計與調(diào)試  思考與練習項目2 搶答器電路設(shè)計與裝調(diào)  專題1 RS觸發(fā)器  專題2 JK、D、T、T′觸發(fā)器  任務(wù)1 搶答器電路的仿真  任務(wù)2 搶答器電路的設(shè)計與調(diào)試  思考與練習項目3 數(shù)碼顯示電路設(shè)計與裝調(diào)  專題1 組合邏輯電路  專題2 編碼器  專題3 譯碼器  專題4 數(shù)據(jù)選擇器與分配器  任務(wù)1 數(shù)碼顯示電路的仿真  任務(wù)2 譯碼與顯示器應(yīng)用電路的設(shè)計與調(diào)試  思考與練習項目4 計數(shù)分頻電路設(shè)計與裝調(diào)  專題1 二進制計數(shù)器  專題2 十進制計數(shù)器  專題3 任意進制計數(shù)器  專題4 寄存器和移位寄存器  任務(wù)1 二十四進制計數(shù)器的仿真與測試  任務(wù)2 二十四進制計數(shù)器的設(shè)計與調(diào)試  思考與練習項目5 觸摸式防盜報警電路設(shè)計與裝調(diào)  專題1 555電路  專題2 施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器電路  任務(wù)1 觸摸式防盜報警電路的仿真  任務(wù)2 觸摸式防盜報警電路的設(shè)計與調(diào)試  思考與練習項目6 溫度檢測電路設(shè)計與裝調(diào)  專題1 A/D轉(zhuǎn)換  專題2 D/A轉(zhuǎn)換  專題3 知識拓展部分  思考與練習項目7 數(shù)字鐘電路設(shè)計與裝調(diào)  任務(wù)1 時鐘源  任務(wù)2 計數(shù)及譯碼驅(qū)動電路  任務(wù)3 校時電路  任務(wù)4 整點報時電路  任務(wù)5 功能器件的裝配和檢修  思考與練習項目8 用FPGA實現(xiàn)計數(shù)器  專題1 存儲器  專題2 可編程邏輯器件  任務(wù)計數(shù)器的設(shè)計  思考與練習附錄  附錄A Multisim介紹  附錄B 二進制邏輯單元圖形符號簡介（GB/T 4728.1 2-2008）  附錄C 中國半導體集成電路型號命名方法  附錄D 常用TTL數(shù)字集成電路邏輯功能、名稱及型號  附錄E 常用CMOS數(shù)字集成電路邏輯功能、名稱及型號  附錄F 常用數(shù)字集成電路引腳排列圖  附錄G 數(shù)字鐘整體電路圖(見書后插頁)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　近十多年來，PLD特別是現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的飛速發(fā)展，為數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展開創(chuàng)了新局面。這些數(shù)字集成器件不僅規(guī)模大，而且將硬件與軟件相結(jié)合，使數(shù)字集成電路的功能更加趨于完善，使用起來也更加靈活。根據(jù)電路的輸出信號與輸入信號之間的關(guān)系，數(shù)字電路又可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。組合邏輯電路的輸出信號僅僅和當時的輸入信號有直接關(guān)系，而時序邏輯電路的輸出信號不僅和當時的輸入信號有關(guān)，而且與輸入信號發(fā)生前的電路狀態(tài)有關(guān)。兩者常常結(jié)合起來使用，可以實現(xiàn)控制、操作和運算數(shù)字系統(tǒng)的信息。從用途上，可以把數(shù)字集成電路分為專用型和通用型兩大類。專用型數(shù)字集成電路是為某種特定用途而專門設(shè)計、制造的，一般很難用在其它的場合。因為一種新型集成電路的研制費用很高，研制周期也比較長，所以通常只有在用量較大的情況下，才采用這種專用集成電路。通用型數(shù)字集成電路又有兩種類型：一種是邏輯功能固定的標準化、系列化產(chǎn)品；另一種是可編程邏輯器件（Programmable Logic Device，PLD）。前一種類型的集成電路中，每一種器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能在制造時已經(jīng)固化，不能改變。目前常見的中、小規(guī)模數(shù)字集成電路大多屬于這一種。利用這些產(chǎn)品可以組成更為復雜的數(shù)字系統(tǒng)，但是當系統(tǒng)復雜以后，電路的體積將很龐大，而且由于器件間的連線很多，降低了電路的可靠性。因此，希望能找到一種既具有像專用集成電路那樣體積小、可靠性高、能滿足各種專門用途，同時又可以作為電子產(chǎn)品生產(chǎn)的集成電路，于是可編程邏輯器件便應(yīng)運而生。PLD的內(nèi)部包含了大量的基本邏輯單元電路，通過寫入編程數(shù)據(jù)，可以將這些單元連接成所需要的邏輯電路。因此，它的產(chǎn)品是通用型的，而它所實現(xiàn)的邏輯功能則由用戶根據(jù)自己的需要通過編程來設(shè)定。20世紀90年代PLD得到了迅速的發(fā)展和普及，目前在一片高密度PLD中可以集成數(shù)十萬個基本邏輯單元，足夠連接成一個相當復雜的數(shù)字電路，形成所謂“片上系統(tǒng)”。　　……

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