數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)

前言

　　為了適應(yīng)本科人才培養(yǎng)的要求和電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們從“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)要求和總結(jié)教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上來編寫這本理論和實(shí)驗(yàn)合一的教材，采用更緊密的“教、學(xué)、做”教學(xué)理念，在傳統(tǒng)的傳遞知識(shí)型學(xué)科教學(xué)的基礎(chǔ)上，通過“教、學(xué)、做”使學(xué)生能學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，把被動(dòng)接受學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)探究性的學(xué)習(xí)，使掌握的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)有一定廣度和深度，對(duì)學(xué)生將來的學(xué)習(xí)和工作更具有意義和富有實(shí)際價(jià)值。　　教材的主要特色：　?。?）本課程教學(xué)依據(jù)是高等學(xué)校電氣信息類專業(yè)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)的基本要求。尊重教學(xué)規(guī)律和學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律，保證（不強(qiáng)調(diào)）知識(shí)的系統(tǒng)性、邏輯性和完整性，更關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如何來更好地掌握數(shù)字電子技術(shù)的基本知識(shí)、基本理論以及分析和設(shè)計(jì)數(shù)字電路的一般方法。就目前來說，我們認(rèn)為學(xué)習(xí)傳統(tǒng)數(shù)字電子的理論技術(shù)對(duì)于深入理解現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)是必需的?！　。?）理論教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用并重。課程教學(xué)通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目任務(wù)實(shí)驗(yàn)的引領(lǐng)，將理論知識(shí)點(diǎn)融入實(shí)驗(yàn)中，教材中安排了24個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)6個(gè)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)8個(gè)，課外實(shí)驗(yàn)10個(gè)。設(shè)法改變?cè)瓉淼恼n程實(shí)施過于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背的現(xiàn)狀，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與和充分交流，樂于探究，勤于動(dòng)手，培養(yǎng)學(xué)生更新知識(shí)的能力，在實(shí)踐中教會(huì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的能力，使學(xué)生能夠?qū)W以致用，形成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，以符合應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的要求。

內(nèi)容概要

本書是依據(jù)高等學(xué)校電氣信息類專業(yè)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)的基本要求而編寫的理論和實(shí)驗(yàn)合一的教材。課程以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目任務(wù)實(shí)驗(yàn)為引領(lǐng)，將知識(shí)點(diǎn)融入其中，通過實(shí)踐來學(xué)習(xí)基本理論，注重基本理論、基本分析方法的介紹和應(yīng)用，始終貫徹“教、學(xué)、練、思”相結(jié)合的原則，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，使學(xué)生熟悉器件在數(shù)字電子系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，從能力培養(yǎng)的角度出發(fā)，使學(xué)生能夠?qū)W以致用，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，創(chuàng)建一種生動(dòng)的教學(xué)模式。本書可作為高等學(xué)校理工科電類各專業(yè)本科或?qū)？啤皵?shù)字電子技術(shù)”及相關(guān)課程的教材，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員自學(xué)和參考。本教材可滿足先開設(shè)數(shù)字電路的要求。為方便教學(xué)，本書配有理論課和習(xí)題課件，供教師參考。

書籍目錄

前言寫給同學(xué)們的話各章實(shí)驗(yàn)匯總第1章  數(shù)字電路和邏輯門電路  1．1  概述  1．2  數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)  1．3  數(shù)字電路的邏輯狀態(tài)和正負(fù)邏輯    1．3．1  邏輯狀態(tài)和正負(fù)邏輯的規(guī)定    1．3．2  標(biāo)準(zhǔn)高低電平的規(guī)定  1．4  基本邏輯關(guān)系及其邏輯運(yùn)算    1．4．1  與邏輯和與運(yùn)算    1．4．2  或邏輯和或運(yùn)算    1．4．3  非邏輯和非運(yùn)算  1．5  半導(dǎo)體分立門電路    1．5．1  半導(dǎo)體基本知識(shí)    1．5．2  半導(dǎo)體二極管及其門電路    1．5．3  二極管門電路    1．5．4  晶體管及其門電路  1．6  TTL集成門電路    1．6．1  TTL門電路系列    1．6．2  TTL與非門電路    1．6．3  TTL門電路的外部特性    1．6．4  TTL門電路的主要參數(shù)    1．6．5  TTL其他類型的門電路  1．7  CMOS門電路    1．7．1  CMOS管的開關(guān)特性    1．7．2  CMOS門電路概述    1．7．3  CMOS門電路系列    1．7．4  CMOS器件使用時(shí)應(yīng)注意的問題  1．8  集成門電路的接口電路    1．8．1  TTL電路驅(qū)動(dòng)CMOS電路    1．8．2  CMOS電路驅(qū)動(dòng)TTL電路  1．9  數(shù)字電路故障的檢測(cè)和排除    1．9．1  產(chǎn)生故障的主要原因    1．9．2  常見的故障類型    1．9．3  查找故障的常用方法  1．10  應(yīng)用電路介紹  本章小結(jié)  名人名事  思考題與習(xí)題  本章實(shí)驗(yàn)第2章  邏輯代數(shù)基礎(chǔ)  2．1  數(shù)制與編碼    2．1．1  幾種常用的數(shù)制    2．1．2  不同進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換    2．1．3  編碼  2．2  邏輯代數(shù)基礎(chǔ)    2．2．1  基本概念    2．2．2  基本邏輯運(yùn)算  2．3  邏輯函數(shù)常用的描述方法及相互間的轉(zhuǎn)換    2．3．1  邏輯函數(shù)及其表示方法    2．3．2  真值表、卡諾圖和函數(shù)式的對(duì)應(yīng)關(guān)系    2．3．3  用邏輯圖描述邏輯函數(shù)    2．3．4  用波形圖描述邏輯函數(shù)    2．3．5  邏輯函數(shù)相等的概念  2．4  邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)    2．4．1  邏輯代數(shù)中的基本公式和定律    2．4．2  邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)與變換    2．4．3  代數(shù)法化簡(jiǎn)    2．4．4  卡諾圖法化簡(jiǎn)  2．5  具有無關(guān)項(xiàng)邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)    2．5．1  任意項(xiàng)、約束項(xiàng)和邏輯函數(shù)中的無關(guān)項(xiàng)    2．5．2  具有無關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)  2．6  用Muhisim進(jìn)行邏輯電路仿真和變換  2．7  應(yīng)用電路介紹  本章小結(jié)  名人名事  思考題與習(xí)題  本章實(shí)驗(yàn)第3章  組合邏輯電路  3．1  組合邏輯電路概述  3．2  組合邏輯電路的分析    3．2．1  基本分析方法    3．2．2  分析舉例  3．3  組合邏輯電路的設(shè)計(jì)    3．3．1  基本設(shè)計(jì)方法    3．3．2  設(shè)計(jì)舉例  3．4  常用的組合電路    3．4．1  編碼器    3．4．2  譯碼器    3．4．3  數(shù)據(jù)選擇器    3．4．4  數(shù)據(jù)分配器    3．4．5  數(shù)值比較器    3．4．6  加法器  3．5  組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)和冒險(xiǎn)    3．5．1  競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象產(chǎn)生及其產(chǎn)生的原因    3．5．2  冒險(xiǎn)現(xiàn)象的判斷    3．5．3  消除冒險(xiǎn)現(xiàn)象的方法  3．6  應(yīng)用電路介紹  本章小結(jié)  名人名事  思考題與習(xí)題  本章實(shí)驗(yàn)第4章  觸發(fā)器  4．1  觸發(fā)器的基本電路    4．1．1  基本RS觸發(fā)器    4．1．2  鐘控Rs觸發(fā)器  4．2  邊沿觸發(fā)器    4．2．1  邊沿D觸發(fā)器    4．2．2  邊沿JK觸發(fā)器  4．3  觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換    4．3．1  D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為JK、T和T觸發(fā)器    4．3．2  JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D、T和T觸發(fā)器  4．4  應(yīng)用電路介紹  本章小結(jié)  名人名事  思考題與習(xí)題  本章實(shí)驗(yàn)第5章  時(shí)序邏輯電路  5．1  時(shí)序邏輯電路的基本概念    5．1．1  時(shí)序邏輯電路的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)    5．1．2  時(shí)序邏輯電路的分類    5．1．3  時(shí)序邏輯電路的邏輯功能的表示方法  5．2  時(shí)序邏輯電路的分析  5．3  常用集成時(shí)序邏輯器件    5．3．1  寄存器    5．3．2  計(jì)數(shù)器  5．4  應(yīng)用電路介紹  本章小結(jié)  名人名事  思考題與習(xí)題  本章實(shí)驗(yàn)第6章  脈沖波形的產(chǎn)生與整形  6．1  預(yù)備知識(shí)    6．1．1  脈沖概念    6．1．2  微分電路和積分電路    6．1．3  閾值電壓    6．1．4  利用反相器對(duì)微積分脈沖進(jìn)行整形處理  6．2  555定時(shí)器    6．2．1  555定時(shí)器的電路組成    6．2．2  555定時(shí)器的功能及工作原理  6．3  555定時(shí)器構(gòu)成脈沖波形的產(chǎn)生與整形電路    6．3．1  施密特觸發(fā)器    6．3．2  單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器    6．3．3  多諧振蕩器  6．4  門電路構(gòu)成脈沖波形的產(chǎn)生與整形電路    6．4．1  用門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器    6．4．2  用門電路組成的施密特觸發(fā)器    6．4．3  用門電路組成的多諧振蕩器  6．5  集成觸發(fā)器構(gòu)成脈沖波形的產(chǎn)生與整形電路    6．5．1  集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器    6．5．2  集成施密特觸發(fā)器  6．6  應(yīng)用電路介紹  本章小結(jié)  名人名事  思考題與習(xí)題  本章實(shí)驗(yàn)第7章  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器與可編程邏輯器件  7．1  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器概述    7．1．1  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類    7．1．2  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)  7．2  只讀存儲(chǔ)器和隨機(jī)存儲(chǔ)器    7．2．1  只讀存儲(chǔ)器    7．2．2  隨機(jī)存取存儲(chǔ)器    7．2．3  存儲(chǔ)器的擴(kuò)展  7．3  可編程邏輯器件    7．3．1  PLD概述    7．3．2  可編程邏輯陣列    7．3．3  通用陣列邏輯    7．3．4  復(fù)雜可編程邏輯器件    7．3．5  現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列  7．4  應(yīng)用電路介紹  本章小結(jié)  名人名事  思考題與習(xí)題  本章實(shí)驗(yàn)第8章  數(shù)／模和模／數(shù)轉(zhuǎn)換  8．1  D／A轉(zhuǎn)換器    8．1．1  D／A轉(zhuǎn)換器的基本原理    8．1．2  D／A轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)    8．1．3  集成D／A轉(zhuǎn)換器  8．2  A／D轉(zhuǎn)換器    8．2．1  A／D轉(zhuǎn)換的基本結(jié)構(gòu)和工作原理    8．2．2  A／D轉(zhuǎn)換器的組成和工作原理    8．2．3  A／D轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)    8．2．4  集成A／D轉(zhuǎn)換器ADC0809  8．3  應(yīng)用電路介紹  本章小結(jié)  名人名事  思考題與習(xí)題  本章實(shí)驗(yàn)第9章  數(shù)字系統(tǒng)的綜合分析  9．1  數(shù)字系統(tǒng)的概念  9．2  數(shù)字系統(tǒng)的分析方法  9．3  數(shù)字系統(tǒng)的實(shí)例分析  本章小結(jié)  名人名事  思考題與習(xí)題  本章實(shí)驗(yàn)附錄  附錄A  電子電路實(shí)驗(yàn)箱簡(jiǎn)介  附錄B  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理簡(jiǎn)介  附錄C  部分基本邏輯單元圖形符號(hào)對(duì)照部分習(xí)題答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　查找故障的目的是，確定產(chǎn)生故障的原因和部位，以便及時(shí)排除，使設(shè)備恢復(fù)正常工作。查找故障通常用以下方法?！　?.直觀檢查法這是一種常規(guī)檢查。是指不采用任何儀器設(shè)備，也不改動(dòng)電路接線。直接觀察電路表面來發(fā)現(xiàn)問題、尋找故障的方法?！　?）靜態(tài)觀察：應(yīng)仔細(xì)觀察電路有沒有被腐蝕、破損；電源熔斷器是否燒斷；電源是否接人電路；導(dǎo)線有無斷線或短路；電子元器件有無變色或脫落，器件是否插對(duì)，引腳有無彎折、互碰；接插件有無松動(dòng)、電解電容有無漏液、焊點(diǎn)有無脫落；多余輸入端處理是否正確；布線是否合理、是否有相碰短路現(xiàn)象。　　2）通電后觀察：仔細(xì)觀察有無異?，F(xiàn)象。如電源是否短路；器件是否因電流過大而產(chǎn)生發(fā)燙、異味或冒煙情況；脈沖是否加入電路。此法適用于對(duì)故障進(jìn)行初步檢查。一般明顯的故障可以用此法發(fā)現(xiàn)。　　3）用儀表測(cè)試電路邏輯功能是否正常，并將檢查的結(jié)果作詳細(xì)記錄，以供分析故障時(shí)使用?！　?.分割測(cè)試法一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)通常由多個(gè)子系統(tǒng)或模塊組成，一旦發(fā)生故障往往很難查找。因此應(yīng)將整個(gè)電路按電路結(jié)構(gòu)或?qū)崿F(xiàn)功能分割成若干相對(duì)獨(dú)立的電路，根據(jù)故障現(xiàn)象和檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析、判斷，將懷疑出故障的子系統(tǒng)或模塊單獨(dú)進(jìn)行檢查。如其輸入信號(hào)和控制信號(hào)都正常，而輸出信號(hào)不正常時(shí)，則故障就出在該子系統(tǒng)或模塊內(nèi)，然后再對(duì)該子系統(tǒng)或模塊內(nèi)的故障進(jìn)行檢查。此法用于快速確定故障范圍，縮短查找故障的時(shí)間。

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