數字電子技術實驗教程/普通高等教育“十二五”創新型規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

房國誌 編

圖書標籤:

• 數字電子技術
• 電子技術
• 實驗教程
• 高等教育
• 教材
• 創新規劃
• 電路分析
• 邏輯電路
• 數字係統
• 模擬電路

齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560341675

版次：1

商品編碼：11312970

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十二五”創新型規劃教材

開本：16開

齣版時間：2013-07-01

用紙：膠版紙

頁數：139

字數：229000

正文語種：中文

內容簡介

　　《數字電子技術實驗教程/普通高等教育“十二五”創新型規劃教材》是按照高等學校電子技術實驗和課程設計的教學要求，結閤作者多年的實踐教學經驗和研究成果編寫而成。《數字電子技術實驗教程/普通高等教育“十二五”創新型規劃教材》共4章，包括：緒論、基礎實驗、設計型實驗和綜閤型實驗。通過基礎型、設計型和綜閤型三個層次的實驗，培養學生運用所學知識解決實際問題的能力，掌握科學研究與工程實踐的基本方法，旨在提高學生的實踐和創新能力。
　　《數字電子技術實驗教程/普通高等教育“十二五”創新型規劃教材》可作為普通高等學校電氣、電子、通信和計算機等電類各專業電子技術實驗和課程設計的教材或教學參考書，也可作為工程技術人員的參考用書。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 數字電路實驗基本知識
1.2 常用門電路和觸發器使用規則
1.3 數字電路測試及故障查找、排除
1.4 常用TTL與CMOS功能相同芯片對照

第2章 基礎型實驗
2.1 實驗一TTL集成邏輯門的邏輯功能測試
2.2 實驗二CMOS門電路測試及接口
2.3 實驗三TTL集電極開路門與三態門的應用
2.4 實驗四用門電路設計加法器和四人錶決電路
2.5 實驗五譯碼器及其應用
2.6 實驗六數據選擇器及其應用
2.7 實驗七集成觸發器功能測試及相互轉換
2.8 實驗八用集成觸發器構成計數器
2.9 實驗九中規模集成計數器的功能測試
2.1 0實驗十移位寄存器及其應用
2.1 1實驗十一順序脈衝發生器及其應用
2.1 2實驗十二集成定時器555
2.1 3實驗十三D／A、A／D轉換器

第3章 設計型實驗
3.1 實驗一用與非門設計1位全加器
3.2 實驗二用集成譯碼器設計1位全減器
3.3 實驗三用集成數據選擇器設計交通燈故障報警電路
3.4 實驗四用集成觸發器設計同步計數器
3.5 實驗五用集成觸發器設計異步計數器
3.6 實驗六任意進製計數器的設計（一）
3.7 實驗七任意進製計數器的設計（二）
3.8 實驗八單穩態觸發器和施密特觸發器設計
……

精彩書摘

　　1．1 數字電路實驗基本知識
　　1．1．1 實驗須知
　　（1）數字電路的輸齣通常隻有高電平“1”與低電平“0”兩種取值，所以通常可以使用直觀的顯示器件——邏輯顯示燈測試其結果，正邏輯下，顯示燈亮為“l”，不亮為“0”。因此測試過程簡單、方便。
　　（2）萬用錶在測試輸入輸齣傳輸特性時必須使用，其他情況如測試綫路通斷時使用萬用錶也比較方便。
　　（3）測試觸發器及時序邏輯電路時輸入的觸發脈衝如果是單脈衝，需要注意其“抖動”會對電路結果産生影響。
　　（4）應養成良好的操作習慣，斷電情況下接綫，以防止損壞元器件。
　　（5）普通電路測試時通常使用標準的5 V電源即可。
　　（6）做復雜實驗用到的器件、芯片較多，應注意所有芯片都要接電源及公用“地”。
　　（7）實驗中應特彆注意芯片多餘輸入端的處理。普通門電路等器件的輸齣端絕對不允許並聯到一起。
　　（8）如果在實驗中由於操作不當或其他原因而齣現異常情況，如數碼管顯示不穩、閃爍、芯片發燙等，首先立即斷電，然後報告老師。切忌忽視現象，繼續實驗。另外，不要將邏輯電平輸齣模塊的輸齣直接接共陰極或共陽極數碼管。
　　1．1．2 數字集成電路封裝
　　中、小規模數字IC中最常用的是TTL電路和CMOS電路。TTL器件型號以74（或54）作為前綴，稱為74／54係列，如74LSlO、74F181、54S86等。中、小規模CMOS數字集成電路主要是4XXX／45XX（X代錶O一9的數字）係列，高速CMOS電路HC（74HC係列）和與TTL兼容的高速CMOS電路HCT（74HCT係列）。TTL電路與CMOS電路各有優缺點：TTL電路速度高；CMOS電路功耗小、電源範圍大和抗乾擾能力強。由於TrL在世界範圍內應用極廣，在數字電路教學實驗中主要使用TTL74係列器件。
　　數字IC器件有多種封裝形式，為瞭便於教學，實驗中所用的74係列器件封裝選用雙列直插式。雙列直插式封裝有以下特點：
　　（1）從正麵（上麵）看，器件一端有一個半圓的缺口，這是正方嚮的標誌。
　　……

前言/序言

數字電路設計與實踐 本書內容概述 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的數字電子技術學習體驗，涵蓋瞭從基礎概念到高級應用的廣泛內容。我們將引導您理解數字信號的本質，掌握構建和分析數字邏輯電路的原理，並最終能夠獨立設計和實現復雜的數字係統。本書的特點在於理論與實踐的高度結閤，通過豐富的實驗案例，您將有機會將所學知識付諸實踐，培養解決實際問題的能力。 第一部分：數字電路基礎 1. 數字信號與邏輯電平 數字信號的定義與特點：我們將首先探討數字信號與模擬信號的區彆，重點講解數字信號的離散性、量化性和編碼特性。理解數字信號的優點，如抗乾擾能力強、信息傳輸精度高、易於存儲和處理等，為後續學習奠定基礎。 高低電平與邏輯狀態：深入講解數字電路中的兩個基本邏輯狀態——“0”和“1”，以及它們在電路中對應的電平範圍（高電平與低電平）。分析不同邏輯傢族（如 TTL、CMOS）在電平定義上的差異，以及電平轉換電路的設計原理。 數字信號的錶示方法：介紹數字信號在時域上的波形錶示，以及二進製、十進製、十六進製等不同數製之間的轉換。講解位、字節、字等基本單位的概念，為理解數據錶示和處理打下基礎。 2. 基本邏輯門電路 與門 (AND)：講解與門的邏輯功能、真值錶、邏輯符號和電路實現。分析與門在組閤邏輯電路中的應用，如條件判斷、信號選通等。 或門 (OR)：講解或門的邏輯功能、真值錶、邏輯符號和電路實現。分析或門在組閤邏輯電路中的應用，如信號閤並、優先級判斷等。 非門 (NOT)：講解非門的邏輯功能、真值錶、邏輯符號和電路實現。分析非門在信號翻轉、反相緩衝等方麵的作用。 與非門 (NAND)：講解與非門的邏輯功能、真值錶、邏輯符號和電路實現。強調與非門作為“萬能門”的重要性，以及如何用與非門實現其他基本邏輯門。 或非門 (NOR)：講解或非門的邏輯功能、真值錶、邏輯符號和電路實現。強調或非門作為“萬能門”的重要性，以及如何用或非門實現其他基本邏輯門。 異或門 (XOR)：講解異或門的邏輯功能、真值錶、邏輯符號和電路實現。分析異或門在奇偶校驗、數據比較等方麵的應用。 同或門 (XNOR)：講解同或門的邏輯功能、真值錶、邏輯符號和電路實現。分析同或門在數據相等檢測等方麵的應用。 邏輯門電路的集成應用：通過簡單的組閤邏輯電路實例，展示如何將多個基本邏輯門組閤起來實現更復雜的邏輯功能。 3. 布爾代數與邏輯錶達式化簡 布爾代數的基本公理與定理：係統介紹布爾代數中的基本公理（如交換律、結閤律、分配律、互補律、同一律、零律、吸收律等）和重要定理（如德摩根定理、重疊定理、反演定理等）。 邏輯錶達式的化簡方法： 代數法：運用布爾代數定理對邏輯錶達式進行推導和化簡，重點掌握變量提取、閤並同類項、消除冗餘項等技巧。 卡諾圖法 (Karnaugh Map)：詳細講解卡諾圖的繪製、分組和讀取方法。通過不同變量數（2變量、3變量、4變量、5變量）的卡諾圖實例，演示如何快速化簡邏輯錶達式，並化簡得到最簡或最簡範式。 奎恩-麥剋拉斯基法 (Quine-McCluskey)：介紹一種更係統化的代數化簡方法，適用於變量較多的情況。講解如何通過求和項的最小項組閤來獲得最簡析取範式。 最小項和最大項：理解最小項和最大項的概念，以及它們與邏輯函數的對應關係。學習如何由真值錶寫齣最小項錶達式和最大項錶達式，以及如何進行相互轉換。 最簡析取範式和最簡閤取範式：理解這兩種邏輯錶達式形式的含義，以及它們在電路設計中的重要性。 第二部分：組閤邏輯電路 1. 編碼器與譯碼器 編碼器：講解普通編碼器（如十進製轉二進製）、優先級編碼器（如8綫-3綫優先級編碼器）的原理、結構和應用。分析優先級編碼器如何解決輸入信號衝突的問題。 譯碼器：講解通用譯碼器（如3綫-8綫譯碼器）、BCD碼譯碼器（如74LS47）、驅動顯示器的譯碼器（如數碼管驅動電路）的原理、結構和應用。重點介紹譯碼器在地址選擇、功能控製等方麵的作用。 2. 數據選擇器與數據分配器 數據選擇器 (Multiplexer, MUX)：講解數據選擇器的功能（“多路開關”）、工作原理、結構和控製綫的作用。介紹不同類型的數據選擇器（如2選1、4選1、8選1等）。分析數據選擇器在信號路由、邏輯功能實現等方麵的應用。 數據分配器 (Demultiplexer, DEMUX)：講解數據分配器的功能（“一路多路分配”）、工作原理、結構和控製綫的作用。分析數據分配器在信號分發、數據傳輸等方麵的應用。 3. 加法器與減法器 半加器與全加器：講解半加器和全加器的邏輯功能、真值錶、電路實現，以及它們作為構建更復雜加法器的基礎。 串行加法器與並行加法器：介紹串行加法器和並行加法器的工作原理、結構特點和性能比較。 二進製減法器：講解二進製減法的原理，以及如何通過“加補碼”的方式實現減法。介紹各種減法器的實現方式，如藉位減法器。 ALU (算術邏輯單元) 簡介：初步介紹ALU的功能，瞭解其如何集成加法、減法等算術運算和邏輯運算。 4. 比較器與奇偶校驗電路 數字比較器：講解一位比較器和多位比較器的邏輯功能、電路實現，以及它們如何判斷兩個二進製數的大小關係（大於、小於、等於）。 奇偶校驗電路：介紹偶校驗和奇校驗的概念，講解生成奇偶校驗位的電路（異或門實現）和檢測奇偶校驗位的電路。分析奇偶校驗在數據傳輸中的錯誤檢測作用。 第三部分：時序邏輯電路 1. 觸發器 基本概念：介紹觸發器的定義、狀態、翻轉和時鍾信號的作用。理解觸發器作為時序邏輯電路的基本存儲單元。 SR 觸發器：講解基本SR觸發器、帶置位/復位端SR觸發器（帶異步控製）的原理、真值錶、狀態圖和電路實現。分析其潛在的約束條件（如輸入端同時為1）。 D 觸發器：講解D觸發器的邏輯功能、真值錶、狀態圖和電路實現。理解D觸發器作為數據存儲單元的特點。 JK 觸發器：講解JK觸發器的邏輯功能、真值錶、狀態圖和電路實現。分析JK觸發器的豐富功能，以及如何通過JK觸發器實現T觸發器。 T 觸發器：講解T觸發器的邏輯功能、真值錶、狀態圖和電路實現。分析T觸發器在計數器中的應用。 主從觸發器與邊沿觸發器：講解主從觸發器的結構和工作原理，如何避免亞穩態。介紹上升沿觸發器和下降沿觸發器的概念。 2. 寄存器 基本寄存器：講解由D觸發器構成的基本寄存器，實現數據的並行存儲。 移位寄存器： 串入串齣 (SISO)：講解其工作原理和電路結構。 串入並齣 (SIPO)：講解其工作原理和電路結構，及其在並行輸齣中的應用。 並入串齣 (PISO)：講解其工作原理和電路結構，及其在串行輸入中的應用。 並入並齣 (PIPO)：講解其工作原理和電路結構，實現數據的並行輸入和並行輸齣。 移位寄存器的應用：介紹移位寄存器在串並轉換、數字延遲、波形生成等方麵的應用。 3. 計數器 同步計數器： 異步計數器 (行波計數器)：講解其工作原理，以及時鍾信號的傳遞方式。分析異步計數器在進位傳播延遲方麵的不足。 同步計數器：講解其工作原理，所有觸發器的時鍾信號統一。介紹同步加法計數器、同步減法計數器、同步加減計數器（可預置數）。 計數器的分類：介紹按進製分類（二進製、十進製）、按計數方嚮分類（加法、減法、可逆）。 應用：介紹計數器在分頻、定時、數字顯示、頻率測量等方麵的應用。 4. 狀態機設計 有限狀態機 (FSM)：介紹有限狀態機的基本模型，包括狀態、輸入、輸齣、狀態轉移和輸齣邏輯。 摩爾型和米利型狀態機：講解這兩種狀態機的區彆和特點。 狀態機設計步驟：從需求分析齣發，繪製狀態轉換圖，建立狀態轉移錶，化簡狀態，分配狀態編碼，設計組閤邏輯輸齣和觸發器。 應用實例：通過實際例子，如交通燈控製器、序列檢測器等，展示狀態機設計的過程和能力。 第四部分：存儲器與接口技術 1. 半導體存儲器 RAM (隨機存取存儲器)： SRAM (靜態隨機存取存儲器)：講解其工作原理，以及使用觸發器實現存儲單元的特點。 DRAM (動態隨機存取存儲器)：講解其工作原理，以及使用電容存儲的特點，並介紹刷新機製。 ROM (隻讀存儲器)： PROM (可編程隻讀存儲器)：介紹其特點。 EPROM (可擦寫可編程隻讀存儲器)：介紹其特點。 EEPROM (電可擦寫可編程隻讀存儲器)：介紹其特點。 Flash 存儲器：介紹其特點和廣泛應用。 存儲器接口：講解存儲器的地址綫、數據綫、控製綫（讀/寫信號、片選信號）的功能，以及如何通過存儲器控製器與CPU進行交互。 2. 數字電路的接口技術 I/O 接口：講解通用I/O接口的功能，以及並行接口和串行接口的區彆。 中斷技術：介紹中斷的概念，中斷請求、中斷響應、中斷服務程序的工作流程。 DMA (直接內存訪問)：介紹DMA的原理，以及它如何減輕CPU的負擔。 通信接口：介紹常見的通信接口標準（如UART、SPI、I2C），以及它們在設備間通信中的作用。 第五部分：實際應用與進階 1. 集成電路基礎 TTL 和 CMOS 邏輯係列：對比介紹TTL和CMOS邏輯係列芯片的特點、工作電壓、功耗、速度等方麵的差異。 數字集成電路的選用：講解在設計中如何根據性能、功耗、成本等因素選擇閤適的集成電路。 PCB 設計基礎：簡要介紹數字電路PCB設計中的一些基本原則，如信號完整性、電源分配、布局布綫等。 2. 數字係統設計實例 多功能數字時鍾：綜閤運用計數器、譯碼器、數碼管驅動等知識，設計一個具有時、分、秒顯示的數字時鍾。 簡易計算器：集成算術邏輯單元、按鍵輸入、顯示驅動等模塊，設計一個基本的四則運算計算器。 交通信號燈控製器：運用狀態機設計原理，實現一個包含紅、綠、黃燈的交通信號燈控製係統。 3. 可編程邏輯器件 (PLD) 簡介 CPLD (復雜可編程邏輯器件)：介紹其結構和工作原理。 FPGA (現場可編程門陣列)：介紹其結構和工作原理，以及在現代數字係統設計中的重要地位。 硬件描述語言 (HDL)：簡要介紹Verilog或VHDL語言，以及它們在PLD/FPGA設計中的作用。 實驗環節 本書的實驗部分將與理論內容緊密結閤，每個章節都配有相應的實驗項目。實驗內容從簡單到復雜，涵蓋瞭基本邏輯門電路的驗證、組閤邏輯電路的實現、時序邏輯電路的設計與調試等。實驗平颱將提供常用數字集成電路芯片、麵包闆、電源、信號發生器、邏輯分析儀等必要的實驗器材。通過親手搭建和調試電路，讀者將能更深刻地理解理論知識，並熟練掌握實際操作技能。 學習建議 理論與實踐並重：認真學習理論知識，同時務必積極參與實驗。理論是基礎，實踐是檢驗。 多動手：不要怕犯錯，大膽嘗試。每一次電路的連接、每一次程序的調試，都是寶貴的學習經驗。 善於思考：在設計和調試過程中，多問“為什麼”，嘗試分析問題齣現的根本原因。 參考資料：在遇到睏難時，及時查閱相關技術資料、芯片手冊，並與其他學習者交流討論。 通過本書的學習，您將建立起紮實的數字電子技術基礎，掌握分析和設計數字電路的方法，為未來在電子信息、自動化、計算機等相關領域的學習和工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電子技術實驗教程》真的給我帶來瞭很多驚喜！作為一個對電子工程充滿好奇但又有些基礎薄弱的學生，我一直覺得理論知識雖然重要，但脫離瞭實踐總感覺隔靴搔癢。這本書恰好彌補瞭我的這一遺憾。從最基礎的二極管、三極管的特性麯綫測量，到復雜的組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計與驗證，每一個實驗都安排得循序漸進，邏輯清晰。特彆是初期的實驗，老師們會非常細緻地講解每一個元器件的原理、操作方法，以及可能遇到的問題和注意事項。我記得第一次做二極管的伏安特性麯綫實驗時，生怕接錯綫燒壞元件，但跟著教程一步步來，從搭好電路、到數據記錄、再到麯綫繪製，整個過程都感覺掌控之中。更讓我覺得貼心的是，書中不僅僅是給齣瞭實驗步驟，還會在每個實驗的開頭或結尾，點撥一下這個實驗背後的核心概念，比如為什麼我們需要測量這個麯綫，它又和二極管的什麼特性相關。這種理論與實踐的結閤，讓我不再是機械地操作，而是真正理解瞭每一個步驟的意義。而且，書中的一些插圖和示意圖也非常清晰，比如電路原理圖、元件引腳圖，甚至是實驗現象的示意圖，都幫助我快速地理解和操作，大大減少瞭摸索的時間。

評分☆☆☆☆☆

這本書最大的亮點之一，在於它並沒有止步於“照貓畫虎”式的實驗演示，而是鼓勵讀者進行更深層次的思考和探索。很多實驗在完成基礎功能搭建之後，都提供瞭“思考與拓展”的欄目。比如在學習瞭基本觸發器之後，書中會引導你去思考如何利用它們構建更復雜的寄存器，甚至是一個簡單的微處理器的雛形。這種開放性的設計，極大地激發瞭我的學習興趣和創新思維。我記得在做一個LED流水燈實驗時，完成基本的左移右移功能後，我嘗試按照拓展部分的思路，加入瞭閃爍模式和隨機模式，雖然花費瞭更多的時間，但看著自己設計的程序在硬件上實現，那種喜悅感是無與倫比的。而且，這本書在講解一些實驗時，還巧妙地引入瞭一些實際應用場景，比如在講解譯碼器時，就聯係到瞭數碼管的驅動，讓我更能感受到所學知識的實用性。這不僅僅是一本實驗教材，更像是一位循循善誘的良師益友，引導我們從基礎走嚮應用，從理論走嚮創造。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的設計理念非常“接地氣”。我之前也翻閱過一些數字電子技術的書籍，有些過於理論化，看完一頭霧水，有些又是簡單堆砌的實驗，缺乏深入的講解。但《數字電子技術實驗教程》在這兩者之間找到瞭很好的平衡點。它的實驗內容涵蓋瞭數字電路的方方麵麵，從最基礎的邏輯門電路，到各種觸發器、寄存器、計數器，再到一些更高級的應用，比如模數轉換和數模轉換的簡單實現。我尤其喜歡書中對每個實驗的“設計思路”部分的闡述，它會引導你去思考如何從需求齣發，一步步推導齣電路的結構。比如在設計一個簡單的電子琴時，它不會直接給你一個現成的電路圖，而是會讓你先分析需要哪些按鍵、哪些音調發生器，以及如何控製它們的組閤。這種“授人以漁”的方式，讓我覺得非常有成就感。而且，書中的實驗器材清單也非常詳細，方便我們提前做好準備。即使是實驗過程中遇到的一些常見故障，比如虛焊、短路，書裏也有相應的排查方法和建議，這對於初學者來說簡直是福音。讓我印象深刻的是，在做脈衝發生器實驗時，我一度以為是自己搭錯瞭，結果對照書中的故障排除章節，發現是某個電容的極性接反瞭，及時糾正瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排邏輯和內容深度，對於我這樣的非電子專業背景但想深入瞭解數字電子技術的人來說，簡直是量身定製。它從最基礎的邏輯門開始，逐步過渡到復雜的組閤邏輯和時序邏輯電路，每一個概念的引入都非常自然，不至於讓初學者感到突兀。而且，書中大量的實驗案例，都選取得非常有代錶性，能夠很好地鞏固和加深對理論知識的理解。比如在學習JK觸發器時，書裏就通過一個簡單的交通燈控製器實驗，生動地展示瞭觸發器在狀態轉換中的作用。我特彆喜歡書中對每一個實驗的“實驗目的”和“實驗重點”的明確界定，讓我能夠在一開始就把握住學習的重心。同時，書中提供的電路圖都非常規範，易於識彆，而且在一些關鍵節點，還會用箭頭或文字標注，方便理解電流的流嚮和信號的傳遞。這對於我這種需要反復對照電路圖進行操作的人來說，真是幫瞭大忙。

評分☆☆☆☆☆

翻閱這本《數字電子技術實驗教程》，我最大的感受就是它的“係統性”和“前瞻性”。它並非零散的實驗集閤，而是圍繞著數字電子技術的核心概念，構建瞭一個完整的知識體係。從最基礎的布爾代數和邏輯門，到寄存器、計數器、狀態機，再到一些簡單的微處理器架構和接口技術，這本書都進行瞭相當全麵且深入的講解。我尤其欣賞書中在介紹復雜電路時，會先從其功能需求齣發，然後逐步分解，直到最終的邏輯電路實現。這種自頂嚮下的設計思路，讓我能夠更好地理解整個係統的構成和各個模塊之間的關係。而且，書中還涉及瞭一些現代數字設計中常用的概念，例如時序約束和時鍾域處理，雖然隻是點到為止，但已經足夠讓我對未來的學習方嚮有一個初步的瞭解。這本教材讓我覺得，我不僅僅是在學習如何搭建電路，更是在學習一種解決問題的方法論，一種構建復雜數字係統的思維方式。