數字電子技術 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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黃淑珍，祝再興，薑亞萍 編

圖書標籤:

• 數字電路
• 電子技術
• 數字電子
• 電路分析
• 邏輯電路
• 半導體
• 電子工程
• 計算機硬件
• 嵌入式係統
• 電子設計

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302370611

版次：1

商品編碼：11663327

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 21世紀高等學校電子信息類專業核心課程工程型規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-03-01

用紙：膠版紙

頁數：200

字數：337000

正文語種：中文

編輯推薦

　　近年來，參加全國大學生電子設計競賽的高職高專院校學生逐年增多，各高校也都非常重視，除瞭在相關課程的日常教學中加大訓練力度外，還在選拔參賽隊員前後組織相關輔導和強化訓練，急需要適閤這類學生的競賽培訓教材。
　　在總結前期教材編寫齣版經驗的基礎上，組織編寫瞭這套既可用於全國大學生電子設計競賽，也可用於電子信息類專業電子産品設計與製作核心能力培養的工程型係列教材，以期推動大學生電子設計競賽和高等學校電子信息類專業的教學改革和教材建設。
　　該係列教材的定位是首先滿足課堂教學，同時兼顧電子設計競賽培訓的需求。如果學生學完這套從書的內容，參加電子設計競賽前隻需要強化實踐技能的訓練即可；如果學校教學計劃中沒有安排這套教材中的全部課程，競賽培訓時就要補充有關內容。
　　該係列教材打破瞭傳統的理論體係，采用基於CDIO（Conceive、Design、Implement、Operate，構思、設計、實現、運行）工程教育理念的項目化教學模式，將每門課程的核心內容融入到一個個項目中，根據項目的需要，按照項目內容、必備知識、項目實施和擴充知識的架構對傳統教材內容進行瞭重組。
　　該係列教材編寫中聘請瞭行業企業的工程技術人員參與，每部教材的編者中至少有一位是來自行業企業的一綫工程技術人員。
　　該係列教材的主編、副主編和其他作者均有著豐富的教學和工程實踐經驗，多數作者還具有指導大學生電子設計競賽的經曆，有的作者指導的學生代錶隊還獲得過全國奬。他們有著強烈的責任意識、質量意識和創新意識，在教材編寫過程中每個細節的工作都精益求精，使教材的質量達到瞭較高水平。

內容簡介

　　本書本著“必需、夠用”的原則，基於CDIO（Conceive、Design、Implement、Operate，構思、設計、實現、運行）的項目化教學模式而編寫。全書包括簡單三人錶決器設計、LED顯示譯碼器設計、四人搶答器設計、二十四進製電子數字鍾設計、報警器設計、數字溫度計設計、簡易交通燈控製邏輯電路設計、簡易數字頻率計設計和數字密碼鎖設計九個項目。每個項目都分為項目內容、必備知識、項目實施、擴充知識4部分內容。
　　本書內容精練、實用性和針對性強，可作為高等專科和職業院校電子信息類專業學生參加電子設計競賽、技能大賽以及應用型電子工程技術人纔培養的培訓教材，也可以作為高職高專和二、三類本科電子信息等專業學生的“數字電子技術”教材，還可以作為電子設計與製作者的參考書。

內頁插圖

目錄

項目1簡單三人錶決器設計
1.1項目內容
1.1.1項目簡介
1.1.2項目要求
1.1.3項目目標
1.2必備知識
1.2.1數製與編碼
1.2.2邏輯代數基礎知識
1.2.3邏輯門電路
1.3項目實施
1.3.1構思——簡單錶決器的設計方案
1.3.2設計——簡單錶決器的電路設計與仿真
1.3.3實現——簡單錶決器的組裝與調試
1.3.4運行——簡單錶決器的測試與性能分析
1.4擴充知識
1.4.1集成電路的使用
1.4.2麵包闆的使用
項目小結
課後練習
項目2LED顯示譯碼器設計
2.1項目內容
2.1.1項目簡介
2.1.2項目要求
2.1.3項目目標
2.2必備知識
2.2.1組閤邏輯電路分析和設計
2.2.2編碼器
2.2.3譯碼器
2.2.4數據選擇器
2.2.5加法器
2.2.6數值比較器
2.3項目實施
2.3.1構思——LED顯示譯碼器的設計方案
2.3.2設計——LED顯示譯碼器的電路設計與仿真
2.3.3實現——LED顯示譯碼器的組裝與調試
2.3.4運行——LED顯示譯碼器的測試與性能分析
2.4擴充知識
2.4.1LED數碼管的檢測
2.4.2數據分配器
項目小結
課後練習
項目3四路搶答器設計
3.1項目內容
3.1.1項目簡介
3.1.2項目要求
3.1.3項目目標
3.2必備知識
3.2.1RS觸發器
3.2.2JK觸發器
3.2.3D觸發器
3.2.4T和T′觸發器
3.3項目實施(含仿真)
3.3.1構思——搶答器的設計方案
3.3.2設計——搶答器電路的設計與仿真
3.3.3實現——搶答器的組裝與調試
3.3.4運行——搶答器的測試與性能分析
3.4擴充知識
3.4.1集成觸發器的選型
3.4.2集成觸發器的檢測
3.4.3鎖存器
項目小結
課後練習
項目4二十四進製電子數字鍾設計
4.1項目內容
4.1.1項目簡介
4.1.2項目要求
4.1.3項目目標
4.2必備知識
4.2.1寄存器
4.2.2計數器
4.2.3任意進製計數器
4.3項目實施
4.3.1構思——二十四進製電子數字鍾的設計方案
4.3.2設計——二十四進製電子數字鍾的電路設計與仿真
4.3.3實現——二十四進製電子數字鍾的組裝與調試
4.3.4運行——二十四進製電子數字鍾的測試與性能分析
4.4擴充知識
4.4.1存儲器
4.4.2數字鍾
項目小結
課後練習
項目5報警器設計
5.1項目內容
5.1.1項目簡介
5.1.2項目要求
5.1.3項目目標
5.2必備知識
5.2.1555電路原理
5.2.2施密特觸發器
5.2.3單穩態觸發器
5.2.4多諧振蕩器
5.3項目實施
5.3.1構思——報警器的設計方案
5.3.2設計——報警器的設計與仿真
5.3.3實現——報警器的組裝與調試
5.3.4運行——報警器的測試與性能分析
5.4擴充知識
5.4.1555定時器內部結構圖(前麵已講授)
5.4.2遙控器的工作原理
項目小結
課後練習
項目6數字溫度計設計
6.1項目內容
6.1.1項目簡介
6.1.2項目要求
6.1.3項目目標
6.2必備知識
6.2.1A/D轉換
6.2.2D/A轉換
6.3項目實施
6.3.1構思——數字溫度計的設計方案
6.3.2設計——數字溫度計的設計與仿真
6.3.3實現——數字溫度計的組裝與調試
6.3.4運行——數字溫度計的測試與性能
6.4擴充知識
6.4.1溫度檢測
6.4.2傳感器
項目小結
課後練習
項目7簡易交通燈控製邏輯電路設計
7.1項目內容
7.1.1項目簡介
7.1.2項目要求
7.1.3項目目標
7.2項目實施
7.2.1構思——簡易數字鍾的設計方案
7.2.2設計——簡易數字鍾的電路設計與仿真
7.2.3實現——交通燈控製邏輯電路的組裝與調試
7.2.4運行——交通燈控製邏輯電路的測試與性能分析
7.3擴充知識
項目小結
課後練習
項目8簡易數字頻率計的設計
8.1項目內容
8.1.1項目簡介
8.1.2項目要求
8.1.3項目目標
8.2項目實施
8.2.1構思——數字頻率計的設計方案
8.2.2設計——數字頻率計的電路設計與仿真
8.2.3實現——數字頻率計的組裝與調試
8.2.4運行——數字頻率計的測試與性能分析
8.3擴充知識
8.3.1普通信號發生器
8.3.2電路仿真簡介
項目小結
課後練習
項目9數字密碼鎖設計
9.1項目內容
9.1.1項目簡介
9.1.2項目要求
9.1.3項目目標
9.2項目實施
9.2.1構思——數字密碼鎖的設計方案
9.2.2設計——數字密碼鎖的電路設計
9.2.3實現——數字密碼鎖的組裝與調試
9.2.4運行——數字密碼鎖的測試與性能分析
9.3擴充知識
9.3.1揚聲器
9.3.2達林頓管
項目小結
課後練習
附錄A常用邏輯符號對照錶
附錄B74係列芯片 名字對照
附錄C4000係列芯片 名字對照
參考文獻

精彩書摘

　　項目3四路搶答器設計
　　3.1項目內容
　　3.1.1項目簡介
　　本項目是利用觸發器的“記憶”功能，設計一個四路搶答器電路，實現仿真電路，完成電路的組裝與調試，並對電路進行測試和性能分析。
　　3.1.2項目要求
　　本電路是一個可容納四人（組）參賽的競賽搶答器，每人（組）有一個搶答按鈕以供搶答使用，主持人或者競賽裁判持有一個清零按鈕，清零後，各人（組）前顯示燈不亮。搶答開始後，最先按下按鈕搶答的人（組）麵前的燈亮起。後按下按鈕搶答的人（組）麵前的燈不會點亮。若有兩人（組）或兩人（組）以上同時搶答，則所有的搶答信號無效，其前麵的燈都不會亮起。
　　3.1.3項目目標
　　(1) 熟練掌握RS觸發器的電路結構和工作原理。
　　(2) 熟練掌握JK觸發器的電路結構和工作原理。
　　(3) 熟練掌握D觸發器的電路結構和工作原理。
　　(4) 熟練掌握T觸發器的電路結構和工作原理。
　　(5) 瞭解集成觸發器的選型和檢測。
　　3.2必備知識
　　數字電路中除瞭邏輯運算和算數運算的組閤電路外，還有一種具有記憶功能的時序邏輯電路，而觸發器是構成該電路的基本單元，一個觸發器能夠存儲1位二進製碼，該觸發器有兩個互補輸齣端，其輸齣不僅與當前的輸入有關，而且還與先前的輸齣狀態有關。觸發器的結構及觸發方式有多種形式，不同的種類具有不同的邏輯功能。功能錶、特徵方程及狀態圖是用來分析電路功能的常用的3種方式。觸發方式上，以分析輸齣狀態和輸入狀態與觸發脈衝之間的時間關係為主。
　　3.2.1RS觸發器
　　1. 基本RS觸發器
　　基本RS觸發器是一種最為簡單的觸發器，但又是其他復雜觸發器的基本的組成部分。
　　1) 電路的結構和工作原理
　　如圖3.1(a)所示，將兩個或非門的輸齣端分彆接在相對的或非門的輸入端上，即可構成基本RS觸發器，R、S端是觸發器的兩個輸入端，Q、端是觸發器的兩個輸齣端，由邏輯關係可知觸發器的邏輯錶達式為
　　Q=R+
　　=S+Q
　　圖3��1兩個或非門組成的基本RS觸發器
　　當R=1、S=0時，無論原來的電路輸齣為何狀態，都有G2的輸齣Q=0、Q=0和S=0作為G1的輸入，使得=1。
　　當R=0、S=1時，無論原來的電路輸齣為何狀態，都有G1的輸齣=0、=0和R=0作為G2的輸入，使得Q=1。
　　當R=0、S=0時，G1和G2的輸齣取決於Q和的原來狀態，原來處於什麼狀態依然處於什麼狀態，即保持原狀態不變。
　　當R=1、S=1時，無論原來為何狀態，都有G2的輸齣Q=0，Q=0和S=1作為G1的輸入，使得=0。顯然在此條件下，兩個或非門的輸齣端均為0，兩個輸齣端的信號互補關係不成立。而且在兩個輸入信號同時變為無效（R=0，S=0）消失後，不能確定觸發器的狀態是0還是1，這種情況要避免，因此在正常工作時輸入信號應當遵守RS=0的約束條件，也就是不允許兩個輸入端同時為1的信號。
　　綜上所述，當觸發器的R、S端輸入不同的電平時，它的Q和兩個輸齣端處於兩種互補的穩定狀態。我們規定，一般觸發器的狀態通常指的是Q端的狀態，R=1、S=0時，Q端狀態為0態，我們稱觸發器置0，或者稱復位，R=1實際上是決定條件，所以稱R為置0輸入端或者復位端。R=0、S=1時，Q端狀態為1態，我們稱觸發器置1，或者稱置位，S=1實際上是決定條件，所以稱S為置1輸入端或者置位端。
　　如果觸發器原來為0態，為使之變為1態，必須令R端的電平由1變為0，S端的電平由0變為1，此時所加的輸入信號稱為觸發信號，由此産生的觸發器的狀態轉換的過程稱為翻轉。觸發過程由電平控製，因此觸發器稱為電平控製觸發器。而R端和S端的功能是使其置0或者置1，所以該觸發器又稱為置位復位觸發器，也叫置0置1觸發器，其功能錶如錶3��1所示。
　　錶3��1兩個或非門組成的基本RS觸發器功能錶
　　RSQ
　　011
　　100
　　00不變
　　11不定
　　如圖3.2所示，是用兩個與非門輸入輸齣交叉相連構成的觸發器，這種觸發器的觸發信號是低電平有效的。
　　圖3.2兩個與非門組成的基本RS觸發器
　　其邏輯錶達式為
　　Q=S
　　=RQ
　　其觸發功能錶如錶3��2所示。同學們可自行分析其工作狀態。
　　錶3��2兩個與非門組成的基本RS觸發器的功能錶
　　RSQ
　　101
　　010
　　11不變
　　00不定
　　2) 應用舉例
　　【例3��1】用與非門和基本RS觸發器構成4位二進製數碼寄存器。
　　圖3��3例3��1數碼寄存器
　　解： 如圖3��3所示，是由與非門組成的基本的RS觸發器和與非門構成的4位數碼寄存器原理圖，其工作原理如下：
　　（1） 清零過程
　　開始清零時，CR端和LD端均加低電平，此時4個與非門輸齣均為高電平，觸發器S端被置高電平，R端置低電平，此時各個觸發器處於0態，當CR信號消失時，此時R端為高電平，觸發器輸齣處於不變狀態。
　　（2） 置數過程
　　清零過程結束後，LD端處於高電平有效狀態，4個與非門打開，D0~D3以反碼方式加入到對應的觸發器的S端，由觸發器的功能可知，觸發器的輸齣狀態應與D0~D3的狀態一緻，當LD信號迴到低電平後，觸發器的R、S端均為1，又迴到瞭不變的狀態，並且LD將與非門封鎖。
　　2. 同步RS觸發器
　　在基本的RS觸發器電路中，由於R端和S端的輸入信號都是直接加到輸入端上的，所以在輸入信號全部作用時間內，都能直接改變輸齣端Q和的狀態，這也是基本RS觸發器的動作特點，所以我們又把S端和R端叫做直接置位端和直接復位端，把基本的RS觸發器叫做直接置位、復位觸發器。
　　但是在數字電路中，為瞭使數字係統的各部分動作協調，通常需要某些觸發器在同一時刻工作，為實現這一目的，在數字電路中引進同步信號，參加工作的觸發器需要在同步信號到達時纔能根據輸入信號改變狀態。這個同步信號我們稱之為時鍾脈衝信號，或者叫時鍾信號、時鍾，通常用CP(Clock Pulse)錶示。
　　為瞭區彆基本RS觸發器那樣的直接置位、復位的觸發器，我們把受時鍾脈衝信號控製的觸發器統稱為時鍾觸發器。
　　1) 電路的結構和工作原理
　　如圖3.4所示為最簡便的由時鍾控製的同步RS觸發器。該電路主要由兩部分組成： G1和G2組成輸入控製門電路，G3和G4組成基本的RS觸發器。
　　圖3.4同步RS觸發器
　　輸入信號要經過G1和G2兩個與非門傳遞，但是兩個與非門同時受CP脈衝信號的控製。當CP=0時，G1和G2兩個門截止，即輸入信號被封鎖，S、R不起作用，觸發器的狀態保持不變。當CP=1時，S、R信號通過G1和G2兩個門作用於G3和G4組成的基本的RS觸發器上，觸發器觸發翻轉，Q和的狀態跟隨輸入狀態的變化而變化。
　　為研究觸發器翻轉狀態的變化，區分觸發前後不同的狀態，我們把觸發器觸發前的狀態稱為現態，用Qn錶示，觸發後的狀態稱為次態，用Qn+1錶示。由圖中邏輯關係可知：
　　Qn+1=Qn
　　Qn+1=Qn
　　由以上分析可知同步RS觸發器的功能錶如錶3��3所示。
　　錶3��3同步RS觸發器的功能錶
　　CPSRQnQn+1說明
　　00000輸齣狀態不變
　　10011輸齣狀態不變
　　10100輸齣與S相同
　　10110輸齣與S相同
　　11001輸齣與S相同
　　11011輸齣與S相同
　　1110—輸齣狀態不定
　　1111—輸齣狀態不定
　　觸發器的邏輯功能還可以用邏輯函數錶達式來描述，這種描述邏輯功能的函數錶達式稱為狀態轉移方程或者稱為特徵方程，一般簡稱狀態方程。由錶3��3可得同步RS觸發器的特徵方程為：
　　Qn+1=S+Qn
　　SR=0(約束條件)
　　觸發器的邏輯功能還可以采取圖形的方式錶示，即狀態轉移圖，如圖3��5所示。兩個圓圈代錶觸發器的兩個穩定狀態，箭頭錶示在信號的作用下狀態轉移的方嚮，旁邊的標注為狀態轉移的條件。
　　圖3��5同步RS觸發器狀態轉移圖
　　2） 應用舉例
　　【例3��2】如圖3��4所示同步RS觸發器中CP、S、R的波形如圖3��6所示，觸發器初始狀態為Q=0，試畫齣Q1、Q2、Q和的波形圖。
　　圖3.6例3.2波形圖
　　解： 根據題意及同步RS觸發器的功能錶，畫齣Q1、Q2、Q和的波形示於同一圖中。
　　在CP高電平時觸發器翻轉，與基本的RS觸發器相比，對觸發器增加瞭時間控製，G1和G2的輸齣直接影響觸發器的狀態，而在CP=1的時間間隔內，因為門G1和G2處於開啓狀態，R、S的變化就會引起觸發器狀態的變化。因此這種觸發器的翻轉是被控製在一個時間間隔內，而不是控製在某一時刻進行。
　　3. 主從觸發器
　　同步觸發器中，隻有當CP=1時，此時S、R的信號纔可以通過G1和G2兩個門加到後端的觸發器上，從而引起觸發器的翻轉工作，如果此時要保持觸發器的輸齣不變，就必須維持當前的輸入R、S信號不變。當在CP=1時，任何R和S的變化都會引起觸發器輸齣端的翻轉變化，這樣會大大降低觸發器的抗乾擾信號的能力。為瞭改善觸發器的工作可靠性，提高其抗乾擾信號的能力，我們希望觸發器在時鍾脈衝信號電平有效期間其輸齣狀態隻變化一次，為此在同步觸發器的基礎上，改善設計齣主從觸發器。
　　1) 電路的結構和工作原理
　　主從觸發器由兩級觸發器構成，如圖3��7所示。
　　圖3��7由兩個同步的RS觸發器構成的主從RS觸發器
　　前一個觸發器是主觸發器，由G5~G8 4個與非門組成； 後一個觸發器是從觸發器，由G1~G4 4個與非門組成。其中主觸發器的狀態由輸入信號直接決定，從觸發器的輸入端接在主觸發器的輸齣端，其輸齣狀態由主觸發器的狀態決定，主觸發器和從觸發器均由同一時鍾脈衝CP控製，但信號相位相反，如圖3��7中，CP脈衝直接接到主觸發器，再經由反相器G9接到從觸發器上。其工作原理如下：
　　當CP=1時，G7和G8兩個門被打開，而G3和G4兩個門被封鎖，主觸發器根據輸入的S、R信號翻轉，而從觸發器的輸齣由於G3和G4兩個門的封鎖而保持原狀態不變。
　　當CP由1變成0的時候，情況正好相反，此時G7和G8兩個門被封鎖，而G3和G4兩個門被打開，由於G7和G8兩個門被封鎖，其輸齣狀態保持不變，輸入信號的變化不會再影響主觸發器的輸齣，而G3和G4兩個門的打開，使得主觸發器的輸齣信號加到從觸發器的輸入端，從觸發器按照和主觸發器一樣的狀態翻轉，即使此時的輸入信號再發生變化，也不會影響觸發器的輸齣，也就是說，在CP的一個變化周期內，觸發器的輸齣隻能發生一次變化。
　　注意： 觸發器的輸齣發生翻轉是在CP信號由高電平變為低電平的瞬間時刻完成的，所以該主從RS觸發器屬於負跳沿(下降沿)動作型，在邏輯符號中，CP信號輸入端的小圓圈即錶示負跳沿(下降沿)動作，相反在CP正跳沿(上升沿)動作時，則沒有該小圓圈。
　　分析可知，主從RS觸發器的邏輯功能與同步RS觸發器的邏輯功能是一樣的，也就是說它們的功能錶、特徵方程和狀態轉換圖是一緻的，這裏不再敘述。
　　2） 應用舉例
　　【例3��3】圖3��7所示的主從RS觸發器中，若CP、S、R的波形如圖3��8所示，試畫齣Q和的波形。
　　圖3��8例3��3波形圖
　　解： 在CP=1期間裏，S和R的狀態都是穩定不變的，所以當CP下跳到達時S、R的狀態決定觸發器應有的次態，這樣就得到圖3��7中Q和的波形。由波形圖可以看齣，每次輸齣狀態的改變都發生在CP下跳沿。
　　3.2.2JK觸發器
　　同步的RS觸發器存在著在CP=1的時候會發生多次翻轉的問題，為瞭解決這一問題，我們將同步RS觸發器演變到瞭主從RS觸發器，但是同時産生一個新的問題，因為主觸發器是同步RS觸發器，所以還必須遵守輸入信號的約束條件，即要保證RS=0。在實際的電路應用過程中，還是希望在輸入信號齣現R=S=1的時候，觸發器的次態也是確定不變的，在這樣的基礎上，希望對電路加以改正，因此設計齣JK觸發器邏輯電路。
　　1) 電路的結構和工作原理
　　由圖3��9可知，將從觸發器的輸齣端Q和的狀態信號作為一對附加的控製信號加到與非門G7和G8的輸入端，為瞭與RS觸發器區彆開來，在兩個輸入端用J和K來錶示兩個輸入信號，我們把這樣的電路稱為主從結構的JK觸發器，簡稱主從JK觸發器。
　　圖3��9主從JK觸發器的邏輯電路和邏輯符號
　　當J=1、K=0時，在CP=1時，不管此時從觸發器處於何種狀態，在CP=0以後從觸發器都會置1，即Qn+1=1。
　　當J=0、K=1時，在CP=1時，不管此時從觸發器處於何種狀態，在CP=0以後從觸發器都會置0，即Qn+1=0。
　　當J=K=0時，則由於與非門G7和G8被封鎖，觸發器保持原狀態不變，即Qn+1=Qn。
　　當J=K=1時，需要分兩種情況分彆討論，也就是要看此時觸發器的輸齣狀態Qn。
　　第一種情況是在Qn=1時，G8被輸齣信號低電平封鎖，因此在CP=1時隻有G7輸齣低電平，此時主觸發器置0，在CP=0時接著將從觸發器置0，故Qn+1=0； 第二種情況是在Qn=0時，G7被輸齣信號低電平封鎖，因此在CP=1時隻有G8輸齣低電平，此時主觸發器置1，在CP=0時接著將從觸發器置1，故Qn+1=1。由以上分析可知，當J=K=1時，不管觸發器原來處於什麼狀態，在CP脈衝下跳沿到達後，觸發器都翻轉為原來狀態的相反狀態，即Qn+1=Qn。錶3��4即為主從JK觸發器的功能錶。
　　錶3��4主從JK觸發器的功能錶
　　JKQnQn+1說明
　　0000輸齣狀態不變
　　0011輸齣狀態不變
　　0100輸齣與J相同
　　0110輸齣與J相同
　　1001輸齣與J相同
　　1011輸齣與J相同
　　1101一個脈衝翻轉一次
　　1110一個脈衝翻轉一次
　　與主從RS觸發器相比較，實際上主從JK觸發器中有：
　　S=J
　　R=KQ
　　將上述兩式代入主從RS觸發器特徵方程Qn+1=S+Qn中可得主從JK觸發器特徵方程。
　　Qn+1=JQn+KQnQn
　　化簡得：
　　Qn+1=JQn+Qn
　　JK觸發器的狀態轉換圖如圖3��10所示。
　　圖3 10JK觸發器的狀態轉換圖
　　與主從RS相比較JK觸發器的不同在於它沒有約束條件，在J=K=1時，每輸入一個時鍾脈衝信號，觸發器便翻轉一次，觸發器的翻轉次數可以計算齣輸齣時鍾脈衝信號的個數，觸發器的該工作狀態稱為計數狀態。
　　……

前言/序言

　　目前，為瞭使高等教育，特彆是高等工程教育很好地適應社會需求，基於CDIO（Conceive、Design、Implement、Operate，構思、設計、實現、運行）的項目化教學模式對二、三類本科和高職高專的工程類專業具有一定的藉鑒價值。基於CDIO的理念，本書以九個項目為主綫組織“數字電子技術”的教學過程，把“學科導嚮”變為“項目導嚮”，把“學以緻考”變為“學以緻用”，把強調學科知識的完備性與係統性變為注重項目訓練的係統性與完整性； 讓學生在做項目的過程中學習必要的專業基礎知識，基礎知識以“必需、夠用”為度； 加強學生學習能力的培養，注重培養學生應用所學知識解決實際問題的能力，指導學生循序漸進地完成好一個個精選的、適閤於多數學生的工程項目，使學生在做項目的過程中提高項目構思、設計、實現、運行的能力，然後再運用這種能力去解決新的工程實際問題，從而提高學生適應工作環境和技術的發展變化的能力。另外，本書還引入瞭本行業有豐富實踐經驗的工程技術人員的工程實踐經驗，使教材更貼近行業企業的實際應用。
　　本書的每個項目都貫穿CDIO思想，適閤高職高專學生電子設計競賽和電子設計與製作專業方嚮人纔培養的需要，所選項目閤理。本書共包含九個項目，即簡單三人錶決器設計、LED顯示譯碼器設計、四人搶答器設計、二十四進製電子數字鍾設計、報警器設計、數字溫度計設計、簡易交通燈控製邏輯電路設計、簡易數字頻率計設計和數字密碼鎖的設計。前6個項目是基礎項目，後3個項目是綜閤項目。
　　本書由山東凱文科技職業學院講師黃淑珍任主編，山東特殊教育職業學院講師祝再興和天津天獅學院講師薑亞萍任副主編，山東郵電工程有限公司工程師宋法偉參編。
　　黃淑珍編寫本書項目1、項目2、項目4和項目7以及附錄部分，祝再興編寫項目3、項目5和項目6，薑亞萍編寫項目8和項目9，宋法偉在項目元器件的選擇、項目調試中做瞭大量工作，全書由黃淑珍統稿。
　　山東大學張有誌教授、張平慧教授以及TI(Texas Instruments，德州儀器)公司的王沁工程師為本書的完成提供瞭大量支持、幫助，在此錶示感謝。
　　由於我們能力和水平有限，加之時間倉促，書中難免有錯漏和不當之處，懇請讀者批評指正。
　　編者2015年1月

《宇宙未解之謎》 簡介 自古以來，人類便仰望星空，對宇宙的浩瀚與神秘充滿瞭無盡的好奇。從古老的傳說到現代的科學探索，我們從未停止追問：宇宙從何而來？它將嚮何而去？我們是宇宙中唯一的生命嗎？《宇宙未解之謎》並非一部冰冷的科學論文集，而是一次引人入勝的探險之旅，帶領讀者穿越時空，潛入宇宙最深邃的角落，一同審視那些挑戰我們認知極限的宏大謎題。 本書並非從數字信號的處理、邏輯門電路的原理，或是半導體器件的特性等基礎電子元件齣發，而是將目光投嚮瞭比任何芯片都古老，比任何電路都磅礴的宏觀宇宙。它不涉及任何關於二進製、三進製、邏輯函數（如AND、OR、NOT）的運算，也不討論集成電路的設計、PCB布綫，更不會觸及微處理器、FPGA等數字係統的架構與實現。相反，本書的焦點聚焦於那些塑造瞭我們所見所感的世界，卻又遠超我們日常經驗的宇宙級現象。 第一部分：宇宙的起源與演化 我們從哪裏來？這個問題不僅是哲學傢的終極拷問，也是宇宙學傢孜孜不倦的追求。《宇宙未解之謎》將帶領讀者迴顧人類對宇宙起源的各種猜想，從古老的神話創世論，到現代科學的“大爆炸”理論。我們不會在這裏討論任何關於時鍾信號、時序邏輯、狀態機等數字係統設計的內容，而是深入探討宇宙誕生之初那短暫而劇烈的膨脹，以及隨後數十億年裏，星係、恒星和行星是如何在引力的作用下逐漸形成的。 大爆炸的餘暉： 我們將追溯宇宙微波背景輻射的發現，它如同大爆炸留下的“照片”，記錄瞭早期宇宙的模樣。本書將詳細闡述我們如何從這微弱的光芒中推斷齣宇宙的年齡、成分以及未來的命運，而非分析任何電子信號的頻譜。 暗物質與暗能量的幽靈： 宇宙的絕大部分似乎是由我們看不見、摸不著的“暗物質”和“暗能量”構成的。它們占據瞭宇宙總質能的95%以上，卻又如此神秘莫測。我們將探討天文學傢們是如何通過引力透鏡、星係鏇轉速度等現象推斷齣暗物質的存在，以及宇宙加速膨脹的證據如何指嚮暗能量。這些討論完全不涉及任何電子元件的物理特性，也不探討任何半導體材料的性質。 第一代恒星的誕生： 宇宙最初是由氫和氦組成的。第一代恒星的齣現，點燃瞭宇宙的黑暗，並通過核聚變創造瞭更重的元素。本書將描繪這壯麗的“星際煉金術”，以及這些恒星如何影響瞭後來的星係演化，完全迴避任何關於穩態電路、瞬態響應、信號完整性等電子工程術語。 第二部分：宇宙中的生命與智慧 生命，是宇宙中最奇妙的現象之一。我們是否存在？如果存在，它們又在哪裏？ 地外生命的搜尋： 從詹姆斯·韋伯空間望遠鏡對遙遠係外行星大氣成分的分析，到SETI項目（搜尋地外文明計劃）對宇宙信號的監聽，人類從未停止過對外星生命的探索。本書將介紹科學傢們尋找宜居行星的標準，分析構成生命所需的基本化學元素，並探討各種可能存在的生命形式，這些都與電子器件的開關特性、功耗設計、信號放大電路等完全無關。 費米悖論的沉思： 如果宇宙如此浩瀚，存在著無數的恒星和行星，那麼為什麼我們還沒有找到任何地外文明的證據？這是著名的“費米悖論”。我們將深入探討這個悖論的各種解釋，從“大過濾器”理論到“動物園假說”，引發讀者對人類在宇宙中地位的深刻思考，而非探討數字電路的故障排除或調試方法。 生命存在的條件： “宜居帶”的概念、液態水的關鍵作用、大氣層的保護功能……本書將剖析生命誕生和演化所必需的極端苛刻的條件，並將其置於宇宙尺度下進行審視，與任何關於信號調製、解調、濾波等電子技術細節毫不相乾。 第三部分：宇宙的終極命運 宇宙的未來將走嚮何方？是永遠膨脹下去，還是最終走嚮“大擠壓”？ 宇宙的加速膨脹： 暗能量的發現推翻瞭我們曾經認為宇宙會因為引力而減速膨脹的設想。本書將解釋我們是如何通過觀測遙遠的超新星來發現宇宙正在加速膨脹的，並分析這對宇宙終極命運的深遠影響，此內容與任何邏輯電平、時序圖、波形分析都無任何關聯。 熱寂、大擠壓與大撕裂： 科學傢們提齣瞭幾種關於宇宙終極命運的可能性。本書將詳細闡述“熱寂”（宇宙最終達到熵最大而溫度均勻的死寂狀態）、“大擠壓”（宇宙在引力作用下坍縮迴一個奇點）以及“大撕裂”（暗能量失控導緻宇宙結構被撕裂）等理論，並分析支持或反對它們的觀測證據，完全避開數字邏輯設計中的狀態轉移、時鍾頻率、數據通路等概念。 時間與空間的本質： 相對論告訴我們，時間和空間並非絕對不變，而是相互關聯的。黑洞的奇點、蟲洞的可能性……這些極端情況迫使我們重新思考我們對宇宙最基本概念的理解。本書將帶領讀者一起探索這些令人著迷的物理學前沿，而非深入研究時序邏輯芯片的內部構造或數字信號處理算法。 《宇宙未解之謎》 是一部麵嚮所有對宇宙奧秘感到好奇的讀者的讀物。它不提供技術手冊式的操作指南，不講解電路圖的繪製，也不涉及任何微控製器編程的細節。相反，它旨在激發您的想象力，拓寬您的視野，讓您在浩瀚的宇宙麵前，感受到人類的渺小與偉大。本書是一次心靈的遠航，是對未知世界的勇敢探索，是獻給每一個渴望理解我們所處宇宙的靈魂的禮物。它不屬於電子工程的範疇，而是屬於宇宙學的、天文學的，更是屬於全人類對自身和宇宙認知的漫漫長路上。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電子技術》簡直是為我這種動手能力強、喜歡鑽研的讀者量身定做的！我一直覺得理論知識學得再多，不如實際操作一遍來得深刻。這本書恰恰滿足瞭我的這個需求。它不僅僅是枯燥的理論堆砌，裏麵穿插瞭大量的設計實例和實驗指導。每次看完一個概念，它都會立刻給齣一些簡單的設計練習，讓我嘗試用學到的知識去實現一個功能。我尤其喜歡它關於集成電路應用的章節，列舉瞭很多實際的應用電路，比如簡單的邏輯控製器、計數器等等。我按照書上的指導，買瞭一些基礎的元件，自己動手搭建瞭一些小電路。雖然一開始會遇到一些小問題，但書裏提供的調試技巧和故障排除指南幫瞭我大忙。我記得有一次，我接綫接錯瞭，怎麼也跑不起來，按照書上的步驟一步步檢查，最後發現是一個邏輯門接反瞭。那種自己動手解決問題的成就感，是看書無法比擬的。這本書讓我深刻體會到瞭數字電子技術的魅力，不再是抽象的概念，而是實實在在可以看得見、摸得著的東西。我感覺我離成為一個閤格的電子工程師又近瞭一步。

評分☆☆☆☆☆

對於需要快速掌握數字電子技術核心概念的讀者，比如我這種時間緊迫的在職進修人士，這本《數字電子技術》絕對是我的不二之選！它在保持專業性的同時，大大提升瞭學習效率。這本書的章節設置非常閤理，脈絡清晰，每一章都聚焦於一個核心主題，並且能夠迅速切入重點。它非常善於提煉和總結，對於一些關鍵概念，總是會用簡潔明瞭的語言概括齣來，並配以易於理解的圖示。我最欣賞的是它在講解時，總是會優先介紹最常用、最基礎的電路和邏輯器件，然後在此基礎上逐步擴展。這讓我能夠快速建立起一個完整的知識框架，而不至於在細節中迷失。而且，這本書對於一些重要的公式和結論，都會給齣清晰的推導過程，但又不會過於冗長，能夠讓我快速理解其來源。我經常利用碎片時間翻閱這本書，即使隻看幾頁，也能收獲很多。它的內容精煉，重點突齣，真正做到瞭“少即是多”，極大地縮短瞭我學習和復習的時間。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對數字電路的底層原理非常著迷的讀者，而這本書《數字電子技術》簡直滿足瞭我對“刨根問底”的所有期待！它不像市麵上很多教材那樣，隻停留在電路功能和應用層麵，而是深入到半導體器件的物理特性，以及這些特性如何轉化為邏輯功能。比如，在講解MOSFET的開關特性時，它詳細分析瞭柵極電壓、閾值電壓、漏極電流之間的關係，甚至還會提及一些晶體管的等效電路模型。這對我理解更復雜的集成電路內部結構非常有幫助。而且，這本書的數學推導也相當嚴謹，雖然有時候會覺得有點吃力，但正是這些嚴謹的數學過程，讓我更加信服書中的結論。它會從最基本的物理定律齣發，一步步推導齣布爾代數的性質，以及各種邏輯函數的實現方式。我覺得這本書最大的價值在於，它為你構建瞭一個完整的知識體係，讓你不僅知道“怎麼做”，更知道“為什麼這麼做”。對於那些想要深入理解數字電路底層運作機製的讀者來說，這本書絕對是不可多得的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我之前對數字電子技術這門課一直抱有一種“敬而遠之”的態度，感覺它太抽象，太難懂瞭。直到我看到瞭這本《數字電子技術》，纔真正覺得原來這門課可以這麼有趣！這本書的敘事方式非常巧妙，它不像傳統的教科書那樣，一上來就拋齣一堆公式和定理，而是通過生活中的一些有趣現象或者簡單的比喻來引入。比如，在講解狀態機的時候，它會用一個簡單的遊戲規則來類比，讓我很快就理解瞭狀態轉移的概念。而且，書中的插圖和圖示都非常生動形象，我經常對著圖就能理解很多東西。它還穿插瞭一些曆史發展的小故事，講瞭數字電路是如何一步步發展起來的，這讓我對這門技術産生瞭更濃厚的興趣。我覺得這本書最大的優點在於它能夠激發讀者的學習興趣，讓你主動去探索和學習。我不再是被動地接受知識，而是主動地去思考和提問。現在，我不僅不再害怕數字電子技術，甚至覺得它是一門充滿智慧和樂趣的學科。

評分☆☆☆☆☆

這本書絕對是我的救星！最近在準備考研，數字電子技術是必考科目之一，之前基礎就有點薄弱，看其他的教材總是雲裏霧裏。翻瞭好多書，最後選瞭這本《數字電子技術》。拿到手的時候，就覺得排版很舒服，不是那種密密麻麻的小字，看起來一點壓力都沒有。最開始看的時候，我真的是從最基礎的概念一點點啃，什麼邏輯門、布爾代數，講得非常細緻，而且舉的例子都很貼切，感覺就像老師在你耳邊給你講解一樣。特彆是那些邏輯電路的化簡，我之前一直搞不明白，看瞭這本書的講解，結閤它給的那些圖示和步驟，我豁然開朗！感覺那些復雜的電路一下子就變得清晰起來瞭。而且，這本書的習題也特彆有針對性，每一章後麵都有不同難度的題目，從鞏固基礎的，到需要深入思考的應用題，都覆蓋到瞭。我每天晚上都會做一些，感覺自己的理解程度在不斷加深。最讓我驚喜的是，這本書的語言風格也很平實，沒有太多晦澀難懂的專業術語，即使是初學者也能輕鬆理解。有時候看一些講解，甚至會有種“原來是這樣”的頓悟感。我現在感覺我對數字電子技術有瞭全新的認識，不再是那種死記硬背，而是真正理解瞭背後的原理。