数字电子技术（微课版）（附活页学习任务工单）-图书-人邮教育社区

内容摘要

本书以理论知识、验证性实验、项目制作为主线，对相关内容进行介绍。学生通过“读、做、想、练”，以及实物实验和计算机仿真等方法，在掌握数字电子电路知识的同时，又提高了分析与应用能力。本书主要内容有逻辑代数基础，门电路及其应用，组合逻辑电路及其应用，触发器及其应用，集成555定时器及其应用，时序逻辑电路及其应用和模/数、数/模转换器及其应用等。
本书既可作为职业院校应用电子技术、电子信息工程技术、电气自动化、电子仪器仪表与维修等专业的数字电子技术课程教材，也可作为电子信息产业类相关岗位的培训教材，还可作为从事电子技术专业的工程技术人员的参考书。

前言

本书是高职应用电子技术、电子信息工程技术、电气自动化技术等强弱电类专业的专业基础课程，是学生学习专业知识和技能的“敲门砖”。设计总体思路是以立德树人为本，结合学生工作岗位技能实际要求，量身打造一本学生易懂易学、喜好学、会学，老师好用、易用、实用的新形态一体化教材。
（1）校企“双元”合作开发教材。本教材是校企“双元”合作开发教材，与中国中车时代半导体公司大力合作，融入了现场的新工艺、新技术、新规范，紧跟电子信息技术与集成电路发展。
（2）项目化任务驱动式教材。本教材的编写，采用项目化教学设计，根据门电路及其应用等6大主题，设计温度测试仪电路的制作与调试等6大教学项目，并配套开发了相应的活页式学习任务工单，真正实现“学中做、做中学”。
（3）内容选取突出知识、技能与职业素养的有机结合。本教材强调知识、技能与职业素养的有机结合，理论知识的编写以够用为度，重点培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。同时，书中设置了知识能力拓展模块，以期提高学生的自主学习能力。
（4）以学生为教学中心。打破传统教材形式，注重以学生为教学中心，每个项目设计了活页学习任务书，给学生设计了很多具体的任务，注重学生阅读、写作、动手等多方面能力的培养。
（5）配套立体化数字资源。利用新一代信息技术技术，将多种形式的数字资源与传统纸质图书相融合，通过扫描书中二维码即可获得视频、数据手册等数字化信息资源，更丰富了知识面的拓展。并在爱课程平台上上线了配套的精品在线开放课程，推进“线上+线下”的教学模式改革。
（6）本教材也是一部教案。教材框架结构从每个项目相关的理论传授、项目介绍、问题引导、学生自觉活动到效果评价，充满了课堂教学设计，更方便新教师教学使用。
全书共7章，具体内容如下表所示。

序号章验证性实验活页学习任务工单
1 第1章逻辑代数基础
2 第2章门电路及其应用集成逻辑门电路功能的测试与转换声光控制开关电路的制作与调试
3 第3章组合逻辑电路及其应用组合逻辑电路的设计与测试，
集成编码器、译码器的逻辑功能测试及应用逻辑笔的设计与制作调试
4 第4章触发器及其应用触发器逻辑功能的测试与转换四路抢答器的制作与调试
5 第5章集成555定时器及其应用 555定时器应用电路的测试双路报警器的制作与调试
6 第6章时序逻辑电路及其应用计数器的测试与应用测频仪的制作与调试
7 第7章模/数、数/模转换器及其应用 ADC0804CN芯片的应用实验数显温度测试仪电路的制作与调试

本书由湖南铁道职业技术学院谢永超、余娟任主编，赵巧妮、罗丹、刘彤任副主编，张文初任主审。刘彤编写了第7章，赵巧妮编写了第2章的实验一、第3章的实验二和实验三、第4章的实验四、第5章的实验五、第6章的实验六及本书的附录A，余娟编写了活页任务工单1到4，其余部分由谢永超、罗丹、杨利编写。罗丹、谢永超共同建设了配套的精品在线开放课程。另外，感谢株洲中车时代电气半导体公司副总工程师李杨、部长郭丽等源自企业的现场专家的大力支持。在编写过程中，我们还参考了许多专家学者的专著、教材、研究成果等相关文献资料，作者表示衷心的感谢，未能一一注明出处，在此向原作者表示歉意。
由于编者水平有限，书中难免存在不足之处，恳请读者指正。

第1章　逻辑代数基础 1
1.1　数字电子电路的基础知识 1
1.1.1　数字信号和模拟信号 1
1.1.2　数字电路的基本概念 2
1.1.3　数制和码制 2
1.1.4　算术运算和逻辑运算 5
1.2　逻辑代数中的3种基本逻辑运算 6
1.3　逻辑代数运算法则 7
1.3.1　逻辑代数的基本规则和定律 8
1.3.2　逻辑代数的基本定理 9
1.4　逻辑函数及表示方法 10
1.4.1　逻辑函数的定义 10
1.4.2　逻辑函数的表示方法 11
1.4.3　逻辑函数表示方法之间的互换 12
1.5　逻辑函数的公式化简法 14
1.5.1　逻辑函数的最简表达式 15
1.5.2　常用的公式化简法举例 15
1.6　逻辑函数的卡诺图化简 16
1.6.1　逻辑函数的卡诺图表示法 16
1.6.2　用卡诺图化简逻辑函数 17
1.6.3　具有无关项的逻辑函数及其化简 19
本章小结 20
习题 21
第2章　门电路及其应用 23
2.1　逻辑门电路概述 23
2.2　半导体元器件的开关特性 24
2.2.1　二极管的开关特性 24
2.2.2　三极管的开关特性 24
2.2.3　MOS管的开关特性 25
2.3　分立元件逻辑门电路 25
2.3.1　最简单的与、或、非门电路 25
2.3.2　5种常用的复合逻辑及
其门电路 27
2.4　集成逻辑门电路 29
2.4.1　常用的TTL与CMOS集成
逻辑门电路芯片 30
2.4.2　使用TTL与CMOS集成逻辑门的
注意事项 34
2.4.3　不同类型门电路的接口问题 35
2.4.4　TTL与CMOS集成逻辑门电路
性能比较 36
2.4.5　门电路应用举例 36
2.5　实验一　集成逻辑门电路功能的
测试与转换 39
2.5.1　实验目的 39
2.5.2　实验箱技术与知识 39
2.5.3　实验仪器与芯片 40
2.5.4　实验内容与步骤 40
2.5.5　实验总结 42
活页学习任务工单1 声光控延时开关的制作与调试 42
本章小结 47
习题 48
第3章　组合逻辑电路及其应用 50
3.1 组合逻辑电路概述 50
3.1.1 组合逻辑电路的特点 50
3.1.2 组合逻辑电路的功能描述 50
3.2 组合逻辑电路的分析 51
3.2.1 组合逻辑电路的分析方法 51
3.2.2 组合逻辑电路的分析举例 51
3.3 组合逻辑电路的设计 52
3.3.1 组合逻辑电路的设计方法 52
3.3.2 组合逻辑电路的设计举例 53
3.4 常用的组合逻辑电路 55
3.4.1 编码器和译码器 55
3.4.2 半加器和全加器 61
3.4.3 数据分配器和数据选择器 64
3.5 实验二组合逻辑电路的设计与测试 65
3.5.1 实验目的 65
3.5.2 实验设备与器件 66
3.5.3 实验内容与步骤 66
3.6 实验三集成编码器、译码器的逻辑
功能测试及应用 70
3.6.1 实验目的 70
3.6.2 实验设备与器件 70
3.6.3 实验内容与步骤 70
活页学习任务工单2 逻辑笔的设计与制作调试 72
本章小结 74
习题 75
第4章触发器及其应用 78
4.1 触发器概述 78
4.2 触发器的基本形式（电平触
发型的触发器） 79
4.2.1 基本RS触发器 79
4.2.2 同步RS触发器 81
4.2.3 同步D触发器 84
4.2.4 JK触发器 85
4.2.5 T触发器 86
4.2.6 T′触发器 87
4.2.7 基本触发器的特点 87
4.3 边沿触发型的触发器 88
4.3.1 边沿JK触发器 88
4.3.2 常见的集成边沿触发器 89
4.4 主从触发器 91
4.4.1 主从RS触发器 92
4.4.2 主从JK触发器 92
4.5 触发器逻辑功能的转换 94
4.6 实验四　触发器逻辑功能的测试与转换 95
4.6.1 实验目的 95
4.6.2 实验设备与器件 95
4.6.3 实验仪器与芯片 96
4.6.4 实验内容与步骤 96
4.6.5　实验总结 98
4.7 触发器的应用 98
活页学习任务工单3 抢答器的制作与调试 100
本章小结 101
习题 102
第5章集成555定时器及其应用 104
5.1 集成555定时器概述 104
5.1.1 555定时器的电路结构和
工作原理 104
5.1.2 555定时器的逻辑功能 105
5.2 施密特触发器 106
5.2.1 施密特触发器的电路结构 106
5.2.2 施密特触发器的工作原理 106
5.2.3 施密特触发器的应用 108
5.3 单稳态触发器 109
5.3.1 单稳态触发器的电路结构 109
5.3.2 单稳态触发器的工作原理 109
5.3.3 单稳态触发器的应用 110
5.4 多谐振荡器 111
5.4.1 多谐振荡器的电路结构 111
5.4.2 多谐振荡器的工作原理 112
5.4.3 多谐振荡器的应用 112
5.4.4 石英晶体振荡器 113
5.5 实验五 555定时器应用电路的测试 114
5.5.1 实验目的 114
5.5.2 实验技术与知识 114
5.5.3 实验仪器与芯片 114
5.5.4 实验内容与步骤 115
5.5.5 实验总结 116
活页学习任务工单4 双路报警器的制作与调试 117
本章小结 120
习题 121
第6章时序逻辑电路及其应用 123
6.1 时序逻辑电路概述 123
6.2 时序逻辑电路的分析 124
6.2.1 时序逻辑电路的分析方法 124
6.2.2 时序逻辑电路分析举例 125
6.3 时序逻辑电路的设计 128
6.3.1 时序逻辑电路的设计步骤 128
6.3.2 时序逻辑电路的设计举例 128
6.4 计数器 130
6.4.1 计数器的分类 130
6.4.2 二进制计数器 130
6.4.3 十进制计数器 132
6.5 集成计数器及其应用 133
6.5.1 集成十进制同步双计数器CD4518 133
6.5.2 集成十进制异步计数器74LS90 134
6.5.3 4位二进制同步集成加法
计数器74LS161 135
6.5.4 4位集成二进制同步可逆计数器 136
6.5.5 集成十进制加减计数/译码/锁存/
驱动器CD40110 137
6.5.6 利用集成计数器构成N
进制计数器 137
6.6 实验六计数器的测试与应用 139
6.6.1 实验目的 139
6.6.2 实验技术与设备 139
6.6.3 实验仪器与芯片 141
6.6.4 实验内容与步骤 141
6.6.5 实验总结 144
6.7 寄存器与存储器 145
6.7.1 寄存器 145
6.7.2 存储器 149
活页学习任务工单5 测频仪的制作与调试 155
本章小结 159
习题 160
第7章模/数、数/模转换器及其应用 164
7.1 模/数、数/模转换器概述 164
7.2 A/D转换的基本原理 164
7.3 A/D转换器的原理与主要性能指标 167
7.3.1 A/D转换器的原理 167
7.3.2 A/D转换器的主要性能指标 171
7.4 D/A转换器的原理和主要性能指标 173
7.4.1 D/A转换器的原理 173
7.4.2 D/A转换器的主要性能指标 178
7.5 集成A/D、D/A转换器芯片介绍及其应用 179
7.5.1 集成A/D转换器芯片介绍
及其应用 180
7.5.2 集成D/A转换器芯片介绍
及其应用 182
7.6 实验七 ADC0804CN芯片的应用实验 185
7.6.1 实验目的 185
7.6.2 实验设备与器件 185
7.6.3 实验内容与步骤 185
7.6.4 实验总结 187
活页学习任务工单6 数显温度测试仪电路的制作与调试 187
本章小结 190
习题 190
附录A Multisim软件介绍及应用实例 191
A.1 仿真的意义 191
A.2 Multisim仿真软件介绍 191
A.3 Multisim的基本界面 192
A.3.1 Multisim的主窗口 192
A.3.2 Multisim的菜单软件 192
A.4 门电路仿真实例 195
A.4.1 74LS00D集成逻辑门传输特性
仿真测试 195
A.4.2 与非门74LS00N的逻辑功能
测试仿真 196
A.4.3 仿真习题：用与非门组成其他
功能门电路 197
A.5 组合逻辑电路仿真实例 197
A.5.1 加法器的仿真（8421码转换成余
3码的仿真） 197
A.5.2 74LS138D译码器真值表仿真
及逻辑分析 199
A.5.3 利用虚拟仪器中的逻辑转换仪
进行组合逻辑电路的设计仿真 200
A.5.4 编码器和数码显示电路仿真 202
A.5.5 数据选择器电路仿真 204
A.6 触发器仿真实例 205
A.6.1 JK触发器CD4027的功能仿真 205
A.6.2 四路抢答器的仿真测试 206
A.7 集成555定时器仿真实例 207
A.7.1 施密特触发器电路 207
A.7.2 单稳态电路仿真 208
A.7.3 多谐振荡器仿真 210
A.7.4 救护车警笛电路仿真 211
A.8 时序逻辑电路仿真实例 212
A.8.1 4位二进制计数器74LS161的
功能仿真 212
A.8.2 六十进制计数器的仿真电路 213
A.9 模/数、数/模转换器仿真实例 214
A.9.1 ADC电路仿真 214
A.9.2 D/A仿真 215
附录B 课程习题库 217
参考文献 236