本書介紹邏輯代數(shù)的基本知識及其數(shù)字邏輯電路的基本分析和設(shè)計(jì)方法。全書共分8章。主要內(nèi)容包括邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路、脈沖波形產(chǎn)生電路、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件等。本書每章后面都配有本章小結(jié)、本章關(guān)鍵術(shù)語、自測題、習(xí)題和實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn),便于讀者鞏固所學(xué)理論知識,提高分析問題和解決問題的能力。
本書可作為高職高專院校電子、電氣、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等有關(guān)專業(yè)的教材,也可作為自學(xué)者及相關(guān)技術(shù)人員參考用書。
電子技術(shù)是目前發(fā)展最快的學(xué)科之一。眼下是一個(gè)學(xué)習(xí)的時(shí)代,知識的不斷更新給學(xué)習(xí)帶來了很大的壓力。為學(xué)生提供一本深入淺出、通俗易懂的教材,是作者一直奮斗的目標(biāo)。一本合適的教材,除了在內(nèi)容方面符合規(guī)定的教學(xué)要求外,更要立足于讀者的基礎(chǔ)和需求,按照科學(xué)的認(rèn)識規(guī)律,引導(dǎo)讀者循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)新的知識。
根據(jù)本課程各章節(jié)間的內(nèi)在聯(lián)系,按照循序漸進(jìn)的原則,組織本書的架構(gòu);注意前后緊密配合,確定每個(gè)章節(jié)的內(nèi)容和要求、目的,優(yōu)先做到突出重點(diǎn)、分散難點(diǎn),力求對不同學(xué)時(shí)和深廣度要求有區(qū)別的專業(yè)都能適用。教材以“必需、夠用”為度,力求少而精;從學(xué)生的實(shí)際水平出發(fā),酌情處理文字?jǐn)⑹龅脑斅院碗娐返膹?fù)雜程度;將理論學(xué)習(xí)、電路軟件仿真和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合。
本教材適應(yīng)高職高專技術(shù)應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)的需要,立足于電路的典型性以及教學(xué)的需要和實(shí)際應(yīng)用,在以往類似教材的基礎(chǔ)上,做了以下改進(jìn)。
(1)在各章節(jié)后增加了思考題,對每章節(jié)的內(nèi)容做了部分調(diào)整,減少了原理性的分析、討論,增加了中規(guī)模集成電路的芯片功能介紹和實(shí)際應(yīng)用舉例,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)技能和實(shí)際應(yīng)用能力。
(2)根據(jù)高職高專教學(xué)要求和特點(diǎn),邏輯門電路這一章不對內(nèi)部電路進(jìn)行分析,改為介紹各種集成門電路的功能、外部特性、使用注意事項(xiàng)及實(shí)際應(yīng)用。
(3)增加了故障診斷部分,主要介紹故障診斷技術(shù),講述與該章內(nèi)容相關(guān)的一些測試方法以及常見故障的排除方法。
(4)章末增加本章小結(jié)、本章關(guān)鍵術(shù)語和自我測試題,還增加了實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。
(5)為提高學(xué)生應(yīng)用EWB或Multisim的能力,在附錄增加了介紹Multisim虛擬電子工作平臺(tái)的內(nèi)容,供學(xué)生課后學(xué)習(xí)和選做相關(guān)實(shí)驗(yàn),有助于學(xué)生掌握用Multisim進(jìn)行電子技術(shù)單元電路參數(shù)設(shè)計(jì)的方法,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行電路調(diào)試的能力。
我們將為使用本書的教師免費(fèi)提供電子教案等教學(xué)資源,需要者可以到化學(xué)工業(yè)出版社教學(xué)資源網(wǎng)站http://www.cipedu.com.cn免費(fèi)下載使用。
本書由楊碧石、戴春風(fēng)、陸冬明共同編著,楊碧石負(fù)責(zé)全書內(nèi)容的總體策劃與統(tǒng)稿。在本書編寫與整理過程中,得到了楊衛(wèi)東、陳兵飛、束慧、嚴(yán)飛、劉建蘭、趙青、居金娟、王力和袁扉等的大力支持和幫助,他們對書稿提出了寶貴的意見。在此向他們表示衷心的感謝。
希望本教材能夠得到專家、同行和學(xué)生的認(rèn)可,歡迎廣大讀者對本書提出改進(jìn)意見和建議。
編著者
楊碧石,南通職業(yè)大學(xué),教授 教研室主任,楊碧石教授,1981年南京師范大學(xué)物理專業(yè)畢業(yè),主要講授《數(shù)字電子技術(shù)》和《模擬電子技術(shù)》等課程,主編出版了“十一五”國家規(guī)劃教材和省精品教材《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》等多本教材。南通市先進(jìn)教育工作者,校十佳師德標(biāo)兵和教學(xué)名師。被評為“南通市先進(jìn)教育工作者”, 被評為校“十佳師德標(biāo)兵”,是學(xué)校教學(xué)名師。江蘇省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽專家組專家,江蘇省政府采購評審專家(參與通信設(shè)備和儀器的招投標(biāo)評審工作)、國家職業(yè)技能鑒定高級考評員(參與職業(yè)技能鑒定工作)。
主要課程:電工基礎(chǔ) 1986-1996;計(jì)算機(jī)語言 1990-1996;
數(shù)字電子技術(shù) 1993-今;模擬電子技術(shù)1996-今;電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)2009-今
第1章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)1
1.1模擬信號和數(shù)字信號1
1.1.1模擬信號和數(shù)字信號2
1.1.2模擬量的數(shù)字表示3
1.1.3數(shù)字電路的特點(diǎn)和分類4
1.2數(shù)制和碼制4
1.2.1數(shù)制4
1.2.2碼制10
1.3邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算13
1.3.1與運(yùn)算(邏輯與)14
1.3.2或運(yùn)算(邏輯或)14
1.3.3非運(yùn)算(邏輯非)15
1.4邏輯代數(shù)的基本定律及規(guī)則17
1.4.1基本定律17
1.4.2常用公式18
1.4.3重要規(guī)則19
1.5邏輯函數(shù)及其表示方法21
1.5.1邏輯函數(shù)21
1.5.2邏輯函數(shù)的表示方法21
1.5.3邏輯函數(shù)的兩種標(biāo)準(zhǔn)形式24
1.6邏輯函數(shù)的化簡27
1.6.1邏輯函數(shù)的最簡表達(dá)式27
1.6.2邏輯函數(shù)的公式法化簡28
1.6.3邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法29
1.6.4具有無關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)及其化簡34
1.7數(shù)字系統(tǒng)一般故障的檢查和排除35
1.7.1直觀檢查法36
1.7.2測量電阻法36
1.7.3靜態(tài)測量36
1.7.4動(dòng)態(tài)測量36
本章小結(jié)37
本章關(guān)鍵術(shù)語37
自我測試題38
習(xí)題40
第2章邏輯門電路43
2.1基本邏輯門43
2.1.1與門43
2.1.2或門45
2.1.3與門和或門的實(shí)際應(yīng)用46
2.1.4非門46
2.2復(fù)合邏輯門47
2.2.1與非門47
2.2.2或非門48
2.2.3異或門49
2.2.4同或門50
2.2.5與或非門50
2.2.6與非門和或非門的實(shí)際應(yīng)用51
2.3特殊邏輯門52
2.3.1三態(tài)邏輯門52
2.3.2集電極開路邏輯門53
2.4集成邏輯門55
2.4.1數(shù)字集成電路分類55
2.4.2TTL集成電路邏輯門56
2.4.3CMOS集成電路邏輯門56
2.4.4集成電路邏輯門的性能參數(shù)56
2.4.5TTL與CMOS集成電路的接口59
2.4.6集成電路使用常識60
2.5故障診斷和排查61
2.5.1與門和或門的故障排查技術(shù)62
2.5.2與非門和或非門的故障排查技術(shù)63
本章小結(jié)64
本章關(guān)鍵術(shù)語65
自我測試題65
習(xí)題67
實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)68
第3章組合邏輯電路71
3.1組合邏輯電路的特點(diǎn)和分類71
3.1.1組合邏輯電路的特點(diǎn)71
3.1.2組合邏輯電路的功能表示方法72
3.1.3組合邏輯電路的分類72
3.2組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)73
3.2.1組合邏輯電路的分析73
3.2.2組合邏輯電路的設(shè)計(jì)75
3.3常用集成組合邏輯電路77
3.3.1加法器77
3.3.2數(shù)值比較器80
3.3.3編碼器83
3.3.4譯碼器88
3.3.5數(shù)據(jù)選擇器和分配器96
3.4組合邏輯電路中的競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象101
3.4.1競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因101
3.4.2競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象的判斷方法102
3.4.3競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象的消除方法102
3.5故障診斷和排查103
3.5.1電平恒定103
3.5.2加法器的故障排查技術(shù)103
3.5.3比較器的故障排查技術(shù)103
3.5.4編碼器的故障排查技術(shù)104
3.5.5譯碼器的故障排查技術(shù)104
3.5.6數(shù)據(jù)選擇器的故障排查技術(shù)104
本章小結(jié)104
本章關(guān)鍵術(shù)語105
自我測試題105
習(xí)題106
實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)109
第4章觸發(fā)器113
4.1基本觸發(fā)器114
4.1.1用與非門組成的基本觸發(fā)器114
4.1.2用或非門組成的基本觸發(fā)器116
4.1.3基本RS觸發(fā)器的特點(diǎn)及應(yīng)用117
4.2同步觸發(fā)器119
4.2.1同步RS觸發(fā)器119
4.2.2同步D觸發(fā)器120
4.2.3同步RS觸發(fā)器的空翻問題121
4.3主從觸發(fā)器122
4.3.1主從RS觸發(fā)器122
4.3.2主從JK觸發(fā)器123
4.4邊沿觸發(fā)器125
4.4.1邊沿D觸發(fā)器125
4.4.2邊沿JK觸發(fā)器127
4.4.3其他類型觸發(fā)器128
4.5故障診斷和排查130
4.5.1基本RS觸發(fā)器的故障排查技術(shù)130
4.5.2邊沿JK觸發(fā)器的故障排查技術(shù)131
本章小結(jié)131
本章關(guān)鍵術(shù)語132
自我測試題132
習(xí)題133
實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)136
第5章時(shí)序邏輯電路138
5.1時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)和分類138
5.1.1時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)138
5.1.2時(shí)序邏輯電路功能表示方法139
5.1.3時(shí)序邏輯電路分類139
5.2時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)140
5.2.1時(shí)序邏輯電路的分析140
5.2.2時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)144
5.3計(jì)數(shù)器146
5.3.1計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)和分類147
5.3.2二進(jìn)制計(jì)數(shù)器147
5.3.3十進(jìn)制計(jì)數(shù)器152
5.3.4N進(jìn)制計(jì)數(shù)器157
5.4寄存器161
5.4.1寄存器的主要特點(diǎn)和分類161
5.4.2基本寄存器162
5.4.3移位寄存器163
5.4.4移位寄存器型N進(jìn)制計(jì)數(shù)器165
5.4.5順序脈沖發(fā)生器167
5.5故障診斷和排查171
5.5.1集成計(jì)數(shù)器故障排查技術(shù)171
5.5.2級聯(lián)的計(jì)數(shù)器故障排查技術(shù)172
5.5.3觸發(fā)器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器故障排查技術(shù)172
本章小結(jié)173
本章關(guān)鍵術(shù)語173
自我測試題174
習(xí)題175
實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)178
第6章脈沖發(fā)生與整形電路181
6.1脈沖信號基本參數(shù)181
6.2集成定時(shí)器182
6.2.1555定時(shí)器182
6.2.2脈沖產(chǎn)生整形電路183
6.3多諧振蕩器184
6.3.1用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器184
6.3.2石英晶體多諧振蕩器186
6.3.3多諧振蕩器應(yīng)用舉例187
6.4施密特觸發(fā)器188
6.4.1用555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器189
6.4.2集成施密特觸發(fā)器190
6.4.3施密特觸發(fā)器應(yīng)用舉例191
6.5單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器192
6.5.1用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器192
6.5.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器194
6.5.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用舉例194
6.6故障診斷和排查195
6.6.1定時(shí)器的故障分析195
6.6.2脈沖發(fā)生電路的故障分析196
本章小結(jié)196
本章關(guān)鍵術(shù)語196
自我測試題196
習(xí)題197
實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)199
第7章數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器201
7.1數(shù)字系統(tǒng)的構(gòu)成201
7.2數(shù)模轉(zhuǎn)換器202
7.2.1數(shù)模轉(zhuǎn)換器的工作原理202
7.2.2權(quán)電阻數(shù)模轉(zhuǎn)換器202
7.2.3T型電阻網(wǎng)絡(luò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器203
7.2.4集成數(shù)模轉(zhuǎn)換器204
7.2.5數(shù)模轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)207
7.3模數(shù)轉(zhuǎn)換器207
7.3.1采樣保持和量化編碼208
7.3.2雙積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器209
7.3.3逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器211
7.3.4并聯(lián)比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器212
7.3.5集成模數(shù)轉(zhuǎn)換器214
7.3.6模數(shù)轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)215
本章小結(jié)215
本章關(guān)鍵術(shù)語216
自我測試題216
習(xí)題217
實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)218
第8章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件220
8.1半導(dǎo)體存儲(chǔ)器220
8.1.1基本概念220
8.1.2半導(dǎo)體存儲(chǔ)器分類221
8.2只讀存儲(chǔ)器(ROM)221
8.2.1只讀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和分類221
8.2.2只讀存儲(chǔ)器的應(yīng)用224
8.3隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)225
8.3.1隨機(jī)存取存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)與分類225
8.3.2存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展227
8.4可編程邏輯器件(PLD)228
8.4.1PLD器件的分類229
8.4.2PLD電路的基本結(jié)構(gòu)229
8.4.3可編程組合邏輯器件230
8.4.4PLD的設(shè)計(jì)流程232
本章小結(jié)233
本章關(guān)鍵術(shù)語233
自我測試題234
習(xí)題234
實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)235
附錄Multisim 10簡介238
部分習(xí)題參考答案245
參考文獻(xiàn)249