数字电子技术

本书是基于省级精品在线课程“实用数字电子技术”的建设成果而精心编写的。本书由数字逻辑电路的认知、组合逻辑电路的分析与应用、触发器的认知、时序逻辑电路的分析与应用、脉冲波形的产生与整形、数/模和模/数转换器、半导体存储器和可编程逻辑器件、综合实训8个模块组成。前7个为学习模块，最后1个为综合实训。前6个学习模块均由三部分组成，即知识准备、技能实训和知识拓展，且每个学习模块都配有自我检测题、思考题与习题。实训部分要求学生按规范工艺要求装配相应的电路，调试并排查故障。通过对本书的学习，学生既能掌握理论知识，又能具备较强的动手能力，真正做到理论联系实际。 本书适用于职业本科院校、普通本科院校、高职高专院校（根据课时情况，可做适当取舍）电子与信息大类和自动化类专业的“数字电子技术”“电子电路基础”等课程的教学，符合目前职业教育“项目导向、任务驱动”的课改方向。此外，本书也可作为技术培训教材，还可供相关工程技术人员和业余爱好者参考。

张惠荣，河北工业职业技术大学教授。国家职业技能鉴定Protel考评员、电子设备装接工技师、高级维修电工；河北冶金行业优秀教师；学院首届青年骨干教师、专业带头人、优秀教师。省级精品课程负责人、年省级一等奖在线精品课程《模拟电子技术》负责人。

前言 二维码资源清单 模块1 　 数字逻辑电路的认知 1 学习目标 1 知识准备 1 1.1 　 数制和码制的分析 1 1.1.1 　 数字量和模拟量 1 1.1.2 　 数制和码制 2 1.1.3 　 二进制算术运算 6 1.2 　 逻辑代数的分析 7 1.2.1 　 熟悉逻辑代数 7 1.2.2 　 逻辑函数的公式化简法 13 1.2.3 　 逻辑函数的卡诺图化简法 17 1.3 　 基本门电路的认知 23 1.3.1 　 最简单的门电路 23 1.3.2 　 CMOS集成逻辑门 26 1.3.3 　 TTL集成逻辑门 35 1.3.4 　 不同类型门电路的接口问题 39 技能实训 40 实训1 　 集成逻辑门的逻辑功能与参数测试 40 实训2 　 简单智力竞赛抢答器的制作与调试 43 知识拓展　 光电控制延时节能路灯 45 自我检测题 46 思考题与习题 48 模块2 　组合逻辑电路的分析与应用 53 学习目标 53 知识准备 53 2.1 　 组合逻辑电路的分析方法和设计方法 53 2.1.1 　 概述 53 2.1.2 　 组合逻辑电路的分析方法 54 2.1.3 　 组合逻辑电路的设计方法 56 2.2 　 常用组合逻辑电路的分析 58 2.2.1 　 编码器 58 2.2.2 　 译码器 64 2.2.3 　 数据选择器和数据分配器 72 2.2.4 　 加法器 76 2.2.5 　 数值比较器 79 2.3 　 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象 81 2.3.1 　 竞争-冒险的概念及其产生的原因 81 2.3.2 　 竞争-冒险现象的识别方法 82 2.3.3 　 消除竞争-冒险的方法 83 技能实训 84 实训1 　 译码器和数码显示器的逻辑功能测试 84 实训2 　 数据选择器应用电路的设计与测试 86 实训3 　 多数表决器电路的设计与制作 88 实训4 　 数字显示器的制作与调试 90 知识拓展　 路灯检测电路 92 自我检测题 94 思考题与习题 95 模块3 　触发器的认知 98 学习目标 98 知识准备 98 3.1 　 基本RS触发器 99 3.1.1 　 或非门组成的基本RS触发器 99 VII 3.1.2 　 与非门组成的基本RS 触发器 101 3.1.3 　 典型集成基本RS 触发器74LS279 103 3.2 　 钟控触发器 104 3.2.1 　 同步RS 触发器 104 3.2.2 　 同步D 触发器 107 3.2.3 　 同步JK 触发器 108 3.2.4 　 典型集成同步触发器74LS375 109 3.3 　 边沿触发器 110 3.3.1 　 边沿JK 触发器 110 3.3.2 　 边沿D 触发器 113 3.3.3 　 T 触发器和T′ 触发器 116 3.3.4 　 触发器的转换 117 3.4 　 触发器的动态特性 119 3.4.1 　 基本RS 触发器的动态特性 119 3.4.2 　 同步RS 触发器的动态特性 120 3.4.3 　 边沿触发器的动态特性 120 技能实训 122 实训1 　 触发器的功能测试 122 实训2 　 智力竞赛抢答器的设计、安装与 调试 124 知识拓展　 触摸式照明灯电路 125 自我检测题 126 思考题与习题 127 模块4 　时序逻辑电路的分析与应用 132 学习目标 132 知识准备 132 4.1 　 时序逻辑电路的分析 132 4.1.1 　 概述 132 4.1.2 　 时序逻辑电路的分析方法 133 4.2 　 寄存器和移位寄存器 136 4.2.1 　 寄存器 136 4.2.2 　 移位寄存器 138 4.2.3 　 寄存器应用举例 140 4.3 　 计数器 141 4.3.1 　 异步计数器 141 4.3.2 　 同步计数器 148 4.3.3 　 N 进制计数器 154 4.3.4 　 移位寄存器型计数器 156 4.4 　 时序逻辑电路的设计方法 158 4.4.1 　 同步时序逻辑电路的设计方法 158 4.4.2 　 异步时序逻辑电路的设计方法 161 技能实训 164 实训1 　 集成计数器的功能及应用测试 164 实训2 　 时计数显示电路的设计、制作与 调试 166 知识拓展　 交通信号灯控制电路 168 自我检测题 170 思考题与习题 172 模块5 　脉冲波形的产生与整形 175 学习目标 175 知识准备 175 5.1 　 施密特触发器 175 5.1.1 　 施密特触发器概述 175 5.1.2 　 用门电路组成的施密特触发器 176 5.1.3 　 集成施密特触发器 178 5.1.4 　 施密特触发器的应用 179 5.2 　 单稳态触发器 181 5.2.1 　 微分型单稳态触发器 181 5.2.2 　 集成单稳态触发器 183 5.2.3 　 单稳态触发器的应用 187 5.3 　 多谐振荡器 188 5.3.1 　 由CMOS 反相器构成的多谐 振荡器 188 5.3.2 　 由施密特触发器构成的多谐 振荡器 190 5.3.3 　 石英晶体多谐振荡器及其应用 191 5.4 　 555 定时器及其应用 192 5.4.1 　 555 定时器的电路结构及功能 192 5.4.2 　 555 定时器的应用 194 技能实训 198 实训1 　 555 定时器的功能及应用 198 实训2 　 触摸式防盗报警电路的装配与 调试 199 知识拓展　 用555 定时器构成的全自动 点火器 202 自我检测题 203 II 思考题与习题 204 模块6 　数/ 模和模/ 数转换器 207 学习目标 207 知识准备 207 6.1 　 D/A 转换器 208 6.1.1 　 D/A 转换器的工作原理 208 6.1.2 　 D/A 转换器的主要参数 208 6.1.3 　 倒T 形电阻网络D/A 转换器 209 6.1.4 　 权电流型D/A 转换器 210 6.1.5 　 集成D/A 转换器 211 6.2 　 A/D 转换器 213 6.2.1 　 A/D 转换器的工作原理 213 6.2.2 　 A/D 转换器的主要参数 215 6.2.3 　 双积分型A/D 转换器 215 6.2.4 　 逐次逼近型A/D 转换器 217 6.2.5 　 集成A/D 转换器 217 技能实训 220 实训1 　 D/A、A/D 转换器的功能测试 220 实训2 　 数字电压表制作与调试 222 知识拓展　 锯齿波发生器 224 自我检测题 225 思考题与习题 226 模块7 　 半导体存储器和可编程逻辑 器件 227 学习目标 227 知识准备 227 7.1 　 半导体存储器 227 7.1.1 　 只读存储器 227 7.1.2 　 随机存储器 231 7.2 　 可编程逻辑器件 233 7.2.1 　 PLD 简介 233 7.2.2 　 可编程阵列逻辑PAL 235 7.2.3 　 通用阵列逻辑GAL 237 7.2.4 　 复杂可编程逻辑器件CPLD 240 知识拓展　 现场可编程门阵列FPGA 241 自我检测题 242 思考题与习题 243 模块8 　 综合实训：电子秒表的设计、 安装与调试 244 参考文献 248