目前,高職院校工科類特別是電類各專業(yè),普遍開設了“數(shù)字電子技術”課程,目的是使學生掌握數(shù)字電路的基本知識、元件、電路單元、分析方法,為其后續(xù)的數(shù)字集成電路的分析與開發(fā)能力的培養(yǎng)打下基礎。但是作為一門專業(yè)基礎課,本身基礎性、預備性的知識比較多,理論性比較強,不大容易學出興趣和教出特色。
為此,本書的幾位作者近幾年主持或參與了2015年山東省職業(yè)教育教學改革研究項目:“雙導師、學徒式”框架下的技優(yōu)生培養(yǎng)研究(項目編號:2015154),其研究方向之一,就是希望探索出一條以工程應用項目為主線,通過教學做一體化,改進專業(yè)基礎課教學的道路。由此,能夠把理論課上出實踐性、突出應用能力的培養(yǎng),從而實現(xiàn)學生的個性化培養(yǎng),并在課題研究和多年授課經驗的基礎上編寫了本書
本書融入了作者最新教研成果和工程實用項目,在體例上采用更契合高職特色的項目導向、任務驅動的模式。本書由校企聯(lián)合打造,主筆人為高職院校的一線教師,工程項目的策劃選取則請教了企業(yè)的工程技術人員。書中在保證知識體系完整的基礎上,共穿插介紹了數(shù)字電路工程實例50余項,部分項目還配套了Multisim12的仿真測試的內容。全書內容精煉,邏輯清晰、圖表規(guī)范、說明性強。
本書按照50~70學時編寫,共分為三個模塊,既層層遞進又各有側重。
模塊一(跟我學:基礎與銜接)主要介紹數(shù)字電路基礎知識、邏輯門電路,仿真軟件Multisim12及其簡單應用;模塊二(跟我做:應用與仿真)主要介紹組合邏輯電路基本單元、時序邏輯電路基本單元、脈沖信號的產生與整形、A/D、D/A轉換、半導體存儲器。模塊三(你來做:項目綜合實踐)集中介紹了8個數(shù)字電路的綜合實用項目。
其中,模塊二是全書的主體部分。每一模塊中又下設若干項目,每一項目介紹一類基本數(shù)字邏輯單元,部分項目又下設若干子項目。每一項目(子項目)分成【項目導入】→【項目解析與知識鏈接】→【項目拓展應用】三個環(huán)節(jié)。【項目導入】為工程項目精講,以開篇項目以及必要的分析,引出講解內容。【項目解析與知識鏈接】是對項目相關基本知識點、能力點進行必要講解,前后呼應進行項目回顧。【項目拓展應用】是對本部分相關擴展知識點進行講解,輔以必要的補充拓展案例,同時本部分內容中理論性、原理性較強知識點也放在此,因此該環(huán)節(jié)內容可根據課時量情況,進行選講。根據項目和知識點的具體情況,有些項目后還加入了【項目仿真】環(huán)節(jié)。
本書由濟南職業(yè)學院電子工程學院劉曉陽、王平、劉成剛、李莉共同編著。山東省家用電器行業(yè)協(xié)會、青島海信通信有限公司、浪潮電子信息產業(yè)股份有限公司、濟南鋼鐵股份有限公司等行業(yè)企業(yè)的技術人員也對項目案例的撰寫提出了建設性的意見。全書由劉曉陽統(tǒng)稿。
本書在編寫過程中參考了兄弟院校、相關企業(yè)和科研院所的一些教材、資料和文獻,在此向有關作者一并致謝。由于時間倉促,加之作者能力有限,書中內容尚有不少待改進之處,懇請廣大讀者和專家批評指正。
作 者
2016年10月
劉曉陽,男,濟南職業(yè)技術學院應用電子技術專業(yè)教研室主任,省級精品課程數(shù)字電子技術的負責人,主持和參與了多項省級教科研項目,具備較為豐富的企業(yè)實踐經歷及教材編寫經驗。
目 錄
模塊一 跟我學:基礎與銜接
項目一 導入 1
一、模擬信號與數(shù)字信號 1
二、數(shù)字電路 1
項目二 常用數(shù)制及碼制 2
一、數(shù)制 2
二、數(shù)制的轉換 3
三、常用編碼 5
項目三 數(shù)字電路的數(shù)學分析工具:邏輯代數(shù) 7
一、概述 7
二、邏輯代數(shù)基本運算 7
三、項目分析:聲光控照明電路 12
項目四 邏輯函數(shù)的運算與化簡 13
一、概述 13
二、邏輯函數(shù)的表示方法 13
三、邏輯函數(shù)表示方法的相互轉換舉例 15
四、邏輯代數(shù)運算規(guī)則 16
五、邏輯函數(shù)的公式化簡法 18
項目五 數(shù)字電路的硬件基礎:門電路 32
一、二極管門電路 33
二、三極管門電路 35
三、MOS管門電路 39
項目六 邏輯電路的分析與設計 41
一、組合邏輯電路概述 41
二、組合邏輯電路的分析與設計 42
三、項目分析:智能搶答器 47
四、邏輯電路的競爭冒險 49
項目七 邏輯電路的仿真 51
一、Multisim12功能介紹 51
二、Multisim12仿真軟件的應用 52
三、仿真電路生成方法 67
習題一 69
模塊二 跟我做:應用與仿真
項目一 集成門電路 74
一、TTL集成門電路 74
二、CMOS集成門電路 84
項目二 加法器 93
項目三 數(shù)值比較器 100
項目四 編碼器 106
項目五 譯碼器 110
一、二進制譯碼器 110
二、顯示譯碼器 116
項目六 數(shù)據選擇器與分配器 121
項目七 觸發(fā)器 132
一、基本RS觸發(fā)器 132
二、時鐘觸發(fā)器 143
項目八 計數(shù)器 151
一、讀圖,寫方程式 165
二、計算,求狀態(tài)方程 165
三、分析推導 166
四、邏輯抽象 167
項目九 寄存器 171
項目十 脈沖信號的產生與整形電路 176
一、多諧振蕩器 176
二、施密特觸發(fā)器 184
三、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 190
項目十一 模/數(shù)與數(shù)/模轉換電路 197
一、模/數(shù)轉換電路 197
二、數(shù)/模轉換電路 208
項目十二 半導體存儲器 213
一、只讀存儲器(ROM) 213
二、隨機存取存儲器(RAM) 221
習題二 226
模塊三 你來做:項目綜合實踐
項目一 編碼電子鎖 235
一、電路分析 235
二、元器件選型與調試 236
項目二 計數(shù)譯碼顯示器 237
一、電路分析 237
二、元器件選型與調試 238
項目三 數(shù)字式搶答器 240
一、電路分析 240
二、元器件選型與調試 241
項目四 紅外控制自動水龍頭 241
一、電路分析 241
二、元器件選型與調試 243
項目五 聲光控樓道延時照明燈 245
一、電路分析 245
二、元器件選型與調試 246
項目六 數(shù)字電子鐘 247
一、電路分析 247
二、元器件選型與調試 247
項目七 家電遙控器 251
一、電路分析 251
二、元器件選型與調試 254
項目八 敲擊式電子門鈴 254
一、電路分析 254
二、元器件選型與調試 255
習題三 255
習題參考答案 256
習題一 256
習題二 258
參考文獻 262