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准备知识1

单元1数字电路基础知识5

1.1概述5

1.2数制与码制6

1.2.1数制6

1.2.2不同数制间的相互转换7

1.2.3码制8

1.2.4数制比较9

1.3逻辑电平和数字波形10

1.3.1逻辑电平10

1.3.2数字波形11

1.4逻辑代数的基本运算13

1.4.1三种基本逻辑运算13

1.4.2复合逻辑门17

1.5逻辑代数的基本公式、定律和规则18

1.5.1逻辑代数的基本公式18

1.5.2逻辑代数的基本定律20

1.6逻辑函数的表示方法及化简22

1.6.1逻辑函数的表示方法22

1.6.2逻辑函数式的常用类型24

1.6.3逻辑函数的公式化简法24

1.6.4逻辑函数的卡诺图化简法24

1.6.5具有约束项的逻辑函数及其化简28

本单元回顾29

重要知识点30

综合练习30

单元2集成逻辑门电路33

2.1集成逻辑门电路33

2.1.1数字集成电路的封装及引脚33

2.1.2数字集成电路的连线及逻辑图34

2.1.3常用门电路的逻辑功能测试35

2.1.4集成门电路的应用42

2.1.5集成逻辑门电路48

2.2数字集成电路使用注意事项61

2.2.1数字集成电路简介61

2.2.2数字集成电路使用注意事项64

2.3集成门电路的实践应用66

2.3.1接口电路66

2.3.2集成门电路的实践应用67

2.4故障诊断70

2.4.1与门和或门的故障71

2.4.2与非门和或非门的故障74

2.4.3电路节点75

2.4.4信号跟踪和波形分析76

本单元回顾76

重要知识点77

综合练习77

单元3组合逻辑电路80

3.1组合逻辑电路的分析方法和设计方法80

3.1.1组合逻辑电路的分析80

3.1.2组合逻辑电路的设计81

3.2编码器和译码器82

3.2.1编码器82

3.2.2译码器90

3.3数码显示器和译码驱动器95

3.4数据选择器和数据分配器98

3.4.1数据选择器99

3.4.2数据分配器101

3.4.3数值比较器102

3.5组合电路中的竞争与冒险103

3.5.1产生竞争冒险的原因103

3.5.2竞争冒险的判别与识别104

3.5.3消除竞争冒险的方法104

3.6组合逻辑电路实践105

3.6.1组合逻辑实践电路105

3.6.2组合逻辑电路功能测试111

3.7故障诊断119

3.7.1电平恒定119

3.7.2 4位加法器120

3.7.3 4位比较器121

3.7.4译码器的故障121

3.7.5编码器故障122

3.7.6数据选择器故障123

本单元回顾123

重要知识点124

综合练习125

单元4集成触发器129

4.1基本RS触发器129

4.2同步触发器130

4.2.1同步RS触发器130

4.2.2同步D触发器131

4.3边沿触发器133

4.3.1维持阻塞D触发器133

4.3.2边沿JK触发器135

4.3.3 T触发器和T′触发器138

4.4不同类型触发器间的相互转换139

4.4.1 D触发器构成T触发器和T′触发器139

4.4.2 JK触发器转换为T触发器和T′触发器140

4.5触发器的应用142

4.5.1触发器的逻辑功能142

4.5.2触发器的应用电路146

4.6故障诊断151

4.6.1锁存器的故障151

4.6.2触发器的故障152

本单元回顾153

重要知识点154

综合练习154

单元5时序逻辑电路156

5.1时序逻辑电路的分析方法156

5.2同步时序逻辑电路的设计方法158

5.3寄存器160

5.3.1数码寄存器161

5.3.2移位寄存器162

5.4计数器164

5.4.1二进制计数器164

5.4.2十进制计数器167

5.4.3 N进制计数器168

5.5时序逻辑电路实践176

5.5.1寄存器和移位寄存器功能测试176

5.5.2由D触发器构成移位寄存器178

5.5.3用移位寄存器构成自启动的环形计数器184

5.5.4集成计数器的级联N进制计数器185

5.6故障诊断189

5.6.1使用测试码进行故障诊断189

5.6.2计数器的故障诊断190

5.6.3级联的计数器191

5.6.4由单个触发器构成的计数器191

本单元回顾192

重要知识点193

综合练习194

单元6脉冲波形的产生与整形199

6.1多谐振荡器199

6.1.1由门电路构成的多谐振荡器199

6.1.2石英晶体多谐振荡器200

6.1.3集成多谐振荡器及其应用201

6.2单稳态触发器203

6.2.1由门电路构成的单稳态触发器203

6.2.2集成单稳态触发器及其应用204

6.3施密特触发器206

6.3.1由门电路构成的施密特触发器206

6.3.2集成施密特触发器及其应用207

6.4脉冲波形产生与整形电路209

6.4.1 555定时器的功能测试209

6.4.2脉冲波形产生与整形电路211

6.4.3 LM556芯片的应用215

6.4.4 555定时器应用电路218

6.5故障诊断221

本单元回顾221

重要知识点222

综合练习222

单元7数模和模数转换器224

7.1数字信号处理基础224

7.2 A／D转换器225

7.2.1并行比较型A／D转换器226

7.2.2逐次逼近型ADC227

7.2.3双积分型A／D转换器228

7.2.4 A／D转换器的主要参数228

7.3数字信号处理器（DSP）229

7.3.1 DSP简介229

7.3.2 DSP应用229

7.4 D／A转换器230

7.4.1权电阻网络D／A转换器230

7.4.2 T形电阻网络D／A转换器231

7.4.3倒T形电阻网络D／A转换器232

7.4.4 DAC的性能特征233

7.5 D／A转换器的应用233

7.6 A／D转换器的应用239

7.6.1 A／D转换器功能测试239

7.6.2 A／D转换器的应用242

7.7 A／D和D／A综合应用电路243

7.8故障诊断244

7.8.1 ADC错误244

7.8.2 DAC错误245

本单元回顾247

重要知识点247

综合练习248

单元8半导体存储器和可编程逻辑器件249

8.1只读存储器（ROM）249

8.1.1固定ROM249

8.1.2可编程只读存储器（PROM）250

8.1.3可擦除可编程只读存储器（EPROM）251

8.1.4集成EPROM252

8.2随机存取存储器（RAM）253

8.2.1 RAM的基本结构253

8.2.2地址译码器253

8.2.3 RAM基本存储单元——存储位254

8.2.4集成RAM2114介绍254

8.2.5 RAM的扩展255

8.3其他存储设备256

8.4可编程逻辑器件PLD257

8.5可编程阵列逻辑PAL258

8.6通用阵列逻辑GAL259

8.6.1 GAL 16V8芯片259

8.6.2 GAL器件的应用260

8.6.3 PLD器件的开发260

8.7半导体存储器的应用260

8.7.1 PROM的应用260

8.7.2 EPROM的固化与擦除263

8.8可编程逻辑器件的应用265

本单元回顾266

重要知识点267

综合练习268

单元9实践与综合训练272

9.1实践的目的272

9.2设计与制作的一般步骤272

9.3数字电子技术的设计方法273

9.3.1数字电路设计的主要内容273

9.3.2简单数字逻辑电路的设计方法274

9.3.3数字电子技术综合训练的方法与步骤274

9.3.4综合训练总结报告276

9.4抢答器电路277

9.5触摸式电子摇奖器电路284

9.6音频变色灯电路284

9.7计数及显示实用电路285

9.8滚环追逐电路286

9.9移位寄存器构成的可编程分频器287

9.10加法计数器D／A转换电路288

9.11彩灯循环控制器的设计与制作289

9.11.1设计举例289

9.11.2设计扩展292

9.12多功能数字钟的设计与制作293

9.12.1设计举例293

9.12.2设计提示293

9.13投币电话控制器的设计与制作299

9.13.1设计举例299

9.13.2设计提示299

9.14交通灯定时控制系统的设计与制作302

9.14.1设计举例303

9.14.2设计提示303

9.15 数字转速测试系统的设计与制作307

9.15.1设计举例307

9.15.2设计提示308

9.15.3设计扩展311

9.15.4设计扩展提示311

9.16数字频率计的设计与制作313

9.16.1设计举例313

9.16.2设计提示313

9.16.3设计扩展318

9.17霓虹灯控制器318

附录321

参考文献329