數字電子技術項目教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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牛百齊毛立雲 著

圖書標籤:

• 數字電子技術
• 電子工程
• 項目教程
• 實踐教學
• 電路設計
• FPGA
• 單片機
• 數電
• 實驗
• 嵌入式係統

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111395423

商品編碼：29689734060

包裝：平裝

齣版時間：2012-11-01

基本信息

書名：數字電子技術項目教程

定價：28.60元

作者：牛百齊毛立雲

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2012-11-01

ISBN：9787111395423

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.359kg

編輯推薦

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內容提要

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　　《數字電子技術項目教程》根據高職高專人纔培養目標的要求，以工作項目為載體，將相關知識點有機融閤。項目的實施將使讀者掌握相關知識和技能，提高職業素養。

　　本書共分為8個項目，即邏輯狀態測試筆的製作、多數錶決器電路的設計與製作、數字顯示器的製作、4位二進製數加法數碼顯示電路的製作、智力競賽搶答器的製作、數字鍾的設計與製作、防盜報警器的設計與製作、數字電壓錶的設計與製作。本書以項目為單元選擇教學內容和技能訓練，通過項目描述、項目資訊、項目實施、項目評價與總結等步驟完成項目的教學，每個項目後都附有練習與提高，用於知識的鞏固和能力的提高。

　　《數字電子技術項目教程》既可作為高職高專電子信息技術、通信技術、應用電子技術、自動控製等專業教材使用，又可作為職業技能的培訓教材，還可供從事電子信息技術工作的有關人員參考。

目錄

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齣版說明

前言

緒論

項目1 邏輯狀態測試筆的製作

1.1 項目描述

1.1.1 項目目標

1.1.2 項目說明

1.2 項目資訊

1.2.1 基本邏輯運算

1.2.2 分立元器件門電路

1.2.3 集成門電路

1.2.4 集成門電路的使用

1.3 技能訓練

1.3.1 集成邏輯門電路的邏輯功能測試

1.3.2 集電極開路門（OC）和三態輸齣門（TSL）的應用

1.4 項目實施

1.4.1 項目分析

1.4.2 項目製作

1.5 項目評價與總結

1.5.1 項目評價

1.5.2 項目總結

練習與提高

項目2 多數錶決器電路的設計與製作

2.1 項目描述

2.1.1 項目目標

2.1.2 項目說明

2.2 項目資訊

2.2.1 基本邏輯運算

2.2.2 公式法化簡邏輯函數

2.2.3 卡諾圖法化簡邏輯函數

2.2.4 組閤邏輯門電路

2.3 技能訓練 組閤邏輯電路的功能測試

2.4 項目實施

2.4.1 項目設計

2.4.2 項目製作

2.5 項目評價與總結

2.5.1 項目評價

2.5.2 項目總結

練習與提高

項目3 數字顯示器的製作

3.1 項目描述

3.1.1 項目目標

3.1.2 項目說明

3.2 項目資訊

3.2.1 編碼器

3.2.2 譯碼器

3.2.3 數據分配器

3.2.4 數據選擇器

3.3 技能訓練 譯碼器和數碼顯示器的邏輯功能測試

3.4 項目實施

3.4.1 項目分析

3.4.2 項目製作

3.5 項目評價與總結

3.5.1 項目評價

3.5.2 項目總結

練習與提高

項目4 4位二進製數加法數碼顯示電路的製作

4.1 項目描述

4.1.1 項目目標

4.1.2 項目說明

4.2 項目資訊

4.2.1 數製與碼製

4.2.2 加法器

4.2.3 數值比較器

4.3 技能訓練

4.3.1 全加器邏輯功能驗證

4.3.2 數值比較器邏輯功能驗證

4.4 項目實施

4.4.1 項目分析

4.4.2 項目製作

4.5 項目評價與總結

4.5.1 項目評價

4.5.2 項目總結

練習與提高

項目5 智力競賽搶答器的製作

5.1 項目描述

5.1.1 項目目標

5.1.2 項目說明

5.2 項目資訊

5.2.1 觸發器概述

5.2.2 RS觸發器

5.2.3 JK觸發器

5.2.4 D觸發器

5.2.5 T觸發器和T′觸發器

5.3 技能訓練 觸發器的功能測試

5.4 項目實施

5.4.1 項目分析

5.4.2 項目製作

5.5 項目評價與總結

5.5.1 項目評價

5.5.2 項目總結

練習與提高

項目6 數字鍾的設計與製作

6.1 項目描述

6.1.1 項目目標

6.1.2 項目說明

6.2 項目資訊

6.2.1 時序邏輯電路的分析

6.2.2 計數器

6.2.3 N進製計數器

6.2.4 寄存器

6.3 技能訓練 集成計數器的功能及應用測試

6.4 項目實施

6.4.1 項目分析

6.4.2 項目製作

6.5 項目評價與總結

6.5.1 項目評價

6.5.2 項目總結

練習與提高

項目7 防盜報警器的設計與製作

7.1 項目描述

7.1.1 項目目標

7.1.2 項目說明

7.2 項目資訊

7.2.1 脈衝信號及其參數

7.2.2 多諧振蕩器

7.2.3 單穩態觸發器

7.2.4 施密特觸發器

7.2.5 555定時器

7.3 技能訓練 555定時器的功能及應用

7.4 項目實施

7.4.1 項目分析

7.4.2 項目製作

7.5 項目評價與總結

7.5.1 項目評價

7.5.2 項目總結

練習與提高

項目8 數字電壓錶的設計與製作

8.1 項目描述

8.1.1 項目目標

8.1.2 項目說明

8.2 項目資訊

8.2.1 D/A轉換器

8.2.2 A/D轉換器

8.2.3 常用的集成ADC簡介

8.3 技能訓練 D/A轉換器的功能測試

8.4 項目實施

8.4.1 項目分析

8.4.2 項目製作

8.5 項目評價與總結

8.5.1 項目評價

8.5.2 項目總結

練習與提高

部分習題參考答案

參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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數字電子技術項目教程：一本麵嚮實踐的學習指南 前言 數字電子技術是現代電子工程的基石，它滲透於我們生活的方方麵麵，從智能手機、電腦到復雜的工業控製係統和通信設備，無一不依賴於數字電子技術的進步。掌握數字電子技術，意味著能夠理解並構建這些神奇的設備，洞察其工作原理，並在此基礎上進行創新。 然而，許多初學者在學習數字電子技術時，常常會感到理論與實踐脫節。教科書中的邏輯門、時序電路、微處理器等概念雖然重要，但若缺乏實際操作的經驗，理解往往會變得抽象而睏難。本書的誕生，正是為瞭彌閤這一鴻溝，旨在為廣大電子愛好者、在校學生以及渴望提升實踐技能的工程師提供一本真正落地、充滿挑戰的學習教程。 本書並非一本枯燥的理論書籍，而是將學習過程設計成一係列精心挑選的、具有代錶性的實際項目。每一個項目都圍繞著數字電子技術的核心概念展開，從基礎的邏輯運算到復雜的嵌入式係統設計，循序漸進，引導讀者在動手實踐中深入理解理論知識。我們相信，通過“做中學”，學習效率將得到顯著提升，學習過程也將充滿樂趣和成就感。 本書特色與內容概覽 本書將帶領您穿越數字電子技術豐富而迷人的世界，通過一係列引人入勝的項目，將理論知識轉化為生動的實踐體驗。我們將聚焦於數字電路的核心構成與應用，確保您在掌握基本原理的同時，能夠構建齣功能豐富、實用性強的電子係統。 第一部分：數字電路基礎的基石——邏輯門與組閤邏輯電路 在數字電子世界的探索之旅，我們首先從最基本的構建單元——邏輯門開始。您將瞭解AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR以及XNOR等基本邏輯門的原理、符號和真值錶。這些看似簡單的開關，卻是構成所有數字電路的基石。 項目一：簡易信號燈控製器 目標： 理解AND、OR、NOT邏輯門的工作原理，並將其應用於設計一個簡單的交通信號燈控製邏輯。 內容： 學習如何利用基本邏輯門組閤，根據不同的輸入信號（例如，模擬車輛流量），輸齣控製不同燈光（紅、黃、綠）的信號。您將學習布爾代數的基本運算，以及如何將其轉化為實際的邏輯電路圖。 實踐： 使用麵包闆和基礎邏輯門IC（如74LS係列）搭建原型。通過改變輸入信號，觀察並驗證信號燈的切換邏輯是否符閤預期。 延伸： 討論如何擴展該係統，增加行人過馬路按鈕、延時功能等，初步接觸組閤邏輯電路的設計思路。 項目二：多路選擇器與譯碼器應用 目標： 深入理解組閤邏輯電路的結構，掌握多路選擇器（Multiplexer）和譯碼器（Decoder）的功能及其在數據選擇與信號解碼中的作用。 內容： 學習多路選擇器如何根據選擇信號從多個輸入中選擇一個輸齣，以及譯碼器如何將二進製編碼轉換為獨熱碼（One-hot code）等。您將瞭解這些通用邏輯模塊在各種數字係統中的廣泛應用，例如CPU指令譯碼、存儲器地址選擇等。 實踐： 構建一個4選1的數據選擇器，用於從四個不同的輸入信號中選擇一個傳遞到輸齣。同時，設計並實現一個3-to-8譯碼器，將其用於控製8個LED的亮滅，模擬數碼管的段選邏輯。 延伸： 探討如何利用譯碼器實現更復雜的控製功能，如狀態機中的狀態譯碼。 項目三：加法器與減法器電路設計 目標： 學習如何構建執行算術運算的數字電路，理解半加器（Half Adder）和全加器（Full Adder）的工作原理，並設計一個多位加法器/減法器。 內容： 深入分析二進製加法和減法的過程，以及如何將其分解為邏輯門操作。您將學習如何級聯全加器以實現多位二進製數的加法，並掌握利用二進製補碼（Two's Complement）實現減法的方法。 實踐： 使用邏輯門構建一個4位二進製加法器，並通過LED顯示加法結果。進一步擴展，實現一個4位二進製減法器，展示其執行減法運算的能力。 延伸： 討論如何將加法器/減法器集成到更復雜的算術邏輯單元（ALU）中，為後續學習算術邏輯單元打下基礎。 第二部分：數字電路的記憶與時序——觸發器與時序邏輯電路 組閤邏輯電路能夠處理即時輸入，但要構建具有記憶功能的數字係統，則需要引入時序邏輯電路。這一部分將帶您進入觸發器和寄存器的世界，理解它們如何存儲信息，以及如何利用時鍾信號實現同步操作。 項目四：RS觸發器與D觸發器構建 目標： 理解基本的存儲單元——觸發器的工作原理，掌握RS觸發器和D觸發器的構建方法及其狀態變化特性。 內容： 學習RS觸發器（Set-Reset Flip-Flop）的異步工作方式，以及它可能齣現的“無效”狀態。重點掌握D觸發器（Delay Flip-Flop）的同步工作原理，它能夠根據時鍾信號存儲輸入的數據，是構成寄存器的基礎。 實踐： 使用NAND或NOR門構建一個基本的SR觸發器，並觀察其置位（Set）和復位（Reset）功能。接著，使用D觸發器構建一個簡單的1位數據存儲單元，通過時鍾信號控製數據的寫入和讀取。 延伸： 討論觸發器在存儲信息、構建計數器等時序電路中的關鍵作用。 項目五：移位寄存器與流水綫數據傳輸 目標： 學習如何使用觸發器構建移位寄存器，理解其在數據串並轉換、序列生成等方麵的應用。 內容： 掌握SISO（Serial-In, Serial-Out）、SIPO（Serial-In, Parallel-Out）、PISO（Parallel-In, Serial-Out）以及PIPO（Parallel-In, Parallel-Out）等不同類型的移位寄存器結構。理解數據如何在寄存器中逐位移動，以及其在數據傳輸和處理中的效率優勢。 實踐： 構建一個4位SIPO移位寄存器，實現將串行數據輸入，然後並行輸齣。反之，構建一個4位PISO移位寄存器，實現並行數據輸入，然後串行輸齣。 延伸： 探討移位寄存器在LED點陣顯示驅動、SPI通信協議中的應用。 項目六：計數器與頻率分頻 目標： 學習如何利用觸發器構建各種類型的計數器，實現數字信號的計數和頻率分頻功能。 內容： 掌握同步計數器（如二進製加法計數器、減法計數器）和異步計數器（行波計數器）的工作原理。理解模N計數器的設計思想，以及如何利用計數器實現精確的頻率分頻。 實踐： 構建一個4位二進製同步加法計數器，並通過LED顯示計數值。實現一個簡單的頻率分頻器，將輸入時鍾信號的頻率降低到預設值（例如，1/2，1/4，1/8）。 延伸： 討論計數器在數字時鍾、定時器、頻率閤成器等係統中的應用。 第三部分：構建更復雜的數字係統——狀態機與微控製器基礎 在掌握瞭基本的邏輯門、觸發器和時序電路後，我們將進一步探索如何將這些單元組閤起來，構建更復雜、功能更強大的數字係統。這一部分將介紹狀態機和微控製器，它們是現代數字係統設計的核心。 項目七：有限狀態機（FSM）設計與實現 目標： 理解有限狀態機的概念，學會設計和實現Mealy型和Moore型狀態機，解決需要根據輸入和當前狀態決定輸齣的復雜邏輯問題。 內容： 學習狀態轉移圖（State Transition Diagram）和狀態錶（State Table）的繪製方法，以及如何將其轉化為硬件邏輯。掌握使用組閤邏輯和觸發器構建狀態機的方法。 實踐： 設計並實現一個簡單的序列檢測器，例如檢測輸入序列“101”。同時，設計一個交通燈控製狀態機，能夠根據不同情況（如行人按鈕按下）進行更智能的控製。 延伸： 探討狀態機在協議解析、控製器設計、遊戲邏輯等領域的廣泛應用。 項目八：簡單微控製器實驗平颱搭建與基礎編程 目標： 初步接觸微控製器的概念，理解微控製器在數字係統中的作用，並通過簡單的實驗搭建一個基礎的微控製器應用平颱。 內容： 瞭解微控製器的基本結構，包括CPU、內存、I/O接口等。學習如何使用集成開發環境（IDE）和簡單的編程語言（如C語言）為微控製器編寫程序。 實踐： 選擇一款易於上手的微控製器開發闆（如Arduino或STM32入門級開發闆）。實現基礎的LED閃爍、按鍵輸入讀取、串口通信等實驗。 延伸： 介紹微控製器在嵌入式係統中的核心地位，以及如何利用其強大的處理能力和豐富的接口實現各種復雜的應用。 第四部分：高級應用與項目實踐 在本係列的最後部分，我們將整閤前麵學到的知識，進行一些更具挑戰性、更貼近實際應用的項目，讓您體驗數字電子技術的強大魅力。 項目九：簡易數碼管顯示驅動器 目標： 學習如何驅動7段數碼管顯示數字，並結閤計數器和譯碼器實現一個簡易的數字顯示係統。 內容： 瞭解7段數碼管的驅動原理，掌握如何通過發送特定的段選信號來點亮數碼管的各個段。學習如何將計數器的輸齣轉換為驅動數碼管所需的BCD碼（Binary-Coded Decimal），並使用BCD-to-7-Segment譯碼器來控製數碼管的顯示。 實踐： 構建一個兩位數的計數器，並用兩個7段數碼管顯示計數值。您將深入體會數字信號如何轉化為直觀的視覺信息。 延伸： 討論如何擴展到多位數碼管顯示，以及在實際産品中的應用，如時鍾、計數器顯示等。 項目十：簡單數字濾波器的實現（選講） 目標： （可選項目，旨在初步接觸數字信號處理的概念）理解數字濾波器的基本原理，並嘗試實現一個簡單的數字濾波器。 內容： 簡要介紹數字信號處理（DSP）的基本概念。學習如何利用數字電路實現簡單的移動平均濾波器，用於平滑噪聲信號。 實踐： （此項目可能需要更高級的硬件或仿真環境）利用微控製器或FPGA，嘗試讀取模擬信號（通過ADC），然後對其進行簡單的數字濾波處理，再輸齣濾波後的信號（通過DAC或直接在軟件中觀察）。 延伸： 介紹更復雜的數字濾波器類型（如FIR、IIR），以及它們在音頻處理、圖像處理等領域的應用。 學習方法與建議 本書的設計宗旨是“學以緻用”。因此，我們強烈建議您在閱讀每一章節時，積極動手實踐。 1. 理論與實踐相結閤： 不要隻停留在閱讀和理解理論概念，務必動手搭建電路，編寫代碼。實際操作中遇到的問題，往往能加深對理論知識的理解。 2. 循序漸進，打好基礎： 每個項目都是在前一個項目的基礎上發展的。確保您充分理解瞭基礎概念，再進入更復雜的項目。 3. 善用仿真工具： 在實際搭建電路之前，可以利用Logisim、Multisim等邏輯電路仿真軟件進行模擬。這不僅可以幫助您驗證設計思路，還能在節省硬件資源的同時，快速迭代和調試。 4. 解決問題，深入思考： 在實踐過程中，您一定會遇到各種各樣的問題。這是學習過程中最寶貴的財富。嘗試獨立思考，查閱資料，尋找解決方案。這個過程將極大地鍛煉您的分析和解決問題的能力。 5. 探索與創新： 當您掌握瞭項目的基礎功能後，不妨嘗試對其進行擴展和改進，加入新的功能，使其更加完善。鼓勵您發揮創造力，設計屬於自己的數字電子項目。 6. 社區與交流： 如果遇到實在無法解決的問題，不要氣餒。積極參與相關的技術論壇、社群，與其他愛好者交流學習經驗，您將收獲意想不到的幫助。 結語 數字電子技術是一個充滿活力和無限可能的領域。通過本書的學習，您將不僅僅是掌握瞭一係列技術知識，更重要的是培養瞭一種“用數字邏輯解決問題”的思維方式。我們希望本書能夠成為您探索數字電子世界的一盞明燈，激發您對電子技術的濃厚興趣，並最終助您在數字電子技術的道路上行穩緻遠，創造齣屬於您的精彩。 願您在本書的陪伴下，享受數字電子技術帶來的創造之樂！

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖文配閤堪稱典範，這對於需要大量視覺輔助的電子技術學習來說至關重要。我注意到，作者在介紹復雜的譯碼器或多路選擇器時，使用的不僅僅是標準的邏輯符號，還會輔以大量的真值錶和狀態圖，並且這些圖錶的設計考慮瞭打印輸齣的效果，綫條清晰，層次分明。尤其令人稱道的是，當講解到基於VHDL或Verilog的硬件描述語言部分時，代碼的注釋規範且富有啓發性，它不像有些教程那樣隻是簡單地翻譯電路功能，而是解釋瞭為什麼選用這種特定的描述方式能更好地映射到實際的硬件結構上。這種對視覺和邏輯結構的雙重優化，大大減輕瞭閱讀的認知負荷，讓復雜概念的吸收過程變得更為流暢和自然。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述方式簡直就像是邀請你走進一個數字電路的迷宮，但幸運的是，作者似乎非常清楚每一個轉角的意義。我特彆欣賞它在基礎概念講解上的深度，不是那種浮於錶麵的羅列公式，而是真正深入到晶體管層麵，去解釋為什麼MOS管會錶現齣那樣的特性。當你第一次接觸到CMOS反相器的工作原理時，那種由淺入深，層層遞進的講解，真的讓人有豁然開朗的感覺。它沒有直接拋齣一個復雜的電路圖讓你望而卻步，而是先搭好邏輯門的基礎，再逐步疊加應用，這對於我這種非科班齣身，但對電子技術抱有濃厚興趣的讀者來說，是極其友好的。特彆是關於時序邏輯和組閤邏輯的區分與設計案例，作者給齣的圖例非常直觀，甚至連競爭冒險這種讓人頭疼的問題，都被拆解成瞭可以理解的步驟。讀完這部分內容，我感覺自己不再是簡單地記住書本上的標準電路結構，而是真正理解瞭它們的設計哲學。

評分☆☆☆☆☆

我必須強調這本書在特定主題上的處理手法，它對脈衝與時鍾信號的探討達到瞭近乎苛刻的細緻程度。在許多教材中，時鍾信號往往被簡單地視為一個理想的方波源，但這本書卻花瞭大量篇幅來剖析時鍾抖動、上升沿和下降沿的非對稱性對係統穩定性的影響。作者通過分析高速係統中，不同路徑之間的時鍾延遲差異（Skew）如何導緻亞穩態的産生，並提齣瞭幾種有效的時鍾同步和去耦方法。這些內容在傳統的入門讀物中是極少提及的，它們觸及瞭現代數字係統設計的核心難點。閱讀這些章節時，我能感覺到作者在力求構建一個“零缺陷”的數字係統認知框架，這種對細節的執著，使得這本書的價值遠遠超過瞭一般的教程範疇，更像是一本高級工程師的實踐備忘錄。

評分☆☆☆☆☆

從內容的廣度來看，這本書非常紮實地覆蓋瞭數字係統的基礎骨架，但令人驚喜的是，它並沒有固步自封於傳統的TTL/CMOS邏輯係列，而是巧妙地引入瞭現代嵌入式係統中經常涉及的一些概念。例如，在討論存儲器結構時，它不僅講解瞭SRAM和DRAM的基本單元，還簡要介紹瞭緩存（Cache）的工作原理及其在係統性能中的作用。這種前瞻性的內容組織，使得讀者在掌握瞭“如何搭建”之後，還能對“如何優化”有一個初步的認知。它成功地架設瞭一座從純粹的邏輯設計到係統級性能考量的橋梁，讓讀者在學習基礎知識的同時，也能感受到整個數字電子技術領域的發展脈絡和未來方嚮，這對於希望在專業領域走得更遠的人來說，無疑是極大的助益。

評分☆☆☆☆☆

這本書在項目實踐的引導上，展現齣一種罕見的務實態度。許多教材往往把理論講得天花亂墜，但一旦涉及到實際動手操作，便含糊其辭，留給讀者一堆需要自行摸索的空白。然而，這本書的不同之處在於，它仿佛一位經驗豐富的老工程師在你旁邊手把手地教導。例如，在設計一個簡單的8位計數器時，它不僅給齣瞭原理圖，還細緻地說明瞭元器件選型時需要考慮的參數（比如芯片的封裝、工作電壓範圍），以及在麵包闆上進行原型驗證時容易齣現的焊接錯誤和乾擾問題。更難能可貴的是，它沒有止步於仿真結果，而是將理論設計與實際的調試過程緊密結閤起來，讓你明白理論計算與實際測量值之間存在的微小偏差是如何産生的，以及如何通過調整參數來優化性能。這種將“做”和“知”完美結閤的編排，極大地增強瞭學習的成就感和解決實際問題的信心。