数字电子技术教程

目　录

项目1　数字电路的基础知识　1

1．1　数字电路概述　1

1．1．1　模拟信号和数字信号　1

1．1．2　数字电路的特点和分类　1

1．2　数制与码制　2

1．2．1　常见的数制　2

1．2．2　数制的相互转换　3

1．2．3　码制　5

1．3　逻辑代数基础　6

1．3．1　基本逻辑关系　7

1．3．2　常用逻辑关系　8

1．3．3　逻辑函数及其表示方法　10

1．4　逻辑代数的基本定律和规则　12

1．4．1　逻辑代数的基本公式　12

1．4．2　逻辑代数的常用公式　13

1．4．3　逻辑代数的基本规则　14

1．5　逻辑函数的代数化简法　15

1．5．1　逻辑函数式的常见形式　15

1．5．2　逻辑函数的代数化简法　16

1．6　逻辑函数的卡诺图化简法　18

1．6．1　逻辑函数的最小项　18

1．6．2　用卡诺图表示逻辑函数　19

1．6．3　用卡诺图化简逻辑函数　21

1．6．4　具有无关项的逻辑函数及其化简　23

项目小结　25

习题一　26

项目2　逻辑门电路的功能——抢答器开关电路的设计　28

2．1　集成逻辑门概述　28

2．2　基本逻辑门电路　29

2．2．1　二极管“与”门　29

2．2．2　二极管“或”门　30

2．2．3　三极管“非”门　30

2．3　TTL门电路　31

2．3．1　TTL“与非”门的结构　31

2．3．2　TTL“与非”门的特性　32

2．3．3　TTL“与非”门产品介绍　34

2．3．4　TTL“与非”门的带负载能力　35

2．3．5　其他功能的TTL门电路　37

2．3．6　TTL集成门的使用注意事项　40

2．4　CMOS门电路　41

2．4．1　常用的CMOS门电路　41

2．4．2　CMOS门电路型号及其命名法　43

2．4．3　CMOS集成电路的使用注意事项　44

2．5　TTL与CMOS接口电路　44

2．6　抢答器开关电路的设计　47

项目小结　48

习题二　48

项目3　组合逻辑电路——抢答器编译码显示电路的设计　51

3．1　组合逻辑电路的分析和设计　51

3．1．1　组合逻辑电路的分析　51

3．1．2　组合逻辑电路的设计　52

3．2　常用的组合逻辑电路　55

3．2．1　编码器　55

3．2．2　译码器　60

3．2．3　数据选择器　64

3．2．4　数据分配器　67

3．2．5　加法器　68

3．2．6　数值比较器　70

3．2．7　组合逻辑电路的竞争-冒险现象　72

3．3　抢答器编译码显示电路的设计　74

项目小结　76

习题三　76

项目4　触发器的功能——抢答器锁存电路的设计　77

4．1　触发器概述　77

4．2　基本RS触发器　77

4．2．1　由“与非”门组成的基本RS触发器　77

4．2．2　由“或非”门组成的基本RS触发器　78

4．3　同步RS触发器　79

4．4　主从触发器　81

4．4．1　主从RS触发器　81

4．4．2　主从JK触发器　82

4．5　边沿触发器　84

4．5．1　负边沿JK触发器　85

4．5．2　维持阻塞D触发器　86

4．6　触发器的相互转换　88

4．7　触发器的应用　90

4．8　抢答器锁存电路的设计　91

项目小结　92

习题四　93

项目5　时序逻辑电路——抢答器计时电路的设计　95

5．1　时序逻辑电路概述　95

5．2　时序逻辑电路的分析　95

5．2．1　时序逻辑电路的分析　95

5．2．2　同步时序逻辑电路的分析举例　96

5．2．3　异步时序逻辑电路的分析举例　98

5．3　计数器　99

5．3．1　二进制计数器　99

5．3．2　十进制计数器　102

5．3．3　集成计数器　105

5．3．4　集成计数器的应用　108

5．4　寄存器　111

5．4．1　数码寄存器　111

5．4．2　移位寄存器　112

5．4．3　集成移位寄存器74194　114

5．4．4　移位寄存器构成的计数器　115

5．5　抢答器计时电路的设计　116

项目小结　118

习题五　118

项目6　555定时器的应用——抢答器脉冲电路的设计　120

6．1　555定时器概述　120

6．2　555定时器的结构及工作原理　120

6．2．1　555定时器内部结构　120

6．2．2　555定时器的工作原理　121

6．2．3　555定时器的功能　122

6．3　555定时器的应用　122

6．3．1　由555定时器构成的施密特触发器　122

6．3．2　由555定时器构成的单稳态触发器　124

6．3．3　由555定时器构成的多谐振荡器　127

6．3．4　555定时器的其他应用电路　129

6．4　抢答器脉冲电路的设计　130

项目小结　131

习题六　131

项目7　课程设计——智能抢答器的设计与制作　134

7．1　课程设计的目的　134

7．2　课程设计的基本要求　134

7．3　课程设计的具体步骤　134

7．3．1　总体方案选择　135

7．3．2　单元电路的设计　135

7．3．3　电路的安装与调试　135

7．3．4　衡量设计的标准　135

7．4　智能抢答器的设计与制作　136

7．4．1　简述　136

7．4．2　设计任务和要求　136

7．4．3　设计方案提示　136

参考文献　138

本书将数字电子技术的理论和实践融合在一起，采用“贯穿项目为主体”的整体设计，通过实训项目带动理论课程的学习，全书内容包括抢答器开关电路的设计、 抢答器编译码显示电路的设计、抢答器锁存电路的设计、抢答器计时电路的设计、抢答器脉冲电路的设计和智能抢答器的设计和制作。
　　通过实训项目带动理论课程的学习，可以将抽象的理论和实际应用紧密地结合在一起，便于学生理解和掌握，从而提高学生学习、探索的兴趣。
　　本书是高职及成人教育专业基础教材，适用于通信、信息类专业使用。