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上篇 数字电路设计基础——入门知识与常用工具3

第1章 数制与码制3

任务描述3

1.1 数制3

1.1.1 常用数制3

1.1.2 不同数制转换5

1.2 码制7

1.2.1 8421BCD码7

1.2.2 格雷码8

1.3 知识拓展9

1.3.1 基于位权的十进制数转二进制数9

1.3.2 十进制的最早由来10

1.3.3 六十进制起源10

1.3.4 奇偶校验码10

1.4 学习评估11

第2章 仿真软件——Proteus13

任务描述13

教学、学习方法建议13

2.1 Proteus简介13

2.2 Proteus ISIS编辑环境15

2.2.1 Proteus ISIS编辑环境的进入和退出15

2.2.2 认识Proteus ISIS编辑环境16

2.2.3 了解Proteus ISIS器件库20

2.3 用Proteus ISIS编辑原理图21

2.3.1 选择图样22

2.3.2 拾取元器件22

2.3.3 元器件的放置23

2.3.4 原理图中其他对象的放置24

2.3.5 编辑窗口元器件的操作25

2.3.6 连线27

2.3.7 原理图的保存和打印27

2.3.8 原理图绘制常用技巧27

2.4 用Proteus ISIS调试电路31

2.4.1 用调试工具仿真调试31

2.4.2 用信号发生器仿真调试32

2.4.3 用数码显示器仿真调试32

2.4.4 用虚拟示波器仿真调试33

2.4.5 用虚拟逻辑分析仪仿真调试35

2.4.6 仿真调试中其他常用工具36

2.4.7 设置“动画”辅助仿真调试37

2.4.8 用静态图标辅助分析37

2.4.9 用脉冲序列发生器辅助分析39

2.5 知识拓展40

2.5.1 电路仿真简介40

2.5.2 层次原理图的画法41

2.5.3 用模块器件设计原理图45

2.6 学习评估48

第3章 基本逻辑门电路49

任务描述49

教学、学习方法建议49

3.1 与逻辑门电路相关的几个基本概念49

3.1.1 逻辑变量与逻辑表达式49

3.1.2 真值表和卡诺图50

3.2 “与”逻辑门电路50

3.2.1 “与”逻辑51

3.2.2 “与”门51

3.2.3 “与”门的仿真测试52

3.3 “或”逻辑门电路52

3.3.1 “或”逻辑52

3.3.2 “或”门53

3.3.3 “或”门的仿真测试53

3.4 “非”逻辑电路54

3.4.1 “非”逻辑54

3.4.2 “非”门54

3.4.3 “非”门的仿真测试55

3.5 “与非”逻辑门电路55

3.6 “或非”逻辑门电路56

3.7 “异或”逻辑门电路56

3.7.1 “异或”逻辑56

3.7.2 “同或”逻辑57

3.7.3 “异或”、“同或”门58

3.8 基本逻辑门电路应用技巧58

3.8.1 门电路多余输入引脚处理58

3.8.2 门电路使用禁忌60

3.9 集电极开路门（OC门）62

3.10 三态门（TS门）63

3.11 集成逻辑门电路64

3.11.1 集成逻辑门电路分类64

3.11.2 集成逻辑门电路主要参数65

3.11.3 常用集成逻辑门电路66

3.11.4 集成逻辑门电路测试68

3.12 知识拓展70

3.12.1 TTL数字集成电路分类70

3.12.2 CMOS数字集成电路分类70

3.13 学习评估71

第4章 逻辑函数及其化简72

任务描述72

4.1 逻辑函数化简的意义和含义72

4.1.1 逻辑函数化简的意义72

4.1.2 逻辑函数化简的含义74

4.2 用逻辑代数基本定律和公式化简逻辑函数75

4.2.1 逻辑代数的基本定律75

4.2.2 逻辑代数的常用公式76

4.2.3 用基本定律和公式化简逻辑函数76

4.3 用卡诺图化简逻辑函数78

4.3.1 卡诺图化简原理78

4.3.2 卡诺图化简方法79

4.4 含有无关项的逻辑函数化简82

4.5 知识拓展 最小项83

4.6 学习评估84

第5章 触发器86

任务描述86

教学、学习方法建议86

5.1 触发器的性质和分类86

5.1.1 触发器的性质86

5.1.2 触发器的分类88

5.2 时钟触发器的逻辑功能和波形图88

5.2.1 描述时钟触发器的常用术语88

5.2.2 时钟触发器逻辑功能表达形式89

5.2.3 时钟触发器的波形图91

5.2.4 时钟触发器的逻辑符号93

5.3 D功能触发器93

5.3.1 D触发器的逻辑功能表达与波形图93

5.3.2 集成芯片双D触发器747495

5.4 JK功能触发器96

5.4.1 JK触发器的逻辑功能表达与波形图96

5.4.2 集成双JK触发器7411298

5.5 T'功能触发器99

5.5.1 用JK功能触发器构成T'功能触发器99

5.5.2 用D触发器构成T'功能触发器99

5.6 触发器应用100

5.6.1 用触发器构成寄存器、移位寄存器100

5.6.2 用触发器构成计数器102

5.6.3 用触发器构成分频器107

5.7 知识拓展 施密特触发器109

5.8 学习评估110

第6章 逻辑电路分析、设计111

任务描述111

教学、学习方法建议111

6.1 组合逻辑电路分析111

6.1.1 单输出组合逻辑电路分析111

6.1.2 多输出组合逻辑电路分析114

6.2 组合逻辑电路设计116

6.2.1 单输入组合逻辑电路设计117

6.2.2 多输入组合逻辑电路设计118

6.3 时序逻辑电路分析123

6.3.1 时序逻辑电路分类123

6.3.2 时序逻辑电路分析的一般步骤124

6.3.3 时序逻辑电路分析举例125

6.4 时序逻辑电路设计131

6.4.1 时序逻辑电路设计原则、步骤131

6.4.2 同步时序逻辑电路设计举例132

6.5 知识拓展 数／模与模／数转换器140

6.6 学习评估142

第7章 常用工具与仪器144

任务描述144

教学、学习方法建议144

7.1 焊接、拆焊工具使用技术144

7.1.1 电烙铁焊接技术145

7.1.2 吸锡器拆焊技术148

7.1.3 其他焊接、拆焊工具149

7.2 直流稳压电源151

7.3 数字万用表152

7.3.1 交／直流电压的测量及其应用152

7.3.2 交／直流电流的测量及应用153

7.3.3 电阻的测量154

7.3.4 使用实例155

7.4 示波器155

7.4.1 面板介绍156

7.4.2 测量方法159

7.4.3 应用举例161

7.5 知识拓展163

7.5.1 指针式万用表163

7.5.2 逻辑分析仪165

7.6 学习评估166

下篇 数字电路项目实践——数字电子钟制作与调试169

第8章 电子产品制作与调试概述169

任务描述169

8.1 电子产品设计的一般方法169

8.1.1 电子产品总体方案设计169

8.1.2 电子产品硬件设计171

8.1.3 电子产品技术文件176

8.2 电子产品安装方法177

8.2.1 元器件安装177

8.2.2 元器件焊接178

8.2.3 布线技巧179

8.3 电子产品调试技巧180

8.3.1 调试前的准备工作180

8.3.2 调试方法与步骤182

8.3.3 调试注意事项183

8.4 知识拓展183

8.4.1 印制导线的修复方法183

8.4.2 色环电阻识别法184

8.5 学习评估185

第9章 显示电路制作与调试186

任务描述186

9.1 任务分析186

9.2 相关知识187

9.2.1 发光二极管187

9.2.2 LED数码显示器191

9.2.3 BCD-七段锁存译码驱动器4511194

9.2.4 BCD码LED数码显示组件196

9.3 任务实施197

9.3.1 显示电路设计197

9.3.2 显示电路安装197

9.3.3 显示电路调试201

9.4 知识拓展203

9.4.1 译码器74138203

9.4.2 视觉暂留205

9.5 学习评估206

第10章 信号电路制作与调试207

任务描述207

10.1 任务分析207

10.2 相关知识208

10.2.1 开关信号产生电路208

10.2.2 单脉冲信号产生电路208

10.2.3 连续脉冲信号产生电路211

10.3 任务实施213

10.3.1 信号电路设计213

10.3.2 信号电路安装215

10.3.3 信号电路调试217

10.4 知识拓展218

10.4.1 上拉电阻和下拉电阻218

10.4.2 电容容值识别方法218

10.5 学习评估219

第11章 计时电路的制作与调试220

任务描述220

11.1 任务分析220

11.2 相关知识221

11.2.1 二进制计数器74161221

11.2.2 双BCD码计数器4518227

11.3 任务实施230

11.3.1 计时电路设计230

11.3.2 计时电路安装232

11.3.3 计时电路调试234

11.4 知识拓展235

11.4.1 双二进制计数器4520235

11.4.2 BCD码加／减计数器4510236

11.5 学习评估237

第12章 校时电路制作与调试238

任务描述238

12.1 任务分析238

12.2 相关知识239

12.2.1 数据选择器74151239

12.2.2 优先编码器74147241

12.3 任务实施243

12.3.1 校时电路设计243

12.3.2 校时电路安装247

12.3.3 校时电路调试249

12.4 知识拓展 用中规模集成电路设计组合逻辑电路250

12.4.1 用74138设计全加器250

12.4.2 用74151设计全加器251

12.5 学习评估252

第13章 报时电路制作与调试253

任务描述253

13.1 任务分析253

13.2 相关知识254

13.2.1 蜂鸣器254

13.2.2 集成全加器7483255

13.2.3 集成比较器7485256

13.3 任务实施258

13.3.1 报时电路设计258

13.3.2 报时电路安装263

13.3.3 报时电路调试263

13.4 知识拓展264

13.4.1 扬声器264

13.4.2 达林顿管267

13.5 学习评估268

附录 国标与仿真软件的图符对照表269

参考文献275