实用数字电子技术项目教程
实用数字电子技术项目教程(中职中专电子技术应用专业系列教材)
本书坚持“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体设计要求，以典型电路的制作、装配和能力测试为基本目标，打破了传统学科体系的思路，紧紧围绕工作任务来选择和组织课程内容，在任务的引领下学习理论知识，让学生在实践活动中掌握理论知识，提高岗位职业能力。学习项目选取的基本依据是本门课程所涉及的工作领域和工作任务范围，但在具体编写过程中，还根据IT 制造类专业的典型产品或服务为载体，使工作任务具体化，从而产生了具体的学习项目。
内容提要 本书通过“任务驱动式”教学模式来体现知识、能力目标以及教学方 法、手段、模式的改革，以培养学生数字电路知识的应用能力和操作技能 为目标，紧密结合国家电子类职业技能认证大纲，通过典型、实用的操作 项目以及大量的电路仿真测试和电路实验的形式，使学生从建立初步的感 观认识，到学会对操作结果及出现的问题进行讨论、分析、研究，并得出 结论，从而获得能力的提高。全书内容共分5个操作项目，包括声光控制灯 电路的制作、8路抢答器电路的制作、电子生日蜡烛的制作、流水彩灯的制 作、3 1/2位直流数字电压表的制作等教学单元。 本书可作为职业院校电子技术应用专业、电子信息专业、通信技术专 业的教学用书和国家电子类职业技能认证的岗位培训教材，也可作为无线 电爱好者自学用书。本书配有电子教学参考资料包，包括教学指南、电子 教案及习题答案，读者可从www.abook.cn 网址下载。 目录
序
前言
项目一 声光控制灯电路的制作
任务一 数字集成电路的识别
任务二 常用TTL 门与cMOS 门电路测试
任务三 声光控制灯的制作与调试
项目小结
思考与练习
项目二 8路抢答器电路的制作
任务一 用门电路制作简单逻辑电路
任务二 编码器的逻辑功能测试
任务三 译码器的逻辑功能测试
任务四 8路抢答器的制作与调试
项目小结
思考与练习
项目三 电子生日蜡烛电路的制作
任务一 RS触发器的逻辑功能测试
任务二 JK触发器的逻辑功能测试
任务三 D触发器的逻辑功能测试
任务四 电子生日蜡烛电路的制作与调试
项目小结
思考与练习
项目四 流水彩灯的制作
任务一 同步计数器电路的制作
任务二 任意进制计数器的制作
任务三 555定时器构成振荡器的应用
任务四 流水彩灯的制作与调试
项目小结
思考与练习
项目五 3 1/2位直流数字电压表的制作
任务一 D/A转换电路的功能测试
任务二 A/D转换电路的功能测试
任务三 3 1/2位直流数字电压表的制作
项目小结
思考与练习
项目1 三人表决器电路设计与装调5
专题1 数制与码制5
1.1.1 数制6
1.1.2 码制8
专题2 逻辑函数9
1.2.1 常用逻辑关系10
1.2.2 逻辑代数的基本公式与定律12
1.2.3 逻辑代数的基本规则14
1.2.4 逻辑函数的表示方法15
1.2.5 逻辑函数表示方法之间的转换19
1.2.6 逻辑函数的化简21
专题3 逻辑门电路25
1.3.1 晶体管开关特性25
1.3.2 二极管门电路27
1.3.3 TTL与非门27
1.3.4 CMOS门电路31
1.3.5 TTL与CMOS 接口电路34
任务 三人表决器电路的设计与调试35
.1.4.1 集成电路的识别与检测35
1.4.2 电路连接37
1.4.3 调试与检修37
思考与练习38
项目2 抢答器电路设计与装调40
专题1 RS触发器40
2.1.1 基本RS 触发器41
2.1.2 同步RS 触发器42
2.1.3 触发器功能表示方法43
专题2 JK、D 、T 、T′触发器44
2.2.1 JK触发器45
2.2.2 D、T 、T′触发器48
2.2.3 触发器使用注意事项49
任务1 抢答器电路的仿真50
任务2 抢答器电路的设计与调试52
2.4.1 电路功能介绍53
2.4.2 电路连接与调试53
思考与练习55
项目3 数码显示电路设计与装调57
专题1 组合逻辑电路57
3.1.1 组合逻辑电路的概念58
3.1.2 组合逻辑电路的分析方法58
3.1.3 组合逻辑电路的设计方法59
3.1.4 加法器62
专题2 编码器65
3.2.1 二进制编码器65
3.2.2 优先编码器66
专题3 译码器70
3.3.1 二进制译码器70
3.3.2 二-十进制译码器72
3.3.3 显示译码器74
专题4 数据选择器与分配器76
3.4.1 数据选择器76
3.4.2 数据分配器78
任务1 数码显示电路的仿真79
任务2 译码与显示器应用电路的设计与调试82
3.6.1 设备与元器件82
3.6.2 项目电路82
3.6.3 项目设计步骤与要求83
3.6.4 项目扩展测试训练83
思考与练习86
项目4 计数分频电路设计与装调88
专题1 二进制计数器88
4.1.1 时序逻辑电路分析方法89
4.1.2 异步二进制计数器90
4.1.3 同步二进制计数器92
专题2 十进制计数器94
专题3 任意进制计数器97
4.3.1 7490异步集成计数器97
4.3.2 74161同步集成计数器100
专题4 寄存器和移位寄存器102
4.4.1 寄存器103
4.4.2 移位寄存器103
任务1 二十四进制计数器的仿真与测试106
任务2 二十四进制计数器的设计与调试108
4.6.1 电路功能介绍109
4.6.2 电路连接与调试109
思考与练习111
项目5 触摸式防盗报警电路设计与装调114
专题1 555电路114
5.1.1 555电路简介114
5.1.2 555电路结构及其工作原理115
专题2 施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器电路116
5.2.1 555电路构成施密特触发器116
5.2.2 555电路构成单稳态触发器118
5.2.3 555电路构成多谐振荡器119
任务1 触摸式防盗报警电路的仿真121
任务2 触摸式防盗报警电路的设计与调试122
5.4.1 电路连接122
5.4.2 装调与检修123
思考与练习124
项目6 温度检测电路设计与装调126
专题1 A/D转换126
6.1.1 温度检测电路126
6.1.2 A/D转换器128
6.1.3 A/D转换Multisim 仿真实例136
6.1.4 典型芯片ADC0832介绍137
专题2 D/A转换138
6.2.1 DAC0832 D/A转换器的应用138
6.2.2 D/A转换器143
6.2.3 D/A转换Multisim 仿真实例145
6.2.4 典型芯片DAC0832介绍146
专题3 知识拓展部分147
6.3.1 温度传感器介绍147
6.3.2 温度传感器分类148
6.3.3 传感器市场前景150
思考与练习151
项目7 数字钟电路设计与装调152
任务1 时钟源152
7.1.1 用555集成定时器构成时钟源153
7.1.2 用石英晶体振荡器构成时钟源153
任务2 计数及译码驱动电路155
7.2.1 秒计数器和分计数器的设计156
7.2.2 时计数器的设计158
7.2.3 译码电路（含驱动）的设计158
任务3 校时电路160
7.3.1 用单刀双掷开关实现校时160
7.3.2 用门电路实现校时161
任务4 整点报时电路161
任务5 功能器件的装配和检修162
7.5.1 功能器件之间的连接162
7.5.2 数字钟的装配163
7.5.3 故障分析164
思考与练习166
项目8 用FPGA 实现计数器167
专题1 存储器167
8.1.1 只读存储器168
8.1.2 随机存取存储器170
专题2 可编程逻辑器件172
8.2.1 可编程阵列逻辑173
8.2.2 通用阵列逻辑174
8.2.3 复杂可编程逻辑器件176
8.2.4 现场可编程门阵列177
任务计数器的设计178
8.3.1 MAX+PLUS Ⅱ的原理图输入178
8.3.2 项目编译180
8.3.3 项目校验181
8.3.4 器件编程/配置183
思考与练习187
附录188
附录A Multisim介绍188
附录B 二进制逻辑单元图形符号简介（GB/T 4728.1 2—2008）207 附录C 中国半导体集成电路型号命名方法210
附录D 常用TTL 数字集成电路逻辑功能、名称及型号211
附录E 常用CMOS 数字集成电路逻辑功能、名称及型号213
附录F 常用数字集成电路引脚排列图215
附录G 数字钟整体电路图(见书后插页)
参考文献222
项目1 简单抢答器的制作 （5）
1.1 工作任务 简单抢答器的制作 （5）
1.2 知识链接1 逻辑代数的基本知识 （7）
1.2.1 逻辑变量和逻辑函数 （7） 1.2.2 逻辑运算 （8） 1.2.3 逻辑函数的表示方法 （12） 1.2.4 逻辑代数的基本定律 （13） 1.3 知识链接2 逻辑门电路的基础知识 （14） 1.3.1 基本逻辑门 （14） 1.3.2 复合逻辑门 （16） 1.3.3 TTL集成门电路 （17）
1.3.4 CMOS集成门电路 （22）
1.4 技能训练 常用集成门电路的逻辑功能测试 （24） 1.5 知识拓展1 不同类型集成门电路的接口 （27） 1.5.1 TTL集成门电路驱动CMOS 集成门电路 （28） 1.5.2 CMOS集成门电路驱动TTL 集成门电路 （29） 1.6 知识拓展2 面包板的使用 （29） 习题1 （30） 项目2 产品质量检测仪的设计与制作 （33） 2.1 工作任务1 产品质量检测仪的制作 （33） 2.2 知识链接1 逻辑函数的化简方法 （36） 2.2.1 公式化简法 （36） 2.2.2 卡诺图化简法 （37） 2.3 知识链接2 组合逻辑电路的分析与设计 （42） 2.3.1 组合逻辑电路概述 （42） 2.3.2 组合逻辑电路的分析 （42） 2.3.3 组合逻辑电路的设计 （43） 2.4 工作任务2 产品质量检测仪的设计 （44） 习题2 （46） 项目3 一位加法计算器的设计与制作 （47） 3.1 知识链接1 数制与编码的基础知识 （47） 3.1.1 数制 （47） 3.1.2 不同数制之间的转换 （48） 3.1.3 编码 （49） 3.2 知识链接2 编码器 （50） 3.2.1 二进制编码器 （50） 3.2.2 二-十进制编码器 （51） 3.3 知识链接3 译码器 （52） 3.3.1 二进制译码器 （52） 3.3.2 二-十进制译码器 （53） 3.3.3 译码器的应用 （54） 3.4 技能训练1 译码器逻辑功能测试及应用 （55） 3.5 知识链接4 数字显示电路 （57） 3.5.1 数码显示器件 （57） 3.5.2 显示译码器 （58） 3.6 技能训练2 计算器数字显示电路的制作 （61） 3.7 知识链接5 加法器 （63） 3.7.1 半加器 （63） 3.7.2 全加器 （64）
3.7.3 多位加法器 （65）
3.8 知识链接6 寄存器 （66） 3.9 工作任务 一位加法计算器的设计与制作 （67） 习题3 （71） 项目4 电动机运行故障监测报警电路的制作 （73） 4.1 工作任务 电动机运行故障监测报警电路的制作 （73） 4.2 知识链接 数据选择器与数据分配器 （75） 4.2.1 数据选择器 （76） 4.2.2 数据分配器 （77） 4.3 知识拓展 大规模集成组合逻辑电路 （78） 4.3.1 存储器的分类 （78） 4.3.2 只读存储器(ROM) 的结构原理 （79） 4.3.3 可编程逻辑阵列PLA （81） 习题4 （82） 项目5 由触发器构成的改进型抢答器的制作 （84） 5.1 工作任务 由触发器构成的改进型抢答器的制作 （84） 5.2 知识链接1 触发器的基础知识 （87） 5.2.1 基本RS 触发器 （88） 5.2.2 同步RS 触发器 （89） 5.2.3 主从触发器 （90） 5.2.4 边沿触发器 （91） 5.3 知识链接2 常用集成触发器的产品简介 （91） 5.3.1 集成JK 触发器 （91） 5.3.2 集成D 触发器 （92） 5.4 知识拓展 触发器的转换 （93） 5.4.1 JK触发器转换为D 触发器 （93） 5.4.2 JK触发器转换为T 触发器和T’ 触发器 （94） 5.4.3 D触发器转换为T 触发器 （94） 习题5 （95） 项目6 数字电子钟的设计与制作 （98） 6.1 知识链接1 计数器及应用 （98） 6.1.1 二进制计数器 （98） 6.1.2 十进制计数器 （100） 6.1.3 实现N 进制计数器的方法 （102） 6.2 技能训练 计数、译码和显示电路综合应用 （106） 6.3 知识链接2 数字电子钟的电路组成与工作原理 （109） 6.3.1 电路组成 （109） 6.3.2 电路工作原理 （109）
6.3 工作任务 数字电子钟的设计与制作 （113）
习题6 （119） 项目7 叮咚门铃的制作 （120） 7.1 工作任务 叮咚门铃的制作 （120） 7.2 知识链接 555定时器及应用 （122） 7.2.1 555定时器的电路结构及其功能 （123） 7.2.2 555定时器构成多谐振荡器 （124） 7.2.3 555定时器构成单稳态触发器 （128） 7.2.4 555定时器构成施密特触发器 （130） 习题7 （133） 项目8 数字电压表的设计与制作 （135） 8.1 工作任务 数字电压表的设计与制作 （135） 8.2 知识链接 模/数转换器（A/D转换器） （138） 8.2.1 A/D转换器的基本原理 （139） 8.2.2 并行比较A/D转换电路 （140） 8.2.3 A/D转换器的主要技术指标 （141） 8.2.4 三位半集成ADC 芯片MC14433 （141） 习题8 （143） 项目9 锯齿波发生器的设计与制作 （145） 9.1 工作任务 锯齿波发生器的设计与制作 （145） 9.2 知识链接 数/模转换器（D/A转换器） （147） 9.2.1 权电阻网络D/A转换电路 （148） 9.2.2 R-2R倒T 形电阻网络D/A转换电路 （149） 9.2.3 D/A转换器的主要技术指标 （151） 9.2.4 8位集成DAC 芯片DAC0832 （151） 习题9 （153） 附录 （155） 附录A 74系列集成芯片型号、名称对照表 （155） 附录B 常见集成芯片管脚图 （158） 参考文献 （170） [1]