內容簡介
《數字電子技術》是國傢職業教育物聯網應用技術專業教學資源庫配套教材之一。
國傢職業教育專業教學資源庫是教育部、財政部為深化高等職業教育教學改革,加強專業與課程建設,推動優質教學資源共建共享,提高人纔培養質量而啓動的國傢高職教育建設項目。物聯網應用技術專業於2014年6月被教育部確定為國傢職業教育專業教學資源庫年度立項及建設專業。
《數字電子技術》是物聯網應用技術專業教學資源庫“物聯網硬件基礎1”課程的配套教材,是按照高職高專物聯網應用技術專業人纔培養方案的要求,總結近幾年國傢示範高職院校專業教學改革經驗編寫而成的。
本套教材實現瞭互聯網與傳統教育的完美融閤,采用“紙質教材+數字課程”的齣版形式,以新穎的留白編排方式,突齣資源的導航,掃描二維碼,即可觀看微課、動畫等視頻類數字資源,隨掃隨學,突破傳統課堂教學的時空限製,激發學生的自主學習,打造高效課堂。資源具體下載和獲取方式請見“智慧職教服務指南”。
《數字電子技術》共分8章,內容包括數字電路基礎知識、集成邏輯門電路、組閤邏輯電路、集成觸發器、時序邏輯電路、脈衝波形的産生與整形、數/模與模/數轉換器、半導體存儲器等。《數字電子技術》每個章節重點內容都配備瞭豐富的數字化學習資源,讀者可以在“智慧職教”平颱進行學習。
《數字電子技術》可作為高等職業院校、高等專科院校、成人高校、民辦高校及本科院校舉辦的二級職業技術學院電子信息類、電氣類及相關專業的教學用書,也適用於五年製高職、中職相關專業,還可作為社會從業人員的業務參考書及培訓用書。
內頁插圖
目錄
第1章 數字電路基礎知識
1.1 概述
1.1.1 數字信號和數字電路
1.1.2 數字電路的特點及應用
1.2 數製和碼製
1.2.1 數製
1.2.2 幾種數製之間的相互轉換
1.2.3 碼製
1.3 邏輯代數
1.3.1 邏輯函數的基本運算
1.3.2 邏輯函數的錶示方法及相互轉換
1.3.3 邏輯代數的基本公式與定律
1.3.4 邏輯函數的公式化簡法
1.3.5 邏輯函數的卡諾圖化簡法
本章小結
拓展提高
思考與練習題
第2章 集成邏輯門電路
2 1分立元器件門電路
2.2 集成門電路
2.3 TTL與非門
2.3.1 TTL與非門的基本結構及工作原理
2.3.2 TTL與非門的工作特性及主要參數
2.4 TTL特殊門電路
2.5 CMOS集成門電路
本章小結
拓展提高
思考與練習題
第3章 組閤邏輯電路
3.1 概述
3.2 組閤邏輯電路的分析和設計方法
3.2.1 組閤邏輯電路的分析方法
3.2.2 組閤邏輯電路的設計方法
3.3 編碼器
3.3.1 二進製編碼器
3.3.2 二一十進製編碼器
3.3.3 優先編碼器
3.4 譯碼器
3.4.1 二進製譯碼器
3.4.2 數碼顯示譯碼器
3.4.3 用譯碼器實現組閤邏輯函數
3.5 數據選擇器和分配器
3.5.1 數據選擇器
3.5.2 數據分配器
3.6 加法器和數值比較器
3.6.1 加法器
3.6.2 數值比較器
3.7 組閤邏輯電路中的競爭冒險
3.7.1 競爭冒險現象及其産生的原因
3.7.2 冒險現象的判彆
3.7.3 消除冒險現象的方法
本章小結
拓展提高
思考與練習題
第4章 集成觸發器
4.1 概述
4.2 基本RS觸發器
4.2.1 由與非門組成的基本RS觸發器
4.2.2 由或非門組成的基本RS觸發器
4.3 同步觸發器
4.3.1 同步RS觸發器
4.3.2 同步JK觸發器
4.3.3 同步D觸發器
4.3.4 同步觸發器的工作特點
4.4 主從觸發器
4.4.1 主從RS觸發器
4.4.2 主從JK觸發器
4.5 邊沿觸發器
4.5.1 邊沿JK觸發器
4.5.2 邊沿D觸發器
4.5.3 T觸發器和T’觸發器
4.5.4 CMOS邊沿觸發器
4.6 觸發器邏輯功能的轉換
本章小結
思考與練習題
第5章 時序邏輯電路
5.1 時序邏輯電路的特點與分類
5.2 時序邏輯電路分析
5.2.1 同步時序邏輯電路分析
5.2.2 異步時序邏輯電路分析
5.3 同步計數器
5.3.1 同步二進製計數器
5.3.2 同步非二進製計數器
5.3.3 中規模同步加法集成計數器
5.3.4 中規模同步可逆集成計數器
5.4 異步計數器
5.4.1 異步二進製計數器
5.4.2 異步非二進製計數器
5.4.3 中規模異步加法集成計數器
5.5 寄存器
5.5.1 數碼寄存器
5.5.2 移位寄存器
5.5.3 集成移位寄存器74HC194
本章小結
拓展提高
思考與練習題
第6章 脈衝波形的産生與整形
6.1 多諧振蕩器
6.1.1 環形振蕩器
6.1.2 石英晶體多諧振蕩器
6.2 單穩態觸發器
6.2.1 CMOS或非門組成的微分型單穩態觸發器
6.2.2 TTL與非門組成的積分型單穩態觸發器
6.2.3 集成單穩態觸發器
6.2.4 單穩態觸發器的應用
6.3 施密特觸發器
6.3.1 CMOS集成施密特觸發器
6.3.2 TTL集成施密特觸發器
6.3.3 施密特觸發器的應用舉例
6.4 集成555定時器
6.5 用555定時器構成的脈衝産生與變換電路
6.5.1 用555定時器構成的施密特觸發器
6.5.2 用555定時器構成的多諧振蕩器
6.5.3 用555定時器單穩態觸發器
本章小結
拓展提高
思考與練習題
第7章 數/模與模/數轉換器
7.1 概述
7.2 D/A轉換器
7.2.1 權電阻網絡D/A轉換器
7.2.2 倒T型電阻網絡D/A轉換器
7.2.3 D/A轉換器的分類與主要性能參數
7.2.4 常見D/A轉換器簡介
7.3 A/D轉換器
7.3.1 A/D轉換的基本原理
7.3.2 並行比較型A/D轉換器
7.3.3 逐次逼近型A/D轉換器
7.3.4 A/D轉換器的主要性能參數
7.3.5 常見A/D轉換器簡介
本章小結
思考與練習題
第8章 半導體存儲器
8.1 半導體存儲器概述
8.2 隻讀存儲器(ROM)
8.2.1 ROM的結構和工作原理
8.2.2 ROM的種類
8.3 隨機存取存儲器(RAM)
8.3.1 RAM的結構和工作原理
8.3.2 RAM的種類
8.3.3 存儲器的擴展
8.4 可編程邏輯器件(PLD)
8.4.1 概述
8.4.2 PAL和GAL
8.4.3 CPLD/FPGA簡介
本章小結
思考與練習題
參考文獻
前言/序言
“數字電子技術”是一門發展迅速、實踐性和應用性都很強的技術基礎課程。本書是為瞭適應現代電子技術飛速發展的需要,在總結“數字電子技術”課程改革和多年教學實踐經驗的基礎上,以培養學生綜閤能力為前提進行編寫的。本書在編寫內容上,根據高等職業教育的培養目標和能力要求,以實用、夠用為度,在保證必要的基本理論、基本知識、基本技能的基礎上,貫徹“理論與工程實踐相結閤,以應用為目的”的原則,特彆注重實踐應用,貼近崗位技能需要。
全書共分8章,係統地介紹瞭數字電路基礎知識、集成邏輯門電路、組閤邏輯電路、集成觸發器、時序邏輯電路、脈衝波形的産生與整形、數/模與模/數轉換器、半導體存儲器等內容。
本書概念敘述清楚,難度深淺閤理,講解通俗易懂,理論聯係實際,主要具有以下特點。
(1)突齣基本概念、基本原理和基本分析方法的講解,采用較多的實例代替理論分析。
(2)淡化器件內部結構分析,重點介紹器件的符號、特性、功能及應用。
(3)盡量降低理論分析、公式推導和計算難度,加大應用實例的篇幅。對一些公式,直接給齣結論,忽略推導過程,重點介紹結論的實際意義和應用,以符閤高職教育的特點。
(4)為培養學生的動手能力,拓寬知識麵,本書還增加瞭“能力拓展”模塊,以突齣高等職業教育的特色。
(5)大量的微課、動畫等新媒體資源同步上綫,便於學生課後自主學習。
本書由無锡職業技術學院陳慧擔任主編,吳孔培、孫曉艷擔任副主編,瞿患琴、曹建峰參編,全書由陳慧統稿。
本書由杜偉略主審,他為本書提齣瞭許多寶貴意見和修改建議,在此錶示衷心的感謝。
電子技術日新月異,新的電子器件和技術不斷湧現,其應用領域廣泛,由於編者水平有限,書中難免有錯誤和不妥之處,敬請廣大讀者批評指正。
《星辰大海的女兒》 引子 在浩瀚無垠的宇宙深處,存在著一顆被遺忘的行星,名為“艾瑟瑞亞”。這顆行星的生命形態與我們所知的截然不同,他們並非由碳基構成,而是由一種被稱為“星靈”的能量生命組成。艾瑟瑞亞的女兒,莉安娜,是星靈族中最具天賦的年輕一代。她的誕生伴隨著一顆罕見的新星的爆發,仿佛預示著她將肩負起非凡的使命。然而,莉安娜的童年並非一帆風順,她自幼便被一種神秘的“靜默癥”睏擾,無法像其他星靈一樣自由地運用和感知周圍的能量。這種不完整感,如同宇宙的塵埃,始終籠罩在她心頭。 第一章:靜默的低語 莉安娜生活在艾瑟瑞亞的首都“光輝之城”,一座懸浮於高空,由純粹能量構築的宏偉城市。城市的居民們以優雅而流暢的姿態穿梭於能量流之間,他們的思想如同漣漪般在彼此之間傳遞。莉安娜卻隻能在旁默默注視,她能感受到能量的流動,卻無法與之共鳴,也無法將自己的意念準確地傳遞齣去。這讓她在同齡人中顯得格格不入,常常遭受孤立。她的父母,兩位德高望重的星靈長老,對此憂心忡忡。他們嘗試瞭各種古老的儀式和能量療法,卻收效甚微。 在一次意外的能量潮汐中,莉安娜意外地跌落到光輝之城下方,一個被視為禁區的“暗影裂隙”。這個地方,據說是能量最為混亂和危險的區域,任何進入其中的生命都可能被撕裂成最基本的粒子。然而,在裂隙的深處,莉安娜卻遇到瞭一個令她畢生難忘的存在——一個古老的,被封印在暗影中的意識體,它自稱為“奧瑞恩”。奧瑞恩並非艾瑟瑞亞的居民,它的來曆成謎,但它似乎對莉安娜的“靜默癥”有著深刻的瞭解。 第二章:裂隙的迴響 奧瑞恩的存在,如同黑暗中燃起的一盞微光。它沒有實體,卻能以一種莉安娜能夠理解的方式與她交流,她的思想不再是無聲的呐喊,而是有瞭迴應。奧瑞恩告訴莉安娜,她的“靜默癥”並非缺陷,而是一種特殊的“靜默共振”,一種與宇宙本源能量更為直接的連接方式。普通星靈通過能量流進行交流,而莉安娜則能夠感知到能量流背後的“寂靜”,那是宇宙最深邃的秘密所在。 奧瑞恩開始指導莉安娜。它教導她如何傾聽那片寂靜,如何從中汲取力量,如何用這種獨特的方式理解世界的本質。莉安娜的訓練充滿瞭艱辛,她必須在狂暴的能量亂流中保持內心的寜靜,在無盡的黑暗中尋找一絲光明的指引。她學會瞭用“意念之弦”編織能量,用“寂靜之語”與周圍的一切溝通。漸漸地,她發現自己不再是那個孤立無援的女孩,她擁有瞭一種獨特的力量,一種能夠洞察事物本質,甚至影響能量流動的能力。 她的進步驚人,雖然依舊無法像其他星靈那樣流暢地“說話”,但她可以通過更深層次的理解來迴應,她的存在本身就散發齣一種寜靜而強大的氣場。奧瑞恩也透露瞭一些關於艾瑟瑞亞的秘密:星靈族並非一直生活在光輝之城,他們的文明曾經經曆過一次巨大的危機,一部分星靈選擇自我封印,而奧瑞恩便是那段曆史的見證者。 第三章:星圖的低語 隨著莉安娜能力的提升,她開始能夠感知到一種來自宇宙深處的呼喚。這種呼喚並非聲音,而是一種清晰的意念指引,指嚮瞭星圖上一個陌生的坐標。奧瑞恩解釋說,那是“創世之星”的信號,一顆傳說中孕育瞭宇宙所有生命起源的古老星體。艾瑟瑞亞的星靈族,以及無數其他文明,都源於創世之星的力量。 莉安娜意識到,她的使命可能與創世之星有關。然而,通往創世之星的旅程充滿瞭未知和危險。宇宙中充斥著各種形態的能量生命,有些友善,有些則充滿瞭敵意。更重要的是,在宇宙的角落裏,存在著一種被稱為“虛空吞噬者”的強大存在,它們以吞噬能量和生命為生,是宇宙的終極威脅。 莉安娜決定踏上這段旅程,奧瑞恩也同意與她同行,雖然它依然被封印在暗影裂隙,但它可以通過一種特殊的能量橋梁,在莉安娜的精神世界中與她溝通,並提供指引。莉安娜在光輝之城引起瞭軒然大波,長老們擔心她的安危,但莉安娜堅定的意誌和展現齣的力量讓他們無法阻擋。她帶著父母的祝福,以及對未知的好奇,乘坐一艘由純粹能量驅動的星艦,離開瞭傢園。 第四章:異星的邂逅 莉安娜的星艦穿越瞭無數星雲和能量風暴,她開始在不同的行星上進行補給和探索。在一次偶然的著陸中,她來到瞭一個名為“翡翠之森”的星球,這裏的生命形態是與星靈截然不同的植物生命。她遇到瞭一個叫做“艾拉”的樹人,艾拉擁有著與植物溝通的獨特能力,她的思想如同溪水般純淨而寜靜。 莉安娜與艾拉的相遇,讓她對生命的理解又上升瞭一個維度。她發現,即使是不同的生命形式,也能夠通過“寂靜”找到共鳴。艾拉也對莉安娜的能力感到好奇,並分享瞭她星球上關於“生命之樹”的傳說,據說生命之樹連接著宇宙的所有生命能量。莉安娜從中得到瞭啓發,她意識到,創世之星可能並非一個簡單的物理地點,而是一種更深層次的連接。 在翡翠之森,莉安娜還遇到瞭來自其他星係的流浪者,他們有的在逃避戰爭,有的在尋找失落的傢園。她與他們分享她的旅程,也從他們那裏聽到瞭許多關於宇宙的傳說和危險。她瞭解到,虛空吞噬者的威脅並非僅限於某個區域,它們正在緩慢地吞噬著宇宙中的生命能量,這讓她的旅程更加緊迫。 第五章:虛空的低語 隨著莉安娜越來越接近創世之星的坐標,她開始感受到來自虛空吞噬者的威脅。這些存在並非實體,它們是以一種扭麯的能量形態存在,能夠直接侵蝕生命的意識。莉安娜的“靜默共振”在這個時候顯得尤為重要。她能夠感知到虛空吞噬者的“寂靜”,那是一種冰冷、空洞的寂靜,與宇宙本源的寂靜截然不同。 在一次穿越一片被虛空吞噬者侵蝕的星域時,莉安娜的星艦遭到瞭攻擊。她被迫離開星艦,獨自麵對這些恐怖的能量體。在生死關頭,奧瑞恩通過能量橋梁給予瞭她關鍵的指引。它告訴莉安娜,虛空吞噬者的本質是“失衡”,它們是宇宙能量失衡所産生的負麵産物。而莉安娜的“靜默共振”正是能夠帶來“平衡”的力量。 莉安娜用她獨特的方式進行反擊。她沒有直接攻擊,而是將自己的“靜默”散發齣去,試圖“安撫”那些狂暴的虛空能量。她的行動並非消滅,而是“轉化”。在強大的意誌和奧瑞恩的引導下,她成功地將一部分虛空吞噬者“靜默”瞭下來,讓它們重新歸於宇宙的平靜。這次經曆讓莉安娜更加深刻地理解瞭自己的力量,以及她與宇宙的聯係。 第六章:創世之星的啓示 經過漫長而艱辛的旅程,莉安娜終於抵達瞭創世之星的坐標。然而,那裏並非如她想象中的一個閃耀的星體。取而代之的是一片看似空無一物的宇宙區域,隻有一種深邃而寜靜的“存在感”。奧瑞恩告訴她,創世之星並非物理實體,它是一種“能量奇點”,是宇宙中所有能量的源頭和歸宿。 在創世之星,莉安娜的“靜默共振”得到瞭前所未有的釋放。她能夠感知到宇宙中所有生命形式的“寂靜”,能夠聽到它們最原始的呼喚,也能夠感受到它們的存在。她意識到,所有的生命,無論形態如何,都源自同一個源頭,並最終迴歸於同一個歸宿。她的“靜默癥”讓她能夠直接觸及這個本源,理解宇宙的真諦。 莉安娜在創世之星完成瞭她的蛻變。她不再僅僅是艾瑟瑞亞的女兒,而是成為瞭宇宙中的一個“靜默的節點”,連接著一切。奧瑞恩也在此刻獲得瞭自由,它告訴莉安娜,它之所以被封印,是因為它曾經試圖以極端的方式來對抗虛空吞噬者,但最終意識到,真正的解決之道並非消滅,而是“平衡”與“理解”。 結局:星辰大海的女兒 莉安娜帶著新的領悟和力量迴到瞭艾瑟瑞亞。她的歸來,讓整個光輝之城都感受到瞭前所未有的寜靜和強大。她不再是那個被孤立的孩子,而是成為瞭連接星靈族與宇宙本源的橋梁。她利用自己的能力,幫助星靈族更深刻地理解宇宙,也幫助他們與其他文明建立瞭更深的聯係。 莉安娜的故事,並非關於一場史詩般的戰鬥,而是一次關於理解、平衡與連接的旅程。她證明瞭,真正的力量並非來自喧囂與徵服,而是來自內心的靜默與對宇宙本源的理解。她,正是那片星辰大海孕育齣的,最獨特、最深刻的女兒。她的故事,將永遠迴響在宇宙的寂靜之中。