9787564313326 普通高等院校电气电子类规划系列教材：数字电子技术实验指导(附光 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘泾 著

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• 电气工程
• 电子技术
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出版社： 西南交通大学出版社

ISBN：9787564313326

商品编码：29582217655

包装：平装

出版时间：2011-08-01

基本信息

书名：普通高等院校电气电子类规划系列教材：数字电子技术实验指导(附光盘)

定价：28.50元

作者：刘泾

出版社：西南交通大学出版社

出版日期：2011-08-01

ISBN：9787564313326

字数：

页码：153

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.295kg

编辑推荐

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内容提要

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电子技术基础实验是配合电子技术基础理论课程的一个关键环节，是学生进一步认识和理解电子技术理论的重要步骤，其目的是通过实验达到对电子技术基础理论重要知识点的实践层理解，为将来的工程应用打下良好基础。要想很好地掌握电子技术基础，除了要从理论层面认真学好有关电子元器件、通用集成电路及基本电路的原理和分析方法外，还要掌握它们的具体应用。
《普通高等院校电气电子类规划系列教材：数字电子技术实验指导》分基础实验、自学开放性实验、自主开放实验三个模块。《普通高等院校电气电子类规划系列教材：数字电子技术实验指导》给供相关人员参考阅读。

目录

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模块一 基础实验
实验1 双踪示波器的使用及门电路功能测试
实验2 用SSL逻辑器件设计组合逻辑电路
实验3 用MSL逻辑器件设计组合逻辑电路
实验4 组合逻辑电路竞争冒险现象的验证
实验5 基本触发器逻辑功能测试及应用
实验6 用计数器设计简单秒表
实验7 移位寄存器及其应用
实验8 脉冲分配器的设计及应用
实验9 智力竞赛抢答器的设计
实验10 串行累加器的设计

模块二 自学开放性实验
实验11 晶体管、场效应管的开关特性及其简单应用
实验12 TTL、CMOS集成逻辑门的参数测试及简单应用
实验13 TTL集电极开路门与三态输出门的应用
实验14 2位数值比较器
实验15 计数器与触发器
实验16 基本逻辑门的简单应用
实验17 编码器
实验18 译码器
实验19 555集成定时器的应用
实验20 分立器件和运放组成的D／A电路
实验21 分立器件和运放组成A／D电路
实验22 集成电路D／A转换实验
实验23 集成电路A／D转换实验
模块三 自主开放实验
参考文献
后记

作者介绍

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文摘

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序言

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现代电子工程的基石：信号、系统与数字处理 在飞速发展的科技时代，电子技术已渗透到我们生活的方方面面，从掌中的智能手机到穿梭于城市的无人驾驶汽车，再到连接世界的互联网，无不闪耀着电子工程智慧的光芒。而数字电子技术，作为现代电子工程的核心基石，更是扮演着至关重要的角色。本书旨在深入剖析数字电子技术的原理、方法与应用，为读者构建一个坚实的理论框架，并提供实践探索的路径，以期培养具备扎实理论功底和卓越实践能力的未来电子工程人才。 第一篇：理论基础——洞悉数字世界的奥秘 第一章：信号与系统——信息传递的语言 信息的载体——信号，是理解一切电子系统运作的起点。本章将带领读者认识不同类型的信号，包括模拟信号和数字信号。我们将深入探讨模拟信号的连续性与变化性，以及数字信号的离散性与二进制表示。理解信号的性质，如同掌握了与电子世界沟通的基础语言。 模拟信号的特性： 连续性、无限可分性、表示的精细度。我们将通过波形图等直观方式，展示正弦波、方波等典型模拟信号的特点，并介绍其在音频、视频等领域的广泛应用。 数字信号的优势： 易于存储、传输、处理；抗干扰能力强；实现逻辑功能。本章将详细阐述数字信号的二进制表示法，二进制数与十进制数之间的转换，以及比特（bit）和字节（byte）等基本单位的概念。我们将初步接触数字系统的基础——逻辑门，并预告其在后续章节中的重要作用。 信号的变换与表示： 傅里叶分析在信号处理中的地位。虽然本书重点在于数字技术，但对模拟信号的理解是承上启下的关键。我们将简要介绍傅里叶变换的意义，它如何将一个复杂的信号分解为一系列简单的正弦波，从而揭示信号的频率成分。这对于理解数字信号的采样和量化过程至关重要。 系统响应： 线性系统与非线性系统。我们学习如何描述一个系统对不同输入信号的反应。通过分析系统的冲击响应和阶跃响应，读者可以理解系统的时间域和频率域特性。 抽样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）： 数字化的基石。本章将深入讲解这一核心定理，阐明如何将连续的模拟信号转化为离散的数字信号，而又不丢失原始信息。我们将探讨奈奎斯特速率的重要性，以及欠采样和过采样可能带来的问题。 量化与编码： 从连续到离散的桥梁。在抽样之后，信号的幅度也需要被离散化。我们将介绍量化误差的概念，以及不同编码方式（如二进制编码、格雷码）的特点和应用，这为后续的数字电路设计奠定了基础。 第二章：数制与逻辑运算——数字世界的基石 数字电子技术的核心在于对二进制数的处理和逻辑运算。本章将系统介绍各种数制及其相互转换，并深入讲解构成数字电路基础的逻辑门电路和基本逻辑运算。 二进制、十进制、十六进制等数制： 各种数制的表示方法、权值概念及相互转换。我们将通过大量的例题，帮助读者熟练掌握不同数制间的转换技巧，这对于理解和操作数字电路至关重要。 二进制数的运算： 加法、减法、乘法、除法。我们将详细讲解二进制运算的规则，特别是采用“逢二进一”的原则，以及如何进行溢出处理。 逻辑门电路： 与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）、同或门（XNOR）。本章将逐一介绍这些基本逻辑门的功能、符号、真值表和集成电路实现。读者将了解它们如何实现基本的逻辑判断。 布尔代数： 逻辑运算的代数表示。我们将介绍布尔代数的基本公理、定理和规则，以及如何利用布尔代数对逻辑表达式进行化简和优化。 逻辑函数的化简： 卡诺图（Karnaugh Map）和奎恩-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）方法。这是数字电路设计中的重要工具，能够帮助我们找到实现特定逻辑功能的最小成本电路。我们将通过实例演示，让读者掌握这些化简技巧。 组合逻辑电路： 由基本逻辑门组合而成的电路，其输出仅取决于当前的输入。本章将介绍编码器、译码器、多路选择器（MUX）、解多路选择器（DEMUX）等典型的组合逻辑电路，并分析它们的结构和功能。 时序逻辑电路： 其输出不仅取决于当前输入，还与电路过去的状态有关。我们将初步介绍触发器（Flip-Flop）的概念，包括D触发器、JK触发器、T触发器等，为后续深入的时序逻辑电路设计铺垫。 第三章：半导体器件基础——数字电路的物理载体 数字电路的实现离不开各种半导体器件。本章将介绍构成数字电路最基本的半导体元器件，理解它们的物理特性和工作原理，为后续深入的逻辑电路设计提供必要的物理基础。 PN结： 半导体二极管的基本原理。我们将解释PN结的形成、少数载流子和多数载流子的概念，以及正向偏置和反向偏置下的特性。 二极管： 各种类型的二极管（如整流二极管、稳压二极管、发光二极管、光电二极管）及其在电路中的应用。我们将重点关注它们在信号处理和电路保护方面的作用。 三极管（Bipolar Junction Transistor - BJT）： 作为开关和放大器的基本原理。我们将介绍NPN型和PNP型三极管的结构、工作区域（截止区、放大区、饱和区），以及如何利用三极管实现电流控制电压或电压控制电流的功能，从而构建开关电路。 场效应管（Field-Effect Transistor - FET）： 包括JFET和MOSFET。我们将详细讲解MOSFET的工作原理，特别是其电压控制特性，以及CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）技术在集成电路设计中的重要性。MOSFET是现代数字集成电路中最主要的构建单元。 集成电路（Integrated Circuit - IC）概述： 了解集成电路的发展历程、基本构成和特点。我们将介绍不同集成电路家族（如TTL、CMOS）的基本逻辑电平、功耗和速度特性。 第二篇：核心电路与系统——数字技术的具体实现 第四章：时序逻辑电路——拥有“记忆”的电路 时序逻辑电路是数字系统中最基本也是最重要的组成部分，它们具有“记忆”功能，能够存储信息，并根据时钟信号和当前输入改变其状态。本章将深入探讨各种时序逻辑电路的设计与应用。 触发器（Flip-Flop）： 基本触发器： SR触发器（Set-Reset）及其约束条件。 同步触发器： 时钟信号对触发器操作的影响。我们将重点介绍JK触发器、D触发器、T触发器，阐述它们的触发方式（如电平触发、边沿触发）和工作原理。 触发器的状态转换图与状态表： 理解触发器状态变化的规律。 寄存器（Register）： 存储多个二进制位的电路。我们将介绍移位寄存器（左移、右移、双向移位）和并行存储寄存器，分析它们在数据缓冲、移位操作中的应用。 计数器（Counter）： 能够按顺序输出特定二进制码的电路。 异步计数器（Ripple Counter）： 结构简单，但速度较慢。 同步计数器（Synchronous Counter）： 速度快，设计复杂。我们将介绍行波进位计数器、百进制计数器等。 可预置计数器与可逆计数器： 扩展计数器的功能。 计数器的设计方法： 如何根据需求设计特定功能的计数器。 状态机（State Machine）： 有限状态机（Finite State Machine - FSM）模型： 米利（Mealy）型和摩尔（Moore）型状态机。 状态机的设计步骤： 状态图绘制、状态编码、状态表生成、逻辑电路实现。 状态机的应用： 例如交通灯控制器、流水线控制等。 第五章：脉冲信号与振荡器——产生节拍的源泉 数字系统需要精确的时钟信号来同步操作。本章将介绍脉冲信号的产生与整形，以及各种类型的振荡器电路，它们是数字系统的心脏。 单稳态触发电路（Monostable Multivibrator）： 产生一个固定宽度的脉冲。我们将介绍其工作原理和应用，如脉冲整形、脉冲展宽等。 施密特触发器（Schmitt Trigger）： 具有滞回特性的比较器，用于将不规则的波形整形为标准的方波信号。我们将分析其滞回电压以及在去抖动电路中的作用。 多谐振荡电路（Astable Multivibrator）： 产生连续的周期性脉冲信号（方波）。我们将介绍基于RC电路和门电路的振荡器。 晶体振荡器（Crystal Oscillator）： 利用晶体谐振的稳定性产生高精度、高频率的周期性信号，广泛应用于数字系统的时钟源。 数控振荡器（Voltage-Controlled Oscillator - VCO）： 其输出频率可以由输入电压控制，在锁相环（PLL）等系统中起重要作用。 第六章：数模与模数转换——连接模拟与数字世界的桥梁 现实世界中的许多信息都是模拟的，而数字系统处理的是数字信息。本章将详细介绍数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC），它们是实现模拟信号与数字信号相互转换的关键器件。 数模转换器（DAC）： 将数字量转换为模拟电压或电流。 加权电阻型DAC： 原理、结构、优缺点。 电阻网络型DAC（R-2R梯形网络）： 精度更高，应用更广泛。 DAC的性能指标： 分辨率、转换速度、线性度、单调性。 模数转换器（ADC）： 将模拟量转换为数字量。 逐次逼近型ADC： 速度与精度的良好折衷，应用广泛。 双积分型ADC： 精度高，适用于测量。 并行比较型ADC（Flash ADC）： 速度最快，但成本高。 Δ-Σ（Delta-Sigma）ADC： 在高分辨率音频和高精度测量中表现出色。 ADC的性能指标： 分辨率、采样速率、量化误差、信噪比（SNR）。 DAC与ADC的应用： 音频/视频处理、数据采集系统、仪器仪表、通信系统等。 第三篇：数字系统设计与应用——从理论到实践 第七章：存储器——数字信息的载体 存储器是数字系统的核心组成部分，用于存储程序指令和数据。本章将介绍不同类型的存储器及其工作原理。 随机存取存储器（RAM）： 静态RAM（SRAM）： 速度快，用于高速缓存。 动态RAM（DRAM）： 存储密度高，成本低，用于主存储器。 RAM的读写操作。 只读存储器（ROM）： 掩膜ROM（MROM）： 生产时固化数据。 可编程ROM（PROM）： 一次性编程。 可擦除可编程ROM（EPROM）： 通过紫外线擦除。 电可擦除可编程ROM（EEPROM）： 电擦除，可多次编程。 闪存（Flash Memory）： EEPROM的演进，容量大，速度快。 存储器的组织与寻址： 地址线、数据线、控制线。 存储器在系统中的应用： 程序存储、数据存储、缓存。 第八章：数字逻辑电路设计方法——结构化与模块化 随着数字系统的复杂性不断增加，结构化和模块化的设计方法变得尤为重要。本章将介绍现代数字逻辑电路设计的基本理念与流程。 自顶向下设计（Top-Down Design）： 从整体功能分解为子模块。 自底向上设计（Bottom-Up Design）： 从基本逻辑单元构建复杂系统。 硬件描述语言（HDL）： VHDL和Verilog。虽然本书不深入讲解HDL编程，但会介绍其在描述数字逻辑电路结构和行为中的作用，以及它们如何用于同步和异步逻辑设计。 逻辑综合（Logic Synthesis）： 将HDL代码转换为门级网表。 电路验证与仿真： 确保设计的正确性。 可编程逻辑器件（PLD）： 可编程只读存储器（PROM）、可编程阵列逻辑（PAL）、通用阵列逻辑（GAL）。 现场可编程门阵列（FPGA）： 极高的灵活性和可重构性，是现代数字系统设计的利器。 复杂可编程逻辑器件（CPLD）： 介于PAL和FPGA之间。 第九章：微处理器与微控制器——数字系统的大脑 微处理器和微控制器是实现复杂数字功能的“大脑”。本章将介绍它们的基本结构、工作原理以及在各种应用中的作用。 微处理器（Microprocessor - μP）： 基本结构： CPU（算术逻辑单元ALU、控制器、寄存器）、总线接口。 工作原理： 取指令、译码、执行。 指令集架构（ISA）： CISC与RISC。 微控制器（Microcontroller - μC）： 集成了CPU、存储器和I/O接口的单芯片计算机。 典型结构： CPU、RAM、ROM/Flash、定时器/计数器、中断控制器、ADC/DAC、通信接口（UART, SPI, I2C等）。 嵌入式系统（Embedded Systems）： 微控制器在嵌入式系统中的核心作用。 微控制器在不同领域的应用： 家用电器、汽车电子、工业控制、医疗设备等。 CPU与MCU的比较与选择。 第十章：数字系统中的常见应用 本章将通过一些典型的数字系统应用案例，展示前面章节所学知识的实际运用，从而加深读者对数字电子技术的理解。 数字信号处理（DSP）基础： FIR滤波器、IIR滤波器。 通信系统中的数字电路： 调制解调、编码解码。 计算机组成原理概览： 数据通路、控制通路、存储器组织。 数字显示技术： LED、LCD、OLED。 数字音频与视频处理： 采样、量化、编码、解码。 传感器接口与数据采集系统。 结语： 数字电子技术是一门博大精深的学科，它不断地推动着科技的进步。本书力求从最基础的信号与数制出发，逐步深入到复杂的逻辑电路、存储器、微处理器等，并结合实际应用进行讲解。希望通过对本书的学习，读者能够掌握数字电子技术的核心原理，培养独立分析和解决问题的能力，为未来在电子工程、计算机科学、通信工程等相关领域的发展奠定坚实的基础。数字世界的奥秘等待着你去探索，而本书将是您旅程中最可靠的向导。

评分☆☆☆☆☆

如果用一个词来概括我对这本实验指导的整体感受，那就是“可靠”。它不像某些“网红”教材那样追求花哨的时髦技术而牺牲基础的稳固性，而是非常扎实地围绕着核心的数字电路原理展开。在我进行如译码器、计数器等中等复杂度的实验时，我发现书中的步骤安排极其讲究效率和安全性。例如，在进行需要用到万用表进行电压电流测量的环节，它都会给出非常明确的安全操作提示和测量量程建议，这对于我们这些对精密仪器操作还不够熟练的学生来说，是极大的保障。这本书没有试图用太高深的数学工具去解析每一个现象，而是聚焦于如何用最直观、最工程化的方式去验证和实现数字逻辑的功能。这种务实的态度，让我相信这本书不仅是一本合格的教学用书，更是一份实用的“上手指南”，足以支撑我们从入门到掌握数字电路设计与调试的基础能力。

评分☆☆☆☆☆

这本电子技术实验指导，说实话，拿到手里的时候，我心里是有些忐忑的。毕竟，数字电子技术这门课，理论部分就已经够烧脑了，加上实验环节，总感觉像是给已经复杂的电路图上又叠了一层迷雾。不过，翻开这本书，那种感觉很快就消散了。首先吸引我的是它排版上的清晰度，图例和文字的对应关系处理得非常到位，不像有些教材，为了省版面把电路图挤得像沙丁鱼罐头一样，看得人眼花缭乱。我记得第一次动手做一个简单的组合逻辑电路时，书里对每一个元器件的特性介绍都做了非常细致的铺垫，这对于我们这些初次接触实际操作的同学来说，简直是救命稻草。它不是那种只告诉你“把A接到B”的冷冰冰的指令书，而是会稍微解释一下“为什么”要这样做，这种循序渐进的引导，让我对实验的目的性有了更深的理解。特别是关于测试和调试的部分，书里提供的故障排查思路非常实用，我曾经因为一个虚焊点找了半天原因，最后是参考了书里的一个常见错误清单才茅塞顿开。这本书更像是一个经验丰富的实验指导老师在你身边，耐心地一步步带你走过那些理论与实践之间的鸿沟。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编写风格，用“严谨中带着一丝人情味”来形容可能比较贴切。对于像我这样，在模拟电路和数字电路的边界感到模糊的初学者来说，它巧妙地处理了理论知识的“落地”问题。很多时候，书本上的公式推导清晰无比，但一到实际操作，发现手头的元器件参数总和理论值有偏差。这本书在介绍基础逻辑门实验时，就非常实在地提到了实际器件的扇入、扇出限制以及阈值电压的实际范围，这在理论教材中往往是被一笔带过的细节。我特别欣赏它对实验报告撰写的要求，它不是简单地要求复述步骤和结果，而是强调对“异常结果”的分析和讨论，这一点对于提升我们的工程素养至关重要。我曾听高年级的同学抱怨，市面上很多实验指导书就是把课本上的例子换个壳子，缺乏创新性。但这本书显然投入了大量的精力去贴合实际的教学环境和实验室配置，让人感觉编写者是真正站在使用者的角度去构思内容结构的。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我之前对实验课的印象，基本就是照着课本敲代码、焊板子，然后期待万无一失地通过。但这本书给我的体验完全不同，它似乎更注重培养我们独立思考和解决问题的能力，而不是死记硬背实验步骤。比如，在涉及到特定集成电路的应用实验中，它不仅仅提供了标准的工作流程，还设计了一些开放性的思考题，要求我们尝试改变某个参数，观察电路输出的变化，并分析背后的原理。这种鼓励探索的做法，极大地激发了我的兴趣。我记得有一次，我们在做一个时序电路的实验时，书上给的参考设计有点过于简化了，当我按照步骤搭起来后，输出波形总是不稳定。如果是一本普通的指导书，我可能就卡在那里了。但这本书的附加材料（我猜是附带的光盘内容，虽然我没仔细研究光盘，但从书中的提示也能感受到那份深度）似乎暗示了需要考虑更实际的电源去耦和噪声抑制问题。这迫使我不得不回到晶体管的物理特性层面去思考，最终通过增加电容解决了问题。它教会我的，是“实践出真知”的真正含义，远超出了“学会一个特定的电路连接方式”。

评分☆☆☆☆☆

从宏观上看，这套教材体系（我指的是它所属的系列）给人的感觉是连贯且有深度的。这本书在讲解时，并没有孤立地看待数字电子技术，而是时不时地会引用到一些基础的电路理论，比如半导体器件的开关特性，这些引用都非常精准，不会让人感到突兀。给我留下深刻印象的是它对不同类型逻辑电路（如TTL和CMOS）的对比分析，不仅仅是停留在电路符号和功耗的层面上，而是深入到其内部晶体管结构对速度和抗干扰能力的影响。这种跨章节、跨模块的知识整合能力，极大地帮助我构建了一个立体的数字系统认知框架。对我而言，学习过程最痛苦的莫过于知识点的碎片化，而这本书通过实验的设计，巧妙地将这些散落的知识点串联成了一条清晰的学习主线。我甚至觉得，即便是那些没有进行实际操作的同学，光是认真阅读这些实验步骤和设计说明，也能对数字逻辑的实际运行机制有一个更扎实的把握。