正版 数字电子技术基础(第2版)(工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目) 焦素

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焦素敏 著
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店铺: 博古通今图书专营店
出版社: 人民邮电出版社
ISBN:9787115275233
商品编码:29661039074
包装:平装
出版时间:2012-08-01

具体描述

基本信息

书名:数字电子技术基础(第2版)(工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目)

定价:34.80元

作者:焦素敏

出版社:人民邮电出版社

出版日期:2012-08-01

ISBN:9787115275233

字数:

页码:

版次:1

装帧:平装

开本:16开

商品重量:0.581kg

编辑推荐


  本书是根据国家教育部**制定的高职高专教育数字逻辑电路课程教学的基本要求和高职高专人才培养的规格和特点,并结合现代数字电子技术的发展趋势而编写的。本书的主要内容有数字电子技术理论基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与变换、数模和模数转换器、存储器及可编程逻辑器件和数字电路EDA简介等。本书各章还配有本章小结、自我检测题与参考答案、思考题与习题、技能训练、综合训练、实用资料速查、读图练习等内容。全书知识衔接紧凑,叙述通俗易懂,对数字电子技术的相关专业术语给出了英文表示,适合作为高职高专教育电子、通信、电气及计算机等各专业的教材,也适于成人自学和职业技术培训使用。

内容提要


  本书是为适应高职高专人才培养的需要,根据国家教育部*制定的高职高专教育数字电子技术课程教学的基本要求而编写的。在内容的编排上,充分考虑到高职高专教育的特点,并结合了现代数字电子技术的发展趋势。
  本书内容共分9章,章是数字电子技术理论基础,第2章是逻辑门电路,第3章是组合逻辑电路,第4章是触发器,第5章是时序逻辑电路,第6章是脉冲波形的产生与变换,第7章是数模和模数转换器,第8章是半导体存储器及可编程逻辑器件,第9章是数字电路EDA简介。
  本书配有技能训练、读图练习、综合训练、实用资料速查、本章小结、自我检测题及参考答案、思考题与习题等内容,以满足读者练习和实训的需要。
  本书可作为电子、电气、通信和计算机等各专业的教材,也可供其他非电专业和成人教育、职业培训等选用。

目录


章 数字电子技术理论基础 1.1 数字电路概述 1.1.1 数字信号与数字电路 1.1.2 数字电路的特点 1.2 数制和码制 1.2.1 数制 1.2.2 数制转换 1.2.3 码制 1.3 逻辑函数及其表示方法 1.3.1 逻辑代数 1.3.2 3种基本逻辑运算 1.3.3 常用的复合逻辑运算 1.3.4 逻辑函数的表示方法及相互转换 1.4 逻辑代数的基本定律和规则 1.4.1 逻辑代数的基本定律 1.4.2 逻辑代数的基本规则 1.5 逻辑函数的公式化简法 1.5.1 逻辑函数的不同表达方式 1.5.2 逻辑函数的公式化简法 1.6 逻辑函数的卡诺图化简法 1.6.1 逻辑函数的小项及其表达式 1.6.2 逻辑函数的卡诺图表示法 1.6.3 用卡诺图化简逻辑函数 1.7 具有无关项的逻辑函数及其化简 1.7.1 逻辑函数中的约束项 1.7.2 利用无关项化简逻辑函数 本章小结 自我检测题 习题第2章 逻辑门电路 2.1 二极管和三极管的开关特性 2.1.1 二极管的开关特性 2.1.2 三极管的开关特性 2.2 基本逻辑门电路 2.2.1 3种基本门电路 2.2.2 DTL与非门 2.3 TTL逻辑门电路 2.3.1 TTL与非门的工作原理 2.3.2 TTL与非门的外特性及有关参数 2.4 其他类型的TTL门电路 2.4.1 集电极开路与非门(OC门) 2.4.2 三态门(TS门) 2.4.3 TTL与或非门和异或门 2.5 CMOS反相器门电路 2.5.1 MOS管的开关特性 2.5.2 CMOS反相器 2.6 其他CMOS门电路 2.6.1 CMOS与非门 2.6.2 CMOS或非门 2.6.3 CMOS传输门(TG门) 2.7 正负逻辑问题 2.8 门电路在实际应用中应注意的问题 2.8.1 多余输入端的处理 2.8.2 TTL和CMOS电路外接负载问题 2.8.3 TTL与CMOS电路的接口技术 技能训练 集成门电路逻辑功能的测试 实用资料速查:集成门电路相关资料 本章小结 自我检测题 习题第3章 组合逻辑电路 3.1 组合逻辑电路的分析方法和设计方法 3.1.1 组合逻辑电路的基本概念 3.1.2 组合逻辑电路的分析方法 3.1.3 组合逻辑电路的设计方法 3.2 编码器 3.2.1 编码器的原理和分类 3.2.2 集成编码器 3.3 译码器和数据分配器 3.3.1 译码器的原理及分类 3.3.2 集成译码器 3.3.3 数据分配器 3.4 数据选择器 3.4.1 数据选择器的原理 3.4.2 集成数据选择器 3.5 数值比较器 3.5.1 数值比较器的原理 3.5.2 集成数值比较器 3.6 算术运算电路 3.6.1 半加器和全加器 3.6.2 集成算术运算电路 3.7 组合逻辑电路中的竞争与冒险 3.7.1 产生竞争冒险的原因 3.7.2 冒险的消除方法 技能训练1 组合逻辑电路的设计与测试 技能训练2 译码器的使用 技能训练3 编码器、显示译码器及数字显示电路 技能训练4 数据选择器 实用资料速查:常用组合逻辑电路功能部件相关资料 本章小结 自我检测题 习题第4章 触发器 4.1 触发器的电路结构及工作原理 4.1.1 基本RS触发器 4.1.2 同步RS触发器 4.1.3 主从触发器和边沿触发器 4.2 触发器的功能分类及相互转换 4.2.1 触发器的功能分类 4.2.2 不同类型时钟触发器的相互转换 4.2.3 集成触发器及主要参数 技能训练 触发器 本章小结 自我检测题 习题第5章 时序逻辑电路 5.1 时序逻辑电路的基本概念 5.2 时序逻辑电路的分析方法和设计方法 5.2.1 同步时序逻辑电路的分析 5.2.2 异步时序逻辑电路的分析 5.2.3 同步时序逻辑电路的设计方法 5.3 寄存器和锁存器 5.3.1 数码寄存器 5.3.2 移位寄存器 5.3.3 锁存器 5.3.4 寄存器集成电路介绍 5.4 计数器 5.4.1 二进制计数器 5.4.2 十进制计数器 5.4.3 集成计数器介绍 5.5 节拍脉冲发生器 技能训练 集成计数器及应用 实用资料速查:常用时序逻辑电路功能部件相关资料 本章小结 自我检测题 习题第6章 脉冲波形的产生与变换 6.1 555定时器 6.2 多谐振荡器 6.2.1 由555定时器组成的多谐振荡器 6.2.2 石英晶体多谐振荡器 6.2.3 多谐振荡器的应用 6.3 单稳态触发器 6.3.1 由555定时器组成的单稳态触发器 6.3.2 集成单稳态触发器 6.3.3 单稳态触发器的应用 6.4 施密特触发器 6.4.1 由门电路组成的施密特触发器 6.4.2 由555定时器构成的施密特触发器 6.4.3 集成施密特触发器 6.4.4 施密特触发器的应用 技能训练 555时基电路 读图练习 ASCII键盘编码电路 综合训练 数字钟的设计与实现 本章小结 自我检测题 习题第7章 数模和模数转换器 7.1 D/A转换器 7.1.1 二进制权电阻网络D/A转换器 7.1.2 R-2RT型网络D/A转换器 7.1.3 D/A转换器的主要技术参数 7.1.4 集成D/A转换器 7.2 A/D转换器 7.2.1 概述 7.2.2 常用的A/D转换器类型 7.2.3 集成A/D转换器及其应用 技能训练1 模数转换器ADC0809 技能训练2 数模转换器DAC0832 读图练习3位半数字电压表 本章小结 自我检测题 习题第8章 半导体存储器及可编程逻辑器件 8.1 存取存储器(RAM) 8.1.1 RAM的结构和工作原理 8.1.2 RAM的存储元 8.1.3 RAM的扩展 8.2 只读存储器(ROM) 8.2.1 ROM的结构和工作原理 8.2.2 ROM的扩展 8.3 可编程逻辑器件(PLD) 8.3.1 概述 8.3.2 PAL和GAL *8.3.3 CPLD/FPGA简介 本章小结 自我检测题 习题*第9章 数字电路EDA简介 9.1 HDL入门 9.1.1 组合逻辑电路设计举例 9.1.2 时序逻辑电路设计举例 9.2 EDA工具软件MAX plusⅡ使用入门 9.2.1 原理图输入设计方法 9.2.2 文本编辑——VHDL设计 本章小结 习题参考文献

作者介绍


文摘


序言



《模拟电路设计与实用技术》 图书简介 本书旨在为读者提供一套全面、深入且实用的模拟电路设计知识体系,涵盖了模拟电路的理论基础、核心元器件特性、经典电路分析以及现代设计方法与工具的应用。本书内容严谨,逻辑清晰,力求在理论深度与实践应用之间取得最佳平衡,帮助读者掌握模拟电路设计的关键技能,解决实际工程问题,并为进一步深入学习打下坚实基础。 第一章 模拟电路基础 本章将从最基本的概念入手,为读者构建起对模拟电路世界的初步认识。我们将详细阐述模拟信号的特性,如连续性、幅度、频率和相位等,并与数字信号进行对比,突出模拟电路在信号处理、放大、滤波等方面的独特作用。 模拟信号的定义与特性: 深入分析模拟信号随时间连续变化的特点,介绍其重要的参数指标,如电压、电流、功率、频率、带宽、失真度等。 模拟电路的基本功能: 讲解模拟电路的核心功能,包括信号的放大、衰减、滤波、振荡、调制、解调等,并初步介绍实现这些功能的典型电路结构。 电路分析的基本方法: 介绍基尔霍夫电压定律(KVL)、基尔霍夫电流定律(KCL)、欧姆定律等基础定律在模拟电路分析中的应用。引入节点分析法、网孔分析法等系统性分析工具。 重要电路参数的定义与计算: 详细解释增益(电压增益、电流增益、功率增益)、输入阻抗、输出阻抗、带宽、品质因数(Q值)、瞬态响应、稳态响应等关键参数,并提供计算方法和实际意义。 噪声在模拟电路中的影响: 探讨热噪声、散弹噪声、闪烁噪声等常见噪声源的产生机理,分析噪声对模拟信号的干扰,并初步介绍降低噪声的几种基本策略。 第二章 半导体器件及其应用 半导体器件是现代电子电路的基石。本章将深入剖析二极管和三极管这两种最核心的半导体器件,详细讲解其工作原理、伏安特性、主要参数以及在模拟电路中的典型应用。 PN结的基本原理: 讲解PN结的形成、载流子的漂移与扩散、势垒电场以及正向偏压和反向偏压下的导电特性。 二极管的特性与类型: 详细介绍普通二极管(硅二极管、锗二极管)、稳压二极管(齐纳管)、发光二极管(LED)、光电二极管等各种类型二极管的结构、工作原理、伏安特性曲线,并阐述其在整流、限幅、稳压、指示等方面的应用。 三极管(BJT)的工作原理: 深入分析NPN型和PNP型双极型晶体管(BJT)的结构、载流子传输过程、三种工作区域(截止区、放大区、饱和区)的判别。 三极管的静态特性与参数: 详细解释三极管的输入特性曲线、输出特性曲线,以及关键参数如共射电流增益(β)、截止电流(ICBO)、穿透电流(ICES)、跨导(gm)等,并说明它们对电路性能的影响。 三极管的放大电路分析: 讲解三极管作为放大器在不同偏置方式下的工作原理,包括固定偏置、分压偏置、发射极反馈偏置等,分析不同偏置方式对电路稳定性的影响。 场效应管(FET)的基础: 介绍结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(MOSFET)的结构、工作原理、伏安特性以及它们与BJT在输入阻抗、驱动能力等方面的区别和优势。 第三章 放大电路设计 放大电路是模拟电路的核心组成部分,用于增强信号的幅度。本章将系统介绍各种放大电路的设计方法、性能分析以及优化技术。 单级放大器: 详细讲解以BJT和FET为核心的单级放大电路,包括共射放大器、共集放大器(射极/漏极跟随器)、共基放大器(基极/源极跟随器),分析它们的电压增益、输入阻抗、输出阻抗特性,以及它们在信号传输和缓冲中的应用。 多级放大器: 探讨多级放大器的级联方式(直接耦合、RC耦合、变压器耦合、变压器耦合),分析多级放大器如何通过级联来提高增益、改善阻抗匹配,并讨论耦合方式对电路性能的影响。 差分放大器: 深入讲解差分放大器的结构、工作原理,分析其共模抑制比(CMRR)、差模增益、共模增益等关键参数,阐述差分放大器在抑制噪声、实现信号的差分传输中的重要作用,以及运算放大器(Op-Amp)差分输入级的原理。 反馈放大器: 详细介绍负反馈和正反馈的概念,重点分析四种基本负反馈组态(电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈、电流并联反馈)对放大器性能的影响,包括增益稳定性、带宽扩展、非线性失真减小以及输入输出阻抗的改变。 频率响应与补偿: 分析放大电路在不同频率下的增益变化,引入截止频率、通带、阻带等概念。讲解高频、低频响应的影响因素,并介绍频率补偿技术以稳定放大器的稳定性,避免振荡。 功率放大器: 介绍不同类别的功率放大器(A类、B类、AB类、C类、D类),分析其工作原理、效率、失真特性,以及在音频、射频等领域的应用。 第四章 滤波器与振荡器 滤波器用于选择或抑制特定频率的信号,而振荡器则产生周期性的电信号。本章将深入探讨这两种重要的模拟电路。 滤波器基础: 介绍滤波器按频率特性分类(低通、高通、带通、带阻),按响应特性分类(巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔)以及按实现方式分类(有源滤波器、无源滤波器)。 无源滤波器设计: 分析RLC串并联谐振电路的特性,讲解LC低通、高通、带通、带阻滤波器的基本结构和设计思路。 有源滤波器设计: 重点介绍利用运算放大器和无源元件(电阻、电容)实现的有源滤波器,讲解Sallen-Key拓扑、MF10等经典有源滤波器结构,分析其设计方法和参数调整。 振荡器原理: 讲解振荡器产生的基本条件(正反馈、增益等于1),分析正弦波振荡器(RC振荡器、LC振荡器)和非正弦波振荡器(弛豫振荡器)的工作原理。 典型振荡器电路: 详细介绍RC相移振荡器、LC哈特莱振荡器、LC科尔皮兹振荡器、晶体振荡器、多谐振荡器、单稳态触发器等典型振荡器电路的设计与分析。 第五章 运算放大器(Op-Amp)及其应用 运算放大器是模拟集成电路中最具代表性的器件之一,以其高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点,在信号处理领域发挥着举足轻重的作用。 运算放大器的理想模型: 介绍理想运放的无穷大开环增益、无穷大输入阻抗、零输出阻抗等特性,以及虚短、虚断的概念。 基本运放电路: 详细讲解同相放大器、反相放大器、电压跟随器、加法器、减法器、积分电路、微分电路等基本运放电路的原理、电路方程及参数计算。 运放的实际特性分析: 探讨实际运放的有限开环增益、有限输入阻抗、非零输出阻抗、输入失调电压、输入偏置电流、共模抑制比(CMRR)、开环增益带宽积(GBW)、压摆率(Slew Rate)等实际参数对电路性能的影响。 模拟信号处理应用: 介绍运放在线性滤波(低通、高通、带通)、非线性处理(比较器、施密特触发器)、信号衰减、信号缓冲等方面的广泛应用。 仪表放大器与滤波器设计: 介绍仪表放大器的结构和特点,以及如何利用运放设计高阶滤波器(如二阶Sallen-Key滤波器)。 第六章 信号产生与处理 本章将聚焦于模拟信号的产生、变换和处理,介绍一些常用的信号源电路和信号处理模块。 功能信号发生器: 讲解如何利用振荡器和波形整形电路产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等多种信号,并介绍其在测试测量中的应用。 采样与保持电路: 阐述采样与保持电路的工作原理,介绍其在模数转换(ADC)前端的应用。 模拟倍增器: 介绍模拟倍增器的原理和应用,例如实现乘法、除法、平方等运算。 锁相环(PLL)基础: 讲解锁相环的基本结构(鉴相器、低通滤波器、压控振荡器)和工作原理,介绍其在频率合成、时钟恢复、解调等领域的应用。 第七章 模拟电路设计实例与调试 理论联系实际是掌握模拟电路设计的关键。本章将通过具体的工程实例,引导读者将所学知识应用于实际电路的设计与调试。 典型模拟电路设计实例: 选取几个常见的模拟电路设计项目,如音频放大器、电源稳压电路、传感器信号调理电路等,进行详细的设计流程讲解,包括方案选择、元器件选型、电路原理图绘制、参数计算与仿真。 电路仿真工具的使用: 介绍常用的电路仿真软件(如LTspice, PSpice, Multisim等)的基本操作和高级功能,演示如何利用仿真工具进行电路性能分析、参数优化和故障排除。 电路的PCB布局与布线: 讲解模拟电路PCB设计中的关键原则,如接地方式、信号走线、电源去耦、元件布局等,以减少寄生参数和串扰,提高电路的稳定性与可靠性。 电路调试与故障诊断: 系统介绍模拟电路调试的一般步骤和常用测量仪器(如示波器、信号发生器、万用表)的使用方法。讲解常见的电路故障现象及分析诊断思路。 本书特点 理论与实践并重: 本书在讲解理论知识的同时,穿插了大量实际应用案例和设计实例,帮助读者将理论知识转化为实际技能。 内容体系完整: 从模拟电路的基础概念到高级应用,本书涵盖了模拟电路设计所需的关键知识点,构建了一个完整的学习路径。 语言通俗易懂: 采用清晰、准确、生动的语言,避免使用过于晦涩的专业术语,降低了学习难度。 图文并茂: 大量采用电路图、波形图、特性曲线图等,直观地展示电路的工作原理和特性,增强了阅读的趣味性和理解性。 注重工程应用: 强调在实际工程中如何选择器件、设计电路、分析性能和解决问题,培养读者的工程实践能力。 适用对象 本书适合高等院校电子信息工程、通信工程、自动化等专业的本科生、专科生作为教材或参考书。同时,也适用于从事模拟电路设计、硬件开发、系统集成等相关工作的工程师和技术人员,作为提升专业技能和解决实际问题的参考。对于对模拟电路感兴趣的自学者,本书也是一个理想的学习起点。

用户评价

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深入阅读后,我发现这本书的理论深度和广度把握得非常到位,称得上是“恰到好处”的典范。它并没有为了追求“全面”而将内容弄得臃肿不堪,而是集中火力攻克了数字电子技术中最核心、最实用的部分。对于像时序逻辑电路这种公认的难点,作者的处理方式尤其值得称赞。他们没有仅仅停留在教科书式的描述上,而是引入了大量的实际应用场景进行剖析。我记得有一章专门讲了有限状态机的设计,书中通过一个电梯控制系统的例子,把状态图、状态转移表和实际电路的对应关系演示得淋漓尽致。这种“理论指导实践,实践反哺理论”的模式,极大地提升了学习的效率和兴趣。读者不再是被动地接受知识,而是在解决实际问题的过程中主动构建知识体系。更值得一提的是,书中对芯片选型和底层特性的介绍也相当贴合当前工业界的实际需求,很多教科书上只提一笔的 CMOS 和 TTL 逻辑系列的静态和动态特性差异,这本书用表格和对比图的形式进行了深入且直观的阐述,这对于将来要进行硬件选型和故障排查的工程师来说,无疑是宝贵的经验财富。这种将前沿知识与工程实践紧密结合的叙事方式,让整本书的生命力远超一般的理论读物。

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这本教材的装帧设计着实让人眼前一亮,封面色彩搭配沉稳又不失活力,纸张的质感也相当不错,拿在手里分量适中,让人感觉物有所值。初翻阅时,我就注意到它在内容编排上的匠心独运,章节之间的过渡非常自然流畅,不像有些技术书籍那样生硬地堆砌理论。尤其是一些基础概念的引入,作者似乎很懂得如何把握初学者的接受曲线,总能用一个贴近实际的例子或者一个形象的比喻来搭建起认知的桥梁。比如,在讲解数字逻辑门的基本特性时,它没有一开始就陷入晦涩的布尔代数公式中,而是先用一个简单的开关电路类比,让读者对“与”、“或”、“非”的实际功能有个直观的感受。这种由浅入深,循序渐进的教学思路,极大地降低了学习的初期门槛,让人在不知不觉中就掌握了核心要领。而且,书中的图示清晰明了,电路图的绘制规范专业,即便是那些复杂的组合逻辑电路图,也能通过恰当的配色和布局,让人一眼就能抓住关键信号流向。我特别欣赏它在细节处理上的严谨,每一个符号、每一个参数的标注都精确无误,这对于需要一丝不苟学习电子技术的学生来说,是极其重要的品质。总而言之,从物理形态到初步的阅读体验,这本书都展现出了一流的专业水准和对读者的尊重。

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这本书在习题和课后巩固环节的设计上,体现了极强的教学目标导向性。很多教材的习题往往是理论的简单重复,做完后感觉知识点并未真正内化。然而,这本教材的练习题明显经过了精心设计,层次分明,梯度合理。基础的计算题用于巩固运算能力和基本公式的记忆,中等难度的分析题则开始要求读者进行逻辑推理和电路功能分析,而最精彩的部分在于那些综合性的设计题。这些设计题往往要求读者从零开始,根据给定的功能需求,进行逻辑函数的化简、卡诺图的绘制、器件的选择,直到画出最终的逻辑图。这种全流程的训练,有效地模拟了工程师的实际工作流程。我个人尤其喜欢它在每章末尾设置的“自测与反思”环节,它不是简单的选择题,而是更偏向于开放性的思考题,比如“为什么在这个特定的电路中,我们不推荐使用哪种逻辑门族?”这类问题,强迫读者跳出机械计算,开始进行工程权衡和批判性思考。通过完成这些习题,我感觉自己不仅仅是在“学”数字电路,更是在“做”数字电路的设计,知识的掌握不再停留在纸面上,而是真正转化成了解决问题的能力。

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从排版和可读性的角度来看,这本书做到了极大的优化,这对于需要长时间面对技术文本的学习者来说,是至关重要的舒适度保障。书中的字体选择清晰易读,行距和段落间距的处理适中,长时间阅读眼睛不容易疲劳。特别是在公式和符号的显示上,处理得尤为专业,采用了高质量的排版技术,数学符号的上下标、分式结构都清晰锐利,避免了常见技术书籍中公式模糊不清的问题。此外,虽然全书篇幅不小,但其索引和目录的设计极其人性化。目录的层级结构非常清晰,让你能迅速定位到所需的内容;而书末的术语索引,更是方便了快速查阅,省去了在厚厚的一本书中大海捞针的烦恼。这些看似微小的细节,实际上是构建良好学习体验的基石。阅读过程中的流畅感,很大程度上得益于作者和编辑团队对细节的这种极致追求,让人感觉这不仅是一本教材,更是一件精心打磨的知识载体,极大地提升了学习的效率和阅读的愉悦感。

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这本书的整体风格给人的感觉是非常务实和面向应用驱动的,这与许多过于偏重理论推导的传统教材形成了鲜明的对比。它似乎始终在回答一个核心问题:“我为什么要学这个?”作者在介绍完必要的理论工具后,总是能迅速将焦点拉回到工程实践层面。例如,在讨论半加器和全加器的组成时,除了标准的逻辑表达式推导外,书中还很自然地引出了对多位加法器(如串行加法器、并行加法器)的性能对比,特别是对延迟和资源占用的讨论,这种直接与硬件实现效率挂钩的分析,非常贴合高职高专院校培养技术应用人才的培养目标。它不搞“纯数学化”的深究,而是聚焦于如何快速、有效地构建出满足特定指标的数字系统。这种“少即是多,但所学皆有用”的教学理念,贯穿始终。它教会的不仅仅是电路的构成,更是一种以解决问题为导向的工程思维方式,这对于即将踏入技术岗位的学生来说,无疑是比任何复杂的公式都更有价值的收获。

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