数字电子技术案例教程

本书在作者最新教研成果和工程案例的基础上汇编成册，采用项目导向、任务驱动的编写模式。

本书由校企联合打造，作者既包括高职院校的一线教师，又包括企业的工程技术人员。在保证知识体系完整的基础上，书中共穿插介绍了数字电路工程实例40余个。

本书分为四个模块，每个模块内分设若干项目，每一项目（子项目）分成【案例导入】→【知识链接】→【扩展应用】三部分内容。【案例导入】为案例精讲，以开篇案例以及必要的案例分析，引出讲解内容；【知识链接】是对案例相关基本知识点、能力点进行必要讲解，前后呼应进行案例回顾；【扩展应用】对本章节相关扩展知识点进行讲解，辅以必要的补充拓展案例。

本书中的四个模块既紧密联系又相对独立，因而既能有利于零基础的读者通读，以掌握本课程的全面内容，又方便具备一定专业知识的读者根据自身需求选读，以把握重点、查漏补缺。

目前，高职院校工科类特别是电类各专业，普遍开设了《数字电子技术》课程，目的是使学生掌握数字电路的基本知识、元件、电路单元、分析方法，为其进行后续的数字集成电路的分析与开发能力的培养打下基础。但是作为一门专业基础课，本身基础性、预备性的知识比较多，理论性比较强，不大容易提起兴趣和讲出特色。

为此，本书的主要作者近几年主持和参与了山东省教育厅高等学校教学改革立项项目“《数字电子技术》案例式教学研究”（项目编号：C05124），其初衷就是希望探索一条以实用案例为特色，把理论课上出实践性、突出应用能力培养、改进专业基础课教学的道路。教改项目结题后，于2009年荣获“山东省高等教育教学成果奖”。但是，由于能力和时间所限，当时的研究也存在诸多遗憾和不足，并且随着科研和实践的积累，已建成的案例库又有调整和扩充。因此，修订出版《数字电子技术案例教程》，书中加入了作者最新教研成果和工程案例，在体例上采用更契合高职特色的项目导向、任务驱动的模式。本书由校企联合打造，作者既包括高职院校的一线教师，又加入了企业的工程技术人员。书中在保证知识体系完整的基础上，共穿插介绍了数字电路工程实例40余个。全书内容精简、逻辑清晰、图表规范、说明性强。

本书按照50～70学时编写，共分为四个模块。模块一：基础篇，主要介绍数字电路的基础知识、分立元件门电路。内容为必要的基础知识、背景知识，以理论综述、案例分析为主。模块二：应用篇，是全书的主体部分，主要介绍组合逻辑电路基本单元、时序逻辑电路基本单元、脉冲信号的产生与整形电路、A/D、D/A转换电路、半导体存储器。篇内分设若干项目，每一项目介绍一类基本数字逻辑单元，部分项目又下设若干子项目。每一项目（子项目）分成【案例导入】→【知识链接】→【扩展应用】三段。【案例导入】为案例精讲，以开篇案例以及必要的案例分析，引出讲解内容；【知识链接】是对案例相关基本知识点、能力点进行必要讲解，前后呼应进行案例回顾；【扩展应用】对本章节相关扩展知识点进行讲解，辅以必要的补充拓展案例，同时本章节中理论性、原理性较强知识点也放在此，因此，本部分内容可根据课时量情况，进行选讲。模块三：仿真篇，介绍了仿真软件Multisim和仿真实验。模块四：实践篇，集中介绍了多个数字电路的综合实用案例。

四个模块的内容既紧密联系又相对独立，因而既能有利于零基础的读者通读，以掌握本课程的全面内容，又方便具备一定专业知识的读者根据自身需求选读，以把握重点、查漏补缺。本书适合高职高专电子、电气类、计算机类、机电类、通信类、自动化类等专业学生使用，也可供广大初、中级工程技术人员和对电子技术爱好的读者自学参考。

本书由济南职业学院电子工程系刘晓阳、王平任主编。济南职业学院李翠、滕丽丽，青岛海信通信公司康存勇，宝世达控股集团有限公司邱迎迎，山东商业职业技术学院闫青，山东交通学院陈建忠等任副主编。全书由刘晓阳统稿。2012年适逢济南职业学院“国家骨干高职院校”项目建设的启动之年。本书同时也是该项目重点建设专业——应用电子技术专业的建设成果之一。

本书在编写过程中参考了兄弟院校、相关企业和科研院所的一些教材、资料和文献，在此向有关作者一并致谢。

书中内容尚有不少待改进之处，恳请广大读者和专家批评指正。

编 者

2011年11月

前言

模块一 基础篇 1
项目一 数字信号与数字电路 1
一、模拟信号与数字信号 1
二、数字电路 1
项目二 数制与码制 2
一、数制 2
二、数制的转换 3
三、常用编码 5
项目三 逻辑代数基础 7
一、概述 7
二、逻辑代数基本运算 7
三、案例分析：声光控照明电路 12
项目四 逻辑函数及其化简 13
一、概述 13
二、逻辑函数的表示方法 13
三、逻辑函数表示方法的相互转换举例 14
四、逻辑代数运算规则 16
五、逻辑函数的公式化简法 18
六、逻辑函数的卡诺图化简法 20
项目五 分立元件门电路 29
一、二极管门电路 29
二、三极管门电路 32
三、MOS管门电路 35
项目六 逻辑电路的分析与设计 37
一、组合逻辑电路概述 37
二、组合逻辑电路的分析与设计 37
三、案例分析：智能抢答器 42
项目七 逻辑电路的竞争冒险 43
一、竞争冒险的产生 43
二、竞争冒险的判别 43
三、竞争冒险的消除 44
习题一 46
模块二 应用篇 50
项目一 集成门电路 50
一、TTL集成门电路 50
二、CMOS集成门电路 60
项目二 加法器 68
项目三 数值比较器 73
项目四 编码器 77
项目五 译码器 80
项目六 数据选择器与分配器 88
项目七 触发器 96
一、基本RS触发器 96
二、时钟触发器 105
项目八 计数器 109
项目九 寄存器 126
项目十 脉冲信号的产生与整形电路 132
一、多谐振荡器 132
二、施密特触发器 138
三、单稳态触发器 143
项目十一 模/数与数/模转换电路 148
一、模/数转换电路 148
二、数/模转换电路 157
项目十二 半导体存储器 163
一、只读存储器（ROM） 163
二、随机存取存储器（RAM） 170
习题二 174
模块三 仿真篇 184
项目一 Multisim 8概述 184
一、Multisim 8基本介绍 184
二、Multisim 8的安装 185
项目二 Multisim 8窗口界面 186
一、基本界面 186
二、菜单栏 186
三、标准工具栏 193
四、元件工具栏 194
五、仪器工具栏 197
项目三 Multisim 8操作使用方法 203
一、电路的创建 203
二、仿真实例 204
习题三 206
模块四 实践篇 207
项目一 带门铃的编码电子锁 207
一、电路分析 207
二、元器件选型与调试 208
项目二 3位计数、译码和显示电路 209
一、电路分析 209
二、元器件选型与调试 209
项目三 红外线自控水龙头电路 212
一、电路分析 212
二、元器件选型与调试 213
项目四 数字频器计 216
一、电路分析 216
二、元器件选型与调试 218
项目五 数字电子钟 220
一、电路分析 220
二、元器件选型与调试 223
项目六 红外线遥控器 224
一、电路分析 224
二、元器件选型与调试 227
习题四 228
习题参考答案 229
习题一 229
习题二 232
参考书目 235

1. 电力电子技术课程学习及实验指导 [主编 陈荣]
2. 电路与电子技术Ⅱ——电路分析基础 [主编 陈晓 金哲]
3. 电路与电子技术Ⅲ——模拟电子技术 [主编 刘峰]
4. 数字电子技术 [主编 覃爱娜]
5. 电路与电子技术Ⅰ—数字电子技术 [主编 郑玉珍 王淑琴]
6. 电子技术实训指导书（第二版） [主编 胡敏 肖杨 李艳]
7. 模拟电子技术（第二版） [主编 罗桂娥]
8. 电工电子技术实验指导书 [主编 李翠英 聂玲 魏 钢 罗]
9. 电工电子技术 [主编 吴培刚 许弟建]
10. 电工与电子技术（第二版） [主编 王梅 唐翠微]
11. 数字设计基础及应用 [主 编 余建坤]
12. 电路与电子技术实验及Multisim仿真 [胡淑均 周天庆 戴哲转 夏秋华]
13. 电工与电子技术基础实验教程 [胡淑均 夏秋华 周天庆 戴哲转]
14. 电路与模拟电子技术基础 [主编 刘献如 罗桂娥]
15. 电工电子技术实训指导书 [主编 陈亮]
16. 电子技术 [主编 覃爱娜 李飞]
17. 电子技术基础（第二版） [主编 李中发 邓晓]
18. 电工电子技术（第二版） [任万强 张钢]
19. 电子技术实训指导书 [胡敏 肖杨 李艳]
20. 电工电子技术实验与实训（第二版） [主编 任万强]
21. 数字电子技术 [主编 陈明义]
22. 电路与电子技术实验教程 [主编 张静秋]
23. 电子技术基础 [主编 杨云英 邹红艳]
24. 电子技术项目教程（Proteus版） [主编 郭志勇]
25. 电工与电子技术基础（第二版） [苑尚尊]
26. 模拟电子技术 [罗桂娥]
27. 电子技术（第二版） [李中发 罗瑞琼]
28. 电工与电子技术基础实验指导书（第二版） [李翠英 石 岩 ]
29. 电工与电子技术 [主编 李燕]
30. 模拟电子技术基础 [何碧贵 韩德勋]