數字電子技術項目仿真與工程實踐（簡體書）

《數字電子技術項目仿真與工程實踐》是電子技術、信息技術、通信技術、機電一體化技術等電類專業的一門重要專業基礎課，是進入電類領域的重要應用課程。數字電子技術的應用在電子工業中起到至關重要的作用。課程開設過程中通過五個項目將模擬電子技術劃分為五個學習領域門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、A/D和D/A、可編程邏輯控制器幾個學習領域，項目實施過程中引入proteus軟件提高教學效果，同時以工程應用為引導進行實施，注重對學生職業能力和素質的培養，為同學走上工作崗位奠定堅實的專業基礎。

本書以德國技術員學校電子技術課程數字部分教學大綱和內容為依據，借鑒德國技術員學校對電子技術課程學習領域的劃分方式，將數字電子技術課程劃分為門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、A/D和D/A轉換器、可編程邏輯控制器幾個學習領域，同時結合國內的教學特點和先進的項目式教學法，將每個學習領域中的理論知識、設計應用、工程實踐融入不同的項目中，充分發揮項目引導、任務驅動的優勢。
本書中每個項目包含以下幾個部分。
? 項目引入（提出問題）
通過生活中的實例，使學習者感性地認識每個學習領域中的知識點及其功用。
? 項目分析（分析問題）
通過分析元器件數據手冊和電氣特性並結合項目中的具體應用，展現每個學習領域中核心的電路知識點，並詳細介紹如何把元器件、電子技術應用在實際當中。
? 項目實現（解決問題）
針對每一個學習領域都安排一個工程項目，通過對實際項目的實施，使學習者切實感受數字電子技術的功用，真正做到學以致用。
? 項目擴展（如何解決其他問題）
進一步引導和擴展知識點的應用，使學習者能夠舉一反三、靈活運用。
為了充分調動學習者的積極性，本書中還引入了先進的Proteus仿真軟件，直觀地反映電路的特點和應用，便於學習者在仿真過程中掌握電路設計思路，提高對仿真電路的理解和應用能力。
本書由上海電子信息職業技術學院李雲慶擔任主編，其中項目一和項目五由嵇麗麗編寫，項目二由徐慧華編寫，項目三由李雲慶編寫，項目四由李康編寫。李雲慶負責統稿和所有項目的製作調試與仿真。
由於編者水平有限，加之時間倉促，書中難免存在錯誤和不妥之處，敬請讀者批評指正，編者的電子郵箱為liyunq81@163.com。

編者

項目一　糧倉報警裝置控制系統設計 （1）
任務1　糧倉報警裝置控制電路工作原理分析 （3）
子任務1　認識電路中的元器件 （3）
子任務2　電路原理認知學習 （4）
任務2　糧倉報警裝置控制電路項目仿真分析與驗證 （6）
子任務1　傳感器輸入電路仿真 （7）
子任務2　綠燈電路仿真 （7）
子任務3　藍燈電路仿真 （8）
子任務4　黃燈電路仿真 （9）
子任務5　紅燈電路仿真 （9）
子任務6　綜合仿真 （10）
任務3　糧倉報警裝置控制電路元器件的識別與檢測 （11）
子任務1　電阻和開關的識別與檢測 （11）
子任務2　發光二極管和三極管的識別與檢測 （12）
子任務3　芯片的識別 （12）
任務4　糧倉報警裝置控制電路的裝配與調試 （12）
子任務1　電路元器件的裝配與佈局 （13）
子任務2　製作糧倉報警裝置控制電路 （14）
子任務3　調試糧倉報警裝置控制電路 （14）
任務5　項目彙報與評價 （16）
子任務1　彙報製作與調試過程 （16）
子任務2　對其他人的作品進行客觀評價 （17）
子任務3　撰寫技術文檔 （18）
【知識鏈接】 （18）
1.1　數字電路基礎知識 （18）
1.1.1　概述 （18）
1.1.2　數制及編碼 （19）
1.1.3　邏輯函數及其化簡 （24）
1.2　二極管基本邏輯門電路 （35）
1.2.1　二極管開關特性 （35）
1.2.2　二極管門電路 （36）
1.2.3　高、低電平的概念 （37）
1.3　TTL基本邏輯門電路 （37）
1.3.1　三極管的開關特性 （37）
1.3.2　TTL反相器 （38）
1.3.3　其他類型TTL門電路 （39）
1.3.4　各種TTL數字集成電路系列 （41）
1.4　CMOS基本邏輯門電路 （41）
1.4.1　MOS管的開關特性 （41）
1.4.2　CMOS反相器 （42）
1.4.3　其他類型CMOS門電路 （43）
1.4.4　各種CMOS數字集成電路系列 （44）
1.5　TTL門電路與CMOS門電路的使用知識及相互連接 （45）
1.5.1　CMOS門電路的使用知識 （45）
1.5.2　TTL門電路的使用知識 （45）
1.5.3　TTL門電路和CMOS門電路相互連接 （45）
1.6　習題 （46）
項目二　八路聲光報警器 （48）
任務1　八路聲光報警器工作原理分析 （50）
子任務1　認知電路中的元器件 （50）
子任務2　電路原理認知學習 （55）
任務2　八路聲光報警器電路項目仿真分析與驗證 （57）
子任務1　報警信號編碼電路仿真 （58）
子任務2　光報警―譯碼顯示電路仿真 （59）
子任務3　聲報警―定時電路仿真 （60）
子任務4　聲報警―多諧振蕩電路仿真 （61）
子任務5　綜合仿真 （62）
任務3　八路聲光報警器電路元器件的識別與檢測 （63）
子任務1　阻容元件的識別與檢測 （64）
子任務2　晶體管類元件的識別與檢測 （64）
子任務3　芯片的識別 （64）
任務4　八路聲光報警器電路的裝配與調試 （65）
子任務1　電路元器件的裝配與佈局 （66）
子任務2　製作八路聲光報警器電路 （67）
子任務3　調試八路聲光報警器電路 （67）
任務5　項目彙報與評價 （71）
子任務1　彙報製作與調試過程 （71）
子任務2　對其他人的作品進行客觀評價 （71）
子任務3　撰寫技術文檔 （72）
【知識鏈接】 （73）
2.1　組合邏輯電路 （73）
2.1.1　組合邏輯電路分析 （73）
2.1.2　組合邏輯電路設計 （74）
2.2　常用組合邏輯電路 （75）
2.2.1　編碼器 （75）
2.2.2　譯碼器 （76）
2.2.3　數據選擇器 （80）
2.2.4　數值比較器 （81）
2.3　555電路的應用 （83）
2.3.1　555電路的內部結構與工作原理 （83）
2.3.2　應用舉例 （85）
2.4　習題 （88）
項目三　數字溫度警報器 （91）
任務1　數字溫度警報器工作原理分析 （94）
子任務1　認識電路中的元器件 （94）
子任務2　電路原理認知學習 （112）
任務2　數字溫度警報器電路項目仿真分析與驗證 （117）
子任務1　溫度檢測電路仿真 （117）
子任務2　信號放大電路仿真 （118）
子任務3　V/F變換電路仿真 （119）
子任務4　門控電路仿真 （120）
子任務5　計數譯碼顯示電路仿真 （121）
子任務6　超溫報警電路仿真 （122）
子任務7　綜合仿真 （124）
任務3　數字溫度警報器電路元器件的識別與檢測 （124）
子任務1　阻容元件的識別與檢測 （124）
子任務2　晶體管類元件的識別與檢測 （126）
子任務3　芯片的識別 （127）
任務4　數字溫度警報器模塊電路的裝配與調試 （127）
子任務1　電路元器件的裝配與佈局 （128）
子任務2　製作數字溫度警報器電路 （129）
子任務3　調試數字溫度警報器電路 （129）
任務5　項目彙報與評價 （135）
子任務1　彙報製作與調試過程 （135）
子任務2　對其他人的作品進行客觀評價 （135）
子任務3　撰寫技術文檔 （136）
【知識鏈接】 （137）
3.1　觸發器 （137）
3.1.1　基本RS觸發器 （137）
3.1.2　同步觸發器 （139）
3.1.3　主從觸發器 （141）
3.1.4　邊沿觸發器 （145）
3.1.5　觸發器的邏輯功能與轉換 （147）
3.1.6　觸發器的觸發方式及使用時應注意的問題 （155）
3.2　寄存器 （156）
3.2.1　數碼寄存器 （156）
3.2.2　移位寄存器 （157）
3.3　同步時序電路分析 （159）
3.3.1　同步時序電路分析步驟 （160）
3.3.2　同步時序電路分析舉例 （160）
3.4　計數器 （162）
3.4.1　同步計數器 （162）
3.4.2　異步計數器 （167）
3.4.3　使用集成計數器構成N進制計數器 （171）
3.5　異步時序電路分析 （174）
3.5.1　概述 （174）
3.5.2　脈衝異步時序電路分析 （174）
3.6　習題 （176）
項目四　數控直流電機調速系統 （184）
任務1　數控直流電機調速工作原理分析 （185）
子任務1　認識電路中的元器件 （186）
子任務2　電路原理 （188）
任務2　數控直流電機調速系統電路項目仿真分析與驗證 （190）
子任務1　速度輸入和數碼顯示電路仿真 （191）
子任務2　數模轉換和直流電機控制電路仿真 （192）
子任務3　綜合仿真 （193）
任務3　數控直流電機調速系統電路元器件的識別與檢測 （195）
子任務1　阻容類元件的識別與檢測 （196）
子任務2　晶體管類元件識別與檢測 （196）
子任務3　芯片的識別 （196）
任務4　數控直流電機調速系統電路的裝配與調試 （197）
子任務1　電路元器件的裝配與佈局 （198）
子任務2　製作數控直流電機調速系統電路 （199）
子任務3　調試數控直流電機調速系統電路 （199）
任務5　項目彙報與評價 （202）
子任務1　彙報製作與調試過程 （202）
子任務2　對其他人的作品進行客觀評價 （202）
子任務3　撰寫技術文檔 （203）
【知識鏈接】 （204）
4.1　模數轉換 （204）
4.1.1　模數轉換基本概念 （204）
4.1.2　並聯比較型A/D轉換器 （207）
4.1.3　逐次逼近型A/D轉換器 （208）
4.1.4　雙積分型A/D轉換器 （210）
4.1.5　集成A/D轉換器 （211）
4.2　數模轉換 （215）
4.2.1　數模轉換基本概念 （215）
4.2.2　權電阻型D/A轉換器 （217）
4.2.3　倒T型電阻網絡D/A轉換器 （217）
4.2.4　集成D/A轉換器 （219）
4.3　習題 （221）
4.3.1　選擇題 （221）
4.3.2　填空題 （222）
4.3.3　簡答題 （222）
4.3.4　計算題 （223）
項目五　用Verilog HDL語言實現譯碼器功能 （225）
任務1　譯碼器項目仿真與驗證 （225）
子任務1　瞭解Quartus II軟件功能 （226）
子任務2　Quartus II軟件的使用步驟 （226）
子任務3　利用Verilog HDL實現譯碼器功能 （231）
子任務4　綜合仿真 （232）
任務2　項目彙報與評價 （233）
子任務1　彙報調試過程 （234）
子任務2　對其他人的作品進行客觀評價 （234）
子任務3　撰寫技術文檔 （235）
【知識鏈接】 （235）
5.1　可編程邏輯器件 （236）
5.1.1　概述 （236）
5.1.2　簡單可編程邏輯器件（SPLD） （237）
5.1.3　複雜可編程邏輯器件（CPLD） （240）
5.1.4　現場可編程邏輯器件（FPGA） （240）
5.2　硬件描述語言 （240）
5.2.1　Verilog HDL簡介 （241）
5.2.2　Verilog HDL的基本結構 （241）
5.2.3　Verilog HDL的數據類型 （242）
5.2.4　Verilog HDL運算符及表達式 （243）
5.2.5　Verilog HDL的基本語句 （244）
5.3　習題 （249）
附錄A　TTL74系列數字電路及技術資料 （250）
附錄B　4000系列數字集成芯片型號與功能索引 （256）
參考文獻 （259）