《數字電子技術及應用》根據國家示范性高職院校項目式課程教學改革精神,結合作者多年的職業教育教學經驗和企業崗位的實際技術需求進行編寫。《數字電子技術及應用》以項目為導向、以能力培養為重點,通過對學生的職業能力(數字集成芯片識別,功能表讀解,數字電路的分析設計、制作與調試能力)及社會能力的分析,對課程教學內容進行優化與重構,主要內容包括集成邏輯門電路的功能分析與測試,編碼、譯碼、LED顯示電路分析制作與調試,計數分頻電路分析制作與調試,振蕩電路的制作與調試,半導體存儲器數字鐘的設計、制作與調試等。全書分為5個學習單元,由簡單到復雜、由部分到整體進行介紹,反映學生就業后的工作需求和崗位認知過程。《數字電子技術及應用》提供免費的電子教學課件、習題參考答案、實訓參考原理圖、材料清單等,詳見前言。
《數字電子技術及應用》為全國高職高專院校數字電子技術課程的教材,也可作為應用型本科、成人教育、自學考試、電視大學、中職學校、培訓班的教材,以及電子與電氣工程技術人員的工具參考書。
隨著我國電子信息行業的快速發展,許多職業崗位對就業人員的數字電子技術與技能提出了新的要求,因此,高職高專院校相關專業的學生都要認真學好這門課程,扎實掌握數字電子技術的基本原理,熟練進行電子技術相關的職業技能訓練,為學好后續課程和順利就業打好堅實基礎。本書根據國家示范性高職院校項目式課程教學改革精神,結合作者多年的職業教育教學經驗和企業崗位的實際技術需求進行編寫。
本書以項目為導向、以能力培養為重點,通過對學生的職業能力(數字集成芯片識別,功能表讀解,數字電路的分析設計、制作與調試能力)及社會能力的分析,對課程教學內容進行優化與重構。全書主要內容包括集成邏輯門電路的功能分析與測試,編碼、譯碼、LED顯示電路分析制作與調試,計數分頻電路分析制作與調試,振蕩電路的制作與調試,半導體存儲器數字鐘的設計、制作與調試等。全書配有10個典型項目和一個綜合項目,建議采用任務驅動——教、學、做一體化教學模式,通過項目任務訓練、教師引導、學生自主學習、重點難點師生共同討論與講解等形式,使學生牢固掌握數字電子技術的知識與技能。各院校可結合自身的教學環境條件選擇適合的教學形式和項目任務,實訓項目可通過數字電路實驗箱來完成。
針對學生學習中存在的問題(如主動性不強、興趣不高、目標不明確等),結合行業職業崗位實際情況及課程知識點要求,精心挑選具有代表性的11個項目,充分調動和激發學生自主獲取相關知識的積極性、主動性,并按照實用性、趣味性和可操作性的原則分配在各學習單元中。以項目任務為引導,展開理論與實訓教學,學生在完成實訓項目的同時,也完成了單元知識的學習,同時基本職業能力(元器件認知、焊接、布局布線、裝配、調試、檢測、維修)等得到了培養,項目任務的完成需要小組成員的共同努力,相互協作,有利于培養學生的團隊精神。通過本課程教學小組開展多輪的教學實踐,收到很好的教學效果,明顯提高學生的學習積極性以及自主學習能力,增強學生的實際動手能力,符合職業教育以“職業能力和素質培養為中心”的目標要求。
本書各學習單元都設有教學導航,指出本單元的知識重點與難點、必須掌握的知識及職業技能、建議教學方法等;每小節都設有知識分布網絡,介紹本節知識點的層次和相互聯系;各學習單元結束后設有知識梳理與總結,并有一定數量的自我檢測題和練習題,以便學生復習與鞏固。
本書由蕪湖職業技術學院王蘋副教授任主編并進行全書統稿,沈璐、曾貴苓和梁薇任副主編,徐琬婷、吳尚、胡群、余云飛、范秉峰、陳蕊參與編寫。全書由張學亮教授、余鳴副教授進行主審,并對書稿的編寫思路及內容設置提出許多寶貴意見和建議,在此表示衷心感謝。
學習單元1 集成邏輯門電路的功能分析與測試
教學導航
1.1 數字電路基本概念
1.1.1 數字信號和數字電路
1.1.2 數字電路的特點
1.1.3 數字電路的分類
1.2 數制和編碼
1.2.1 數制
1.2.2 數制之間的相互轉換
1.2.3 碼制
1.3 門電路及邏輯功能
1.3.1 與邏輯和與門
1.3.2 或邏輯和或門
1.3.3 非邏輯和非門
1.3.4 常見的門電路
實訓項目1 74系列集成邏輯門電路的識別、功能測試
1.4 門電路結構及特性參數測試
1.4.1 二極管、三極管、場效應管的開關特性
1.4.2 分立元件門電路
1.4.3 集成邏輯門電路
1.4.4 可以線與的集成邏輯門電路
1.4.5 集成門電路的外特性與參數
1.4.6 CMOS與TTL之間的接口電路
1.4.7 集成邏輯門電路使用注意事項
實訓項目2 TTL與非門74LS00的參數測試
1.5 邏輯功能描述方式及相互轉換
1.5.1 邏輯功能的描述方式
1.5.2 邏輯功能描述方式之間的相互轉換
1.6 邏輯函數及化簡法
1.6.1 邏輯代數
1.6.2 邏輯函數的代數化簡法
1.6.3 邏輯函數的卡諾圖化簡法
1.6.4 具有無關項的邏輯函數的化簡
知識梳理與總結
自我檢測題1
練習題1
學習單元2 編碼、譯碼、LED顯示電路分析制作與調試
教學導航
2.1 組合邏輯電路的概念與特點
2.2 組合邏輯電路的分析與設計
2.2.1 組合邏輯電路的分析方法
2.2.2 組合邏輯電路的設計方法
實訓項目3 74LS00、74LS86組合邏輯電路的設計及邏輯功能分析
2.3 編碼器
2.3.1 二進制編碼器
2.3.2 優先編碼器
2.4 譯碼器
2.4.1 二進制譯碼器
2.4.2 二-十進制(BCD)譯碼器
2.4.3 數碼顯示譯碼器
2.4.4 譯碼器的應用
實訓項目4 鍵控0~9數字顯示電路的制作與調試
2.5 數值比較器
2.6 數據選擇器
2.7 組合邏輯電路中的競爭冒險
知識梳理與總結
自我檢測題2
練習題2
學習單元3 計數分頻電路分析制作與調試
教學導航
3.1 集成觸發器
3.1.1 基本RS觸發器
3.1.2 鐘控觸發器
3.1.3 不同類型觸發器之間的轉換
實訓項目5 同步型觸發器邏輯功能的分析與測試
實訓項目6 用74LS74、74LS112構成T、T' 觸發器
3.2 時序邏輯電路
3.2.1 時序邏輯電路的結構與特點
3.2.2 時序電路的分析步驟
3.3 寄存器和移位寄存器
3.3.1 寄存器
3.3.2 移位寄存器
實訓項目7 霓虹燈控制電路的制作與調試
3.4 計數器
3.4.1 二進制計數器
3.4.2 十進制計數器
3.4.3 N進制計數器
實訓項目8 0~59(0~23)加法計數顯示電路的制作與調試
知識梳理與總結
自我檢測題3
練習題3
學習單元4 振蕩電路的制作與調試
教學導航
4.1 555定時器
4.1.1 555定時器的電路結構
4.1.2 555定時器的功能
4.2 555定時器的應用電路
4.2.1 用555定時器構成單穩態觸發器
4.2.2 用555定時器構成施密特觸發器
4.2.3 用555定時器構成多諧振蕩器
實訓項目9 50 Hz多諧振蕩器的制作與調試
知識梳理與總結
自我檢測題4
練習題4
學習單元5 半導體存儲器
教學導航
5.1 只讀存儲器(ROM)
5.1.1 只讀存儲器的結構與分類
5.1.2 固定只讀存儲器(ROM)
5.1.3 可編程只讀存儲器(PROM)
5.1.4 可擦寫只讀存儲器
5.2 隨機存取存儲器(RAM)
5.2.1 RAM的結構
5.2.2 存儲單元
實訓項目10 流水燈控制電路的設計、制作與調試
知識梳理與總結
自我檢測題5
練習題5
綜合項目 數字鐘的設計、制作與調試
附錄A 電阻器的色環標志法
附錄B 常用數字集成電路匯編
附錄C 單元工作報告格式
參考文獻