数字电子技术项目式教程 23-2 PLA

实用数字电子技术项目教程(中职中专电子技术应用专业系列教材)本书坚持“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体设计要求，以典型电路的制作、装配和能力测试为基本目标，打破了传统学科体系的思路，紧紧围绕工作任务来选择和组织课程内容，在任务的引领下学习理论知识，让学生在实践活动中掌握理论知识，提高岗位职业能力。

学习项目选取的基本依据是本门课程所涉及的工作领域和工作任务范围，但在具体编写过程中，还根据IT制造类专业的典型产品或服务为载体，使工作任务具体化，从而产生了具体的学习项目。

内容提要本书通过“任务驱动式”教学模式来体现知识、能力目标以及教学方法、手段、模式的改革，以培养学生数字电路知识的应用能力和操作技能为目标，紧密结合国家电子类职业技能认证大纲，通过典型、实用的操作项目以及大量的电路仿真测试和电路实验的形式，使学生从建立初步的感观认识，到学会对操作结果及出现的问题进行讨论、分析、研究，并得出结论，从而获得能力的提高。

全书内容共分5个操作项目，包括声光控制灯电路的制作、8路抢答器电路的制作、电子生日蜡烛的制作、流水彩灯的制作、3 1/2位直流数字电压表的制作等教学单元。

本书可作为职业院校电子技术应用专业、电子信息专业、通信技术专业的教学用书和国家电子类职业技能认证的岗位培训教材，也可作为无线电爱好者自学用书。

本书配有电子教学参考资料包，包括教学指南、电子教案及习题答案，读者可从网址下载。

目录序前言项目一声光控制灯电路的制作任务一数字集成电路的识别任务二常用TTL门与cMOS门电路测试任务三声光控制灯的制作与调试项目小结思考与练习项目二 8路抢答器电路的制作任务一用门电路制作简单逻辑电路任务二编码器的逻辑功能测试任务三译码器的逻辑功能测试任务四 8路抢答器的制作与调试项目小结思考与练习项目三电子生日蜡烛电路的制作任务一 RS触发器的逻辑功能测试任务二 JK触发器的逻辑功能测试任务三 D触发器的逻辑功能测试任务四电子生日蜡烛电路的制作与调试项目小结思考与练习项目四流水彩灯的制作任务一同步计数器电路的制作任务二任意进制计数器的制作任务三 555定时器构成振荡器的应用任务四流水彩灯的制作与调试项目小结思考与练习项目五 3 1/2位直流数字电压表的制作任务一 D/A转换电路的功能测试任务二 A/D转换电路的功能测试任务三 3 1/2位直流数字电压表的制作项目小结思考与练习项目1 三人表决器电路设计与装调5专题1 数制与码制51.1.1 数制61.1.2 码制8专题2 逻辑函数91.2.1 常用逻辑关系101.2.2 逻辑代数的基本公式与定律121.2.3 逻辑代数的基本规则141.2.4 逻辑函数的表示方法151.2.5 逻辑函数表示方法之间的转换191.2.6 逻辑函数的化简21专题3 逻辑门电路251.3.1 晶体管开关特性251.3.2 二极管门电路271.3.3 TTL与非门271.3.4 CMOS门电路311.3.5 TTL与CMOS接口电路34任务三人表决器电路的设计与调试35.1.4.1 集成电路的识别与检测351.4.2 电路连接371.4.3 调试与检修37思考与练习38项目2 抢答器电路设计与装调40专题1 RS触发器402.1.1 基本RS触发器412.1.2 同步RS触发器422.1.3 触发器功能表示方法43专题2 JK、D、T、T′触发器442.2.1 JK触发器452.2.2 D、T、T′触发器482.2.3 触发器使用注意事项49任务1 抢答器电路的仿真50任务2 抢答器电路的设计与调试522.4.1 电路功能介绍532.4.2 电路连接与调试53思考与练习55项目3 数码显示电路设计与装调57专题1 组合逻辑电路573.1.1 组合逻辑电路的概念583.1.2 组合逻辑电路的分析方法583.1.3 组合逻辑电路的设计方法593.1.4 加法器62专题2 编码器653.2.1 二进制编码器653.2.2 优先编码器66专题3 译码器703.3.1 二进制译码器703.3.2 二-十进制译码器723.3.3 显示译码器74专题4 数据选择器与分配器763.4.1 数据选择器763.4.2 数据分配器78任务1 数码显示电路的仿真79任务2 译码与显示器应用电路的设计与调试82 3.6.1 设备与元器件823.6.2 项目电路823.6.3 项目设计步骤与要求833.6.4 项目扩展测试训练83思考与练习86项目4 计数分频电路设计与装调88专题1 二进制计数器884.1.1 时序逻辑电路分析方法894.1.2 异步二进制计数器904.1.3 同步二进制计数器92专题2 十进制计数器94专题3 任意进制计数器974.3.1 7490异步集成计数器974.3.2 74161同步集成计数器100专题4 寄存器和移位寄存器1024.4.1 寄存器1034.4.2 移位寄存器103任务1 二十四进制计数器的仿真与测试106任务2 二十四进制计数器的设计与调试1084.6.1 电路功能介绍1094.6.2 电路连接与调试109思考与练习111项目5 触摸式防盗报警电路设计与装调114专题1 555电路1145.1.1 555电路简介1145.1.2 555电路结构及其工作原理115专题2 施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器电路116 5.2.1 555电路构成施密特触发器1165.2.2 555电路构成单稳态触发器1185.2.3 555电路构成多谐振荡器119任务1 触摸式防盗报警电路的仿真121任务2 触摸式防盗报警电路的设计与调试1225.4.1 电路连接1225.4.2 装调与检修123思考与练习124项目6 温度检测电路设计与装调126专题1 A/D转换1266.1.1 温度检测电路1266.1.2 A/D转换器1286.1.3 A/D转换Multisim仿真实例1366.1.4 典型芯片ADC0832介绍137专题2 D/A转换1386.2.1 DAC0832 D/A转换器的应用1386.2.2 D/A转换器1436.2.3 D/A转换Multisim仿真实例1456.2.4 典型芯片DAC0832介绍146专题3 知识拓展部分1476.3.1 温度传感器介绍1476.3.2 温度传感器分类1486.3.3 传感器市场前景150思考与练习151项目7 数字钟电路设计与装调152任务1 时钟源1527.1.1 用555集成定时器构成时钟源1537.1.2 用石英晶体振荡器构成时钟源153任务2 计数及译码驱动电路1557.2.1 秒计数器和分计数器的设计1567.2.2 时计数器的设计1587.2.3 译码电路（含驱动）的设计158任务3 校时电路1607.3.1 用单刀双掷开关实现校时1607.3.2 用门电路实现校时161任务4 整点报时电路161任务5 功能器件的装配和检修1627.5.1 功能器件之间的连接1627.5.2 数字钟的装配1637.5.3 故障分析164思考与练习166项目8 用FPGA实现计数器167专题1 存储器1678.1.1 只读存储器1688.1.2 随机存取存储器170专题2 可编程逻辑器件1728.2.1 可编程阵列逻辑1738.2.2 通用阵列逻辑1748.2.3 复杂可编程逻辑器件1768.2.4 现场可编程门阵列177任务计数器的设计1788.3.1 MAX+PLUS Ⅱ的原理图输入1788.3.2 项目编译1808.3.3 项目校验1818.3.4 器件编程/配置183思考与练习187附录188附录A Multisim介绍188附录B 二进制逻辑单元图形符号简介（GB/T 4728.1 2—2008）207附录C 中国半导体集成电路型号命名方法210附录D 常用TTL数字集成电路逻辑功能、名称及型号211附录E 常用CMOS数字集成电路逻辑功能、名称及型号213附录F 常用数字集成电路引脚排列图215附录G 数字钟整体电路图(见书后插页)参考文献222项目1 简单抢答器的制作（5）1.1 工作任务简单抢答器的制作（5）1.2 知识链接1 逻辑代数的基本知识（7）1.2.1 逻辑变量和逻辑函数（7）1.2.2 逻辑运算（8）1.2.3 逻辑函数的表示方法（12）1.2.4 逻辑代数的基本定律（13）1.3 知识链接2 逻辑门电路的基础知识（14）1.3.1 基本逻辑门（14）1.3.2 复合逻辑门（16）1.3.3 TTL集成门电路（17）1.3.4 CMOS集成门电路（22）1.4 技能训练常用集成门电路的逻辑功能测试（24）1.5 知识拓展1 不同类型集成门电路的接口（27）1.5.1 TTL集成门电路驱动CMOS集成门电路（28）1.5.2 CMOS集成门电路驱动TTL集成门电路（29）1.6 知识拓展2 面包板的使用（29）习题1 （30）项目2 产品质量检测仪的设计与制作（33）2.1 工作任务1 产品质量检测仪的制作（33）2.2 知识链接1 逻辑函数的化简方法（36）2.2.1 公式化简法（36）2.2.2 卡诺图化简法（37）2.3 知识链接2 组合逻辑电路的分析与设计（42）2.3.1 组合逻辑电路概述（42）2.3.2 组合逻辑电路的分析（42）2.3.3 组合逻辑电路的设计（43）2.4 工作任务2 产品质量检测仪的设计（44）习题2 （46）项目3 一位加法计算器的设计与制作（47）3.1 知识链接1 数制与编码的基础知识（47）3.1.1 数制（47）3.1.2 不同数制之间的转换（48）3.1.3 编码（49）3.2 知识链接2 编码器（50）3.2.1 二进制编码器（50）3.2.2 二-十进制编码器（51）3.3 知识链接3 译码器（52）3.3.1 二进制译码器（52）3.3.2 二-十进制译码器（53）3.3.3 译码器的应用（54）3.4 技能训练1 译码器逻辑功能测试及应用（55）3.5 知识链接4 数字显示电路（57）3.5.1 数码显示器件（57）3.5.2 显示译码器（58）3.6 技能训练2 计算器数字显示电路的制作（61）3.7 知识链接5 加法器（63）3.7.1 半加器（63）3.7.2 全加器（64）3.7.3 多位加法器（65）3.8 知识链接6 寄存器（66）3.9 工作任务一位加法计算器的设计与制作（67）习题3 （71）项目4 电动机运行故障监测报警电路的制作（73）4.1 工作任务电动机运行故障监测报警电路的制作（73）4.2 知识链接数据选择器与数据分配器（75）4.2.1 数据选择器（76）4.2.2 数据分配器（77）4.3 知识拓展大规模集成组合逻辑电路（78）4.3.1 存储器的分类（78）4.3.2 只读存储器(ROM) 的结构原理（79）4.3.3 可编程逻辑阵列PLA （81）习题4 （82）项目5 由触发器构成的改进型抢答器的制作（84）5.1 工作任务由触发器构成的改进型抢答器的制作（84）5.2 知识链接1 触发器的基础知识（87）5.2.1 基本RS触发器（88）5.2.2 同步RS触发器（89）5.2.3 主从触发器（90）5.2.4 边沿触发器（91）5.3 知识链接2 常用集成触发器的产品简介（91）5.3.1 集成JK触发器（91）5.3.2 集成D触发器（92）5.4 知识拓展触发器的转换（93）5.4.1 JK触发器转换为D触发器（93）5.4.2 JK触发器转换为T触发器和T’ 触发器（94）5.4.3 D触发器转换为T触发器（94）习题5 （95）项目6 数字电子钟的设计与制作（98）6.1 知识链接1 计数器及应用（98）6.1.1 二进制计数器（98）6.1.2 十进制计数器（100）6.1.3 实现N进制计数器的方法（102）6.2 技能训练计数、译码和显示电路综合应用（106）6.3 知识链接2 数字电子钟的电路组成与工作原理（109）6.3.1 电路组成（109）6.3.2 电路工作原理（109）6.3 工作任务数字电子钟的设计与制作（113）习题6 （119）项目7 叮咚门铃的制作（120）7.1 工作任务叮咚门铃的制作（120）7.2 知识链接 555定时器及应用（122）7.2.1 555定时器的电路结构及其功能（123）7.2.2 555定时器构成多谐振荡器（124）7.2.3 555定时器构成单稳态触发器（128）7.2.4 555定时器构成施密特触发器（130）习题7 （133）项目8 数字电压表的设计与制作（135）8.1 工作任务数字电压表的设计与制作（135）8.2 知识链接模/数转换器（A/D转换器）（138）8.2.1 A/D转换器的基本原理（139）8.2.2 并行比较A/D转换电路（140）8.2.3 A/D转换器的主要技术指标（141）8.2.4 三位半集成ADC芯片MC14433 （141）习题8 （143）项目9 锯齿波发生器的设计与制作（145）9.1 工作任务锯齿波发生器的设计与制作（145）9.2 知识链接数/模转换器（D/A转换器）（147）9.2.1 权电阻网络D/A转换电路（148）9.2.2 R-2R倒T形电阻网络D/A转换电路（149）9.2.3 D/A转换器的主要技术指标（151）9.2.4 8位集成DAC芯片DAC0832 （151）习题9 （153）附录（155）附录A 74系列集成芯片型号、名称对照表（155）附录B 常见集成芯片管脚图（158）参考文献（170）[1]。

• 33•本文以高职高专《数字电子技术》课程为例，以培养学生数字电子技术应用能力为目的，在设计的六个项目化教学内容基础上，融入过程化评价方法，实现教学改革，以此改进学生的学习方法，调动学习积极性，激发个人潜能，同时也改变了教师的传统教学方法，突出评价的激励作用与调控功能，进一步提升技能人才培养质量。

《数字电子技术》是电子信息类专业基础课，是一门理论性和实践性都很强的专业基础课程。

传统的考试方式基本上是闭卷考试，考核方法单一，缺乏对学生知识、能力、素高职《数字电子技术》课程项目化过程性评价模式江西工业职业技术学院 龚再兰 胡 蓉图1 数字万用表原理图表1 《数字电子技术》项目化教学的内容与权重项目序号名称权重项目一报警器的设计与制作10%项目二声光控节能灯的设计与制作10%项目三数码显示器的设计与制作15%项目四数字电子钟的设计与制作20%项目五智能抢答器的设计与制作20%项目六数字电压表的设计与制作25%• 34•质的综合考察。

为了能够让学生实时掌握该课程相关的知识点，在该课程内容中，融入过程性评价方法，最大限度地提高考核质量以及提升学生对知识的应用实践能力。

1 《数字电子技术》项目化教学的过程性评价的探索本项目式课程内容主要包含六项，主要为报警器的设计与制作、声光控节能灯的设计与制作、数码显示器的设计与制作、数字电子钟的设计与制作、智能抢答器的设计与制作和数字电压表的设计与制作。

这些课程内容的权重包含在表1之中。

这六项课程内容都包含理论教学和实践教学部分，理论教学通过学习通在线学习，而实践教学通过实际项目设计与制作实现。

最终，学生的总得分=学习通综合测评成绩×50%+项目设计与制作×30%+实验报告及作业×20%。

学习通部分和项目设计与制作部分两者结合不仅能够深入理解所学的理论知识，更能在实践锻炼部分增强学生的职业素养。

两者所占的权重较大，占整个课程成绩的80%。

《数字电子技术》教学大纲《数字电子技术》课程教学大纲一、课程的性质和任务1、1课程性质《数字电子技术》课程属于电子信息工程技术专业的专业基础课程。

它是微机原理与接口技术、单片机原理与应用、电子设计自动化、嵌入式系统、高频电子线路等一系列课程的先修课程；是从事数字系统、智能控制系统设计工作的必备知识；是参加电子设计大赛，设计电子产品必备的专业知识，是学生提高专业技能、专业能力的主干课程。

1、2课程任务本课程的主要任务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论，熟悉数字电路的分析方法和设计方法。

使学生掌握数模转换和模数转换电路的工作原理及其应用。

培养学生具备测试电路的能力、实践动手和创新能力，简单数字逻辑系统的分析、设计与应用的能力，以及解决电子技术实践中遇到的数字系统问题的基本技能。

二、课程内容及要求2、1、数字电路的基础知识1、掌握数字信号、模拟信号、脉冲信号的定义。

2、掌握数制和码制的概念。

3、了解常用有权码的编制方法。

4、熟悉RC电路充放电过程。

5、熟悉晶体二极管、晶体三极管的开关特性。

2、2数字逻辑基础1、熟悉逻辑函数的表示方法。

2、掌握逻辑代数规律和公式。

3、掌握公式法化简逻辑函数。

4、掌握卡诺图法化简逻辑函数2、3逻辑门电路1、掌握三种基本逻辑关系的定义、真值表、逻辑表达式。

2、掌握分立元件门电路的分析方法3、掌握复合逻辑门电路的逻辑功能。

4、掌握TTL集成门电路的逻辑功能、使用要求。

5、掌握CMOS集成门电路的逻辑功能、使用要求。

2、4组合逻辑电路1、掌握组合逻辑电路的分析方法。

2、掌握组合逻辑电路的设计方法。

3、熟悉常用组合逻辑电路的逻辑功能、使用要求。

4、熟悉组合逻辑电路的竞争和冒险的判别及消除方法。

2、5集成触发器及其应用1、熟悉触发器的分类方法、逻辑功能的描述方法。

2、掌握各种触发器的触发特性、逻辑特性和应用。

3、熟悉D触发器、JK触发器、T触发器、T′触发器之间的相互转换方法。