具体描述
本书是与张志良主编的《数字电子技术基础》配套的学习指导与习题解答教材。但也自成体系，可单独使用。每章均给出了基本知识点、重点与难点、典型例题分析和习题解答，对数字电子技术主要内容进行全面、扼要的分析和总结，帮助读者把握教材的基本要求、重点和难点，并通过典型例题分析、复习思考题和习题，加深读者对基本概念的理解，提高分析和解决问题的能力。
本书共有各种不同层次的习题1000余道，相当于一本习题集，并给出了全部解答。
本书适用于高职高专院校“数字电子技术”课程的教学参考书或自学指导书，也可供工程技术人员学习参考。
《数字电子技术学习指导与习题解答》 内容梗概 本书是一本面向广大数字电子技术初学者的综合性学习资料，旨在帮助读者系统地掌握数字电子技术的核心概念、基本原理和实用技能。全书紧密结合当前数字电子技术发展的最新动态和实际应用需求，以通俗易懂的语言、清晰的逻辑脉络，引领读者从入门到精通。 第一部分：基础理论与核心概念 本部分将从最基础的数字信号和模拟信号的区别入手，逐步深入数字电子技术的核心。 数字信号与模拟信号： 详细阐述两者在表示方式、传输、处理上的根本差异，以及为何数字技术在现代电子系统中占据主导地位。通过生动形象的比喻，帮助读者建立直观理解，例如将模拟信号比作连续变化的音乐声波，而数字信号则如同由0和1组成的编码信息。 数制与编码： 深入讲解二进制、十进制、十六进制等常用数制及其相互转换。着重介绍各种编码方式，如格雷码、BCD码、ASCII码等，并分析它们在数据表示和处理中的优缺点及应用场景。例如，会详细介绍二进制如何通过逻辑门实现加法运算，以及BCD码在计数器中的应用。 逻辑门电路： 这是数字电子技术中最基本也是最重要的组成部分。本书将系统介绍与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门等基本逻辑门的功能、符号、真值表和逻辑表达式。在此基础上，将讲解如何利用这些基本逻辑门组合构成更复杂的逻辑电路，例如实现逻辑函数。 布尔代数与逻辑函数化简： 学习布尔代数是掌握数字逻辑设计的基础。本书将详细讲解布尔代数的基本公理、定理，并提供多种逻辑函数化简的方法，包括代数法、卡诺图法（Karnaugh map）以及奎因-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）方法。通过大量的实例，演示如何有效地化简逻辑表达式，从而优化电路设计，降低成本和功耗。 组合逻辑电路： 组合逻辑电路的特点是输出仅取决于当前输入，与电路的过去状态无关。本书将深入讲解各种常见的组合逻辑电路，如编码器、译码器、数据选择器（Multiplexer）、数据分配器（Demultiplexer）、加法器（半加器、全加器）、减法器、比较器等。每个电路都会详细讲解其工作原理、逻辑框图、真值表和实际应用。例如，会详细介绍如何设计一个8选1的数据选择器，以及一个全加器如何实现多位二进制数的加法。 时序逻辑电路： 时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还与电路过去的状态有关，通常需要触发器来存储信息。本书将全面介绍各种触发器，包括基本触发器（RS触发器）、门控触发器（Gated RS触发器）、主从触发器（Master-Slave Flip-Flop）、JK触发器、D触发器和T触发器。每种触发器的结构、工作特点、状态转移图和激励方程都将进行详细分析。 寄存器与计数器： 基于触发器，本书将详细讲解寄存器的作用及其分类（如移位寄存器、并行寄存器、串行寄存器），以及各种计数器的设计与应用（如异步计数器、同步计数器、加/减计数器、任意进制计数器）。通过实例，将展示如何设计一个移位寄存器来实现数据的左移或右移，以及如何设计一个十进制加计数器。 第二部分：中大规模集成电路与电路设计 本部分将超越基础门电路，进入更具实用性的中大规模集成电路（MSI）和集成电路（IC）的应用，以及实际的电路设计过程。 常用集成电路芯片介绍： 详细介绍市场上常见的TTL（Transistor-Transistor Logic）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）系列数字集成电路芯片，如74系列和4000系列。分析它们的特点、引脚功能、逻辑功能以及使用注意事项。例如，会介绍74LS244（八进制缓冲器/线驱动器）、74LS138（三线-八线译码器）、4017（十进制计数/分频器）等典型芯片。 存储器： 介绍各种类型的存储器，包括RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）和ROM（Read-Only Memory，只读存储器）。重点讲解SRAM（Static RAM，静态随机存取存储器）、DRAM（Dynamic RAM，动态随机存取存储器）、PROM（Programmable ROM）、EPROM（Erasable Programmable ROM）、EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM）等。阐述它们的结构、读写操作原理及在数字系统中的应用，例如如何选择合适的RAM来构建系统的内存。 微处理器与微控制器基础： 简单介绍微处理器（MPU）和微控制器（MCU）的基本概念，揭示它们作为现代数字系统的“大脑”的作用。讨论CPU、存储器和输入/输出接口的协同工作原理。简要提及指令集、总线结构等概念，为后续更深入的学习打下基础。 数字电路设计流程： 介绍从需求分析、逻辑设计、电路实现到测试验证的完整数字电路设计流程。强调规范的文档记录和设计原则的重要性。 逻辑设计自动化（EDA）工具简介： 简要介绍常用的EDA（Electronic Design Automation）工具，如Verilog/VHDL硬件描述语言，以及综合、仿真、布局布线等工具在数字电路设计中的作用。虽然本书不深入讲解EDA工具的使用，但会提及这些工具对于现代复杂数字电路设计的重要性，引导读者认识到这一领域的广阔前景。 第三部分：实用电路实例与应用分析 本部分将通过一系列具体的电路实例，将理论知识与实际应用相结合，加深读者对数字电子技术的理解。 典型应用电路分析： 选取实际生活中常见的数字电路应用，进行深入剖析。例如： 数字时钟/万年历： 讲解如何利用计数器、译码器和显示驱动器实现时间显示和日期更新。 电子密码锁： 分析其输入编码、比较、输出控制的逻辑设计。 简易数字滤波器： 演示如何通过数字逻辑实现简单的滤波功能。 开关电源控制电路： 简单介绍其在电力电子中的数字控制原理。 LED闪烁电路： 利用振荡器和计数器实现不同频率的闪烁效果。 交通信号灯控制： 分析其状态切换和延时逻辑。 简易数据采集系统： 介绍A/D转换、存储和数据传输的基本流程。 抗干扰与信号完整性初步： 简要介绍在数字电路设计中，如何考虑抗电磁干扰（EMI）和信号完整性（SI）的问题，例如布线规则、去耦电容的使用等，为读者将来设计更鲁棒的电路提供初步指导。 硬件描述语言（HDL）入门概念（可选，根据实际内容增减）： 如果书中包含，会简要介绍Verilog或VHDL等硬件描述语言的概念，以及它们在现代数字逻辑设计中的作用，例如用HDL代码描述一个简单的组合逻辑或时序逻辑模块。 第四部分：习题解答与疑难点解析 本部分是本书的特色和亮点，旨在帮助读者巩固知识，解决学习过程中遇到的难点。 精选习题： 涵盖了从基础概念到复杂设计的各类习题，题型多样，难度梯度合理，旨在全面检测读者对书本内容的掌握程度。习题设计紧密结合理论讲解，要求读者运用所学知识进行分析和设计。 详细解答： 对每一道习题都提供了详尽的解答过程。解答过程不仅仅给出最终答案，更重要的是解析解题思路、关键步骤、所应用的原理以及可能的 alternative solutions（其他解决方案）。对于计算题，会详细列出计算过程；对于设计题，会给出逻辑框图、真值表、布尔表达式以及简化的表达式。 疑难点分析： 针对数字电子技术学习中常见的易混淆概念、易出错环节以及典型难题，进行深入的分析和阐述。例如，会重点讲解触发器状态转移的细节、异步电路的竞争冒险现象及解决方法、时序电路的同步与异步控制等。 解题技巧与学习方法指导： 在解答习题的过程中，穿插讲解一些实用的解题技巧和学习方法，例如如何快速分析逻辑图、如何高效地化简布尔表达式、如何有效地进行电路仿真和调试等。 本书特色 理论与实践紧密结合： 理论讲解深入浅出，同时大量结合实际电路实例，使抽象的理论知识变得具体生动。 由浅入深，循序渐进： 学习路径设计合理，从最基础的概念讲起，逐步深入到复杂的设计和应用，适合不同层次的学习者。 重点突出，逻辑清晰： 核心概念和关键原理被反复强调，章节之间逻辑连接紧密，形成完整的知识体系。 习题设计精良，解答详实： 提供大量的练习机会，并附有详细的解答，帮助读者发现问题、解决问题、提升能力。 贴近实际应用： 关注数字电子技术在现代科技中的实际应用，激发读者的学习兴趣和创新潜力。 语言通俗易懂： 避免使用过于晦涩的术语，力求用最简洁明了的语言阐述复杂的概念。 适用对象 高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等相关专业的学生。 从事电子产品开发、设计、测试的工程师。 对数字电子技术感兴趣的业余爱好者和自学者。 需要复习和巩固数字电子技术知识的读者。 通过本书的学习，读者将能够扎实掌握数字电子技术的基础知识，培养分析和解决数字电路问题的能力，为进一步深入学习和从事相关工作奠定坚实的基础。
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