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第一章绪论
本学期的数字逻辑电路课程与上学期的低频电子线路(或模拟电路)有哪些不同呢?从信号处理的方式、电路的实现过程到常用的数制和码制统统在这一章为你展开。
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●1.1数字信号与数字电路
数字信号与模拟信号不同,数字电路的处理方式也与模拟电路不同,它们到底有什么区别呢?欢迎走进数电的课堂,带你探索数字信号与数字电路。
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●1.2数制
0-9是我们常用的十进制计数方式,而数字信号中只能识别0和1这种二进制数码,还有哪些常用的数制呢?欢迎走进数电的课堂,一起揭秘各种数制的特点和转换方法。
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●1.3码制
数字电路只能处理0和1两种数值,所以我们需要将各类信息用编码来表示,如何实现呢?欢迎走进数电的课堂,学习各种类型的编码,了解码制的实现方案。
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第二章逻辑函数及其化简
1849年英国数学家乔治·布尔首先提出了描述客观事物逻辑关系的数学方法——布尔代数。布尔代数又称为逻辑代数,是数字逻辑电路分析和设计的基础,其常用的公式、定理和化简方法将在本章为你呈现。
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●2.1基本逻辑运算
与、或、非是我们最熟悉的最基本的逻辑运算,除此之外还有哪些基本逻辑运算呢?欢迎走进数电的课堂,带你看一看各种基本逻辑运算的特点和规则。
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●2.2逻辑函数及其表示方法
一个确定的逻辑关系有多种不同的表示方式,如何进行正确的表示和转换呢?欢迎走进数电的课堂,学习真值表、逻辑表达式、逻辑电路图及其转换方法。
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●2.3逻辑函数的标准形式
逻辑函数有很多不同的表示形式,可以相互转换,灵活又方便,是否有一个统一的标准形式呢?欢迎走进数电的课堂,带你了解逻辑函数的标准形式,看看最小项表达式和最大项表达式。
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●2.4卡诺图化简逻辑函数
逻辑函数越简化实现的电路就越简单方便,可是化简起来有点头痛。欢迎走进数电的课堂,教你用卡诺图这个神奇工具迅速化简逻辑函数,一步get最简逻辑函数。
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第三章集成逻辑门电路
数字集成电路子20世纪60年代初进入市场,现已得到了广泛的应用。目前常用的集成电路有TTL和MOS两大类别。本章将为你介绍各类集成逻辑门电路的工作原理和应用情况。
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●3.1TTL与非门的工作原理
数字逻辑电路与模拟电路中应用的三极管是一样的,可应用的工作区域却不相同。你是否好奇如何用三极管构造出与非门呢?欢迎走进数电的课堂,带你看看TTL与非门的工作原理和外特性。
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●3.2特殊门电路
TTL门电路有很多你意想不到的功能,可以将多个门的输出端直接相连,有的门除了输出高低电平还有第三种可能。欢迎走进数电的课堂,带你盘点一下特殊的门电路。
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●3.3CMOS门电路
三极管可以构成门电路,MOS也一样可以,如何构成呢?与TTL门电路有何不同?欢迎走进数电的课堂,一起看看MOS管构成的各类门电路,找出与TTL门电路的不同。
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●3.4集成门电路的工程应用
了解了TTL门电路和CMOS门电路的特点,那么这两类电路在工程应用中有哪些注意事项,是否需要接口电路将其连接呢?欢迎走进数电的课堂,深入解密集成门电路的工程应用问题。
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第四章组合逻辑电路
编码器、译码器、比较器等常用的电路都属于组合逻辑电路。组合逻辑电路是由门电路构成的实现某种逻辑功能的电路,它和时序逻辑电路共同构成数字逻辑电路,其特点是电路的输出状态值取决于输入端数据。
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●4.1组合逻辑电路的分析与设计
组合逻辑电路的分析就是给定电路写出其逻辑功能的过程,其逆过程就是电路的设计问题。欢迎走进数电的课堂,带你轻松掌握组合逻辑电路的分析和设计方法,拓展你的数字逻辑电路思维。
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●4.2数值比较器
比大小的游戏从小就会玩,可是这个比较游戏可以用数字逻辑电路实现吗?欢迎走进数电的课堂,一次弄清楚一位、二位、多位的数值比较电路,形成你的独立思路。
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●4.3数值计算电路
学会了数值比较,那么数值的加法和减法电路如何实现呢?欢迎走进数电的课堂,一起看看一位数的加法、多位数的加法、一位数的减法、多位数的减法都是如何实现的。
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●4.4编码器
各种类型的密码和编码是不是很酷炫,它们是如何做到的呢?欢迎走进数电的课堂,一起解锁编码器的原理和应用情况,你也可以做个编码高手。
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●4.5译码器
有编码,就有译码,各种类型的译码器又是什么原理呢?欢迎走进数电的课堂,探索一下译码器的原理,研究一下译码器的应用电路,还有显示译码器的使用情况。
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●4.6数据选择器
在多路数据传送过程中,能够根据需要将其中任意一路挑选出来的电路,叫做数据选择器,也称为多路选择器。欢迎走进数电的课堂,深入学习数据选择器的原理和应用情况。
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●4.7竞争冒险现象
按照设计正确的电路图搭建电路,波形中竟然出现了一些不友好的小毛刺,问题出在哪里呢?欢迎走进数电的课堂,探索组合逻辑电路中的竞争冒险现象,分析其存在原因,找出其解决之道。
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●4.8组合逻辑电路综合分析
译码器、数据选择器、门电路组合在一起怎么分析?如何在复杂的电路中找到完美的分析方法?欢迎走进数电的课堂,解锁各类MSI组合逻辑电路的花样组合,更期待你的新玩法哦~
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第五章触发器
触发器是有“触”才能“发”,”触“是电路加输入信号,“发”是电路状态的改变,具有记忆功能、存储数字信息的最常用的一种基本单元电路。本章的触发器属于双稳态触发器,即在没有外加触发器信号时,保持原态不变。
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●5.1基本RS触发器
触发器具有存储、记忆的功能,它的构成很特殊吗?实现的原理是什么?欢迎走进数电的课堂,认识基本RS触发器,熟悉触发器的工作过程和各种表示方法。
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●5.2钟控触发器
在基本RS触发器的基础上添加时钟脉冲的控制,就得到了钟控触发器。欢迎走进数电的课堂,一起探索钟控触发器的工作原理和工作特性。
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●5.3主从触发器
将两个钟控触发器用相反的时钟进行控制,就会得到主从触发器,它可以克服钟控触发器的缺点。欢迎走进数电的课堂,看看主从触发器是否有什么缺点呢?它的工作特性又是什么呢?
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●5.4边沿触发器
已经了解了基本RS触发器、钟控触发器和主从触发器的工作原理和特性,似乎都有些不足,能否找到一个抗干扰能力强、适合在计数器电路中应用的触发器呢?欢迎走进数电的课堂,边沿触发器是你的最佳选择。
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第六章时序逻辑电路
电子手表、倒计时器、秒表等电路都是按照时钟来运行,这时就需要时序逻辑电路出场了。本章将为你介绍时序逻辑电路的特点、分析和设计方法以及常用的时序逻辑部件。
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●6.1时序逻辑电路的分析
时序逻辑电路的分析是在给定电路的基础上,得到电路的逻辑功能。与组合逻辑电路的分析有什么不同呢?欢迎走进数电的课堂,探究时序逻辑电路的分析方法。
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●6.2时序逻辑电路的设计
时序逻辑电路的设计是分析的逆过程,是在给定逻辑要求的情况下,得出时序逻辑电路。欢迎走进数电的课堂,寻找时序逻辑电路的设计方法,形成自己的设计思路。
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●6.3计数器电路
计数器是数字逻辑系统中最常用的部件之一,它的原理和实现方法是什么?欢迎走进数电的课堂,同步计数器、异步计数器、集成计数器,你想要的这里都有。
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●6.4集成计数器的应用
集成计数器用起来最为方便,熟练应用加上得心应手是我们的目标。欢迎走进数电的课堂,解锁集成计数器的正确应用方法,各种计数形式任你挑选。
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●6.5寄存器
寄存器是用于存储二进制代码的逻辑电路,它不仅可以存储还能进行移位,可谓是功能繁多。欢迎走进数电的课堂,探索一下寄存器的各种各样的应用吧。
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●6.6序列信号发生器
圣诞树上的小灯按照顺序依次亮起,其实是可以用一组特定顺序的序列信号作为驱动的。欢迎走进数电的课堂,研究一下序列信号发生器的原理,你也可以设计自己喜欢的序列。
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●6.7时序逻辑电路应用实例
译码器、数据选择器、计数器结合在一起,可以实现很多奇妙的组合。欢迎走进数电的课堂,根据时序逻辑电路的应用实例,深入发掘其中的奥秘。
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第七章脉冲单元电路
现代电子系统常常需要不同幅度、不同宽度以及具有陡峭边沿的脉冲信号。要获取脉冲信号的方法通常有两种,直接产生或者利用已有的信号进行变换。本章将为你介绍常用的脉冲波形产生与整形电路。
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●7.1施密特触发器
施密特触发器是常用的脉冲波形转换电路,是具有回差特性的数字传输门,它的工作原理和性能特点是什么呢?欢迎走进数电的课堂,学习施密特触发器的工作原理和性能特点。
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●7.2单稳态触发器
单稳态触发器是数字系统中一种常用的脉冲整形电路,具有一个稳态和一个暂态,这是什么含义呢?如何实现呢?欢迎走进数电的课堂,一起看看单稳态触发器的工作原理和工作特性。
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●7.3多谐振荡器
多谐振荡器又成为无稳态电路,主要用于产生各种方波或者时间脉冲信号。它是如何实现的呢?为什么称为”多谐振荡“呢?欢迎走进数电的课堂,一起研究多谐振荡器的工作原理和特性。
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●7.4555定时器构成施密特触发器
555定时器是一种兼容模拟和数字电路的集成芯片,应用广泛。其工作原理如何?又如何用它构成施密特触发器呢?欢迎走进数电的课堂,揭开555定时器的神秘面纱,探讨它实现施密特触发器的方法。
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●7.5555定时器构成单稳态触发器
知道了555定时器和单稳态触发器的工作原理,如何将两者联系起来,用555定时器构成单稳态触发器呢?欢迎走进数电的课堂,继续探讨用555定时器实现单稳态触发器的方法。
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●7.6555定时器构成多谐振荡器
555定时器很神通,我猜它也一定可以构成多谐振荡器,是否可以呢?欢迎走进数电的课堂,探讨用555定时器实现多谐振荡器的方法,同时还能为你拓展555定时器的应用思路哦~
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第八章模数和数模转换电路
A/D和D/A转换电路是电子系统中非常重要的组成部分。各种非电物理量由传感器转换成模拟电流或者电压之后,经过A/D电路转换成数字量,经数字电路中处理后,再由D/A电路还原成相应的模拟量,控制模拟系统。
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●8.1数模转换电路的原理和指标
数模转换电路是将数字信号转换为模拟信号,需要遵循什么样的原理呢?如何评定其转换的性能呢?欢迎走进数电的课堂,与你一同探索数模转换电路的原理和主要的性能指标。
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●8.2数模转换的常用电路
知道了数模转换电路的原理和要求,如何用电路的形式实现数模转换呢?欢迎走进数电的课堂,带你发现常用数模转换电路的奥秘。
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●8.3模数转换电路的原理和指标
模数转换电路是将模拟信号转换成数字信号,这需要经历什么样的步骤?有哪些指标要求呢?欢迎走进数电的课堂,一起发现模数转换电路的原理和主要的性能指标。
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●8.4直接型ADC电路
能够实现模数转换的电路有很多种,根据其实现方式的不同,分为直接型和间接型转换电路,具体有何不同?欢迎走进数电的课堂,带你解锁直接型ADC电路的原理和应用方法。
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●8.5间接型ADC电路
了解了直接型ADC电路,是否能够推演出间接型ADC电路的实现方式呢?欢迎走进数电的课堂,带你探索间接型ADC电路与直接型ADC电路的不同,一网打尽各种类型的ADC电路。
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●8.6DAC和ADC的集成芯片
学习了各类DAC电路和ADC电路的原理和特点,面对直接的工程应用,你准备好了吗?欢迎走进数电的课堂,直接应用DAC和ADC的常用集成芯片,玩转它们的工程应用。