數字電路套用設計

數字電路套用設計

本書從實用設計方法出發,結合實際套用,介紹數字電路設計的方法及套用。本書共10章,內容包括數字電路實用設計基礎,電子計數器、秒表的製作,電子儲錢罐的設計與製作,腳踏車用速度計的製作,計程車計費器的設計與製作,4路紅外遙控電路的設計,電風扇變速超音波遙控電路的設計,複印機邏輯控制電路設計,單片機套用實例,以及VHDL等。本書內容結構合理,配圖豐富,實用性強。本書既可作為工科院校電子、通信及相關專業師生的參考用書,也可供電路設計及研發人員參考閱讀。

基本介紹

  • 書名:數字電路套用設計
  • 作者:關靜
  • ISBN:9787030257796
  • 定價:32.00 元
  • 出版社:科學出版社
  • 出版時間:2009-11-1
  • 裝幀:平裝
  • 開本:16開
基本信息,內容簡介,目錄,

基本信息

數字電路套用設計
作 者: 關靜 編著
出 版 社: 科學出版社
出版時間: 2009-11-1
開 本: 16開
I S B N: 9787030257796
定價:¥32.00

內容簡介

本書從實用設計方法出發,結合實際套用,介紹數字電路設計的方法及套用。本書共10章,內容包括數字電路實用設計基礎,電子計數器、秒表的製作,電子儲錢罐的設計與製作,腳踏車用速度計的製作,計程車計費器的設計與製作,4路紅外遙控電路的設計,電風扇變速超音波遙控電路的設計,複印機邏輯控制電路設計,單片機套用實例,以及VHDL等。
本書內容結構合理,配圖豐富,實用性強。本書既可作為工科院校電子、通信及相關專業師生的參考用書,也可供電路設計及研發人員參考閱讀。

目錄

第1章 數字電路實用設計基礎
1.1 數字積體電路的分類、特點及注意事項
1.2 數字邏輯電路的測試方法
1.3 基本邏輯門電路的測試方法
1.4 典型集成邏輯門電路部件
邏輯門(Logic Gates)是在積體電路(Integrated Circuit)上的基本組件。簡單的邏輯門可由電晶體組成。這些電晶體的組合可以使代表兩種信號的高低電平在通過它們之後產生高電平或者低電平的信號。高、低電平可以分別代表邏輯上的“真”與“假”或二進制當中的1和0,從而實現邏輯運算。常見的邏輯門包括“與”門,“或”門,“非”門,“異或”門(Exclusive OR gate)(也稱:互斥或)等等。邏輯門可以組合使用實現更為複雜的邏輯運算。
1.5 組合邏輯電路的分析與設計
邏輯運算又稱布爾運算 布爾用數學方法研究邏輯問題,成功地建立了邏輯演算。他用等式表示判斷,把推理看作等式的變換。這種變換的有效性不依賴人們對符號的解釋,只依賴於符號的組合規律 。這一邏輯理論人們常稱它為布爾代數。20世紀30年代,邏輯代數在電路系統上獲得套用,隨後,由於電子技術與計算機的發展,出現各種複雜的大系統,它們的變換規律也遵守布爾所揭示的規律。邏輯運算 (logical operators) 通常用來測試真假值。最常見到的邏輯運算就是循環的處理,用來判斷是否該離開循環或繼續執行循環內的指令。
1.6 電路的安裝與調試
1.7 TTL集電極開路門與三態輸出門的套用
集電極開路門,即OC門,是一種能夠實現線邏輯的電路。OC與非門電路的特點是將原TTL與非門電路中的VT3管(見圖1)集電極開路,並取消集成電極電阻。所以,使用OC門時,為保證電路正常工作,必須外接一隻RL電阻與電源VCC相連,稱為上拉電阻,如圖2(a)所示。
1.8 數字IC的接口電路
1.9 數字電路的抗干擾問題
第2章 電子計數器、秒表的製作
2.1 電子計數器的製作
2.1.1 集成計數器74LS160
2.1.2 數碼管顯示單元
2.1.3 計數器電路圖與實際製作
2.1.4 調整和使用方法
2.2 秒表的製作
2.2.1 鐘錶的工作
2.2.2 秒表的製作及調整
2.2.3 使用BCD計數器和十進制計數器的方法
第3章 電子儲錢罐的設計與製作
3.1 設計思路
3.2 光電感測器與鎖存器部分電路
3.2.1 光電感測器
光電感測器是採用光電元件作為檢測元件的感測器。它首先把被測量的變化轉換成光信號的變化,然後藉助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。光電感測器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。
光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優點,而且可測參數多,感測器的結構簡單,形式靈活多樣,因此,光電式感測器在檢測和控制中套用非常廣泛。
光電感測器是各種光電檢測系統中實現光電轉換的關鍵元件,它是把光信號(紅外、可見及紫外光輻射)轉變成為電信號的器件。
光電式感測器是以光電器件作為轉換元件的感測器。它可用於檢測直接引起光量變化的非電量,如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等;也可用來檢測能轉換成光量變化的其他非電量,如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度,以及物體的形狀、工作狀態的識別等。光電式感測器具有非接觸、回響快、性能可靠等特點,因此在工業自動化裝置和機器人中獲得廣泛套用。近年來,新的光電器件不斷湧現,特別是CCD圖像感測器的誕生,為光電感測器的進一步套用開創了新的一頁。
由光通量對光電元件的作用原理不同所製成的光學測控系統是多種多樣的,按光電元件(光學測控系統)輸出量性質可分二類,即模擬式光電感測器和脈衝(開關)式光電感測器.模擬式光電感測器是將被測量轉換
成連續變化的光電流,它與被測量間呈單值關係.模擬式光電感測器按被測量(檢測目標物體)方法可分為透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻檔)三大類.所謂透射式是指被測物體放在光路中,恆光源發出的光能量穿過被測物,部份被吸收後,透射光投射到光電元件上;所謂漫反射式是指恆光源發出的光投射到被測物上,再從被測物體表面反射後投射到光電元件上;所謂遮光式是指當光源發出的光通量經被測物光遮其中一部份,使投射到光電元件上的光通量改變,改變的程度與被測物體在光路位置有關.
3.2.2 利用光電感測器判別硬幣大小的過程
3.2.3 光電感測器的使用方法
3.2.4 鎖存器
鎖存器(Latch)是一種對脈衝電平敏感的存儲單元電路,它們可以在特定輸入脈衝電平作用下改變狀態。鎖存,就是把信號暫存以維持某種電平狀態。鎖存器的最主要作用是快取,其次完成高速的控制其與慢速的外設的不同步問題,再其次是解決驅動的問題,最後是解決一個 I/O 口既能輸出也能輸入的問題。
只有在有鎖存信號時輸入的狀態被保存到輸出,直到下一個鎖存信號。通常只有0和1兩個值。典型的邏輯電路是D觸發器
由若干個鐘控D觸發器構成的一次能存儲多位二進制代碼的時序邏輯電路,叫鎖存器件。
邏輯結構與功能表
8位鎖存器74LS373的邏輯圖見圖所示。其中使能端G加入CP信號,D為數據信號。輸出控制信號為0時,鎖存器的數據通過三態門進行輸出。
3.3 解碼電路部分
3.3.1 真值表
3.3.2 設計簡單的組合邏輯電路
3.4 脈衝發生電路部分
3.4.1 發生5個脈衝的電路
3.4.2 用預置計數器產生門脈衝
3.4.3 寸輸入信號的限制
3.5 計數器電路部分
3.6 製作要點
第4章 腳踏車用速度計的製作
4.1 速度計的原理
4.1.1 萎度檢測器
4.1.2 準確的速度計
4.2 設計思路
4.3 具體電路設計
4.3.1 基準脈衝發生部分
4.3.2 檢測部分
4.3.3 計數器
計數器就是實現運算的邏輯電路,計數器在數字系統中主要是對脈衝的個數進行計數,以實現測量、計數和控制的功能,同時兼有分頻功能,計數器是由基本的計數單元和一些控制門所組成,計數單元則由一系列具有存儲信息功能的各類觸發器構成,這些觸發器有RS觸發器、T觸發器、D觸發器及JK觸發器等。計數器在數字系統中套用廣泛,如在電子計算機的控制器中對指令地址進行計數,以便順序取出下一條指令,在運算器中作乘法、除法運算時記下加法、減法次數,又如在數字儀器中對脈衝的計數等等。計數器可以用來顯示產品的工作狀態,一般來說主要是用來表示產品已經完成了多少份的折頁配頁工作。它主要的指標在於計數器的位數,常見的有3位和4位的。很顯然,3位數的計數器最大可以顯示到999,4位數的最大可以顯示到9999
4.3.4 鎖存器及解碼顯示
4.4 速度計的製作與調試
4.4.1 速度計的製作
4.4.2 實際使用
第5章 計程車計費器的設計與製作
5.1 設計要求
5.2 設計框圖
5.3 各單元電路設計
5.3.1 里程計費電路設計
5.3.2 等候時間計費電路
5.3.3 計數、鎖存及顯示電路
5.3.4 寸鐘電路
5.3.5 置位電路和脈衝產生電路的設計
第6章 4路紅外遙控電路的設計
6.1 紅外遙控原理
6.1.1 紅外發射器件及其驅動電路
6.1.2 紅外接收器件與電路
6.2 紅外遙控信號的組成
6.2.1 紅外遙控信號的特點
6.2.2 實用紅外遙控信號
6.3 紅外信號調製電路
6.3.1 振盪電路
6.3.2 調製電路
6.3.3 實用紅外調製發射電路
6.4 紅外遙控信號的解調
6.4.1 解調的基本原理
6.4.2 紅外遙控接收、放大、解調電路CX20106A
6.4.3 一體化紅外遙控接收器
6.5 通用遙控編解碼/解碼電路
6.6 4路紅外遙控實驗電路
第7章 電風扇變速超音波遙控電路的設計
7.1 超音波感測器
7.2 超音波發射與接收
7.2.1 超音波的發射
7.2.2 接收電路
7.2.3 音頻解碼電路
7.3 電風扇變速超音波遙控電路
7.3.1 電風扇變速原理及其遙控系統
7.3.2 發射裝置
7.3.3 接收裝置
第8章 複印機邏輯控制電路設計
8.1 設計思路
8.2 具體電路設計
8.2.1 鍵盤編碼電路
8.2.2 暫存器
8.2.3 減計數控制電路
8.2.4 解碼顯示電路
第9章 單片機套用實例
9.1 用Holtek單片機設計數字電壓表
9.1.1 數字電壓表的硬體設計
9.1.2 單片機軟體設計
9.2 使用SHT75製作數字溫、濕度計
9.2.1 SHT75的工作原理
9.2.2 溫、濕度計硬體結構
9.2.3 SHT75的軟體編程
9.3 使用MS5540B製作數字氣壓計
9.3.1 MS5540B的工作原理
9.3.2 使用MS5540B製作數字氣壓計的硬體設計
9.3.3 MS5540B的軟體編程
9.4 用GPS模組製作衛星時鐘
9.4.1 GPS模組的選取
9.4.2 衛星時鐘的硬體電路設計
9.4.3 衛星時鐘的軟體設計
第10章 VHDL
10.1 VHDL概述
10.1.1 VHDL的特點
10.1.2 VHDL的基本結構
10.1.3 VHDL的庫和程式包
10.1.4 VHDL的實體
10.1.5 VHDL的結構體
10.2 VHDL語言設計實例
10.2.1 組合電路設計
10.2.2 時序電路設計
10.3 MAX+PLUS II與VHDL語言

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