《電路與電子技術》包含電學課程中的電路分析、模擬電子技術、數(shù)字電子技術和EDA技術4部分內(nèi)容，屬于“高集成度”教材，適用于對上述內(nèi)容均有需求，但學時數(shù)又受限的專業(yè)。
《電路與電子技術》分為上下兩篇，上篇介紹電路與模擬電子技術基礎知識和基本理論與方法，第1~3章為電路部分，包含電路分析基礎、動態(tài)電路分析和正弦穩(wěn)態(tài)電路分析；第4~6章是模擬部分，講述常用電子元器件及其應用、集成運算放大器及其應用和集成電源電路等內(nèi)容。下篇分7章講述數(shù)字電路與EDA技術的基本內(nèi)容，本書嘗試將二者充分有機融合，用EDA的方法講述數(shù)字電路的內(nèi)容。
本書可作為高等院校計算機類專業(yè)、非電類專業(yè)的教材或相關技術的培訓教材。
計算機類等專業(yè)在教學改革過程中，根據(jù)需求不斷壓縮和整合電子類課程的內(nèi)容和學時，如我校將原來的“電路與模擬電子技術”和“數(shù)字電子技術”兩門課整合為“電路與電子技術”(必修課，72學時)，但缺乏相應的教材支持。為此，本書將電路分析、模擬電子技術和數(shù)字電子技術知識有機地組織起來，并在最重要的數(shù)字電路部分進行創(chuàng)新性改革和大膽嘗試，融入現(xiàn)代電子技術的自動化設計方法——EDA技術，利用計算機類學生軟件使用上手快的特點，不僅能使數(shù)字電路的教學更形象直觀，同時也能學習新的EDA技術，有利于調(diào)動學生的學習積極性，提高課程學習效果。
本書分為上、下兩篇，上篇介紹電路與模擬電子技術相關知識，下篇講解數(shù)字電路和電子設計自動化(EDA)技術的相關知識。對計算機專業(yè)而言，下篇數(shù)字電路是教學重點，上篇的電路與模擬電子技術為下篇提供必要的基礎知識和電路分析能力。為此，本書對電路與模擬電子技術知識進行有機組織并精簡，既為后續(xù)學習打下必要的基礎，又不過于關注課程的系統(tǒng)和完整性，做到取舍合理，難易適度。數(shù)字電路部分則結(jié)合計算機專業(yè)的特點和現(xiàn)代電子技術的發(fā)展方向組織內(nèi)容，在強調(diào)數(shù)字邏輯電路基本知識和概念與分析方法的基礎上，簡化或去掉中小規(guī)模集成電路內(nèi)部工作原理的介紹和分析，用實例著重說明IC的應用方法，以加強學生對概念的理解并激發(fā)學生的學習興趣，真正使學生能夠?qū)W以致用。另外，針對數(shù)字電路的每一種常用邏輯單元，都以EDA技術的方法給予設計說明，保證學生在學習基本數(shù)字邏輯知識的同時，掌握相應的現(xiàn)代設計方法，起到事半功倍的作用。在編寫手法上，徹底擯棄數(shù)字電路和EDA技術簡單組合、相互割裂的方式，采用二者緊密聯(lián)合、相互依托的寫作風格，使二者能夠渾然一體。僅簡要介紹芯片的應用方法，突出現(xiàn)代數(shù)字電子技術設計方法——EDA技術，這種技術以大規(guī)模可編程邏輯器件為設計載體，以計算機作為設計平臺，以EDA工具軟件作為設計環(huán)境，以HDL語言等作為主要邏輯功能描述方法，而計算機類專業(yè)學生的軟件使用能力和編程能力都比較強，因此非常適合計算機類專業(yè)學生學習。
本書把電路分析、模擬電子技術、數(shù)字電子技術和EDA技術等內(nèi)容有機組織起來，詳略得當，重點突出，能使讀者在教學時數(shù)有限的情況下，較好地掌握電路與電子技術方面的基本概念、基本知識和基本技能。不僅如此，本書還充分體現(xiàn)當代電子技術的發(fā)展現(xiàn)狀，緊緊圍繞計算機類專業(yè)的特點和需求組織教學內(nèi)容，即以數(shù)字電子技術為重點，而電路和模擬部分盡量簡明扼要，并突出現(xiàn)代EDA技術在數(shù)字電路中的應用。
本書由焦素敏擔任主編，并完成緒論和第7~10章的編寫工作。第1~3章由王學梅編寫； 第4~6章由王彩紅編寫； 第11~13章由李國平編寫。編寫過程中得到了學校有關領導和同事的大力支持和幫助，參考了許多學者和專家的著作及研究成果，在此謹向他們表示誠摯的謝意。
由于編者水平有限，書中難免存在不足之處，敬請讀者批評、指正。
編者
2015年1月
第0章緒論
0.1電路與電子技術概述
0.2電路與電子技術的作用與地位
0.3電路與電子技術的發(fā)展方向
0.4學好本課程的關鍵環(huán)節(jié)
上篇電路與模擬電子技術
第1章電路分析基礎
1.1電路的基本概念和基本定律
1.1.1電路概述
1.1.2電路中的常用物理量
1.1.3電路中的基本元器件及伏安特性
思考與練習
1.2基爾霍夫定律
1.2.1基爾霍夫電流定律(KCL)
1.2.2基爾霍夫電壓定律(KVL)
1.2.3基爾霍夫定律的應用之一——支路電流法
1.2.4基爾霍夫定律的應用之二——節(jié)點電壓法
思考與練習
1.3電路的分析方法
1.3.1電路的等效變換
1.3.2疊加定理
1.3.3戴維南定理
思考與練習
1.4受控源及含受控源電路的分析
1.4.1受控源及其類型
1.4.2含受控源電路的分析
思考與練習
習題
第2章動態(tài)電路分析
2.1動態(tài)過程及初始值的確定
2.1.1換路定律
2.1.2動態(tài)過程的初始值計算
思考與練習
2.2一階RC電路的動態(tài)分析
2.2.1RC電路的零狀態(tài)響應
2.2.2RC電路的零輸入響應
2.2.3一階RC電路的全響應
思考與練習
2.3一階RL電路的動態(tài)分析
2.3.1一階RL電路的零狀態(tài)響應
2.3.2一階RL電路的零輸入響應
2.3.3一階RL電路的全響應
思考與練習
2.4一階電路動態(tài)分析的三要素法
思考與練習
2.5RC電路對矩形波激勵的響應
2.5.1RC微分電路
2.5.2RC積分電路
思考與練習
習題
第3章正弦穩(wěn)態(tài)電路分析
3.1正弦量及其相量表示
3.1.1正弦交流電的概念
3.1.2正弦交流電的相量表示法
思考與練習
3.2元件的伏安關系與基爾霍夫定律的相量形式
3.2.1電阻元件伏安關系的相量形式
3.2.2電容元件伏安關系的相量形式
3.2.3電感元件伏安關系的相量形式
3.2.4基爾霍夫定律的相量形式
思考與練習
3.3RLC串并聯(lián)電路分析
3.3.1RLC串聯(lián)電路及復阻抗
3.3.2RLC并聯(lián)電路及復導納
思考與練習
3.4正弦交流電路的分析計算
3.4.1電路的等效復阻抗與復導納
3.4.2正弦交流電路的分析
3.4.3正弦交流電路的功率
思考與練習
3.5正弦交流電路中的諧振
3.5.1串聯(lián)電路的諧振
3.5.2并聯(lián)電路的諧振
思考與練習
習題
第4章常用電子元器件及其應用
4.1二極管及其應用
4.1.1二極管的基本結(jié)構(gòu)
4.1.2二極管的伏安特性
4.1.3二極管的參數(shù)
4.1.4特殊二極管
4.1.5二極管的基本應用
思考與練習
4.2三極管及其應用
4.2.1三極管的結(jié)構(gòu)與特性
4.2.2三極管放大電路的分析
思考與練習
4.3場效應管及其應用
4.3.1場效應管的結(jié)構(gòu)和外部特性
4.3.2場效應管的主要參數(shù)
思考與練習
習題
第5章集成運算放大器及其應用
5.1集成運算放大器的基本知識
5.1.1集成運放的電路結(jié)構(gòu)特點
5.1.2集成運算放大器的基本組成及常用集成運算放大器芯片
5.1.3集成運算放大器的電壓傳輸特性
5.1.4集成運算放大器的主要技術指標
5.1.5理想集成運算放大器的特點
思考與練習
5.2放大電路中的反饋
5.2.1反饋的概念
5.2.2正負反饋類型及判斷
5.2.3負反饋對放大電路性能的影響
思考與練習
5.3集成運算放大器的線性應用
5.3.1比例運算電路
5.3.2加法運算電路
5.3.3減法運算電路
5.3.4積分與微分運算電路
思考與練習
5.4集成運算放大器的非線性應用
5.4.1電壓比較器
5.4.2波形產(chǎn)生電路
思考與練習
習題
*第6章集成電源電路
6.1集成線性穩(wěn)壓電源
6.1.1串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源
6.1.2集成穩(wěn)壓器及其應用
思考與練習
6.2開關型穩(wěn)壓電源
6.2.1串聯(lián)開關型穩(wěn)壓電路
6.2.2并聯(lián)開關型穩(wěn)壓電路
思考與練習
6.3逆變電源簡介
6.3.1逆變的概念
6.3.2電壓型單相橋式逆變電路
思考與練習
習題
下篇數(shù)字電路與EDA技術
第7章數(shù)字邏輯基礎
7.1數(shù)字系統(tǒng)與編碼
7.1.1數(shù)字與模擬
7.1.2數(shù)制及其轉(zhuǎn)換
7.1.3碼制及常用編碼
思考與練習
7.2邏輯關系與邏輯代數(shù)
7.2.1與、或、非三種基本邏輯運算關系
7.2.2常用復合邏輯關系
7.2.3邏輯代數(shù)的公式和定理
7.2.4邏輯函數(shù)的表達方式及相互轉(zhuǎn)換
思考與練習
7.3邏輯函數(shù)的化簡
7.3.1邏輯函數(shù)的公式化簡法
7.3.2使用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)
思考與練習
7.4邏輯門電路
7.4.1TTL集成門電路
7.4.2CMOS集成門電路
7.4.3OC門和三態(tài)門
思考與練習
習題
第8章EDA技術基礎
8.1硬件描述語言VHDL
8.1.1VHDL程序結(jié)構(gòu)
8.1.2VHDL語言要素
8.1.3VHDL順序語句
8.1.4VHDL并行語句
思考與練習
8.2EDA工具軟件MAX+plusⅡ
8.2.1MAX+plusⅡ的設計流程
8.2.2原理圖輸入設計示例
8.2.3VHDL輸入設計示例
8.2.4MAX+plusⅡ的舊式函數(shù)庫
思考與練習
第9章常用組合邏輯電路及EDA實現(xiàn)
9.1組合邏輯電路的分析與設計方法
9.1.1組合邏輯電路的分析方法
9.1.2組合邏輯電路的設計方法
9.1.3組合邏輯電路的EDA設計
思考與練習
9.2加法器
9.2.1二進制數(shù)的加、減、乘、除運算及補碼
9.2.2加法器原理與集成芯片
9.2.3加法電路的EDA實現(xiàn)方法
思考與練習
9.3編碼器
9.3.1編碼器的概念
9.3.2編碼器原理與電路
9.3.3編碼器集成芯片及應用
9.3.4用VHDL描述實現(xiàn)8/3線優(yōu)先編碼器
思考與練習
9.4譯碼器
9.4.1二進制譯碼器
9.4.2二十進制譯碼器
9.4.3譯碼器集成芯片及應用
9.4.4顯示譯碼器
9.4.5用VHDL實現(xiàn)的譯碼器及仿真結(jié)果
思考與練習
9.5數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)選擇器
9.5.1數(shù)據(jù)分配器
9.5.2數(shù)據(jù)選擇器
9.5.3用EDA技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)選擇器
思考與練習
9.6數(shù)值比較器
9.6.1數(shù)值比較器原理
9.6.2集成數(shù)值比較器
9.6.3使用IFTHENELSE的VHDL比較器
思考與練習
9.7奇偶校驗產(chǎn)生器/檢測器
9.7.1奇偶校驗器集成芯片
9.7.2用EDA方法實現(xiàn)奇偶校驗
思考與練習
習題
第10章時序邏輯電路及其EDA實現(xiàn)
10.1觸發(fā)器
10.1.1基本RS觸發(fā)器
10.1.2同步觸發(fā)器
10.1.3主從JK觸發(fā)器
10.1.4邊沿觸發(fā)器
10.1.5觸發(fā)器的邏輯功能與集成芯片
10.1.6觸發(fā)器的EDA實現(xiàn)方法
思考與練習
10.2時序邏輯電路的分析
10.2.1時序邏輯電路概述
10.2.2時序邏輯電路的分析方法
思考與練習
10.3計數(shù)器
10.3.1計數(shù)器工作原理
10.3.2計數(shù)器集成芯片及其應用
10.3.3計數(shù)器的EDA實現(xiàn)方法
思考與練習
10.4寄存器和移位寄存器
10.4.1寄存器
10.4.2移位寄存器
10.4.3用VHDL設計移位寄存器
10.4.4順序脈沖發(fā)生器
思考與練習
10.5用VHDL實現(xiàn)狀態(tài)機
思考與練習
習題
第11章半導體存儲器和可編程邏輯器件
11.1隨機存取存儲器RAM
11.1.1RAM的結(jié)構(gòu)和工作原理
11.1.2RAM的擴展
11.1.3SRAM的VHDL設計與仿真
思考與練習
11.2只讀存儲器ROM
11.2.1ROM的結(jié)構(gòu)和工作原理
11.2.2ROM的擴展
11.2.3ROM的VHDL描述與仿真
思考與練習
11.3可編程邏輯器件PLD
11.3.1PLD的基本結(jié)構(gòu)和分類
11.3.2PAL和GAL
*11.3.3CPLD/FPGA簡介
思考與練習
習題
第12章脈沖波形的產(chǎn)生與變換
12.1555定時器
12.1.1555定時器的電路結(jié)構(gòu)
12.1.2555定時器的工作原理
思考與練習
12.2多諧振蕩器
12.2.1由555定時器組成的多諧振蕩器
12.2.2石英晶體多諧振蕩器
思考與練習
12.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
12.3.1用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
12.3.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
12.3.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用
思考與練習
12.4施密特觸發(fā)器
12.4.1由門電路組成的施密特觸發(fā)器
12.4.2用555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器
12.4.3集成施密特觸發(fā)器
12.4.4施密特觸發(fā)器的應用
思考與練習
習題
第13章數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換
13.1D/A轉(zhuǎn)換器
13.1.1二進制權(quán)電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器
13.1.2倒T形電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器
13.1.3D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標
13.1.4集成D/A轉(zhuǎn)換器
思考與練習
13.2A/D轉(zhuǎn)換器
13.2.1概述
13.2.2常用的A/D轉(zhuǎn)換器類型
13.2.3集成A/D轉(zhuǎn)換器及其應用
思考與練習
習題
參考文獻
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