作者：杨碧石、戴春风 编著
出版社：化学工业出版社
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电子技术基础试读：
前言
电子技术基础是一门理论性和实践性比较强的课程,它涉及大量与实际密切联系的概念、电路和方法等。初次接触该课程,许多学生会感到不适应,入门过程较长,而在概念不明、电路不清和方法不熟的情况下,解题难又是初学者遇到的普遍问题。为帮助学生解决问题,尽快适应电子技术课程的学习,出版一本与电子技术基础教材配套的学习指导书尤为重要。
本书为杨碧石等编著的《电子技术基础(数字部分)》(化学工业出版社,2017年)和《电子技术基础(模电部分)》(化学工业出版社,2018年)两本主教材的配套学习指导书,章节的安排与上述两本主教材同步,也可以单独作为“电子技术基础”课程的学习指导书。全书分为电子技术基础(数字部分)、电子技术基础(模电部分)和电子技术实验指导3个部分,共28章。前两部分主要内容概述如下:【基本要求、重点及难点】这一部分按“熟练掌握”、“正确理解”和“一般了解”3个层次,给出了教学内容中各个知识点的教学要求。【基本概念的分析】这一部分提炼了主教材中各章节的基本概念、基本电路和基本分析方法,目的是帮助学生梳理教学内容中的各种概念、电路分析方法,以及它们之间的联系,也是教材各章节内容的总结,以期达到使课程内容由多变少、由繁变简、由难变易的目的。【思考题分析解答】这一部分让学生检查自己对基本概念的掌握程度,通过思考题的练习,学生将加深对基本概念和基本分析方法的理解,掌握课程的知识点。思考题的顺序与主教材完全对应。【自我测试题分析解答】这一部分让学生检查对本章节的全面知识的掌握程度,通过自我测试题分析解答,学生可以掌握解题的基本方法和技巧,提高分析和解决一些最基本的工程实际问题的能力。【习题分析解答】这一部分对主教材的课后习题给出了解答过程和答案。【实验与实训分析提示】这一部分对学生在实验中容易产生的问题给出提示,并提醒学生在实验中应注意的问题,确保实验顺利进行。
第3部分是电子技术实验指导,主要介绍了电子技术实验所需要掌握的基础知识、技术要求,以及实验所用的仪器仪表与元器件的相关知识。
本书由杨碧石和戴春风编著,杨碧石还负责全书内容的总体策划、统稿。在本书编写与整理过程中,得到了杨卫东、陈兵飞、束慧、严飞、刘建兰、赵青、居金娟和王力等的大力支持和帮助,并提出了一些宝贵意见,在此,向他们表示衷心的感谢。
希望本教材能够得到专家、同行和学生的认同和指正,意见和建议可用E-mail发至:ntybs@126.com 或ntybs@mail.ntvu.edu.cn。编者 2018年8月 第1部分 电子技术基础（数字部分）第1章 逻辑代数基础【基本要求、重点及难点】
本章介绍了数制与码制、逻辑代数基本运算、逻辑代数基本定律和常用公式、逻辑函数的表示方法、逻辑函数的最小项及标准表达式、逻辑函数的化简方法等。应熟练掌握数制间的相互转换、常用的BCD码、逻辑代数基本运算、逻辑代数基本定律和逻辑函数化简方法；正确理解格雷码、常用公式在逻辑函数化简的应用技巧、逻辑函数常用5种表示方法及相互转换；一般了解逻辑函数最大项及标准表达式、逻辑函数公式法化简和卡诺图法化简局限性。【基本概念的分析】
大多数自然量都是模拟量；数字量可以精确地再生，而且存储方便。数字量在自然界中以模拟形式存在，但在用计算机或数字电路处理之前必须转化为数字形式。
数字系统中之所以使用二进制，是由于“1”和“0”很容易通过三极管的“导通”和“截止”来表示，也可表示电平的高低，“1”表示高电平“5V”，“0”表示低电平“0V”。
数制是多位数码中每一位的构成方法，以及从低位到高位的进位规则，其中包括十进制、二进制、八进制和十六进制等。在任何数制中，最低位的加权因子都是1。采用对应数位的数乘以相应加权因子求和的方法，可以将各种数制转换为十进制；利用基数除法或基数乘法，可以将十进制数转换为二进制数、八进制数或十六进制数。二进制数可以通过3位组合形式转换为八进制数，也可以通过4位组合形式转换为十六进制数，整数部分从最低有效位（LSB）开始组合，然后将每组数转换为八进制数或十六进制数，最后不足3位或4位时左边用0补足，小数部分从最高有效位（MSB）开始组合（最后不足3位或4位时右边用0补足），应熟练掌握数制间的相互转换。码制是为了便于记忆和处理，在编制代码时要遵循一定的规则，应掌握常用的BCD码。
逻辑运算中的三种基本运算是与、或、非运算，与其对应的表示方式有逻辑符号、逻辑表达式和真值表。基本逻辑运算是构成复合逻辑运算的基础。常用的复合逻辑运算有与非运算、或非运算、与或非、异或及同或运算，其中的与非、或非运算是通用运算。利用这些简单的逻辑关系可以组成更复杂的逻辑运算。
逻辑代数的基本定律与常用公式是推演、变换和化简逻辑函数的依据，有些与普通代数相同，有些则完全不一样，例如摩根定理、重叠律、非非律等，要特别注意记住这些特殊的定律。
逻辑函数常用的表示方法有真值表、函数表达式、逻辑图、卡诺图和波形图等。它们各有其特点，但本质相通，可以互相转换。尤其是由真值表到逻辑图和由逻辑图到真值表的转换，直接涉及数字电路的分析设计与综合问题，更加重要，一定要掌握。逻辑函数化简是应该熟练掌握的内容。【思考题分析解答】
1.1思考题
1.列举3个模拟量。
[答案]温度、压力、速度、质量、声音等。
提示：模拟量的变化在时间上和数值上都是连续的。
2.为什么计算机系统处理的量是数字量而不是模拟量？
[答案]因为数字量在计算机系统中容易存储和编译。
提示：计算机的键盘是按动的开关量或称数字量（“按”为1，“不按”为0）
1.2.1思考题
1.为什么数字电子技术中采用二进制？
[答案]因为它仅用两个数字“0”和“1”，可以用来表示两种不同的电平。
2.在二进制中，如何确定每个二进制位的加权因子？n
[答案]用2的乘方（2）。
提示：加权因子即为数制中的权值。
3.将（1101.0110）转换为十进制数，将（43）转换为二进制210数。
[答案]（1101.0110）=（13.375）；（43）=（101011）。210102
4.八进制数每位允许使用的数是0～8吗？
[答案]不是。数制中的最大数码是N-1，八进制不可能有8这个数码。
提示：八进制有0、1、2、3、4、5、6、7这8个数字符号。
5.将（111011）转换为八进制数，将（263）转换为二进制28数。
[答案]（111011）=（73）；（263）=（10110011）或2882（010110011）。2
提示：八进制数转换成二进制数时，最高位的0可以不写。
6.将（90）转换为八进制数，将（300）转换为十六进制1010数。
[答案]（90）=（132）；（300）=（12C）。1081016
7.任何时候，将十进制数转换为其他数制都可以使用除基取余法吗？
[答案]不可以。只有整数部分可以采用除基取余法转换。
提示：应把整数和小数分开后采用不同方法转换。
8.将（01101011）转换为十六进制数，将（E7）转换为二进216制数。
[答案]（01101011）=（6B）；（E7）=（11100111）。216162
1.2.2思考题
1. BCD码与二进制有什么不同？
[答案]BCD码是使用4位二进制为1组，来表示十进制数0至9；而二进制数可以任意位。
提示：应注意BCD码与二进制表示时有不同下标的。
2.将（947）转换为BCD码，将（100001100111）转换为10BCD十进制数。
[答案]（947）=（100101000111）；（100001100111）10BCD=（867）。BCD10
1.4思考题
1.利用摩根定理，可以证明或非运算等效于反相输入与运算。
[答案]或非F==；与运算AB；反相输入与运算。
2.对偶规则与反演规则有什么不同？
[答案]对偶规则是变量不变，其余要变；而反演规则是所有都要变。
3.应用何种基本定律来变换下列表达式？（a）B+（D+E）=（B+D）+E；（b）CAB=BCA；（c）（B+C）（A+D）=BA+BD+CA+CD
[答案]（a）用的是结合律；（b）用的是交换律；（c）用的是分配律。
4.用运算规则中的一种来变换下列表达式：（a）+AB=？ （b）B+C=？
[答案]（a）+AB=+A；（b）B+C=B+C。
提示：利用了吸收律。
5.为什么在逻辑表达式的化简中摩根定理很重要？
[答案]在逻辑函数的化简和变换中，经常要用到这一对公式进行变换。
1.5思考题
1.什么是逻辑函数？什么是逻辑变量？逻辑变量的定义域是多少？
[答案]逻辑函数是描述输入逻辑变量和输出逻辑变量间的因果关系。逻辑变量是描述事件因果关系中所有的原因。逻辑变量的定义域：0和1。
2.逻辑函数有几种表示方法？相互如何转换？
[答案]表示方法：表达式、逻辑真值表、逻辑图、卡诺图和波形图。
转换：由真值表写出逻辑函数表达式；由逻辑函数表达式列出真值表；由逻辑函数表达式画出逻辑图；由逻辑图写出逻辑函数表达式等。
3.逻辑函数的标准表达式有几种？什么是最小项和最大项？它们有什么性质？
[答案]标准表达式有2种：最小项与或表达式和最大项或与表达式。
最小项：在n变量逻辑函数中，若m为包含n个因子的乘积项，而且这n个变量均以原变量或反变量的形式在m中出现一次，则称m为该组变量的最小项。
最小项有以下性质：①在输入变量的任何取值下必有一个最小项，而且仅有一个最小项的值为1；②全体最小项之和为1；③任意两个最小项的乘积为0；④n个变量的最小项有n个相邻最小项。
最大项：在n个变量逻辑函数中，若M为n个变量之和，而且这n个变量均以原变量或反变量的形式在M中出现一次，则称M为该组变量的最大项。
最大项有以下性质：①在输入变量的任何取值下必有一个最大项，而且只有一个最大项的值为0；②全体最大项之积为0；③任意两个最大项之和为1；④n个变量的最大项有n个相邻最大项。
1.6思考题
1.逻辑函数有几种化简方法？各有什么特点？
[答案]公式化简法：是反复使用逻辑代数的基本定律和常用公式，消去函数式中多余的乘积项和多余的因子，以求得函数的最简表达式。其特点：化简方便，但需要能熟练掌握基本定律和常用公式，并有一定的应用技巧。
卡诺图化简法：化简时依据的基本原理就是具有相邻性的最小项可以合并，来消去不同的因子。其特点：容易化简，通常适用于4个逻辑变量以下的逻辑函数。
2.用卡诺图法进行逻辑函数化简时，应注意什么？无关项如何处理？
[答案]（1）圈越大越好。合并最小项时，圈的最小项越多，消去的变量就越多，因而得到的由这些最小项的公因子构成的乘积项也就越简单。（2）每一个圈至少应包含一个新的最小项。合并时，任何一个最小项都可以重复使用，但是每一个圈至少都应包含一个新的最小项（未被其他圈圈过的最小项），否则它就是多余项。（3）必须把组成函数的全部最小项圈完。每一个圈中最小项的公因子就构成了一个乘积项，一般地说，把这些乘积项加起来，就是该函数的最简与或表达式。（4）有时需要比较、检查才能写出最简与或表达式。在有些情况下，最小项的圈法不止一种，因而得到的各个乘积项组成的与或表达式也会各不相同。虽然它们都包含了函数的全部最小项，但是谁是最简的，常常要经过比较、检查才能确定，而且，有时候还会出现表达式都同样是最简式的情况。
无关项处理：无关项与最小项相邻时，可以与最小项合并化简，独立无关项可以略去。【自我测试题分析解答】
一、选择题（请将下列题目中的正确答案填入括号内）
1.c；2.c；3.b；4.a；5.c；6.c；7.a；8.a；9.c；10.c；11.a；12.c；13.c；14.b；15.a、a。
二、判断题（正确的在括号内打√，错误的在括号内打×）
1.√；2.×；3.×；4.×；5.×；6.×；7.√；8×；9.√；10√。
三、分析计算题
1.解：比特：二进制位数的最小单位。
字节：8个比特组成的一组数，称为一个字节（byte）。
2.解：（1111111111）=（1023）。210
3.解：（1）56=111000=70=38；102816（2）439=110110111=667=1B7；102816（3）1281=10100000001=2401=501。102816
4.解：（1）F=+B+B=A+B。
提示：用了二次吸收律。（2）F=CD+ABD+D=AD（C+B+）=AD。
提示：用了吸收律、互补律和01律。
5.解：由题目可画出卡诺图，如图1.1.1所示。图 1.1.1（1）F=+B；（2）F=CD+AC+。【习题分析解答】
一、选择题（请将下列题目中的正确答案填入括号内）
1.b；2.b；3.c；4.c；5.c；6.b；7.b；8.a；9.a；10.a。
二、判断题（正确的在括号内打√，错误的在括号内打×）
1.√；2.√；3.√；4.×；5.√；6.√；7.×；8.√。
三、分析计算题
1.解：可以（通过采样和量化）。
2.解：数字信号：物理量的变化在时间和数值上都是离散的，这一类物理量称为数字量，这种数字量的信号叫数字信号。它是一种离散信号，或者说是不连续变化的信号。
数字电路：传输、处理数字信号的电路。
数字电路特点：基本单元电路比较简单，对元件的精度要求不高，便于电路集成化、系列化生产，并具有使用方便、可靠性高、价格低廉等优点。
3.解：二进制数是在数字电路中应用最广的计数体制。特点：只有0和1两个数字符号，所以计数的基数为2。
其特点是各位数的权值是2的幂，低位和相邻高位之间的进位关系是“逢二进一”。
因为有0和1两个数字符号，所以很容易表示数字电路的两种工作状态。
4.解：用4位二进制数组成一组代码来表示0～9十个数字，这种代码称为二-十进制代码（Binary Coded Decimal），简称BCD码。常见的BCD码有3种：8421码、2421码和余3码。有权码是每一位都有固定数值的码，8421码和2421码是有权码，而余3码是无权码，格雷码也是无权码。
5.解：（51.25）=（110011.01）=（63.2）=（33.4）DBO=（01010001.00100101）。H8421BCD
6.解：（1）（A4）<（165）<（246）<（10100111）。HDOB（2）（001001010111）<（100000001）<（258）8421BCDB<（103）。DH
7.解：（1011.01）=（11.25）；（101101）=（45）；210210（27）=（23）；（5B）=（91）。8101610
8.解：（13）=（1101）；（39.375）=（100111.011）；102102（75.5）=（1001011.1）。102
9.解：（10101101）=（255）=（AD）；（100101011）2816=（453）=（12B）；2816（11100011.011）=（343.3）=（E3.6）；（110.1101）2816=（6.64）=（6.D）。2816
10.解：（78）=（01111000）=（10101011）；108421余3码（5423）=（0101010000100011）10=（1000011101010110）；8421余3码（760）=（011101100000）=（101010010011）。108421余3码
11.解：（1）00100001：A超温，C超压；（2）C0=11000000：2162D超温超压；（3）88=10001000：B、D超压；（4）024=00010100：B、CH282超温；（5）48=0011000000：C超温超压。102
12.解：（1）=B+；（2）=（+）（A+）。
13.解：（1）F'=（+）；（2）F'=；（3）F'=[B+C（D+E）]。
14.解：列真值后得：（1）当A、B、C取值为001、011、110、111时，F的值为1。（2）当A、B、C取值为011时，F的值为1。
15.解：列真值后得：（1）F=F；（2）F=。121
16.解：F=∑m（0，1，3，4，6，7）=ΠM（2，5）。
17.解：（1）F（A，B，C）=C++B+=C+=1；（2）F（A，B，C，D）=CD+ABD+D=AD（C+B+）=AD（C+B+）=AD；（3）F=++++ABCD=+ABCD=1；（4）F=AB+AD++A =AB+ ++AD+ =A+；（5）F=+AC+BC++E+CF=+AC+B（C+E）+ +CF
=+AC+BC+BE+ +CF=+AC+BE+ +C（B+
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]