数字电子技术及应用 第2版

《数字电子技术及应用第2版》是为高职高专院校开设数字电子技术基础课程编写的教材。书中全面系统地介绍了数字电子技术的基础知识和典型应用。新版教材是在原书第1版的基础上修订而成的。全书由数字电路基础、逻辑袋鼠基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、集成触发器、脉冲波形的产生与整形、数/模和模/数转换器、半导体存储器盒可编程逻辑器件和综合实训等九章和附录组成。配合教学的实验内容穿插在相应的理论教学内容中，后配有综合实训，使理论与时间机密结合，始终贯彻“讲、学、练、做”相结合的原则，从能力培养的角度出发，培养学生分析问题和解决问题的能力。在修订后的教材里，更新原来可编程逻辑器件内容，将Multisim10软件设计的思路和方法纳入到了综合实训和附录当中。同事，在各章中还配有小结和习题，书末还有部分习题参考答案。本书内容简明，通俗易懂，由浅入深，重点突出，理论联系实际。本书可作为高职高专院校应用电子技术、电气自动化技术、机电一体化技术等专业的教材或参考书，也可供从事电子技术工作的工程技术人员参考。

前 言
第 １ 章 数字电路基础 １
１. １ 概述 １
１. １. １ 数字信号和数字电路 １
１. １. ２ 数字电路的特点 １
１. ２ 数制与码制 ２
１. ２. １ 数制 ２
１. ２. ２ 二进制数与其他进制数的
相互转换 ３
１. ２. ３ 码制 ４
１. ３ 逻辑代数 ５
１. ３. １ 逻辑代数和逻辑变量 ５
１. ３. ２ 三种基本逻辑运算和
复合逻辑运算 ５
１. ３. ３ 逻辑函数的表示方法及
相互转换 ７
１. ４ 逻辑代数的基本定律和规则 ９
１. ４. １ 基本定律 ９
１. ４. ２ 三个重要规则 ９
１. ５ 逻辑函数的代数化简法 １０
１. ５. １ 逻辑函数常用的几种
表达式 １０
１. ５. ２ 化简的意义及简的
概念 １０
１. ５. ３ 代数化简法 １１
１. ６ 逻辑函数的卡诺图化简法 １２
１. ６. １ 逻辑函数的小项及
其表达式 １２
１. ６. ２ 用卡诺图表示逻辑函数 １３
１. ６. ３ 用卡诺图化简逻辑函数 １５
１. ６. ４ 具有无关项的逻辑函数
的化简 １６
本章小结 １７
习题 １ １８
第 ２ 章 逻辑门电路 ２０
２. １ 概述 ２０
２. ２ 半导体分立器件的开关特性 ２０
２. ２. １ 二极管的开关特性 ２１
２. ２. ２ 晶体管的开关特性 ２２
２. ２. ３ ＭＯＳ 管的开关特性 ２４
２. ３ 逻辑门电路概述 ２４
２. ３. １ 二极管门电路 ２４
２. ３. ２ 晶体管门电路 ２６
２. ３. ３ 复合逻辑门电路 ２６
实验 ２. １ 基本逻辑门电路逻辑
功能测试 ２８
２. ４ ＴＴＬ 集成逻辑门电路 ２９
２. ４. １ ＴＴＬ 与非门的工作原理 ２９
２. ４. ２ ＴＴＬ 与非门的外特性及
有关参数 ３１
２. ４. ３ 其他类型的 ＴＴＬ 逻辑门
电路 ３２
２. ４. ４ ＴＴＬ 系列数字集成电路
简介 ３４
２. ４. ５ ＴＴＬ 门电路使用中应
注意的问题 ３４
实验 ２. ２ 复合逻辑门电路逻辑
功能测试 ３５
实验 ２. ３ 逻辑门电路的功能转换 ３６
Ⅵ
实验 ２. ４ 三态门逻辑功能测试
及应用 ３８
２. ５ ＣＭＯＳ 集成逻辑门电路 ３９
２. ５. １ ＣＭＯＳ 反相器 ３９
２. ５. ２ 其他类型的 ＣＭＯＳ 逻辑门
电路 ３９
２. ５. ３ ＣＭＯＳ 系列数字集成电路
简介 ４１
２. ５. ４ ＣＭＯＳ 门电路特性及使用
常识 ４１
２. ６ 不同类型门电路的接口
问题 ４１
２. ７ 逻辑门电路的应用 ４２
本章小结 ４３
习题 ２ ４３
第 ３ 章 组合逻辑电路 ４６
３. １ 组合逻辑电路的分析和
设计方法 ４６
３. １. １ 组合逻辑电路的分析
方法 ４６
３. １. ２ 组合逻辑电路的设计
方法 ４７
实验 ３. １ 组合逻辑电路的设计 ４８
３. ２ 编码器与译码器 ５０
３. ２. １ 编码器 ５０
３. ２. ２ 译码器 ５４
３. ２. ３ 编码器与译码器应用
实例 ５８
实验 ３. ２ ７４ＬＳ１３８ 译码器的逻辑
功能测试及应用 ６１
３. ３ 数据选择器与数据分配器 ６２
３. ３. １ 数据选择器 ６３
３. ３. ２ 数据分配器 ６４
３. ３. ３ 数据选择器应用实例 ６４
实验 ３. ３ ７４ＬＳ１５１ 数据选择器的逻辑
功能测试及应用 ６５
３. ４ 算术运算电路和数值比较器 ６７
３. ４. １ 加法器 ６７
３. ４. ２ 数值比较器 ７０
实验 ３. ４ 半加器与全加器电路设计
与测试 ７２
３. ５ 组合逻辑电路中的竞争
冒险现象 ７４
本章小结 ７５
习题 ３ ７６
第 ４ 章 集成触发器 ７８
４. １ 触发器的基本电路 ７８
４. １. １ 基本 ＲＳ 触发器 ７８
４. １. ２ 同步 ＲＳ 触发器 ８２
４. ２ 主从触发器 ８３
４. ２. １ 主从 ＲＳ 触发器 ８３
４. ２. ２ 主从 ＪＫ 触发器 ８５
４. ３ 边沿触发器 ８７
４. ３. １ 边沿 ＪＫ 触发器 ８７
４. ３. ２ 维持阻塞 Ｄ 触发器 ８９
实验 ４. １ ＪＫ 触发器和 Ｄ 触发器逻辑
功能测试 ９１
４. ４ ＣＭＯＳ 触发器 ９３
４. ４. １ ＣＭＯＳ Ｄ 触发器 ９３
４. ４. ２ ＣＭＯＳ ＪＫ 触发器 ９４
４. ５ 触发器的逻辑转换 ９５
实验 ４. ２ 触发器的逻辑转换 ９６
本章小结 ９８
习题 ４ ９９
第 ５ 章 时序逻辑电路 １０３
５. １ 时序逻辑电路的分析 １０３
５. １. １ 时序逻辑电路的特点 １０３
５. １. ２ 同步时序逻辑电路的
分析方法 １０３
５. １. ３ 异步时序逻辑电路的
分析方法 １０５
５. ２ 计数器 １０６
５. ２. １ 计数器的种类 １０６
５. ２. ２ 同步计数器 １０６
５. ２. ３ 异步计数器 １０８
５. ２. ４ 集成计数器 １０９
Ⅶ
实验 ５. １ 用 Ｄ 触发器构成异步 ４ 位
二进制加法计数器 １１３
实验 ５. ２ ７４ＬＳ１６１ 集成同步二进制
计数器的逻辑功能测试及
应用 １１６
５. ３ 寄存器 １１７
５. ３. １ 数码寄存器 １１８
５. ３. ２ 移位寄存器 １１８
５. ３. ３ 常用集成寄存器芯片及
应用 １２０
实验 ５. ３ ７４ＬＳ１９４ 移位寄存器的逻辑
功能测试及构成 ８ 位
移位寄存器 １２２
本章小结 １２４
习题 ５ １２５
第 ６ 章 脉冲波形的产生与整形
电路 １２８
６. １ 概述 １２８
６. １. １ 脉冲信号及参数 １２８
６. １. ２ 矩形脉冲的获得 １２９
６. ２ 单稳态触发器 １２９
６. ２. １ 微分型单稳态触发器 １２９
６. ２. ２ 集成单稳态触发器 １３０
６. ２. ３ 单稳态触发器的应用 １３０
６. ３ 多谐振荡器 １３１
６. ３. １ ＲＣ 积分型多谐振荡器 １３１
６. ３. ２ 石英晶体多谐振荡器 １３２
６. ４ 施密特触发器 １３２
６. ４. １ 门电路组成的施密特
触发器 １３２
６. ４. ２ 集成施密特触发器 １３４
６. ４. ３ 施密特触发器的应用 １３５
实验 ６. １ 施密特触发器的应用 １３６
６. ５ ５５５ 定时器及其应用 １３７
６. ５. １ ５５５ 定时器的结构及工作
原理 １３７
６. ５. ２ ５５５ 定时器构成单稳态
触发器 １３８
６. ５. ３ ５５５ 定时器构成多谐
振荡器 １３９
６. ５. ４ ５５５ 定时器构成施密
特触发器 １４０
实验 ６. ２ ５５５ 定时器的应用 １４１
本章小结 １４２
习题 ６ １４２
第 ７ 章 数 模和模 数转换器 １４５
７. １ 概述 １４５
７. ２ Ｄ Ａ 转换器 １４５
７. ２. １ Ｄ Ａ 转换器的基本
概念 １４５
７. ２. ２ 常用 Ｄ Ａ 转换器 １４６
７. ２. ３ 集成 Ｄ Ａ 转换器及其
应用 １４８
实验 ７. １ Ｄ Ａ 转换器及其应用 １４９
７. ３ Ａ Ｄ 转换器 １５１
７. ３. １ Ａ Ｄ 转换器的基本
概念 １５１
７. ３. ２ 常用 Ａ Ｄ 转换器 １５２
７. ３. ３ 集成 Ａ Ｄ 转换器及其
应用 １５５
实验 ７. ２ Ａ Ｄ 转换器及其应用 １５５
本章小结 １５７
习题 ７ １５８
第 ８ 章 半导体存储器和可编程
逻辑器件 １５９
８. １ 只读存储器 １５９
８. １. １ 固定 ＲＯＭ １５９
８. １. ２ 可擦编程 ＲＯＭ １６１
８. １. ３ 快擦编程 ＲＯＭ １６１
８. ２ 随机存储器 １６３
８. ２. １ ＲＡＭ 的基本结构 １６３
８. ２. ２ ＲＡＭ 的存储单元 １６５
８. ２. ３ 集成 ＲＡＭ 介绍 １６６
８. ３ 可编程逻辑器件 １６８
８. ３. １ ＰＬＤ 的基本结构、 表示方法
和分类 １６８
Ⅷ
８. ３. ２ 低集成度可编程逻辑
器件 １７０
８. ３. ３ 高集成度可编程逻辑
器件 １７１
本章小结 １７４
习题 ８ １７４
第 ９ 章 综合实训 １７６
实训一 循环彩灯控制电路 １７６
实训二 ５５５ 定时器组成的
报警器 １７８
实训三 变音门铃 １７９
实训四 智力竞赛抢答器 １８１
实训五 电子秒表 １８７
实训六 直流数字电压表 １９３
附录 ２０１
附录 Ａ 我国半导体集成电路型号
命名方法 ２０１
附录 Ｂ 常用逻辑符号对照表 ２０２
附录 Ｃ 部分常用器件引脚图 ２０２
附录 Ｄ Ｍｕｌｔｉｓｉｍ 软件介绍 ２０５
部分习题参考答案 ２１１
参考文献 ２１６

本书是根据*高职高专电子信息类与自动化类专业教学指导委员会制订的 “数字电子技术基础课程教学基本要求” 进行编写的ꎮ 本书在基本保持第 １版内容、 理论体系和风格的基础上ꎬ 更新了部分章节中的内容ꎬ 还增加了 Ｍｕｌｔｉｓｉｍ仿真软件应用的知识ꎮ 为了便于教学ꎬ 也为了便于读者今后自学 Ｍｕｌｔｉｓｉｍ １０ 虚拟仿真软件ꎬ 书中说明了 Ｍｕｌｔｉｓｉｍ 软件的特点和设计步骤ꎮ本书系统地介绍了数字电子技术的基本知识、 基本理论、 常用数字器件及其应用ꎮ 全书内容包括: 数字电路基础、 逻辑门电路、 组合逻辑电路、 集成触发器、时序逻辑电路、 脉冲波形的产生与整形电路、 数 模和模 数转换器、 半导体存储器和可编程逻辑器件及综合实训等ꎮ本书始终贯彻 “讲、 学、 练、 做” 相结合的原则ꎬ “讲” 数字电子技术的基础知识ꎬ “学” 数字电路的典型器件ꎬ “练” 数字电子的典型电路设计ꎬ “做” 数字电子电路的典型产品ꎮ 全书注重基础知识的学习及能力的培养ꎬ 理论联系实际ꎮ在内容的安排上ꎬ 不仅突出基本理论、 基本概念、 基本分析方法ꎬ 还注重实际应用和能力的培养ꎮ 将相应的实验内容穿插在相应的教学过程中ꎬ 综合实训中通过实际电路的设计、 安装及调试ꎬ 提高学生分析问题和解决问题的能力ꎬ 并引入Ｍｕｌｔｉｓｉｍ １０ 虚拟仿真软件介绍新颖的电路设计方法和调试方法ꎮ 本书概念清晰准确ꎬ 通俗易懂ꎬ 由浅入深ꎬ 循序渐进ꎬ 方便自学ꎮ 每章后面附有本章小结及习题ꎬ书后配有部分习题参考答案ꎬ 并有与本书配套的电子课件ꎬ 有利于组织教学和学生自学ꎮ本书可作为高职高专电子信息类、 自动化类等专业数字电子技术课程用书ꎬ也可供从事电子技术工作的工程技术人员参考ꎮ本书由大连职业技术学院刘淑英和唐敏任主编ꎬ 负责全书的组织、 统稿和改稿工作ꎮ 刘淑英编写了第 １ 章、 第 ２ 章和第 ６ 章ꎻ 唐敏完善了第 ８ 章中有关ＰＬＤ 的内容ꎬ 编写了第 ９ 章实训五和实训六中 Ｍｕｌｔｉｓｉｍ 仿真部分的设计内容以及附录中 Ｍｕｌｔｉｓｉｍ 软件的介绍ꎬ 并负责编写制作与本书配套的电子课件ꎻ 江苏信息职业技术学院刘恩华任副主编ꎬ
编写了第 ３ 章ꎻ 浙江工业职业技术学院谢子青任副主编ꎬ 编写了第 ５ 章ꎻ 西安航空职业技术学院马宁丽编写了第 ４ 章及附录 Ａ ~ Ｃꎻ 重庆三峡职业学院胡建明编写了第 ８ 章和第 ９ 章实训一 ~ 实训Ⅳ四ꎻ 烟台职业学院白静编写了第 ７ 章ꎻ 大连职业技术学院王晓芳参与编写了第 ９章实训五ꎻ 大连职业技术学院的林怡辰协助编写制作电子课件ꎮ本书由大连职业技术学院殷建国主审ꎮ 本书在编写过程中得到了编者所在单位领导、 老师及企业技术人员的大力支持ꎬ 在此一并表示感谢ꎮ由于 Ｍｕｌｔｉｓｉｍ 软件本身的原因ꎬ 本书中的某些逻辑符号采用了非国标符号ꎬ具体对应关系请参照附录 Ｂꎮ由于编者水平有限ꎬ 书中难免存在错误和不妥之处ꎬ 敬请读者批评指正ꎮ编 者