描述
开 本: 16开包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030375407丛书名: 信息与电子技术类教材普通高等教育十二五规划教材
内容简介
本书根据近年来数字电子技术的新发展和作者多年的教学实践积累，针对数字电子技术课程教学基本要求和学习特点编写而成。全书内容包括数制与码制、逻辑代数、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲产生和整形电路、半导体存储器、可编程逻辑器件、A/D与D/A转换和数字电路综合案例等。本书适用于学时较少情况下的教学（50～65学时）。为了方便教学和自学，本书配有实用的电子课件、思考题与习题参考答案。
本书可作为理工院校大学生和其他层次高等学院计算机、电子、电气等相关专业教学用书，也可供相关专业工程技术人员参考。
本书可作为理工院校大学生和其他层次高等学院计算机、电子、电气等相关专业教学用书，也可供相关专业工程技术人员参考。
目 录
第1章 数制与码制 1
1.1 模拟信号与数字信号 1
1.1.1 模拟信号 1
1.1.2 数字信号 2
1.2 进位计数制 2
1.2.1 数制的概念 2
1.2.2 十进制数 3
1.2.3 二进制数 3
1.2.4 八进制数 4
1.2.5 十六进制数 4
1.3 数制的转换 5
1.3.1 非十进制转换成十进制 5
1.3.2 十进制转换成非十进制 5
1.3.3 非十进制之间的转换 6
1.4 原码、反码和补码 8
1.5 码制 10
1.5.1 BCD码 10
1.5.2 可靠性编码 12
1.5.3 字符代码 13
1.6 实践案例——ASCII码的应用 14
小结 14
思考题与习题 15
第2章 逻辑代数 16
2.1 逻辑代数基础知识 16
2.1.1 逻辑代数的运算 16
2.1.2 逻辑代数的基本公式和定律 20
2.1.3 逻辑代数的3个基本定理 21
2.2 逻辑函数及其表示方法 22
2.2.1 逻辑函数 22
2.2.2 逻辑函数的表示方法 22
2.2.3 逻辑函数的两种标准形式 23
2.3 逻辑函数的公式化简法 26
2.3.1 逻辑函数的简形式 26
2.3.2 公式化简法 27
2.4 逻辑函数的卡诺图化简法 28
2.4.1 逻辑函数的卡诺图表示法 28
2.4.2 利用卡诺图化简逻辑函数 29
2.4.3 具有无关项的逻辑函数化简 32
2.5 实践案例——原料传输系统 33
小结 34
思考题与习题 34
第3章 逻辑门电路 37
3.1 半导体器件的开关特性 37
3.1.1 二极管的开关特性 37
3.1.2 晶体管的开关特性 39
3.1.3 MOS管的开关特性 41
3.2 分立元器件门电路 42
3.2.1 二极管与门 42
3.2.2 二极管或门 43
3.2.3 晶体管非门 43
3.3 TTL集成逻辑门 44
3.3.1 TTL与非门的结构和工作原理 44
3.3.2 TTL与非门的电气特性与主要参数 45
3.3.3 其他逻辑功能的TTL门电路 49
3.3.4 TTL集电极开路门和三态逻辑门 51
3.3.5 TTL门电路的使用规则 53
3.4 CMOS集成逻辑门 54
3.4.1 CMOS逻辑电路特点 55
3.4.2 CMOS传输门 57
3.4.3 CMOS漏极开路门与CMOS三态逻辑门 58
3.4.4 CMOS门电路的使用规则 59
3.5 实践案例——水位告警器 59
小结 60
思考题与习题 60
第4章 组合逻辑电路 63
4.1 组合逻辑电路概述 63
4.2 组合逻辑电路的分析 64
4.3 组合逻辑电路的设计 67
4.4 常用中规模组合逻辑电路 70
4.4.1 编码器 70
4.4.2 译码器 74
4.4.3 数据选择器 79
4.4.4 数据分配器 83
4.4.5 加法器 84
4.4.6 数值比较器 91
4.4.7 74、CD系列芯片性能比较 93
4.5 竞争与冒险 94
4.5.1 基本概念 94
4.5.2 冒险的判别方法 96
4.5.3 竞争冒险的消除方法 96
4.6 实践案例——血型匹配功能电路 98
小结 100
思考题与习题 101
第5章 触发器 105
5.1 概述 105
5.2 基本SR触发器 106
5.3 电平触发的触发器 107
5.3.1 电平触发的SR触发器 107
5.3.2 电平触发的D触发器 108
5.4 脉冲触发的触发器 110
5.4.1 主从SR触发器 110
5.4.2 主从JK触发器 111
5.5 边沿触发的触发器 113
5.5.1 边沿D触发器 113
5.5.2 维持阻塞触发器 114
5.6 触发器的逻辑功能 115
5.6.1 SR触发器的逻辑功能 115
5.6.2 JK触发器的逻辑功能 116
5.6.3 D触发器的逻辑功能 117
5.6.4 T触发器的逻辑功能 118
5.6.5 T’ 触发器的逻辑功能 118
5.7 触发器逻辑功能的转换 119
5.8 触发器的电气特性 120
5.8.1 静态特性 120
5.8.2 动态特性 121
5.9 实践案例——并行数据存储电路 122
小结 123
思考题与习题 123
第6章 时序逻辑电路 125
6.1 时序逻辑电路的基本概念 125
6.1.1 时序逻辑电路的分类 125
6.1.2 时序逻辑电路的基本结构和描述方法 126
6.2 时序逻辑电路的分析方法 127
6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法 127
6.2.2 异步时序逻辑电路的分析方法 131
6.3 寄存器 133
6.3.1 寄存器和移位寄存器的结构组成及原理 133
6.3.2 移位寄存器及其应用 136
6.4 计数器 140
6.4.1 概述 140
6.4.2 同步计数器结构组成及原理 141
6.4.3 异步计数器结构组成及原理 146
6.4.4 集成计数器及其应用 148
6.5 同步时序逻辑电路的设计方法 156
6.5.1 时序逻辑电路设计的基本任务 157
6.5.2 时序逻辑电路的设计步骤 157
6.6 用中规模集成电路设计时序逻辑电路 162
6.6.1 用移位寄存器设计 162
6.6.2 用计数器设计 164
6.7 实践案例——病房呼叫系统 165
小结 166
思考题与习题 167
第7章 脉冲产生和整形电路 170
7.1 多谐振荡器 170
7.1.1 门电路构成的多谐振荡器 170
7.1.2 石英晶体多谐振荡器 171
7.2 单稳态电路 172
7.2.1 门电路构成的微分型单稳态电路 172
7.2.2 集成单稳态触发器 173
7.2.3 单稳态电路的应用 174
7.3 施密特电路 175
7.3.1 门电路构成的施密特电路 175
7.3.2 施密特电路的应用 176
7.4 555定时器及其应用 178
7.4.1 电路组成及工作原理 178
7.4.2 555定时器构成的多谐振荡器 179
7.4.3 555定时器构成单稳态电路 180
7.4.4 555定时器构成的施密特电路 181
7.5 实践案例——简易电子琴 182
小结 183
思考题与习题 183
第8章 半导体存储器 186
8.1 概述 186
8.2 ROM 187
8.2.1 掩模ROM 187
8.2.2 可编程ROM 188
8.3 RAM 189
8.3.1 SRAM 189
8.3.2 DRAM 191
8.4 存储器容量的扩展 192
8.5 实践案例——存储器在计算机系统中的应用 194
小结 195
思考题与习题 195
第9章 可编程逻辑器件 197
9.1 可编程逻辑器件 197
9.1.1 PLD分类 197
9.1.2 PLD基本结构 198
9.1.3 PLD基本原理 198
9.2 高密度可编程逻辑器件 199
9.2.1 复杂可编程逻辑器件CPLD 200
9.2.2 现场可编程门阵列 202
9.2.3 基于芯片的设计方法 203
9.3 硬件描述语言 204
9.4 实践案例——采用VHDL设计的触发器 206
小结 207
思考题与习题 207
第10章 A/D与D/A转换 208
10.1 ADC 208
10.1.1 ADC的组成 208
10.1.2 常见的ADC电路 209
10.1.3 ADC的主要技术参数 214
10.2 DAC 214
10.2.1 DAC的转换特性 214
10.2.2 常见的DAC电路 215
10.2.3 DAC的主要技术参数 218
10.3 实践案例——数控直流稳压电源 218
小结 219
思考题与习题 219
第11章 数字电路综合案例 221
11.1 概述 221
11.2 设计任务和要求 221
11.3 系统总体方案 222
11.4 设计可选元器件 222
11.5 设计方案分析 223
小结 228
思考题与习题 228
附录A 逻辑符号对照表 229
附录B 常见数字电路芯片引脚 230
思考题与习题参考答案 237
参考文献 245
1.1 模拟信号与数字信号 1
1.1.1 模拟信号 1
1.1.2 数字信号 2
1.2 进位计数制 2
1.2.1 数制的概念 2
1.2.2 十进制数 3
1.2.3 二进制数 3
1.2.4 八进制数 4
1.2.5 十六进制数 4
1.3 数制的转换 5
1.3.1 非十进制转换成十进制 5
1.3.2 十进制转换成非十进制 5
1.3.3 非十进制之间的转换 6
1.4 原码、反码和补码 8
1.5 码制 10
1.5.1 BCD码 10
1.5.2 可靠性编码 12
1.5.3 字符代码 13
1.6 实践案例——ASCII码的应用 14
小结 14
思考题与习题 15
第2章 逻辑代数 16
2.1 逻辑代数基础知识 16
2.1.1 逻辑代数的运算 16
2.1.2 逻辑代数的基本公式和定律 20
2.1.3 逻辑代数的3个基本定理 21
2.2 逻辑函数及其表示方法 22
2.2.1 逻辑函数 22
2.2.2 逻辑函数的表示方法 22
2.2.3 逻辑函数的两种标准形式 23
2.3 逻辑函数的公式化简法 26
2.3.1 逻辑函数的简形式 26
2.3.2 公式化简法 27
2.4 逻辑函数的卡诺图化简法 28
2.4.1 逻辑函数的卡诺图表示法 28
2.4.2 利用卡诺图化简逻辑函数 29
2.4.3 具有无关项的逻辑函数化简 32
2.5 实践案例——原料传输系统 33
小结 34
思考题与习题 34
第3章 逻辑门电路 37
3.1 半导体器件的开关特性 37
3.1.1 二极管的开关特性 37
3.1.2 晶体管的开关特性 39
3.1.3 MOS管的开关特性 41
3.2 分立元器件门电路 42
3.2.1 二极管与门 42
3.2.2 二极管或门 43
3.2.3 晶体管非门 43
3.3 TTL集成逻辑门 44
3.3.1 TTL与非门的结构和工作原理 44
3.3.2 TTL与非门的电气特性与主要参数 45
3.3.3 其他逻辑功能的TTL门电路 49
3.3.4 TTL集电极开路门和三态逻辑门 51
3.3.5 TTL门电路的使用规则 53
3.4 CMOS集成逻辑门 54
3.4.1 CMOS逻辑电路特点 55
3.4.2 CMOS传输门 57
3.4.3 CMOS漏极开路门与CMOS三态逻辑门 58
3.4.4 CMOS门电路的使用规则 59
3.5 实践案例——水位告警器 59
小结 60
思考题与习题 60
第4章 组合逻辑电路 63
4.1 组合逻辑电路概述 63
4.2 组合逻辑电路的分析 64
4.3 组合逻辑电路的设计 67
4.4 常用中规模组合逻辑电路 70
4.4.1 编码器 70
4.4.2 译码器 74
4.4.3 数据选择器 79
4.4.4 数据分配器 83
4.4.5 加法器 84
4.4.6 数值比较器 91
4.4.7 74、CD系列芯片性能比较 93
4.5 竞争与冒险 94
4.5.1 基本概念 94
4.5.2 冒险的判别方法 96
4.5.3 竞争冒险的消除方法 96
4.6 实践案例——血型匹配功能电路 98
小结 100
思考题与习题 101
第5章 触发器 105
5.1 概述 105
5.2 基本SR触发器 106
5.3 电平触发的触发器 107
5.3.1 电平触发的SR触发器 107
5.3.2 电平触发的D触发器 108
5.4 脉冲触发的触发器 110
5.4.1 主从SR触发器 110
5.4.2 主从JK触发器 111
5.5 边沿触发的触发器 113
5.5.1 边沿D触发器 113
5.5.2 维持阻塞触发器 114
5.6 触发器的逻辑功能 115
5.6.1 SR触发器的逻辑功能 115
5.6.2 JK触发器的逻辑功能 116
5.6.3 D触发器的逻辑功能 117
5.6.4 T触发器的逻辑功能 118
5.6.5 T’ 触发器的逻辑功能 118
5.7 触发器逻辑功能的转换 119
5.8 触发器的电气特性 120
5.8.1 静态特性 120
5.8.2 动态特性 121
5.9 实践案例——并行数据存储电路 122
小结 123
思考题与习题 123
第6章 时序逻辑电路 125
6.1 时序逻辑电路的基本概念 125
6.1.1 时序逻辑电路的分类 125
6.1.2 时序逻辑电路的基本结构和描述方法 126
6.2 时序逻辑电路的分析方法 127
6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法 127
6.2.2 异步时序逻辑电路的分析方法 131
6.3 寄存器 133
6.3.1 寄存器和移位寄存器的结构组成及原理 133
6.3.2 移位寄存器及其应用 136
6.4 计数器 140
6.4.1 概述 140
6.4.2 同步计数器结构组成及原理 141
6.4.3 异步计数器结构组成及原理 146
6.4.4 集成计数器及其应用 148
6.5 同步时序逻辑电路的设计方法 156
6.5.1 时序逻辑电路设计的基本任务 157
6.5.2 时序逻辑电路的设计步骤 157
6.6 用中规模集成电路设计时序逻辑电路 162
6.6.1 用移位寄存器设计 162
6.6.2 用计数器设计 164
6.7 实践案例——病房呼叫系统 165
小结 166
思考题与习题 167
第7章 脉冲产生和整形电路 170
7.1 多谐振荡器 170
7.1.1 门电路构成的多谐振荡器 170
7.1.2 石英晶体多谐振荡器 171
7.2 单稳态电路 172
7.2.1 门电路构成的微分型单稳态电路 172
7.2.2 集成单稳态触发器 173
7.2.3 单稳态电路的应用 174
7.3 施密特电路 175
7.3.1 门电路构成的施密特电路 175
7.3.2 施密特电路的应用 176
7.4 555定时器及其应用 178
7.4.1 电路组成及工作原理 178
7.4.2 555定时器构成的多谐振荡器 179
7.4.3 555定时器构成单稳态电路 180
7.4.4 555定时器构成的施密特电路 181
7.5 实践案例——简易电子琴 182
小结 183
思考题与习题 183
第8章 半导体存储器 186
8.1 概述 186
8.2 ROM 187
8.2.1 掩模ROM 187
8.2.2 可编程ROM 188
8.3 RAM 189
8.3.1 SRAM 189
8.3.2 DRAM 191
8.4 存储器容量的扩展 192
8.5 实践案例——存储器在计算机系统中的应用 194
小结 195
思考题与习题 195
第9章 可编程逻辑器件 197
9.1 可编程逻辑器件 197
9.1.1 PLD分类 197
9.1.2 PLD基本结构 198
9.1.3 PLD基本原理 198
9.2 高密度可编程逻辑器件 199
9.2.1 复杂可编程逻辑器件CPLD 200
9.2.2 现场可编程门阵列 202
9.2.3 基于芯片的设计方法 203
9.3 硬件描述语言 204
9.4 实践案例——采用VHDL设计的触发器 206
小结 207
思考题与习题 207
第10章 A/D与D/A转换 208
10.1 ADC 208
10.1.1 ADC的组成 208
10.1.2 常见的ADC电路 209
10.1.3 ADC的主要技术参数 214
10.2 DAC 214
10.2.1 DAC的转换特性 214
10.2.2 常见的DAC电路 215
10.2.3 DAC的主要技术参数 218
10.3 实践案例——数控直流稳压电源 218
小结 219
思考题与习题 219
第11章 数字电路综合案例 221
11.1 概述 221
11.2 设计任务和要求 221
11.3 系统总体方案 222
11.4 设计可选元器件 222
11.5 设计方案分析 223
小结 228
思考题与习题 228
附录A 逻辑符号对照表 229
附录B 常见数字电路芯片引脚 230
思考题与习题参考答案 237
参考文献 245
前 言
为了适应电子技术的高速发展和社会需求，高等教育对计算机、电子、电气等信息类专业人才的培养提出了更高要求，教材内容的更新和定位面临新的挑战。“数字电子技术”是计算机、电子、电气信息类学生的专业基础课，也是实践性很强的技术基础课程。
按照*对“电子技术基础课程教学的基本要求”，学校要把学生培养成为有一定理论基础、有较强实战能力、有足够创新意识的应用型人才。编者根据从事数字电子技术基础教学工作多年和教学改革实践积累的丰富的经验，依照目前高等教育对数字电子技术课程教材更新的需要，纵观国内外相关课程教材，分析应用型专业人才特点，编写了本书。
本书具有以下几个特点。
1. 以应用为主，筛选教学内容
本书定位在大众化高等教育背景下应用型、创新型人才培养目标，根据学生可能具备的认知状况、学生素质及能力要求，本着“保基础，重实践，少而精”的原则，对相关内容进行选择，剪裁了一部分纯学术研究内容。本书适合较少学时教学，建议学时为50～65。
因此，编者大幅度削减了对器件内部电路的结构分析和工作原理的介绍，如译码器、编码器、数据选择器、计数器等中规模集成器件内部电路分析的相关内容，通过逻辑功能表、逻辑函数、引脚功能介绍等描述方法，讲述器件的逻辑功能及器件的外部特性，以便学生能够正确地使用器件。
2. 案例驱动，构筑知识应用架构
以案例为驱动，每章安排例题，前10章每章后安排一个实践案例，将每章知识重点以应用实例的形式加以总结。后一章将本书主要的知识点整合到一个综合案例中，引导学生学有所用，增强了本书的应用性和实践性。
3. 更新理念，紧跟课程发展趋势
本书更新了目前数字电子技术教学领域的一些理念，如第5章触发器中用锁存器代替了基本触发器，用门控触发器代替了电平触发触发器，并精心编排了触发器分类和编写顺序。在第9章可编程逻辑器件中，重点介绍目前主流使用的可编程逻辑器件——CPLD和FPGA的结构，而将较早发明的PAL和GAL等内容简化。
4. 结构充实，增加可读性
增大图、表比例，强化知识对比和总结，并注重对“难点”内容进行细致推理解析和附图说明。每章设有“内容提要”和“小结”，并给出“基本教学要求”。本书附带思考题与习题参考答案以及附录，利于学生阅读和自学。
本书统一使用国家标准的图形逻辑符号，附录A是逻辑符号对照表，方便学生查找对应的国际惯用图形逻辑符号。
本书分11章、2个附录，由北京师范大学珠海分校刘琨任主编，北京理工大学珠海学院李克勤和吉林大学珠海学院乔瑞芳任副主编。第1章和第4章由北京理工大学珠海学院喻武龙编写，第2章、第5章、第8章和第11章由吉林大学珠海学院乔瑞芳编写，第3章、附录A和附录B由北京师范大学珠海分校彭宇帆编写，第6章和第9章由北京师范大学珠海分校刘琨编写，第7章和第10章由北京理工大学珠海学院宫鑫编写，第11章部分内容由吉林大学珠海学院孙永坚编写。全书由李克勤审稿，刘琨负责统编定稿。
编者参考了许多相关书籍，在此对本书选用参考文献的著作者致以真诚的感谢。
限于编者水平，加之时间仓促，书中难免有不妥之处，敬请业界同仁和读者批评指正。
按照*对“电子技术基础课程教学的基本要求”，学校要把学生培养成为有一定理论基础、有较强实战能力、有足够创新意识的应用型人才。编者根据从事数字电子技术基础教学工作多年和教学改革实践积累的丰富的经验，依照目前高等教育对数字电子技术课程教材更新的需要，纵观国内外相关课程教材，分析应用型专业人才特点，编写了本书。
本书具有以下几个特点。
1. 以应用为主，筛选教学内容
本书定位在大众化高等教育背景下应用型、创新型人才培养目标，根据学生可能具备的认知状况、学生素质及能力要求，本着“保基础，重实践，少而精”的原则，对相关内容进行选择，剪裁了一部分纯学术研究内容。本书适合较少学时教学，建议学时为50～65。
因此，编者大幅度削减了对器件内部电路的结构分析和工作原理的介绍，如译码器、编码器、数据选择器、计数器等中规模集成器件内部电路分析的相关内容，通过逻辑功能表、逻辑函数、引脚功能介绍等描述方法，讲述器件的逻辑功能及器件的外部特性，以便学生能够正确地使用器件。
2. 案例驱动，构筑知识应用架构
以案例为驱动，每章安排例题，前10章每章后安排一个实践案例，将每章知识重点以应用实例的形式加以总结。后一章将本书主要的知识点整合到一个综合案例中，引导学生学有所用，增强了本书的应用性和实践性。
3. 更新理念，紧跟课程发展趋势
本书更新了目前数字电子技术教学领域的一些理念，如第5章触发器中用锁存器代替了基本触发器，用门控触发器代替了电平触发触发器，并精心编排了触发器分类和编写顺序。在第9章可编程逻辑器件中，重点介绍目前主流使用的可编程逻辑器件——CPLD和FPGA的结构，而将较早发明的PAL和GAL等内容简化。
4. 结构充实，增加可读性
增大图、表比例，强化知识对比和总结，并注重对“难点”内容进行细致推理解析和附图说明。每章设有“内容提要”和“小结”，并给出“基本教学要求”。本书附带思考题与习题参考答案以及附录，利于学生阅读和自学。
本书统一使用国家标准的图形逻辑符号，附录A是逻辑符号对照表，方便学生查找对应的国际惯用图形逻辑符号。
本书分11章、2个附录，由北京师范大学珠海分校刘琨任主编，北京理工大学珠海学院李克勤和吉林大学珠海学院乔瑞芳任副主编。第1章和第4章由北京理工大学珠海学院喻武龙编写，第2章、第5章、第8章和第11章由吉林大学珠海学院乔瑞芳编写，第3章、附录A和附录B由北京师范大学珠海分校彭宇帆编写，第6章和第9章由北京师范大学珠海分校刘琨编写，第7章和第10章由北京理工大学珠海学院宫鑫编写，第11章部分内容由吉林大学珠海学院孙永坚编写。全书由李克勤审稿，刘琨负责统编定稿。
编者参考了许多相关书籍，在此对本书选用参考文献的著作者致以真诚的感谢。
限于编者水平，加之时间仓促，书中难免有不妥之处，敬请业界同仁和读者批评指正。
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