俞阿龙,博士,淮阴师范学院教授。长期从事电子信息、测控技术及智能系统等方面的教学与科研工作。孙红兵,淮阴师范学院教授。魏东旭,淮阴师范学院副教授。杨裕翠,淮阴师范学院副教授。戴金桥,淮阴师范学院副教授。杨军,淮阴师范学院教授。
本教材根据电子信息类应用型本科人才的 《数字电子技术》课程教学基本要求编写。本次修订旨在使教材的内容紧跟数字电子技术的发展,使教学体系更科学和更适合应用型人才的培养。编者在广泛听取了同行专家、学生和读者的建议和意见,并结合在实际教学中的体会,主要进行了以下修订:对教材内容的取舍、重点方面进行了进一步优化;对教材的工程应用方面的案例进行了进一步加强;对教材的课后练习题的难易度及数量进行了进一步优化,增加了自我检测题,并配有练习题和自我检测题答案;通过用扫描二维码的方式进行扩展阅读的内容也进行了进一步扩展和优化。在修订过程中,仍以OBE理念,结合工程专业认证,以应用型本科人才培养为改革思路,注重实用性、先进性、应用性以及课程与培养目标的达成度。本教材可作为电子信息类、电气信息类及仪器仪表类等相关专业教材。
目录
第1章绪论1
1.1概述1
1.1.1数字信号和数字电路1
1.1.2数字电路的特点和分类3
1.2数制4
1.2.1几种常用的数制4
1.2.2不同数制间的转换6
1.3二进制代码8
1.3.1二十进制码8
1.3.2格雷码9
1.3.3ASCII码10
1.4二进制数的算术运算11
1.4.1无符号二进制数的算术运算11
1.4.2有符号二进制数的算术运算13
本章小结14
自我检测题15
练习题16
第2章逻辑代数基础17
2.1概述17
2.2逻辑代数中的常用运算18
2.2.1基本逻辑运算18
2.2.2复合逻辑运算20
2.3逻辑代数中的基本定律和常用公式23
2.3.1逻辑代数中的基本定律23
2.3.2逻辑代数中的常用公式24
2.3.3逻辑代数中的三个基本规则26
2.4逻辑函数及其表示方法26
2.4.1逻辑函数的建立27
2.4.2逻辑函数的表示方法27
2.4.3逻辑函数的两种标准形式30
2.5逻辑函数的公式化简法32
2.5.1逻辑函数的最简表达式33
2.5.2逻辑函数的公式化简法33
2.6逻辑函数的卡诺图化简法36
2.6.1卡诺图的构成36
2.6.2逻辑函数的卡诺图表示法38
2.6.3逻辑函数的卡诺图化简法40
本章小结45
自我检测题46
练习题47
第3章集成逻辑门电路51
3.1概述51
3.2半导体器件的开关特性52
3.2.1二极管的开关特性53
3.2.2三极管的开关特性54
3.2.3MOS管的开关特性56
3.3TTL集成逻辑门电路58
3.3.1TTL与非门58
3.3.2其他功能的TTL门电路67
3.3.3其他系列的TTL门电路72
3.3.4TTL集成逻辑门电路的使用注意事项75
3.4CMOS集成逻辑门电路77
3.4.1CMOS反相器77
3.4.2其他功能的CMOS门电路79
3.4.3高速CMOS门电路83
3.4.4CMOS数字集成逻辑门电路使用注意事项84
3.5TTL门电路与CMOS门电路的接口85
3.5.1TTL门电路驱动CMOS门电路86
3.5.2CMOS门驱动TTL门86
3.5.3TTL和CMOS门电路带负载时的接口电路87
本章小结88
自我检测题89
练习题89
第4章组合逻辑电路94
4.1概述94
4.1.1组合逻辑电路的特点94
4.1.2组合逻辑电路的逻辑功能描述94
4.2组合逻辑电路的分析和设计95
4.2.1组合逻辑电路的分析95
4.2.2组合逻辑电路的设计97
4.3加法器102
4.3.1半加器和全加器102
4.3.2多位加法器105
4.4编码器111
4.4.1二进制编码器112
4.4.2二十进制编码器114
4.4.3优先编码器117
4.5译码器和数据分配器121
4.5.1二进制译码器121
4.5.2二十进制译码器124
4.5.3显示译码器128
4.5.4译码器的应用131
4.5.5数据分配器135
4.6数据选择器137
4.6.14选1数据选择器137
4.6.28选1数据选择器139
4.6.3数据选择器的应用140
4.7数值比较器144
4.7.11位数值比较器144
4.7.2多位数值比较器145
*4.8组合逻辑电路中的竞争与冒险149
4.8.1产生竞争冒险的原因149
4.8.2冒险的分类151
4.8.3竞争冒险现象的判别152
4.8.4消除竞争冒险的方法154
本章小结157
自我检测题158
练习题159
第5章集成触发器164
5.1概述164
5.2基本RS触发器165
5.2.1由与非门组成的基本RS触发器165
5.2.2由或非门组成的基本RS触发器167
5.3同步触发器170
5.3.1同步RS触发器170
5.3.2同步D触发器173
5.3.3同步JK触发器174
5.3.4同步触发器的空翻175
5.4边沿触发器176
5.4.1边沿JK触发器176
5.4.2维持阻塞D触发器178
5.4.3T触发器181
5.5主从触发器181
5.5.1主从RS触发器181
5.5.2主从JK触发器184
5.5.3主从JK触发器的一次翻转现象186
5.6触发器的逻辑功能及相互之间的转换187
5.6.1触发器的逻辑功能187
5.6.2触发器相互之间的转换191
本章小结192
自我检测题192
练习题193
第6章时序逻辑电路198
6.1概述198
6.1.1时序逻辑电路的特点与结构198
6.1.2时序逻辑电路的分类199
6.1.3时序逻辑电路功能的描述方法200
6.2时序逻辑电路的分析202
6.2.1同步时序逻辑电路的分析方法202
6.2.2异步时序逻辑电路的分析方法210
6.3寄存器和移位寄存器214
6.3.1寄存器215
6.3.2移位寄存器217
6.3.3移位寄存器的应用223
6.4计数器226
6.4.1异步计数器226
6.4.2同步计数器230
6.4.3集成计数器238
6.4.4利用计数器的级联获得大容量N进制计数器241
*6.5同步时序逻辑电路的设计245
6.5.1同步时序逻辑电路的设计方法245
6.5.2同步时序逻辑电路的设计举例246
本章小结253
自我检测题253
练习题254
第7章脉冲波形的变换与产生262
7.1概述262
7.2555定时器262
7.2.1555定时器的电路结构263
7.2.2555定时器的工作原理263
7.3施密特触发器264
7.3.1用555定时器组成的施密特触发器265
7.3.2集成施密特触发器266
7.3.3施密特触发器的应用268
7.4单稳态触发器269
7.4.1用555定时器组成的单稳态触发器270
7.4.2集成单稳态触发器272
7.4.3单稳态触发器的应用275
7.5多谐振荡器277
7.5.1用555定时器组成的多谐振荡器277
7.5.2用施密特触发器组成的多谐振荡器280
7.5.3用单稳态触发器组成的多谐振荡器281
7.5.4石英晶体多谐振荡器281
本章小结283
自我检测题283
练习题285
第8章数模和模数转换器291
8.1概述291
8.2D/A转换器292
8.2.1权电阻网络D/A转换器292
8.2.2R2R倒T型电阻网络D/A转换器294
8.2.3权电流型D/A转换器298
8.2.4D/A转换器的主要参数300
8.3A/D转换器301
8.3.1A/D转换的一般过程301
8.3.2并联比较型A/D转换器304
8.3.3逐次逼近型A/D转换器305
8.3.4双积分型A/D转换器308
8.3.5A/D转换器的主要参数311
本章小结312
自我检测题313
练习题314
第9章半导体存储器318
9.1概述318
9.1.1半导体存储器的分类318
9.1.2半导体存储器的主要技术指标319
9.2只读存储器320
9.2.1ROM的电路结构320
9.2.2固定ROM的工作原理320
9.2.3可编程只读存储器322
9.2.4可擦除可编程只读存储器323
9.2.5ROM的应用327
9.3随机存取存储器330
9.3.1RAM的电路结构330
9.3.2RAM中的存储单元332
9.3.3RAM容量的扩展334
本章小结337
自我检测题337
练习题338
第10章可编程逻辑器件341
10.1概述341
10.2可编程逻辑器件的基本结构342
10.2.1PLD的基本结构342
10.2.2PLD器件的表示法343
10.3可编程阵列逻辑345
10.3.1PAL的基本结构345
10.3.2PAL的输出和反馈结构346
10.4通用阵列逻辑347
10.4.1GAL的基本结构347
10.4.2GAL的输出宏单元348
10.5现场可编程门阵列349
10.5.1FPGA的基本结构350
10.5.2FPGA的模块功能350
10.6硬件描述语言简介354
10.6.1Verilog HDL基本语法简介354
10.6.2Verilog HDL应用实例357
本章小结360
自我检测题361
练习题362
附录364
附录1数字电子技术模拟试卷(A、B)364
附录2自我检测题参考答案364
附录3部分练习题参考答案364
参考文献365