機械工業(yè)出版社數(shù)字電子技術是理工科專業(yè)學生的“技術”基礎課程。學生通過對該課程的學習,可以掌握電子技術方面的基本知識、基本方法和基本技能,建立工程與實踐的觀點,培養(yǎng)分析和解決數(shù)字電路及數(shù)字系統(tǒng)相關問題的能力,提高動手能力和創(chuàng)新意識,為電子技術在專業(yè)課中的應用以及后續(xù)深入學習該領域的知識打好基礎。
本書共10章,包括數(shù)字電路概述、邏輯代數(shù)及其化簡、集成邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路、脈沖波形的產(chǎn)生與整形、半導體存儲器和可編程邏輯器件、A/D轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換以及數(shù)字系統(tǒng)的設計。
本書既可作為高等院校信息類、儀器儀表類及其他理工科相關專業(yè)的教材或參考書,也可供電子技術領域的工程技術人員學習參考。采用本書的北京理工大學“數(shù)字電子技術基礎”課程入選國家級一流本科課程,“數(shù)字電子技術基礎第4版”項目入選2023年北京高�！皟�(yōu)質(zhì)本科教材課件”名單(重點)。
本書配有中英文電子課件等教學資源,歡迎選用本書作教材的教師登錄www.cmpedu.com注冊后獲取。本書還有配套視頻,讀者可通過掃描書中的二維碼觀看。
本書第5版在保持原書“少而精”等特色的基礎上,結(jié)合學生動手能力提升、研究型課程授課模式等需求進行重新編寫,進一步突出數(shù)字電子技術課程理論聯(lián)系實際的工程特點。
前言
本書是在《數(shù)字電子技術基礎》第4版的基礎上編寫而成的。
半導體器件在現(xiàn)代科技中具有十分重要的作用,在電子、通信、計算機、能源、醫(yī)療、軍事等領域都已得到廣泛應用。數(shù)字電路由半導體器件組成,并能處理數(shù)字信號,而數(shù)字電子技術則以數(shù)字電路為主要研究對象。數(shù)字電子技術課程是當代理工科大學生必修的技術基礎課程。
本書第5版在保持原書“少而精”等特色的基礎上,結(jié)合學生動手能力提升、研究型課程授課模式等需求進行重新編寫,進一步突出數(shù)字電子技術課程理論聯(lián)系實際的工程特點。具體做法如下:
1基于課程特點,結(jié)合中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化,弘揚科學家精神,凝練了課程思政要素,并錄制了課程思政微視頻。
2對各章一些關鍵知識點增加了講解視頻。
3在部分章節(jié)的課后習題中增加了實驗項目,這些項目是編者基于多年研究型課程改革的成功實踐,通過這些項目,可以提升學生分析電路、設計電路以及獨立思考的能力。
本書第1、5、6、7章由王美玲執(zhí)筆,第2章由楊毅執(zhí)筆,第3、10章由江澤民執(zhí)筆,第4章由金鋒執(zhí)筆,第8、9章由劉彤執(zhí)筆。王美玲擔任主編,負責全書組織、修改和定稿工作。感謝宋文杰在附錄及VHDL的應用設計方面做出的貢獻。
限于編者的水平,此次修訂的教材還存在不完善的地方,誠請讀者批評指正。
編者
于北京理工大學
高等院校教師
目錄
前言
第1章數(shù)字電路概述1
11數(shù)字信號與模擬信號1
12數(shù)字信號的表示方法2
13數(shù)字電路的基本功能及其應用4
14電路測試和故障排除6
141電路測試和故障排除的
儀器設備6
142故障排除7
15數(shù)字電路EDA仿真分析與設計8
本章小結(jié)9
第2章邏輯代數(shù)及其化簡10
21計數(shù)制與編碼10
211常用計數(shù)制及其轉(zhuǎn)換10
212編碼12
22邏輯代數(shù)基礎13
221邏輯代數(shù)的基本運算和
復合運算13
222邏輯代數(shù)的基本公式和
常用公式15
223邏輯代數(shù)的基本規(guī)則17
23邏輯函數(shù)常用的描述方法及
相互間的轉(zhuǎn)換17
231邏輯函數(shù)常用的描述方法17
232不同描述方法之間的轉(zhuǎn)換19
233邏輯函數(shù)的建立及其描述
方法25
24邏輯函數(shù)的簡化26
241邏輯函數(shù)的最簡形式26
242邏輯函數(shù)的公式化簡26
243邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡27
25具有無關項邏輯函數(shù)的化簡29
26用Multisim進行邏輯函數(shù)的
化簡與變換31
本章小結(jié)32
習題33
第3章集成邏輯門電路35
31概述35
32半導體二極管門電路36
321半導體基礎36
322二極管的開關特性39
323二極管與門電路40
324二極管或門電路41
33TTL集成門電路41
331雙極型晶體管41
332雙極型晶體管的開關特性42
333二極管晶體管門電路44
334TTL反相器45
335TTL或非門和與非門52
336TTL集電極開路門55
337TTL三態(tài)門58
34CMOS門電路60
341MOS管60
342MOS管的開關特性61
343CMOS反相器62
344CMOS與非門和或非門65
345CMOS傳輸門和雙向
模擬開關65
346CMOS漏極開路門66
347CMOS三態(tài)門67
348CMOS門電路的構(gòu)成規(guī)律與
使用時的注意事項69
35各類邏輯門的性能比較70
351集成邏輯門系列70
352TTL邏輯電路與CMOS邏輯
電路對比72
353ECL集成電路72
354BiCMOS電路73
36不同類型數(shù)字集成電路的
接口75
361TTL電路與CMOS電路的
接口75
362不同邏輯電平電路間的
接口77
本章小結(jié)78
習題78
第4章組合邏輯電路83
41概述83
42組合邏輯電路的分析和設計83
421組合邏輯電路的分析83
422組合邏輯電路的設計85
43加法器87
431半加器87
432全加器87
433集成4位加法器88
44編碼器89
441普通編碼器90
442優(yōu)先編碼器91
443集成優(yōu)先編碼器92
45譯碼器93
451二進制譯碼器94
452集成譯碼器的應用97
453數(shù)字顯示譯碼器99
46數(shù)據(jù)選擇器103
4614選1數(shù)據(jù)選擇器103
462集成數(shù)據(jù)選擇器104
463數(shù)據(jù)選擇器的應用105
47數(shù)值比較器108
4711位數(shù)值比較器108
472集成數(shù)值比較器109
473數(shù)值比較器的應用110
48邏輯電路中的競爭和冒險111
481競爭和冒險產(chǎn)生的原因111
482邏輯冒險及其消除方法111
483功能冒險及其抑制措施112
49組合邏輯電路的系統(tǒng)應用113
410用Multisim設計和分析組合
邏輯電路114
411用VHDL設計組合邏輯電路116
本章小結(jié)118
習題119
第5章觸發(fā)器122
51概述122
52觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與工作
原理122
521基本RS觸發(fā)器123
522同步觸發(fā)器125
523主從觸發(fā)器129
524邊沿觸發(fā)器132
53觸發(fā)器的主要參數(shù)136
54觸發(fā)器的邏輯功能及其轉(zhuǎn)換137
541T/T′觸發(fā)器137
542觸發(fā)器邏輯功能之間的
轉(zhuǎn)換137
55觸發(fā)器應用138
56用Multisim分析JK觸發(fā)器
功能140
本章小結(jié)140
習題141
第6章時序邏輯電路146
61概述146
62時序邏輯電路的分析147
621同步時序邏輯電路的分析147
622異步時序邏輯電路的
分析149
63常用中規(guī)模時序邏輯電路
及其應用150
631寄存器和移位寄存器150
632計數(shù)器155
633順序脈沖發(fā)生器169
634序列脈沖發(fā)生器170
64時序邏輯電路的設計173
641小規(guī)模時序邏輯電路的
設計173
642中規(guī)模時序邏輯電路的
設計179
65綜合應用186
66用Multisim分析時序邏輯
電路188
67用VHDL設計任意進制計
數(shù)器189
本章小結(jié)191
習題192
第7章脈沖波形的產(chǎn)生與整形199
71概述199
72矩形脈沖的產(chǎn)生199
73集成555定時器200
731電路結(jié)構(gòu)200
732工作原理201
74施密特觸發(fā)器202
741概述202
742555定時器構(gòu)成
施密特觸發(fā)器202
743門電路構(gòu)成施密特
觸發(fā)器203
744集成施密特觸發(fā)器203
745施密特觸發(fā)器的應用204
75單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器205
751概述205
752555定時器構(gòu)成單
穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器205
753門電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸
發(fā)器206
754集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器207
755單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用208
76多諧振蕩器208
761概述208
762555定時器構(gòu)成多諧
振蕩器208
763門電路構(gòu)成多諧振蕩器211
764石英晶體振蕩器構(gòu)成多
諧振蕩器211
765多諧振蕩器的應用212
77脈沖產(chǎn)生與整形電路的
系統(tǒng)應用212
78用Multisim分析占空比可調(diào)的
多諧振蕩器212
本章小結(jié)214
習題2
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