機(jī)械工業(yè)出版社數(shù)字電子技術(shù)是理工科專業(yè)學(xué)生的“技術(shù)”基礎(chǔ)課程。學(xué)生通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí),可以掌握電子技術(shù)方面的基本知識(shí)、基本方法和基本技能,建立工程與實(shí)踐的觀點(diǎn),培養(yǎng)分析和解決數(shù)字電路及數(shù)字系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題的能力,提高動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí),為電子技術(shù)在專業(yè)課中的應(yīng)用以及后續(xù)深入學(xué)習(xí)該領(lǐng)域的知識(shí)打好基礎(chǔ)。
本書(shū)共10章,包括數(shù)字電路概述、邏輯代數(shù)及其化簡(jiǎn)、集成邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路、脈沖波形的產(chǎn)生與整形、半導(dǎo)體存儲(chǔ)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(shè)計(jì)。
本書(shū)既可作為高等院校信息類、儀器儀表類及其他理工科相關(guān)專業(yè)的教材或參考書(shū),也可供電子技術(shù)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。采用本書(shū)的北京理工大學(xué)“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程入選國(guó)家級(jí)一流本科課程,“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第4版”項(xiàng)目入選2023年北京高!皟(yōu)質(zhì)本科教材課件”名單(重點(diǎn))。
本書(shū)配有中英文電子課件等教學(xué)資源,歡迎選用本書(shū)作教材的教師登錄www.cmpedu.com注冊(cè)后獲取。本書(shū)還有配套視頻,讀者可通過(guò)掃描書(shū)中的二維碼觀看。
本書(shū)第5版在保持原書(shū)“少而精”等特色的基礎(chǔ)上,結(jié)合學(xué)生動(dòng)手能力提升、研究型課程授課模式等需求進(jìn)行重新編寫,進(jìn)一步突出數(shù)字電子技術(shù)課程理論聯(lián)系實(shí)際的工程特點(diǎn)。
前言
本書(shū)是在《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》第4版的基礎(chǔ)上編寫而成的。
半導(dǎo)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(jì)算機(jī)、能源、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域都已得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字電路由半導(dǎo)體器件組成,并能處理數(shù)字信號(hào),而數(shù)字電子技術(shù)則以數(shù)字電路為主要研究對(duì)象。數(shù)字電子技術(shù)課程是當(dāng)代理工科大學(xué)生必修的技術(shù)基礎(chǔ)課程。
本書(shū)第5版在保持原書(shū)“少而精”等特色的基礎(chǔ)上,結(jié)合學(xué)生動(dòng)手能力提升、研究型課程授課模式等需求進(jìn)行重新編寫,進(jìn)一步突出數(shù)字電子技術(shù)課程理論聯(lián)系實(shí)際的工程特點(diǎn)。具體做法如下:
1基于課程特點(diǎn),結(jié)合中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化,弘揚(yáng)科學(xué)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(duì)各章一些關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)增加了講解視頻。
3在部分章節(jié)的課后習(xí)題中增加了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,這些項(xiàng)目是編者基于多年研究型課程改革的成功實(shí)踐,通過(guò)這些項(xiàng)目,可以提升學(xué)生分析電路、設(shè)計(jì)電路以及獨(dú)立思考的能力。
本書(shū)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(dān)任主編,負(fù)責(zé)全書(shū)組織、修改和定稿工作。感謝宋文杰在附錄及VHDL的應(yīng)用設(shè)計(jì)方面做出的貢獻(xiàn)。
限于編者的水平,此次修訂的教材還存在不完善的地方,誠(chéng)請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編者
于北京理工大學(xué)
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(hào)與模擬信號(hào)1
12數(shù)字信號(hào)的表示方法2
13數(shù)字電路的基本功能及其應(yīng)用4
14電路測(cè)試和故障排除6
141電路測(cè)試和故障排除的
儀器設(shè)備6
142故障排除7
15數(shù)字電路EDA仿真分析與設(shè)計(jì)8
本章小結(jié)9
第2章邏輯代數(shù)及其化簡(jiǎn)10
21計(jì)數(shù)制與編碼10
211常用計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換10
212編碼12
22邏輯代數(shù)基礎(chǔ)13
221邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算和
復(fù)合運(yùn)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(jiǎn)化26
241邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)形式26
242邏輯函數(shù)的公式化簡(jiǎn)26
243邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)27
25具有無(wú)關(guān)項(xiàng)邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)29
26用Multisim進(jìn)行邏輯函數(shù)的
化簡(jiǎn)與變換31
本章小結(jié)32
習(xí)題33
第3章集成邏輯門電路35
31概述35
32半導(dǎo)體二極管門電路36
321半導(dǎo)體基礎(chǔ)36
322二極管的開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)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(kāi)路門55
337TTL三態(tài)門58
34CMOS門電路60
341MOS管60
342MOS管的開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)65
346CMOS漏極開(kāi)路門66
347CMOS三態(tài)門67
348CMOS門電路的構(gòu)成規(guī)律與
使用時(shí)的注意事項(xiàng)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(duì)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(xí)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(shè)計(jì)83
421組合邏輯電路的分析83
422組合邏輯電路的設(shè)計(jì)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(jìn)制譯碼器94
452集成譯碼器的應(yīng)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(yīng)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(yīng)用110
48邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)和冒險(xiǎn)111
481競(jìng)爭(zhēng)和冒險(xiǎn)產(chǎn)生的原因111
482邏輯冒險(xiǎn)及其消除方法111
483功能冒險(xiǎn)及其抑制措施112
49組合邏輯電路的系統(tǒng)應(yīng)用113
410用Multisim設(shè)計(jì)和分析組合
邏輯電路114
411用VHDL設(shè)計(jì)組合邏輯電路116
本章小結(jié)118
習(xí)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(yīng)用138
56用Multisim分析JK觸發(fā)器
功能140
本章小結(jié)140
習(xí)題141
第6章時(shí)序邏輯電路146
61概述146
62時(shí)序邏輯電路的分析147
621同步時(shí)序邏輯電路的分析147
622異步時(shí)序邏輯電路的
分析149
63常用中規(guī)模時(shí)序邏輯電路
及其應(yīng)用150
631寄存器和移位寄存器150
632計(jì)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(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)173
641小規(guī)模時(shí)序邏輯電路的
設(shè)計(jì)173
642中規(guī)模時(shí)序邏輯電路的
設(shè)計(jì)179
65綜合應(yīng)用186
66用Multisim分析時(shí)序邏輯
電路188
67用VHDL設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)
數(shù)器189
本章小結(jié)191
習(xí)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(shí)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(shí)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(yīng)用204
75單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器205
751概述205
752555定時(shí)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(yīng)用208
76多諧振蕩器208
761概述208
762555定時(shí)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(yīng)用212
77脈沖產(chǎn)生與整形電路的
系統(tǒng)應(yīng)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(xí)題2