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本书是按照教育部“数字电子技术基础课程教学基本要求”进行编写的，并根据当代数字系统设计方法发展现状，增加了可编程逻辑器件、VHDL硬件描述语言及相关EDA软件的内容，更加突出了基于可编程逻辑器件的现代数字系统设计方法教学。全书共十一章，包括数制与码制、逻辑函数及其化简、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、半导体存储器、基于可编程逻辑器件的现代数字系统设计、D/A和A/D转换器及应用、数字系统综合设计。

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ISBN：9787121155178

开本：16开

页数：376

字数：600

本书目录

绪论 1
第1章  数制与码制 3
1.1  进位计数制 3
1.1.1  十进制数的表示 3
1.1.2  二进制数的表示 3
1.1.3  八进制数和十六制数的表示 4
1.1.4  二进制的算术运算和逻辑运算 5
1.2  数制转换 6
1.2.1  二进制数和十进制数之间的转换 7
1.2.2  八进制数、十六进制数与二进制数的转换 8
1.3  带符号数的代码表示 8
1.3.1  真值与机器数 8
1.3.2  原码 9
1.3.3  反码 9
1.3.4  补码 10
1.3.5  机器数的运算 10
1.4  数码和字符的代码表示 13
1.4.1  十进制数的二进制编码 13
1.4.2  可靠性编码 14
1.4.3  字符代码 16
习题 17
第2章  逻辑函数及其化简 18
2.1  逻辑代数 18
2.1.1  逻辑变量与逻辑函数 18
2.1.2  基本逻辑运算 18
2.1.3  复合逻辑运算 21
2.1.4  逻辑函数与真值表 23
2.1.5  逻辑函数的相等 25
2.2  逻辑代数的定律及规则 25
2.2.1  逻辑代数的基本定律 25
2.2.2  逻辑代数的三个规则 27
2.2.3  逻辑代数的常用公式 28
2.3  逻辑函数的化简 28
2.3.1  逻辑函数的标准形式 28
2.3.2  逻辑函数的代数化简法 34
2.3.3  卡诺图化简法 36
2.3.4  逻辑函数的列表化简法* 43
习题 47
第3章  逻辑门电路 49
3.1  概述 49
3.2  门电路逻辑符号及其外部特性 49
3.2.1  简单逻辑门电路 49
3.2.2  复合逻辑门电路 51
3.2.3  正负逻辑问题 53
3.3  典型逻辑门电路及其主要技术参数 55
3.3.1  二极管门电路 57
3.3.2  三极管逻辑非门 59
3.3.3  TTL集成逻辑门 61
3.3.4  三态输出门（TS门） 70
3.3.5  MOS逻辑门 72
习题 80
第4章  组合逻辑电路 87
4.1  概述 87
4.1.1  什么是组合逻辑电路 87
4.1.2  组合逻辑电路逻辑功能的描述 87
4.2  组合逻辑电路的分析方法 87
4.2.1  组合逻辑电路一般分析方法 88
4.2.2  组合电路分析举例 88
4.3  常用组合逻辑电路 89
4.3.1  加法器 89
4.3.2  编码器 91
4.3.3  译码器 95
4.3.4  数据选择器 103
4.3.5  数值比较器 105
4.4  组合逻辑电路的设计 109
4.4.1  采用小规模集成器件设计组合逻辑电路 109
4.4.2  采用中规模集成器件实现组合逻辑电路 118
4.5  组合逻辑电路的竞争—冒险 122
4.5.1  竞争—冒险的成因 122
4.5.2  判断是否存在冒险的方法 123
4.5.3  消除竞争冒险的措施 125
习题 125
第5章  触发器 130
5.1  概述 130
5.2  RS触发器 130
5.2.1  基本RS触发器 130
5.2.2  时钟控制RS触发器 133
5.2.3  主从RS触发器 134
5.2.4  集成RS触发器 136
5.2.5  基本RS触发器的简单应用 137
5.3  J K触发器 138
5.3.1  钟控JK触发器电路结构与工作原理 138
5.3.2  主从JK触发器 140
5.3.3  主从JK触发器的一次翻转现象 141
5.3.4  边沿JK触发器动作特点 142
5.4  D触发器 145
5.4.1  D触发器的电路结构与工作原理 145
5.4.2  边沿D触发器 146
5.5  T触发器 149
5.6  各类触发器的转换 149
5.6.1  JK触发器转换为其他触发器 150
5.6.2  D触发器转换为其他
      触发器 151
习题 152
第6章  时序逻辑电路 156
6.1  概述 156
6.2  同步时序逻辑电路分析 157
6.2.1  同步时序逻辑电路的分析方法 157
6.2.2  同步时序逻辑电路的分析举例 157
6.3  常用同步时序逻辑电路 162
6.3.1  寄存器 162
6.3.2  计数器 167
6.4  同步时序逻辑电路的设计 177
6.4.1  设计方法 177
6.4.2  设计举例 179
6.5  中规模同步时序逻辑电路的分析和设计 188
6.5.1  中规模同步时序逻辑电路的分析 188
6.5.2  中规模同步时序逻辑电路的设计 193
6.6  异步时序逻辑电路 196
6.6.1  脉冲异步时序逻辑电路 196
6.6.2  电平异步时序逻辑电路分析 201
习题 203
第7章  脉冲波形的产生与整形 207
7.1  概述 207
7.1.1  脉冲信号的特点 207
7.1.2  脉冲产生与整形电路的基本分析方法 207
7.2  单稳态触发器 208
7.2.1  用门电路构成的单稳态触发器 208
7.2.2  集成单稳态触发器 210
7.2.3  应用举例 212
7.3  多谐振荡器 213
7.3.1  用门电路构成多谐振荡器 213
7.3.2  石英晶体多谐振荡器 214
7.3.3  应用举例 215
7.4  施密特触发器 215
7.4.1  用门电路构成的施密特触发器 216
7.4.2  集成施密特触发器 217
7.4.3  主要应用 218
7.5  555定时电路及其应用 219
7.5.1  555定时器的内部电路结构与工作原理 219
7.5.2  555定时器构成单稳态触发器 220
7.5.3  555定时器构成施密特触发器 222
7.5.4  555定时器构成多谐振荡器 224
习题 227
第8章  半导体存储器 229
8.1  概述 229
8.1.1  半导体存储器的特点与技术指标 229
8.1.2  半导体存储器的分类 230
8.2  只读存储器（ROM） 231
8.2.1  ROM芯片基本结构和工作原理 231
8.2.2  各类ROM的存储单元结构及编程原理 232
8.3  随机存取存储器（RAM） 236
8.3.1  RAM的基本结构和工作原理 236
8.3.2  RAM的存储单元 237
8.3.3  RAM存储容量的扩展 238
习题 240
第9章  基于可编程逻辑器件的现代数字系统设计 241
9.1  概述 241
9.1.1  传统数字系统设计方法存在的问题 241
9.1.2  基于PLD的现代数字系统设计流程 242
9.1.3  传统与现代数字系统设计方法比较 243
9.2  可编程逻辑器件 243
9.2.1  PLD电路简介 243
9.2.2  通用阵列逻辑GAL 246
9.2.3  复杂可编程逻辑器件CPLD 248
9.2.4  现场可编程门阵列FPGA 249
9.2.5  PLD的编程与配置 252
9.3  Quartus II使用方法 255
9.3.1  Quartus II简介 255
9.3.2  原理图输入设计 256
9.3.3  HDL输入设计 265
9.3.4  原理图与HDL混合输入设计 267
9.4  数字电路的VHDL设计 268
9.4.1  VHDL语法概要 268
9.4.2  组合电路的VHDL设计 299
9.4.3  时序电路的VHDL设计 304
9.4.4  存储器的VHDL设计 311
习题 314
第10章  D/A和A/D转换器及应用 316
10.1  概述 316
10.2  D/A转换器 316
10.2.1  权电阻网络D/A转换器 316
10.2.2  倒T型电阻网络D/A转换器 318
10.2.3  D/A转换器的主要技术参数 319
10.2.4  常用D/A转换器件及应用 321
10.3  A/D转换器 325
10.3.1  A/D转换原理 325
10.3.2  并联比较型A/D转换器 327
10.3.3  反馈比较型A/D转换器 328
10.3.4  双积分型A/D转换器 329
10.3.5  A/D转换器的主要技术参数 331
10.3.6  常用A/D器件及应用 331
习题 334
第11章  数字系统综合设计 335
11.1  8位10进制频率计设计 335
11.1.1  测频原理 335
11.1.2  时序控制电路设计 336
11.1.3  8位10进制计数器设计 337
11.1.4  8位数码管显示驱动电路设计 339
11.1.5  整体电路设计与测试 341
11.2  简易正弦信号发生器设计 342
11.2.1  设计原理 342
11.2.2  定制ROM及其初始化 342
11.2.3  地址发生器设计 345
11.2.4  整体电路设计与测试 346
11.3  电压表的设计——A/D转换器的应用 347
11.3.1  数字电压表的基本组成 347
11.3.2  数字电压表的主要技术指标 347
11.3.3  设计方案比较 347
11.3.4  液晶显示电压表的电路设计 349
11.4  射频监视切换器设计 352
11.4.1  射频监视切换器的设计要求 352
11.4.2  设计方案比较 352
11.4.3  单元电路设计 353
11.4.4  总体电路设计 355
习题 357
附录  部分常用中小规模数字集成电路器件介绍 359
参考文献 365

展开

前言

数字电子技术是当前发展最快的学科之一。就逻辑器件而言，已经从20世纪50年代的晶体管、60年代的小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI），发展到现在的大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）和特超大规模集成电路。当代可编程逻辑器件的发展十分迅速，为数字电路设计，提供了更加完善、便捷的解决方案。相应地，数字电路的设计过程和方法也在不断地演变和发展。由于半导体技术的迅速发展，微型计算机的广泛应用，所以数字电子技术在现代科学技术领域中占有很重要的地位，在各个领域中得到广泛的应用。
本教材是江西省级精品课程《数字电子技术》建设成果之一，主要任务是在介绍数字电子技术基本知识的基础上，培养分析和设计数字与逻辑系统的能力。本书内容安排以数字逻辑的基础理论、单元电路和基本的分析方法、设计方法为主线，在编写过程中力求通俗易懂，内容的处理上力求遵循由浅入深、由特殊到一般、从感性上升到理性等循序渐进的原则。对二极管、三极管开关特性和数字逻辑门电路简化了分析，加强了外特性的形象讨论；数字集成电路将贯通全篇，注重概念的条理清晰与内容的实际应用，舍去复杂的理论分析，突出和加强数字电路内容，精简和压缩脉冲电路内容。以小规模集成电路和中规模集成电路为主来组织基础内容，针对目前应用极为广泛的可编程逻辑器件，增加了VHDL语言及其编程应用的内容，并适当介绍了大规模集成电路与可编程逻辑器件的基本原理，加强了基于VHDL语言的数字系统设计及其典型应用实例的内容。
本书取材内容较为丰富，在教学中，教师可根据教学大纲规定的内容设计教学体系和删减相关章节。例如：有的学校专门设置了“可编程逻辑器件”课程，则第9章 基于可编程逻辑器件的现代数字系统设计和第11章 数字系统综合设计可以作为选讲内容。
本教材由谢芳森、刘祝华和徐林共同完成编写工作，我们通过广泛的调查研究，共同确定了本书的编写大纲。其中，第2章到第6章由谢芳森完成，第9章到第11章由刘祝华编写，第1章、第7章和第8章由徐林完成。在编写过程中，王建模教授、刘刚副教授、袁文副教授对编写大纲提出了宝贵建议，并认真审阅了全部书稿，指出了初稿中存在的错误和不妥之处，并提出了详细的修改意见。嵇英华教授也十分关心本教材和课程的建设，并给予了大力支持。北京交通大学侯建军教授对本精品课程建设无偿提供了宝贵经验和应用资料，并对课程建设提出了许多宝贵意见。谨对以上老师的指导和帮助，表示衷心的感谢。在编写过程中除了引用编著者自己的相关研究成果外，还参考了其他数十种文献资料，在此，谨向所有参考文献作者表示诚挚的谢意。
由于编者水平有限，书中的错误和缺点在所难免，热忱欢迎广大读者对本书提出批评与建议。

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