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《数字电子技术基础》：普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

目录

绪论
第1章 逻辑代数基础
问题探究
1.1 导论
1.1.1 数字信号的特点
1.1.2 二进制的算术运算
1.1.3 数制和码制
1.2 逻辑运算
1.2.1 基本逻辑运算
1.2.2 组合逻辑运算
1.3 公式和定理
1.3.1 常量与常量之间的关系
1.3.2 变量与常量之间的关系
1.3.3 特殊定理
1.3.4 与普通代数相似的定理
1.3.5 几个常用公式
1.4 基本规则
1.4.1 代入规则
1.4.2 对偶规则
1.4.3 反演规则
1.5 用代数法化简逻辑式
1.5.1 同一逻辑关系逻辑式形式的多样性
1.5.2 与或型逻辑式的化简步骤
1.6 最小项和最大项
1.6.1 最小项和最大项的定义
1.6.2 最小项和最大项的性质
1.6.3 与或标准型和或与标准型
1.7 卡诺图化简法
1.7.1 卡诺图
1.7.2 与项的读取和填写
1.7.3 如何使与项最简
1.7.4 卡诺图化简的结论
1.7.5 具有约束条件的逻辑函数化简
1.8 逻辑函数的变换
1.8.1 五种类型的逻辑函数
1.8.2 与或型转换为与非与非型
1.8.3 与或型转换为或与型
1.8.4 与或型转换为或非或非型
1.8.5 与或型转换为与或非型
1.9 逻辑式的最佳化
1.9.1 逻辑式最佳化的概念
1.9.2 异或门实现最佳化
1.9.3 实现最佳化的一般方法
习题

第2章 门电路
问题探究
2.1 导论
2.1.1 半导体二极管的开关特性
2.1.2 半导体三极管的开关特性
2.2 分立元件门电路
2.2.1 与门
2.2.2 或门
2.2.3 非门(反相器)
2.3 集成门电路(TTL)
2.3.1 TTL与非门电路结构
2.3.2 电路的逻辑功能
2.3.3 特性曲线
2.3.4 参数与指标
2.4 其他类型TTL门
2.4.1 集电极开路门(0C门)
2.4.2 三态门
2.4.3 与或非门、或非门和异或门
2.4.4 TTL系列门标准参数
2.5 CMOS逻辑门
2.5.1 CMOS反相器
2.5.2 CMOS与非门电路
2.5.3 CMOS传输门
2.5.4 CMOS门的参数指标
2.6 数字电路的VHDL描述
2.6.1 与非门
2.6.2 或非门
2.6.3 异或门
习题

第3章 组合数字电路
问题探究
3.1 导论
3.2 组合数字电路的分析
3.2.1 组合电路的分析方法
3.2.2 异或门分析
3.3 组合数字电路的设计
3.3.1 半加器设计
3.3.2 全加器设计
3.3.3 全加器的VHDI描述
3.4 常用组合集成逻辑电路
3.4.1 集成4位超前进位全加器
3.4.2 译码器
3.4.3 编码器
3.4.4 数据选择器
3.4.5 数码比较器
3.5 竞争与冒险
3.5.1 竞争与冒险的基本概念
3.5.2 冒险的分类
3.5.3 竞争冒险判别式
3.5.4 竞争冒险的确定方法
3.5.5 竞争冒险的消除
习题

第4章 触发器和定时器
问题探究
4.1 导论
4.1.1 时序数字电路的定义
4.1.2 触发器的分类和逻辑功能
4.2 基本RS触发器
4.2.1 基本RS触发器的工作原理
4.2.2 两个稳态
4.2.3 触发翻转
4.2.4 真值表和特征方程
4.2.5 状态转换图
4.2.6 集成基本RS触发器
4.3 同步时钟RS触发器
4.3.1 同步时钟RS触发器的结构和工作原理
4.3.2 同步时钟RS触发器的特征方程
4.3.3 波形及空翻现象
4.3.4 状态转换图
4.4 主从触发器
4.4.1 主从RS触发器
4.4.2 主从IK触发器
4.5 边沿触发器
4.5.1 维持阻塞D触发器的电路结构
4.5.2 维持阻塞D触发器的工作原理
4.5.3 特征表和特征方程
4.5.4 状态转换图和时序图
4.5.5 集成边沿D触发器
4.6 边沿IK触发器
4.6.1 边沿IK触发器的结构和工作原理
4.6.2 特征表和特征方程
4.6.3 状态转换图和时序图
4.6.4 逻辑符号
4.6.5 集成边沿JK触发器
4.7 触发器VHDL描述
4.8 555定时器
4.8.1 概述
4.8.2 单稳态触发器
4.8.3 多谐振荡器
4.8.4 施密特触发器
4.8.5 压控振荡器
习题

第5章 时序数字电路
问题探究
5.1 导论
5.2 时序电路分析
5.2.1 同步电路分析
5.2.2 异步电路分析
5.3 同步时序数字电路的设计
5.3.1 同步计数器的设计
5.3.2 时序逻辑问题设计
5.4 常用时序逻辑器件
5.4.1 寄存器和移位寄存器
5.4.2 计数器
5.4.3 用集成计数器实现任意进制计数器
5.4.4 用VHDL语言描述时序
电路
习题

第6章 存储器及大规模集成电路
问题探究
6.1 导论
6.2 只读存储器ROM
6.2.1 ROM的结构和工作原理
6.2.2 ROM的分类
6.2.3 ROM的应用
6.3 随机存储器
6.3.1 RAM的结构和原理
6.3.2 RAM的存储单元
6.3.3 集成RAM
6.4 可编程逻辑器件概述
6.4.1 PLD的发展
6.4.2 PLD的分类和特点
6.4.3 实现可编程的基本方法
6.5 通用阵列逻辑GAL
6.5.1 概述
6.5.2 GAL的结构
6.5.3 通用阵列逻辑GAL的编程
6.5.4 ispISI器件的程序语言简介
6.5.5 数字小系统的设计与实现
6.6 现场可编程门阵列FPGA
6.6.1 FPGA的基本结构
6.6.2 FPGA的编程
习题

第7章 数模与模数转换器
问题探究
7.1 导论
7.2 D／A转换器
7.2.1 倒T形电阻解码网络D／A转换器
7.2.2 集成D／A转换器AD7524
7.2.3 D／A转换器的转换精度与转换时间
7.3 A／D转换器
7.3.1 A／D转换的基本概念
7.3.2 并行比较型A／D转换器
7.3.3 逐次逼近型A／D转换器
7.3.4.双积分型A／D转换器
7.3.5 A／D转换器的转换精度与转换时间
7.4 多路模拟开关
7.4.1 模拟开关的功能及电路组成
7.4.2 模拟开关的工作模式
7.5 数据采集系统简介
7.5.1 系统的技术要求
7.5.2 系统方框图
7.5.3 电路设计
习题
附录 VHDL的基本结构与语法规则
参考文献

序言

“数字电子技术基础”是高等学校工科电类各专业的一门重要技术基础课，它具有较强的理论性，同时也具有很强的工程实践性，是大学生学习现代电子技术理论和实践知识的入门性课程。
基于本课程的上述特点，为顺应培养创新型人才的要求，编写小组将长期在教学中取得的教学成果和积累的经验融入到教材编写之中。在教学中我们提出基于建构主义的教学模式。建构主义的学习理论和教学理论是以“学”为中心的教学设计的理论基础，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构，教材的构思围绕这个中心思想展开。
首先，在课程绪论里给出“问题探究”题目，这些题目是针对课程学习的重点、难点提出来的，多数题目需要通过整个课程的学习和研究才可以得出研究结果。
然后，在每一章开始部分还是“问题探究”，以此引导学生自发建构学习平台，实现自主学习的目的。
接下来是“导论”，有该章的前导课程、学习者必备知识和技能、课程教学内容简介等。这些提示性内容一方面可以帮助学习者得到研究问题的思路和方法，另一方面也有助于学生在学习过程中更快、更准确地将当前的学习内容与原有的知识建立联系，使课程的学习体现出累积性、目标指引等特征。
最后，是该章主体内容，根据建构主义学习特征，应能满足学习者自主性学习的要求。如建构主义学习理论教学方法之一——“随机进入”教学模式，是由于事物的复杂性和问题的多面性所决定的。要做到对事物内在性质和事物之间相互联系的全面了解和掌握，即真正达到对所学知识的全面而深刻的意义建构是很困难的，往往从不同的角度考虑可以得出不同的理解。为克服这方面的弊病，在教学中就要注意对同一教学内容，要在不同的时间、不同的情境下、为不同的教学目的、用不同的方式加以呈现。为此，本书增加了举例和训练内容，如开始学习逻辑事件与逻辑函数时，我们就用“加法器、译码器和数据选择器等”做例子，进行逻辑抽象和逻辑函数表达的课堂教学；到学习基本逻辑器件我们仍然提出加法器、译码器和数据选择器等的实现方案；而学习由基本逻辑器件构成的数字电路时我们就自然讲到集成加法器、译码器和数据选择器等；接下来学习由基本数字电路构成的简单数字电路应用系统时，可以采用加法器、译码器和数据选择器等组合构成。这样的教材结构会使学习循序渐进，由浅入深。
为了方便教师的教学和学生的学习，每一章的后面都配有适量的习题，习题的难度由浅到深，读者可以根据实际情况选用。

文摘

插图：



1.电子技术的发展
电子技术基础是研究电子器件和电子电路工作原理及其应用的一门科学技术，是高等院校理工科学生必修的技术基础课程。电子器件经历了第一代电子管、第二代半导体器件和第三代集成电路后，其发展更加日新月异。
2.模拟电路和数字电路
电子电路中的信号分为模拟信号与数字信号两大类。模拟信号是指随时间连续变化的物理量，如电压、电流、温度和流量等，并可以用计量仪器测量出某一时刻模拟量的瞬时值和有效值。数字信号是指随时间断续变化的信号。一般来说，数字信号是在两个稳定状态之间阶跃式变化的信号。模拟量和数字量之间可以转换，只要它们之间建立起一定的转换关系。例如，可以通过计算数字信号变化的次数来得到相应的模拟量，而不需要知道数字信号每次变化的具体大小，或者研究数字信号之间的编排方式。
处理模拟信号的电子电路是模拟电路。模拟电路研究各种模拟电子器件及模拟信号的变换、控制、测量和应用等内容。模拟电路主要有放大电路、振荡电路、运算电路、有源滤波电路、整流稳压电路、反馈电路，以及混频、调制解调等非线性电路。
模拟电路具有如下特点：
①模拟电路处理的是连续变化的电信号，人们的日常生活、生产等活动与模拟信号的联系特别密切，所以，模拟电子电路应用面十分广泛。
②模拟电路中的器件往往工作在放大状态，因而电路的灵敏度比较高；但也容易受到干扰信号的影响。
③在模拟与数字电子电路的复合系统中，需要在模拟-数字、数字-模拟信号间进行变换，其中少不了模拟电路，而且技术难点往往在模拟电路。
④许多模拟电路便于集成，可较大地降低成本，减小体积。
⑤模拟信号相对数字信号而言，不便于处理和存储。
处理数字信号的电子电路是数字电路。数字电路研究各种逻辑器件和各种数字电路，以及研究数字信号的变换、存储、测量和应用等内容。
数字电路具有如下特点：
①数字电路中的器件往往工作于开关（饱和和截止）状态，因而电路的稳定性好，可靠性高。
②电路只需识别信号的有无，这样就便于扩充数字的位数以获得较高的灵敏度。
③数字信号便于处理和存储。
④数字电路便于集成，可大大降低成本，减小体积。数字电路的集成水平一般都高于模拟电路。

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