數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用教程
定 價(jià)：32 元
叢書名：21世紀(jì)高等院校信息與通信工程規(guī)劃教材
- 作者：郭宏 ，武國財(cái) 編
- 出版時(shí)間：2010/3/1
- ISBN：9787115219503
- 出 版 社：人民郵電出版社
- 中圖法分類：TN79
- 頁碼：299
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用教程》從應(yīng)用的角度出發(fā)，全面介紹了數(shù)字電子技術(shù)的基本概念、基礎(chǔ)理論和基本分析方法。全書共分10章，主要內(nèi)容包括邏輯代數(shù)、集成門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路、脈7中信號的產(chǎn)生與整形、模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換、半導(dǎo)體存儲器和可編程邏輯器件、可編程邏輯器件的應(yīng)用和數(shù)字電路應(yīng)用設(shè)計(jì)舉例。
《數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用教程》將理論與實(shí)踐相結(jié)合，注重體現(xiàn)知識的實(shí)用性和前沿性。《數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用教程》可作為應(yīng)用型本科院校和高等職業(yè)技術(shù)院校電子、通信、機(jī)電、自動化和計(jì)算機(jī)等專業(yè)學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)課程的教材或參考書，也可供工程技術(shù)人員參考。
隨著電子科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，微電子技術(shù)和集成電路的廣泛應(yīng)用，以及電子信息技術(shù)的發(fā)展對科學(xué)技術(shù)、國民經(jīng)濟(jì)、國防等領(lǐng)域日益深入的影響和滲透，當(dāng)今的電子產(chǎn)品逐步地趨于小型化、數(shù)字化和集成化，數(shù)字電子技術(shù)的知識、理論和方法在相關(guān)專業(yè)的地位越來越重要。
為了適應(yīng)電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和不同專業(yè)的需求，特別是近些年來逐步采用EDA技術(shù)輔助教學(xué)，開設(shè)數(shù)字電子技術(shù)這門課程就顯得十分重要和必要。數(shù)字電子技術(shù)是電子、通信、計(jì)算機(jī)、自動化等專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課程，也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課和從事相關(guān)專業(yè)工作的必修課程。
本書主要是針對應(yīng)用型本科院校和高等職業(yè)院校的電子類學(xué)生編寫的，在內(nèi)容的編排上結(jié)合應(yīng)用型人才的特點(diǎn)，做到基礎(chǔ)理論適當(dāng)，對公式、定理的推導(dǎo)及證明從簡，知識深入淺出，原理簡潔易懂。本書以能力培養(yǎng)為主線，以應(yīng)用為目的，著重介紹電子電路的適用范圍及分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試方法，更加注重理論應(yīng)用于實(shí)踐的特色。全書敘述簡明，概念清楚，知識結(jié)構(gòu)合理，重點(diǎn)突出。學(xué)生通過本門課程的學(xué)習(xí)，可以提高實(shí)踐應(yīng)用能力，為今后的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
全書共分10章。理論內(nèi)容主要包括邏輯代數(shù)、集成門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路、脈沖信號的產(chǎn)生與整形、模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換、半導(dǎo)體存儲器和可編程邏輯器件。在每一章中，都結(jié)合相應(yīng)內(nèi)容設(shè)有實(shí)際應(yīng)用電路舉例。本書第9章為可編輯邏輯器件的應(yīng)用，第10章為數(shù)字電路應(yīng)用設(shè)計(jì)舉例，其中列舉了兩個(gè)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，使理論與實(shí)踐互相依托，緊密結(jié)合，構(gòu)成該教材的最大特點(diǎn)。此外，本書還附有部分習(xí)題的參考答案和常用數(shù)字集成芯片引腳圖，并提供多媒體課件等教學(xué)輔助材料。
本書可作為應(yīng)用型本科院校和高等職業(yè)技術(shù)院校電子、通信、機(jī)電、自動化和計(jì)算機(jī)等專業(yè)學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)課程的教材或參考書，也可供工程技術(shù)人員參考。
本書由郭宏、武國財(cái)任主編，姜橋、計(jì)京鴻、邢彥辰、姚麗麗任副主編。全書共10章，其中第5章和第9章由郭宏編寫，第6章和第7章由武國財(cái)編寫，第l章和第10章由姜橋編寫，第8章由計(jì)京鴻編寫，第3章和第4章由邢彥辰編寫，第2章由姚麗麗編寫，胡金龍編寫了附錄及部分內(nèi)容，孫會楠對本書部分內(nèi)容做了編寫和校對工作。 在本書的編寫過程中，溫海洋、劉顯忠等提出了許多修改建議，在此表示感謝。
由于編者水平有限，書中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，敬請讀者批評指正。
第1章 邏輯代數(shù)基礎(chǔ)知識1
1.1 數(shù)字電路概述1
1.1.1 數(shù)字信號與數(shù)字電路1
1.1.2 數(shù)字電路的特點(diǎn)1
1.1.3 數(shù)字電路的優(yōu)點(diǎn)2
1.1.4 數(shù)字電路的分類2
1.1.5 數(shù)字電路的典型應(yīng)用3
1.2 數(shù)制與編碼4
1.2.1 數(shù)制4
1.2.2 不同進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換6
1.2.3 編碼8
1.3 邏輯代數(shù)基礎(chǔ)11
1.3.1 邏輯代數(shù)的基本概念與基本運(yùn)算11
1.3.2 幾種常用的復(fù)合邏輯運(yùn)算14
1.3.3 邏輯函數(shù)的相等17
1.4 邏輯代數(shù)中的基本公式、定理和規(guī)則17
1.4.1 基本公式17
1.4.2 邏輯代數(shù)中的基本規(guī)則19
1.5 邏輯函數(shù)的化簡20
1.5.1 邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與或式和最簡表達(dá)式21
1.5.2 邏輯函數(shù)的公式化簡法24
1.5.3 邏輯函數(shù)的圖形化簡法26
1.5.4 具有約束的邏輯函數(shù)的化簡29
1.6 邏輯函數(shù)的表示方法及其相互之間的轉(zhuǎn)換32
1.6.1 邏輯函數(shù)的幾種表示方法32
1.6.2 5種表示方法的轉(zhuǎn)換32
本章小結(jié)34
習(xí)題34
第2章 集成門電路39
2.1 概述39
2.1.1 邏輯門電路的概念39
2.1.2 正邏輯與負(fù)邏輯39
2.1.3 分立門電路和集成門電路40
2.2 半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性40
2.2.1 二極管的開關(guān)特性40
2.2.2 三極管的開關(guān)特性41
2.2.3 場效應(yīng)管的開關(guān)特性43
2.3 分立元器件門電路45
2.3.1 二極管與門和或門45
2.3.2 三極管非門47
2.4 TTL集成門電路47
2.4.1 TTL與非門48
2.4.2 TTL與非門電路的主要外部特性49
2.4.3 TTL反相器、或非門、與門、或門、與或非門和異或門53
2.4.4 TTL集電極開路門和三態(tài)門55
2.4.5 其他雙極型集成電路58
2.4.6 TTL電路產(chǎn)品系列和主要參數(shù)58
2.5 CMOS集成門電路59
2.5.1 CMOS門電路的構(gòu)成59
2.5.2 CMOS漏極開路門、三態(tài)門和傳輸門61
2.5.3 CMOS門電路的主要外部特性62
2.5.4 CMOS電路產(chǎn)品系列和主要參數(shù)63
2.6 集成電路使用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題64
本章小結(jié)66
本章習(xí)題67
第3章 組合邏輯電路71
3.1 概述71
3.2 組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法72
3.2.1 組合邏輯電路的基本分析方法72
3.2.2 組合邏輯電路的基本設(shè)計(jì)方法73
3.3 加法器和數(shù)值比較器76
3.3.1 加法器76
3.3.2 數(shù)值比較器81
3.4 編碼器和譯碼器83
3.4.1 編碼器83
3.4.2 譯碼器86
3.5 數(shù)據(jù)選擇器和分配器94
3.5.1 數(shù)據(jù)選擇器94
3.5.2 數(shù)據(jù)分配器97
3.6 組合邏輯電路中的競爭冒險(xiǎn)99
3.6.1 競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象及原因99
3.6.2 冒險(xiǎn)現(xiàn)象的判斷100
3.6.3 消除競爭冒險(xiǎn)的方法101
3.7 組合邏輯電路應(yīng)用設(shè)計(jì)舉例102
應(yīng)用舉例1：1位十進(jìn)制加法器102
應(yīng)用舉例2：3個(gè)4位數(shù)值的最小值選擇器103
本章小結(jié)104
習(xí)題105
第4章 觸發(fā)器109
4.1 概述109
4.2 基本RS觸發(fā)器110
4.2.1 電路結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)110
4.2.2 集成基本RS觸發(fā)器113
4.3 同步觸發(fā)器115
4.3.1 同步RS觸發(fā)器115
4.3.2 同步JK觸發(fā)器117
4.3.3 同步D觸發(fā)器118
4.3.4 同步觸發(fā)器存在的問題121
4.4 無空翻觸發(fā)器121
4.4.1 主從觸發(fā)器121
4.4.2 邊沿D觸發(fā)器123
4.4.3 邊沿JK觸發(fā)器127
4.5 觸發(fā)器邏輯功能轉(zhuǎn)換和電氣特性129
4.6 常用集成觸發(fā)器及其應(yīng)用舉例132
應(yīng)用舉例1：2/3分頻電路132
應(yīng)用舉例2：簡易定時(shí)電路133
本章小結(jié)134
習(xí)題134
第5章 時(shí)序邏輯電路137
5.1 概述137
5.1.1 時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)137
5.1.2 時(shí)序邏輯電路的分類138
5.2 時(shí)序邏輯電路的基本分析和設(shè)計(jì)方法138
5.2.1 時(shí)序邏輯電路的基本分析方法138
5.2.2 時(shí)序邏輯電路的基本設(shè)計(jì)方法143
5.3 計(jì)數(shù)器149
5.3.1 計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)和分類149
5.3.2 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器150
5.3.3 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器159
5.3.4 N進(jìn)制計(jì)數(shù)器162
5.4 寄存器166
5.4.1 寄存器的主要特點(diǎn)和分類166
5.4.2 基本寄存器167
5.4.3 移位寄存器168
5.5 順序脈沖發(fā)生器175
5.5.1 計(jì)數(shù)型順序脈沖發(fā)生器175
5.5.2 移位型順序脈沖發(fā)生器176
5.6 時(shí)序邏輯電路應(yīng)用舉例179
應(yīng)用舉例1：電子密碼鎖179
應(yīng)用舉例2：停車場進(jìn)出車輛統(tǒng)計(jì)器181
本章小結(jié)182
習(xí)題183
第6章 脈沖產(chǎn)生與整形電路188
6.1 概述188
6.2 施密特觸發(fā)器190
6.2.1 由555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器190
6.2.2 由邏輯門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器191
6.2.3 集成施密特觸發(fā)器193
6.2.4 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用194
6.3 多諧振蕩器195
6.3.1 由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器195
6.3.2 由邏輯門電路構(gòu)成的多諧振蕩器196
6.3.3 石英晶體多諧振蕩器197
6.3.4 多諧振蕩器的應(yīng)用198
6.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器199
6.4.1 由555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器199
6.4.2 由邏輯門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器201
6.4.3 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器203
6.4.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用205
本章小結(jié)206
本章習(xí)題207
第7章 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路210
7.1 概述210
7.2 數(shù)模轉(zhuǎn)換器210
7.2.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換原理和一般組成210
7.2.2 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC212
7.2.3 R-2R倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC213
7.2.4 DAC的轉(zhuǎn)換精度、速度和主要參數(shù)214
7.2.5 集成DAC及其應(yīng)用舉例215
7.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器216
7.3.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換的一般步驟和取樣定理216
7.3.2 并聯(lián)比較型ADC218
7.3.3 逐次漸近型ADC220
7.3.4 雙積分型ADC221
7.3.5 ADC的轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度224
7.3.6 集成ADC及其應(yīng)用舉例224
本章小結(jié)225
習(xí)題226
第8章 半導(dǎo)體存儲器和可編程邏輯器件229
8.1 概述229
8.2 只讀存儲器229
8.2.1 ROM的結(jié)構(gòu)及工作原理230
8.2.2 ROM應(yīng)用舉例及容量擴(kuò)展232
8.3 隨機(jī)存取存儲器235
8.3.1 RAM的結(jié)構(gòu)及存儲單元235
8.3.2 RAM存儲容量的擴(kuò)展236
8.4 可編程邏輯器件簡介238
8.4.1 可編程陣列邏輯器件239
8.4.2 可編程通用陣列邏輯器件240
8.4.3 復(fù)雜的可編程邏輯器件243
8.4.4 現(xiàn)場可編程門陣列244
本章小結(jié)246
習(xí)題247
第9章 可編程邏輯器件的應(yīng)用249
9.1 概述249
9.1.1 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法簡介249
9.1.2 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟249
9.2 可編程邏輯器件的基礎(chǔ)知識250
9.2.1 MAX+plusⅡ軟件的使用250
9.2.2 VHDL語言的基礎(chǔ)知識253
9.3 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)258
9.3.1 譯碼器258
9.3.2 選擇器和加法器260
9.4 時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)262
9.4.1 觸發(fā)器262
9.4.2 計(jì)數(shù)器、分頻器264
9.4.3 寄存器、順序脈沖發(fā)生器266
9.5 數(shù)字應(yīng)用設(shè)計(jì)舉例268
本章小結(jié)270
習(xí)題270
第10章 數(shù)字電路應(yīng)用設(shè)計(jì)舉例273
10.1 設(shè)計(jì)電子電路的一般方法與步驟273
10.2 數(shù)字電路應(yīng)用設(shè)計(jì)舉例276
設(shè)計(jì)舉例1會議發(fā)言限時(shí)器276
設(shè)計(jì)舉例2數(shù)字頻率計(jì)281
本章小結(jié)286
習(xí)題287
附錄Ⅰ 數(shù)字集成電路命名方法288
附錄Ⅱ 常用集成電路外引腳排列圖及功能表290
部分習(xí)題參考答案293
參考文獻(xiàn)300
1.真值表
真值表是將輸入邏輯變量的各種可能取值和對應(yīng)的函數(shù)值排列在一起而組成的表格。它的主要優(yōu)點(diǎn)是可以直觀地反映邏輯變量的取值和函數(shù)值之間的對應(yīng)關(guān)系。所以，在許多數(shù)字集成電路手冊中，常常都以真值表的形式給出器件的邏輯功能。它的主要缺點(diǎn)是當(dāng)變量個(gè)數(shù)較多時(shí)，列寫真值表麻煩，而且不能運(yùn)用邏輯代數(shù)公式進(jìn)行化簡。
當(dāng)把一個(gè)實(shí)際邏輯問題抽象成為數(shù)學(xué)問題時(shí)，使用真值表是最方便的。所以，在數(shù)字電路的邏輯設(shè)計(jì)過程中，首先就是分析要求列出真值表，然后由真值表再轉(zhuǎn)換成其他的形式。
2.邏輯函數(shù)表達(dá)式
邏輯函數(shù)表達(dá)式是用與、或、非等邏輯運(yùn)算的組合來表示邏輯變量之間關(guān)系的代數(shù)表達(dá)式。邏輯函數(shù)表達(dá)式有多種表示形式，邏輯函數(shù)表達(dá)式又簡稱為邏輯表達(dá)式、邏輯式或表達(dá)式。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是形式簡單，書寫方便，又能利用邏輯代數(shù)公式進(jìn)行化簡，同時(shí)根據(jù)邏輯表達(dá)式畫邏輯圖比較容易。缺點(diǎn)是不能直接反映輸入、輸出變量之間的對應(yīng)關(guān)系。
3.邏輯圖
邏輯圖是用若干規(guī)定的邏輯符號連接構(gòu)成的圖。由于圖中的邏輯符號通常都是和電路器件相對應(yīng)，所以邏輯圖又稱為邏輯電路圖，用邏輯圖實(shí)現(xiàn)電路是較容易的，它有與工程實(shí)際比較接近的優(yōu)點(diǎn)。
4.卡諾圖
卡諾圖是真值表的一種特定的圖示形式，是根據(jù)真值表按一定規(guī)則畫出的一種方格圖，它是用每個(gè)小方格來表示真值表中每一行變量的取值情況和對應(yīng)的函數(shù)值。卡諾圖也是邏輯函數(shù)的一種表示方法，它可以直觀而方便地化簡邏輯函數(shù)。它的主要缺點(diǎn)在于變量增加后，用卡諾圖表示邏輯函數(shù)將變得比較復(fù)雜，邏輯函數(shù)的化簡也顯得困難。
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