數(shù)字系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于信息通信、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)控制、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域，與模擬系統(tǒng)相比，數(shù)字系統(tǒng)具有更高的精確性和可靠性。數(shù)字電子技術(shù)主要研究數(shù)字信息的采集、存儲(chǔ)、處理、控制和傳輸，是電氣類、電子信息類、自動(dòng)化類、計(jì)算機(jī)類等專業(yè)重要的必修課。
21世紀(jì)以來，世界范圍內(nèi)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速進(jìn)行，具備創(chuàng)新思維的高水平應(yīng)用型工程技術(shù)人才是我國加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提升國際競爭力的強(qiáng)大支撐。為適應(yīng)這一變化對(duì)人才培養(yǎng)提出的更高要求，教學(xué)必須以學(xué)生發(fā)展為中心，堅(jiān)持產(chǎn)出導(dǎo)向理念，課程內(nèi)容要體現(xiàn)前沿性與時(shí)代性，教學(xué)方法要具備先進(jìn)性與互動(dòng)性。
教材是學(xué)生獲取知識(shí)、提升能力、啟迪思維的重要途徑和載體，因此教材必須勝任上述要求。
國內(nèi)高等教育近幾十年來發(fā)生了深刻的變化，從以往的“精英教育”發(fā)展到如今的“大眾教育”，不同類型、不同層次的高校，學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、學(xué)習(xí)能力、發(fā)展定位也存在著較大的差異。本書立足于高水平應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需求，主要特點(diǎn)有：
1）從應(yīng)用出發(fā)，從問題出發(fā)，通過項(xiàng)目或案例將零散的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地聯(lián)系起來，優(yōu)化教材結(jié)構(gòu)，促進(jìn)知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)化。
2）大幅減少門電路、觸發(fā)器等內(nèi)容，弱化器件的電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化器件外特性的理解及功能表的識(shí)讀，便于讀者熟練掌握器件的典型應(yīng)用。
3）在介紹傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的同時(shí)，引入Verilog硬件描述語言（HDL）這一當(dāng)前數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流工具，體現(xiàn)“兩性一度”。
4）注重系統(tǒng)性思維的培養(yǎng)，深度、廣度、難度適中。
5）針對(duì)學(xué)生存在的短板和薄弱環(huán)節(jié)，有意識(shí)地增加了相應(yīng)內(nèi)容。
6）通過大量的Multisim和Quartus仿真，增強(qiáng)了知識(shí)獲取的直觀性，便于學(xué)生理解。
7）增加新形態(tài)教材內(nèi)容，包括知識(shí)擴(kuò)展、仿真電路、Verilog程序、知識(shí)點(diǎn)短視頻等。
本書共有10章，按照學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)和獲取能力的科學(xué)規(guī)律安排內(nèi)容，第1～4章主要介紹數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，側(cè)重于學(xué)生邏輯思維的建立；第5章介紹Verilog硬件描述語言和Quartus軟件；第6～10章以“片劑裝瓶計(jì)數(shù)顯示系統(tǒng)”為主線，將組合邏輯器件、時(shí)序邏輯器件和脈沖信號(hào)電路有機(jī)地結(jié)合起來，側(cè)重于學(xué)生系統(tǒng)思維、創(chuàng)新思維、工程思維的訓(xùn)練，使其逐步積累解決復(fù)雜工程問題的能力。
為了便于讀者更好地理解和學(xué)習(xí)，對(duì)以下幾方面作簡要說明：
（1）關(guān)于圖形符號(hào)IEC 60617是國際電工委員會(huì)（IEC）制定的電氣簡圖用圖形符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，共分為13個(gè)部分，其中第4部分（基本無源元件）和第12部分（二進(jìn)制邏輯元件）與本書密切相關(guān)；IEEE Std 315是美國電氣電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）制定的電氣電子圖形符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)；ANSI/IEEE Std 90��1984是美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI）和美國電氣電子工程師學(xué)會(huì)制定的邏輯函數(shù)圖形符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，ANSI/IEEE Std 91a��1991是其修訂版；GB/T 4728是中國國家市場監(jiān)督管理總局和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布的電氣簡圖用圖形符號(hào)國家標(biāo)準(zhǔn)，等同采用了IEC 60617標(biāo)準(zhǔn)。
本書主要采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)。有一些外文參考文獻(xiàn)或器件手冊(cè)用的是IEEE Std 315標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)某些電子元器件有兩種以上推薦圖形符號(hào)，例如基本型電阻器，既可以使用鋸齒形符號(hào)，也可以使用矩形框符號(hào)。從擴(kuò)大知識(shí)面和提高應(yīng)用能力的角度出發(fā)，本書不刻意追求標(biāo)準(zhǔn)的完全統(tǒng)一，請(qǐng)讀者知悉。
同理，對(duì)于基本邏輯器件，ANSI/IEEE Std 91a��1991既允許使用原有的矩形輪廓符號(hào)，也允許使用一類新的特定形狀符號(hào)。目前國際上主流的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）軟件和經(jīng)典的數(shù)字邏輯教材往往采用這種特定形狀符號(hào)。為了便于讀者查閱國外文獻(xiàn)資料，快速上手EDA軟件，本書采取矩形輪廓和特定形狀兩套符號(hào)體系并用的方式。
（2）關(guān)于器件名稱邏輯器件因生產(chǎn)廠家、工藝、內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)、封裝等多種因素的不同，即使同一種器件，其型號(hào)名稱在前綴、中間、后綴上也會(huì)略有差異，例如SN7400N、74LS00P、74ALS00都是指2輸入與邏輯，為了保持一致性，書中統(tǒng)一按照74LS××型號(hào)對(duì)各種邏輯功能器件進(jìn)行描述。由于部分邏輯功能器件在Multisim仿真軟件中型號(hào)不齊全，因此存在仿真電路中使用的器件型號(hào)和正文中介紹的器件型號(hào)不完全一致的情況。
（3）關(guān)于電路和器件引腳標(biāo)識(shí)在編寫過程中，涉及一些具體的電路和器件引腳時(shí)，為了保持“原汁原味”，對(duì)其中的標(biāo)識(shí)未作任何改動(dòng)，例如對(duì)于工作電源，有些電路或器件上標(biāo)識(shí)為VCC、VCC，有些標(biāo)識(shí)為UCC、UCC，遇到此類情況，請(qǐng)讀者在閱讀的時(shí)候結(jié)合上下文加以理解。
（4）關(guān)于Multisim軟件仿真Multisim軟件的仿真原理基于電路分析和模型的建立，在仿真過程中，軟件會(huì)根據(jù)電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和元器件的數(shù)學(xué)模型“呈現(xiàn)”電路的行為。對(duì)于純數(shù)字電路而言，由于只考慮“0”和“1”兩種邏輯狀態(tài)，因此在電路正確的情況下，仿真結(jié)果和理論分析基本上是一致的。但對(duì)于模擬電路或數(shù)模混合電路而言，由于仿真電路中的元器件參數(shù)是模型給定的，而真實(shí)電路中的元器件參數(shù)會(huì)因?yàn)閺S家不同、出廠批次不同、使用環(huán)境不同、精度不同、電路結(jié)構(gòu)和形式不同等多種原因?qū)е潞蜆?biāo)稱值不一樣，再加上模擬量的狀態(tài)是連續(xù)的，電路又容易受到各種外界因素的影響，因此仿真軟件很難建立“完美”的電路模型，從而造成仿真電路值、理論計(jì)算值、實(shí)際電路值三者容易存在偏差。對(duì)此，大家要用辯證的思維來看待，多實(shí)踐、多分析、多思考、多總結(jié)。
本書由北京石油化工學(xué)院藍(lán)波任主編，北京石油化工學(xué)院朱亞東洋和山東大學(xué)紀(jì)少波參與編寫。在本書編寫過程中，清華大學(xué)段玉生教授、北京交通大學(xué)張曉冬教授、北京工業(yè)大學(xué)張印春高級(jí)工程師、中央民族大學(xué)王繼業(yè)教授、北京石油化工學(xué)院曾建唐教授，以及北京石油化工學(xué)院電工電子教學(xué)與實(shí)驗(yàn)中心的老師們提出了很多寶貴意見和有益的建議，在此一并致以誠摯的謝意。
由于編者水平有限，書中難免存在錯(cuò)誤和不妥之處，殷切希望師生和讀者給予批評(píng)指正。