數字電子技術基礎[電子工業出版社出版圖書]

《數字電子技術基礎》是2011年電子工業出版社出版的圖書，作者是常丹華。

內容簡介

本書為高等學校“十二五”電氣自動化類規劃教材之一，也是燕山大學的“數字電子技術基礎”河北省精品課程配套教材，是根據數字電子技術的新發展和課程組多年的教學實踐積累，針對數字電子技術課程教學基本要求和學習特點而編寫的。全書包括數字邏輯基礎、邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、半導體存儲器與可程式邏輯器件、脈衝波形的產生與整形、數模和模數轉換，共8章。考慮到EDA技術已成為數字電路設計的首要手段，本書加入了比較流行的EDA設計軟體MAX+plusⅡ的內容，並結合具體章節給出了軟體的套用方法。本教材可滿足學時較少情況下的教學，適宜48～60學時的教學。為了方便教學和自學，配備有實用的電子課件和習題簡解。

目錄

第1章 數字邏輯基礎 1

1.1 數位訊號與數字電路 2

1.1.1 數位訊號 2

1.1.2 數字電路 3

1.2 數制和碼制 4

1.2.1 幾種常用的數制 4

1.2.2 不同數制間的轉換 7

1.2.3 幾種常用的碼制 8

1.3 邏輯代數 10

1.3.1 邏輯代數中3種基本運算 10

1.3.2 複合邏輯運算 12

1.3.3 邏輯代數的基本公式 14

1.3.4 邏輯代數的常用公式 16

1.3.5 邏輯代數的基本定理 17

1.4 邏輯函式及其表示方法 18

1.4.1 邏輯函式的定義 18

1.4.2 邏輯函式的表示方法 18

1.4.3 各種表示方法間的相互轉換 19

1.5 邏輯函式的化簡 21

1.5.1 邏輯函式的最簡形式 21

1.5.2 公式化簡法 21

1.5.3 卡諾圖化簡法 23

1.6* EDA技術概述 32

1.6.1 EDA發展回顧 32

1.6.2 EDA系統構成 33

1.6.3 EDA工具發展趨勢 34

1.6.4 EDA工具軟體MAX+plus Ⅱ簡介 35

本章小結 37

習題與思考題 37

第2章 邏輯門電路 42

2.1 半導體二極體門電路 43

2.1.1 二極體的開關特性 43

2.1.2 二極體門電路 45

2.2 半導體三極體門電路 46

2.2.1 三極體的開關特性 46

2.2.2 三極體反相器 49

2.3 TTL集成門電路 50

2.3.1 TTL反相器電路結構及原理 50

2.3.2 TTL反相器的電壓傳輸特性和抗干擾能力 52

2.3.3 TTL反相器的靜態輸入特性、輸出特性和負載能力 54

2.3.4 TTL反相器的動態特性 58

2.3.5 TTL門電路的其他類型 61

2.3.6 TTL集成門系列簡介 69

2.4 CMOS集成門電路 71

2.4.1 MOS管的開關特性 72

2.4.2 CMOS反相器的電路結構和工作原理 77

2.4.3 CMOS反相器的特性及參數 78

2.4.4 CMOS門電路的其他類型 80

2.4.5 CMOS集成門系列簡介 84

2.5* 集成門電路的實際套用問題 86

2.5.1 集成門電路使用應注意的問題 86

2.5.2 TTL電路與CMOS電路之間的接口問題 88

本章小結 90

習題與思考題 90

第3章 組合邏輯電路 96

3.1 概述 97

3.2 組合邏輯電路的分析與設計 98

3.2.1 組合邏輯電路的分析 98

3.2.2 組合邏輯電路的設計方法 100

3.3 常用組合邏輯電路 103

3.3.1 編碼器 104

3.3.2 解碼器 111

3.3.3 數據選擇器 121

3.3.4 加法器 124

3.3.5 數值比較器 128

3.4 用中規模積體電路設計組合邏輯電路 133

3.4.1 用解碼器設計組合邏輯電路 133

3.4.2 用數據選擇器設計組合邏輯電路 136

3.4.3 用加法器設計組合邏輯電路 138

3.4.4* 綜合設計 141

3.5 組合邏輯電路的競爭—冒險現象 144

3.5.1 競爭—冒險的概念及其產生原因 144

3.5.2 消除競爭—冒險的方法 145

3.6* 用MAX+plus Ⅱ設計組合邏輯電路 148

本章小結 151

習題與思考題 151

第4章 觸發器 154

4.1 概述 155

4.2 基本SR觸發器（SR鎖存器） 155

4.2.1 由與非門構成的基本SR觸發器 155

4.2.2 由或非門構成的基本SR觸發器 158

4.3 同步觸發器（電平觸發） 160

4.3.1 同步SR觸發器 160

4.3.2 同步D觸發器（D鎖存器） 162

4.4 主從觸發器（脈衝觸發） 163

4.4.1 主從SR觸發器 164

4.4.2 主從JK觸發器 166

4.5 邊沿觸發器（邊沿觸發） 168

4.5.1 維持阻塞結構的邊沿觸發器 169

4.5.2 基於門電路傳輸延遲的邊沿JK觸發器 171

4.5.3 邊沿D觸發器（利用兩個同步D觸發器構成） 174

4.6 觸發器的邏輯功能及描述方法 175

4.7 集成觸發器 177

4.7.1 常用集成觸發器 177

4.7.2 觸發器的功能轉換 179

4.8 觸發器套用舉例 181

4.9* 用MAX+plus II驗證觸發器邏輯功能 182

本章小結 183

習題與思考題 184

第5章 時序邏輯電路 188

5.1 時序電路的基本概念 189

5.1.1 時序電路的分類 189

5.1.2 時序電路的基本結構和描述方法 189

5.2 同步時序電路的分析方法 191

5.2.1 同步時序電路的分析任務 191

5.2.2 同步時序電路的分析步驟 191

5.3 暫存器 196

5.3.1 暫存器和移位暫存器結構組成及原理 196

5.3.2 集成（移位）暫存器及其套用 198

5.4 計數器 202

5.4.1 同步計數器結構組成及原理 203

5.4.2 異步計數器結構組成及原理 209

5.4.3 集成計數器及其套用 211

5.5 同步時序電路的設計方法 219

5.5.1 時序電路設計的基本任務 219

5.5.2 時序電路的設計步驟 219

5.6 用中規模積體電路設計時序電路 224

5.6.1 用移位暫存器設計 224

5.6.2 用計數器設計 226

5.6.3 綜合設計 227

5.7* MAX+plus II設計時序邏輯電路 230

本章小結 232

習題與思考題 233

第6章 半導體存儲器與可程式邏輯器件 236

6.1 概述 237

6.2 隨機存儲器RAM 239

6.2.1 RAM存儲單元 239

6.2.2 RAM的結構 240

6.2.3 RAM的擴展 243

6.3 唯讀存儲器ROM 245

6.3.1 固定ROM 245

6.3.2 可程式唯讀存儲器PROM 246

6.3.3 現代常用ROM 250

6.4 可程式邏輯器件PLD 253

6.4.1 PLD基本原理 253

6.4.2 PLD分類 254

6.5 高密度可程式邏輯器件 257

6.5.1 複雜可程式邏輯器件CPLD 257

6.5.2 現場可程式門陣列FPGA 259

6.5.3 基於晶片的設計方法 261

6.6* 硬體描述語言簡介 262

6.6.1 VHDL簡介 263

6.6.2 VHDL描述邏輯電路舉例 265

本章小結 271

習題與思考題 271

第7章 脈衝波形的產生與整形 272

7.1 概述 273

7.1.1 矩形脈衝及其基本特性 273

7.1.2 矩形脈衝的產生和整形方法 274

7.2 555定時器及其脈衝電路 274

7.2.1 555定時器及其工作原理 274

7.2.2 由555定時器構成的單穩態觸發器 277

7.2.3 由555定時器構成的施密特觸發器 281

7.2.4 由555定時器構成的多諧振盪器 287

7.3 集成和其他單穩態觸發器 290

7.3.1 由門電路構成的單穩態觸發器 290

7.3.2 集成單穩態觸發器 291

7.4 集成和其他施密特觸發器 293

7.4.1 由門電路構成的施密特觸發器 293

7.4.2 集成施密特觸發器 294

7.5 其他多諧振盪器 296

7.5.1 由門電路構成的多諧振盪器 296

7.5.2 石英晶體多諧振盪器 298

本章小結 300

習題與思考題 300

第8章 數模和模數轉換 303

8.1 概述 304

8.2 數模轉換器（DAC） 304

8.2.1 DAC的基本原理 304

8.2.2 倒T形電阻網路DAC 305

8.2.3 權電流型DAC 306

8.2.4 數模轉換輸出極性的擴展 309

8.2.5 DAC的主要技術參數 311

8.2.6 集成DAC 313

8.3 模數轉換器（ADC） 315

8.3.1 ADC的基本原理 315

8.3.2 並聯比較型ADC 317

8.3.3 逐次漸近型ADC 318

8.3.4 雙積分型ADC 320

8.3.5 ADC的主要技術參數 323

8.3.6 集成ADC 324

8.4 取樣－保持電路 325

本章小結 327

習題與思考題 327

附錄A 常用的數字邏輯積體電路 330

附錄B 邏輯符號對照表 335

附錄C 部分習題與思考題解答 337

參考文獻 348