数字电子技术
作 者： 唐颖，程菊花，阮越 著
出版时间： 2013
内容简介
前言为了适应高校应用型人才培养的要求，作者在多年从事“数字电子技术”课程的教学改革和教学实践的基础上，总结了理论和实践教学的经验，结合新技术的发展，针对学生在学习中经常遇到的困难问题，尝试采用理论与实践相结合的教学模式，本着理论够用，着眼应用的原则，编写了这本以应用为主线，结合学科新技术发展的教材。本书编写的主要特色如下：（1）基础理论与工程实践及计算机辅助设计相融合为本书编写的出发点。将理论与实践融于一体，理论部分有实践为依托，实践部分有理论进行分析，互为补充，是本书的一大特点。（2）十分注重数字电子技术在实际中的应用。在阐述实现电路功能的基本原理后，只关注各种数字电路器件的外部特点和使用方法；淡化集成电路内部结构及内部工作原理的论述。通过每章给出的各种设计实例、实验使学生熟悉元器件在数字电子系统中的具体应用，并通过每章后面的综合实训提高学生的灵活应用能力和设计能力。（3）数字电子技术的基本理论和实践能力是许多后续课程的基础。本书充分考虑了与后续课程如“单片机原理及应用”、“微机组成原理”等课程的衔接，精选常规内容，控制教材的知识深度及范围，合理统筹，融会贯通。（4）本书每一章都给出了主要知识点和基本要求，每个知识点同时配有例题和相当数量的习题，使读者可以举一反三，提高分析和解决问题的能力。随着集成电路技术的快速发展和广泛应用，数字电路的设计方法在概念上发生了根本的变化。因此，本书以介绍逻辑分析方法为主，逻辑电路的设计主要考虑中、大规模集成电路的选用和运用。编写时力求简明扼要，通俗易懂，便于自学。本书可作为高等学校理工科各专业应用型本科“数字电子技术”课程及相关课程的教材，也可供有关工程技术人员自学和参考。本书由浙江树人大学唐颖、程菊花和阮越共同编著。在本书编写过程中，作者借鉴了许多优秀教材和技术专家的宝贵经验和技术资料，得到了 的大力支持与帮助，在此深表谢意。同时诚挚地感谢浙江树人大学叶淑彬、王惠民、蒋智伟，他们多年来与作者一起开展的实践教学改革工作，为本书实验内容的编写奠定了基础。限于编者水平，疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正。唐颖 2012年8月
目录前言
第1章 绪论 1
1.1 数字电路概述 1
1.1.1 模拟与数字电路 1
1.1.2 数字电路的分类和学习方法 2
1.2 数制与编码 3
1.2.1 进位计数制 3
1.2.2 数制之间的相互转换 6
1.2.3 编码 9
本章小结 11
习题1 12
第2章 数字逻辑基础 13
2.1 逻辑代数基础 13
2.1.1 逻辑代数的基本运算 13
2.1.2 复合逻辑运算 15
2.1.3 逻辑代数的公式和运算规则 18
2.2 逻辑函数的表示方法 20
2.3 逻辑函数的代数化简法 23
2.3.1 化简的意义与标准 23
2.3.2 具体的代数化简法 24
2.4 逻辑函数的卡诺图化简法 26
2.4.1 逻辑函数的最小项及其性质 26
2.4.2 逻辑函数的最小项表达式 27
2.4.3 用卡诺图表示逻辑函数 27
2.4.4 用卡诺图化简逻辑函数 29
2.4.5 含随意项的逻辑函数的化简 31
2.5 逻辑函数几种表示方法之间的转换 32
本章小结 34
习题2 35
第3章 门电路 37
3.1 分立元器件门电路 37
3.1.1 二极管与门和或门电路 37
3.1.2 三极管非门电路 39
3.2 TTL集成门电路 40
3.2.1 TTL与非门的基本结构及工作原理 40
3.2.2 TTL与非门的主要特性和参数 41
3.3 TTL门电路的其他类型 46
3.3.1 集电极开路门 46
3.3.2 三态输出门 48
3.3.3 TTL集成逻辑门电路系列简介 49
3.4 MOS门电路 51
3.4.1 CMOS反相器 51
3.4.2 其他的CMOS门电路 52
3.4.3 CMOS数字集成电路的特点与系列 54
3.5 集成门电路使用中的一些问题 55
3.5.1 TTL与CMOS器件之间的接口问题 55
3.5.2 集成门电路使用中的一些问题 57
本章小结 58
习题3 58
本章实验 TTL门电路功能测试 60
第4章 组合逻辑电路 65
4.1 组合电路的分析和设计方法 65
4.1.1 组合逻辑电路的分析方法 65
4.1.2 组合逻辑电路的设计方法 67
4.2 常用组合逻辑电路 70
4.2.1 加法器 70
4.2.2 编码器 73
4.2.3 译码器 75
4.2.4 数据选择器 82
4.2.5 数值比较器 86
4.3 组合电路中的冒险现象及处理 88
4.3.1 冒险现象 88
4.3.2 冒险的检查和处理 89
本章小结 91
习题4 91
本章实验1 组合逻辑电路设计 93
本章实验2 译码器、数据选择器的测试与应用 94
综合实训 双色自动滚环灯电路制作 95第5章 触发器 99
5.1 触发器概述 99
5.1.1 对触发器的基本要求 99
5.1.2 触发器的现态和次态 100
5.1.3 触发器的分类 100
5.2 基本RS触发器 100
5.2.1 电路构成及逻辑符号 100
5.2.2 工作原理 101
5.2.3 逻辑功能描述 102
5.3 同步触发器 104
5.3.1 同步RS触发器 104
5.3.2 D锁存器 106
5.3.3 同步触发器的空翻 107
5.4 主从触发器 108
5.4.1 电路构成与逻辑符号 108
5.4.2 工作原理 109
5.4.3 异步输入端 110
5.4.4 主从JK触发器存在的问题 110
5.5 边沿触发器 110
5.5.1 边沿JK触发器 110
5.5.2 维持阻塞D触发器 111
5.6 触发器逻辑功能的转换 113
5.6.1 T触发器和T＇触发器 113
5.6.2 触发器逻辑功能的转换 114
本章小结 115
习题5 116
本章实验 集成触发器功能测试及应用 119
综合实训 数字抢答器设计 122
第6章 时序逻辑电路 125
6.1 时序逻辑电路简述 125
6.1.1 时序逻辑电路的结构特点 125
6.1.2 时序逻辑功能的描述方法 126
6.1.3 时序逻辑电路的分类 129
6.2 时序逻辑电路的分析 130
6.2.1 时序逻辑电路的分析步骤 130
6.2.2 时序逻辑电路的分析举例 130
6.3 常用的时序逻辑电路 136
6.3.1 寄存器 136
6.3.2 计数器 141
6.4 时序逻辑电路的设计 157
6.4.1 同步计数器的设计 158
6.4.2 一般同步时序逻辑电路的设计 164
本章小结 170
习题6 171
本章实验1 计数器及其应用 180
本章实验2 时序逻辑电路设计 181
综合实训 数字密码控制器的制作 181
第7章 脉冲信号的产生和整形电路 184
7.1 集成555定时器 184
7.2 施密特触发器 186
7.2.1 用555定时器构成的施密特触发器 187
7.2.2 集成施密特触发器 188
7.2.3 施密特触发器的应用 188
7.3 单稳态触发器 189
7.3.1 用555定时器构成的单稳态触发器 189
7.3.2 由与非门组成的单稳态触发器 190
7.3.3 集成单稳态触发器 192
7.3.4 单稳态触发器的应用 194
7.4 多谐振荡器 195
7.4.1 用555定时器构成的多谐振荡器 195
7.4.2 石英晶体振荡器 197
本章小结 198
习题7 198
本章实验1 555时基电路及其应用 199
本章实验2 设计模拟音响电路 202
综合实训 数字式频率计的制作 202
第8章 D-A与A-D转换器 206
8.1 D-A、A-D转换概述 206
8.2 D-A转换器 207
8.2.1 D-A转换器的基本原理 207
8.2.2 常见的D-A转换器 207
8.2.3 集成D-A转换器 209
8.2.4 D-A转换器的主要参数 214
8.3 A-D转换器 215
8.3.1 A-D转换的基本原理 215
8.3.2 逐次逼近型A-D转换器 217
8.3.3 双积分型A-D转换器 219
8.3.4 集成A-D转换器 221
8.3.5 A-D转换器的主要参数 224
本章小结 224
习题8 225
本章实验 D-A和A-D转换器及其应用 225
第9章 半导体存储器和可编程逻辑器件简介 228
9.1 随机存取存储器 228
9.1.1 随机存取存储器的结构和读写原理 228
9.1.2 静态RAM集成电路6264简介 229
9.2 只读存储器 230
9.2.1 固定ROM的结构原理 230
9.2.2 可编程只读存储器 232
9.2.3 可擦除可编程只读存储器 232
9.2.4 EPROM存储器的应用举例 234
9.3 存储器容量的扩展 236
9.3.1 ROM的信号线 236
9.3.2 存储器的位扩展 237
9.3.3 存储器的字扩展 237
9.3.4 存储器的字与位的同时扩展 238
9.4 可编程逻辑器件简介 238
9.4.1 可编程阵列逻辑 239
9.4.2 通用可编程逻辑器件 240
9.4.3 CPLD/FPGA简介 242
本章小结 246
习题9 247
综合实训 多种波形发生器电路设计 247
附录A 集成芯片认读的有关知识 249
A.1 管脚序号 249
A.2 利用管脚标注和功能名称解读各管脚功能 249
附录B 集成电路命名方法 252
附录C 常用逻辑基本单元符号对照表 255
附录D Multisim 7仿真软件的使用 256
D.1 Multisim 7的工作界面 256
D.2 Multisim 7仿真元件库元器件的提取 261
附录E 常见集成芯片管脚图 263
参考文献 275