數字電子技術基礎/普通高等教育電氣自動化類國傢級特色專業係列規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 2026

內容簡介

　　《數字電子技術基礎/普通高等教育電氣自動化類國寶特色專業係列規劃教材》是重慶大學國傢電工電子基礎課程教學基地建設的成果之一，具有教材體係科學、教學內容先進和教學適應性強的特點。《數字電子技術基礎/普通高等教育電氣自動化類國寶特色專業係列規劃教材》係統地介紹瞭數字電路的基本理論、設計方法和典型應用。全書內容包括：數字電路基礎、邏輯門電路、邏輯代數、組閤邏輯電路的分析方法和設計方法、組閤邏輯電路應用、觸發器和定時器、時序邏輯電路的分析方法和設計方法、典型時序邏輯電路、半導體存儲器、可編程邏輯器件和硬件描述語言、數模與模數轉換器。
　　《數字電子技術基礎/普通高等教育電氣自動化類國寶特色專業係列規劃教材》內容充實，論述透徹，便於自學。可作為高等學校電氣信息類（含電氣類、電子類）等專業的數字電子技術基礎課程的教材，也可供從事電子技術工作的工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 數字電路基礎
1.1 數字電路的特點
1.1.1 模擬信號和數字信號
1.1.2 數字電路的特點
1.2 數製及其相互轉換
1.2.1 數製
1.2.2 數製間的轉換
1.3 二進製算術運算
1.4 碼製
1.5 二值邏輯運算
1.5.1 三種基本邏輯運算
1.5.2 復閤邏輯運算
1.5.3 邏輯函數
習題

第2章 邏輯門電路
2.1 二極管和晶體管的開關特性
2.1.1 二極管的開關特性
2.1.2 晶體管的開關作用特性
2.2 TTL門電路
2.2.1 TTL非門的工作原理
2.2.2 TTL非門的特性
2.2.3 TTL與非門／或非門／與或非門
2.2.4 TTL集電極開路門和三態門
2.2.5 TTL門電路的産品係列
2.3 CMOS門電路
2.3.1 MOS管的開關特性
2.3.2 CMOS反相器的工作原理
2.3.3 CMOS反相器的特性
2.3.4 CMOS與非門／或非門
2.3.5 CMOS傳輸門／三態門／異或門
2.3.6 BiCMOS門電路
習題

第3章 邏輯代數
3.1 邏輯代數的基本定律
3.1.1 邏輯代數定理
3.1.2 常用恒等式
3.2 邏輯運算的基本規則
3.2.1 代人規則
3.2.2 反演規則
3.2.3 對偶規則
3.3 邏輯函數的代數法化簡
3.3.1 最簡的標準
3.3.2 代數法化簡
3.4 邏輯函數的卡諾圖化簡
3.4.1 邏輯函數標準錶達式
3.4.2 邏輯函數的卡諾圖
3.4.3 邏輯函數的卡諾圖化簡
3.5 具有無關項的邏輯函數化簡
3.5.1 無關項概念
3.5.2 應用無關項化簡函數
習題

第4章 組閤邏輯電路的分析方法和設計方法
4.1 組閤邏輯電路的結構和特點
4.2 組閤邏輯電路的分析方法
4.3 組閤邏輯電路的穩態波形圖
4.4 組閤邏輯電路的設計方法
4.5 組閤邏輯電路的競爭冒險
4.5.1 競爭冒險
4.5.2 競爭冒險的判斷
4.5.3 競爭冒險的消除
習題

第5章 組閤邏輯電路應用
5.1 編碼器
5.1.1 普通編碼器
5.1.2 優先編碼器
5.2 譯碼器
5.2.1 二進製譯碼器
5.2.2 二一十進製譯碼器
5.2.3 顯示譯碼器
5.3 數據分配器與數據選擇器
5.3.1 數據分配器
5.3.2 數據選擇器
5.4 數值比較器
5.4.11 位數值比較器
5.4.2 4 位數值比較器
5.4.3 比較器的位數擴展
5.5 加法器
5.5.11 位全加器
5.5.2 多位加法器
5.5.3 加法器的應用
習題

第6章 觸發器和定時器
6.1 基本RS觸發器
6.1.1 與非門基本RS觸發器
6.1.2 或非門基本.RS觸發器
6.2 同步RS觸發器
6.3 邊沿觸發器=
6.3.1 主從型RS觸發器
6.3.2 傳輸延時型JK觸發器
6.3.3 維持阻塞型D觸發器
6.4 觸發器邏輯功能的轉換
6.4.1 維持阻塞型D觸發器轉換為T和T’觸發器
6.4.2 觸發器的邏輯功能轉換方法
6.5 觸發器的動態特性
6.6 555定時器
6.6.1 555定時器的功能
6.6.2 555定時器組成施密特觸發器
6.6.3 555定時器組成單穩態觸發器
6.6.4 555定時器組成多諧振蕩器
習題

第7章 時序邏輯電路的分析方法和設計方法
7.1 時序邏輯電路的特點和分類
7.1.1 時序邏輯電路的結構和特點
7.1.2 時序邏輯電路的分類
7.2 時序電路的分析方法
7.3 時序電路的設計方法
習題

第8章 典型時序邏輯電路
8.1 計數器
8.1.1 計數器的概念和分類
8.1.2 二進製計數器
8.1.3 二一十進製計數器
8.1.4 用集成計數器設計N進製計數器
8.2 順序脈衝發生器
8.3 寄存器
8.3.1 並行輸入寄存器
8.3.2 移位寄存器
習題

第9章 半導體存儲器
9.1 半導體存儲器基礎
9.1.1 半導體存儲器的結構框圖
9.1.2 半導體存儲器的分類
9.2 隨機存取存儲器（RAM）
9.2.1 靜態隨機存取存儲器（SRAM）
9.2.2 動態隨機存取存儲器（DRAM）
9.3 隻讀存儲器
9.3.1 掩模隻讀存儲器
9.3.2 可編程隻讀存儲器
9.4 閃存
9.4.1 閃存的存儲單元
9.4.2 閃存的特點和應用
9.5 存儲器容量的擴展
9.5.1 存儲器的位擴展
9.5.2 存儲器的字擴展
9.5.3 存儲器的字位擴展
習題

第10章 可編程邏輯器件和硬件描述語言
10.1 與或陣列型PLD
10.1.1 與或陣列型PLD的原理
10.1.2 通用陣列邏輯
10.1.3 復雜可編程邏輯器件
10.2 查找錶型PLD
10.2.1 查找錶型PLD的原理
10.2.2 分段互連FPGA
10.2.3 快速互連FPGA
10.3 PLD的設計流程
10.4 硬件描述語言
10.4.1 VIIDL的基本結構
10.4.2 VHDL的數據對象類型及運算操作符
10.4.3 VHDL語言的功能描述方式
10.4.4 VHDL語言的主要描述語句
10.4.5 VHDL設計舉例
習題

第11章 數模與模數轉換器
11.1 數模和模數轉換的作用
11.2 數模轉換器
11.2.1 倒T形電阻網絡DAC
11.2.2 權電流型DAC
11.2.3 DAC的雙極性輸齣
11.2.4 DAC的主要技術指標
11.3 模數轉換器
11.3.1 模數轉換基礎
11.3.2 並行比較ADC
11.3.3 逐次比較ADC
11.3.4 雙積分ADC
11.3.5 ADC的主要技術指標
習題

附錄A 美國標準信息交換碼（ASCII）
附錄B 常用邏輯符號對照錶
附錄C 中國半導體集成電路型號命名法
附錄D TTL和CMOS門的主要技術參數錶
參考文獻

前言/序言

深入探究數字世界基石：信號、邏輯與架構的演進 本書旨在為讀者構建一座通往數字世界核心的橋梁，從最基本的信號形態入手，逐步深入到構建復雜數字係統的邏輯單元和係統架構。我們摒棄瞭冗餘的理論推導，聚焦於理解數字電子技術在現代科技中不可或缺的原理與應用，力求使讀者在掌握紮實基礎的同時，也能窺見其發展的脈絡與未來的趨勢。 第一部分：數字信號的語言——二進製與邏輯門 萬事萬物，追根溯源。數字世界的基石，在於對信息進行編碼和處理。本書的第一部分，將從最原始的“開”與“關”——也就是二進製的“0”和“1”開始，揭示它們如何成為現代信息傳遞與處理的通用語言。我們將深入探討： 二進製錶示法與數值轉換： 學習二進製、十進製、十六進製之間的相互轉換，理解數字係統如何錶示和存儲信息。這不僅僅是數學上的練習，更是理解計算機內部運作的開端。 邏輯運算的威力： 引入布爾代數的概念，但重點在於其實際應用。我們將詳細講解AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR等基本邏輯門的功能，並通過生動的圖示和實例，展現它們如何實現最基本的邏輯判斷與運算。例如，我們將通過一個簡單的門禁係統實例，說明AND門如何實現“必須同時滿足兩個條件纔能通過”的邏輯。 組閤邏輯電路的設計與分析： 在理解基本邏輯門的基礎上，我們將學習如何將它們組閤起來，構建能夠執行特定功能的組閤邏輯電路。這包括半加器、全加器、多路選擇器、譯碼器、編碼器等核心單元。我們將演示如何通過真值錶和卡諾圖等工具，簡化和優化邏輯設計，確保電路的高效性。例如，我們會詳細解析全加器如何實現多位二進製數的加法運算，為理解CPU中的ALU打下基礎。 時序邏輯電路的奧秘： 當我們引入“記憶”的概念，數字電路便進入瞭一個全新的維度。本節將聚焦於觸發器（Flip-Flop）及其衍生電路，如D觸發器、JK觸發器、T觸發器。理解觸發器如何存儲單個比特信息，以及它們如何構成基本的記憶單元。我們將進一步探討寄存器（Register）和計數器（Counter）的設計與應用，它們是構建狀態機、移位寄存器和各種時序控製電路的關鍵。以一個簡單的數字時鍾計數器為例，說明觸發器是如何一步步纍積和顯示時間的。 第二部分：邏輯構建的階梯——組閤與時序電路的深入 在掌握瞭基本的邏輯門和觸發器之後，我們將進一步深入，學習如何構建更復雜的數字係統。這一部分將側重於實用性的設計方法和分析技巧。 狀態機的設計與實現： 狀態機是描述和控製係統行為的強大工具。我們將介紹有限狀態機（FSM）的兩種主要類型：摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型，並詳細講解如何通過狀態圖、狀態錶來設計和分析狀態機。我們將通過實際案例，例如交通信號燈控製器、電梯控製係統等，演示狀態機的設計流程和優勢。 存儲器的原理與分類： 現代數字係統離不開存儲器。我們將深入講解隨機存取存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）的基本原理。重點會放在理解SRAM和DRAM的差異，以及Flash Memory在現代存儲設備中的作用。我們將介紹存儲器的工作方式，包括地址譯碼、數據讀寫等過程，並探討不同類型存儲器在性能、容量和成本上的權衡。 數模與模數轉換： 現實世界是模擬的，而數字係統處理的是數字信號。因此，數模轉換器（DAC）和模數轉換器（ADC）在兩者之間扮演著至關重要的角色。我們將講解不同類型的DAC和ADC，例如逐次逼近型ADC、雙積分型ADC，以及它們的工作原理和性能指標，如分辨率、轉換速度和精度。通過實例，我們將說明它們如何在音頻采集、傳感器數據讀取等領域發揮作用。 數據通路與控製通路的設計： 復雜數字係統的核心在於其數據通路和控製通路。我們將探討如何設計高效的數據通路來處理和傳輸數據，並設計相應的控製通路來協調各個單元的操作。這對於理解微處理器、微控製器等核心部件的工作原理至關重要。 第三部分：係統架構的視野——從基礎到應用的飛躍 在本部分，我們將視野從單個電路單元擴展到整個數字係統的架構。我們將探索數字技術是如何被組織起來，以實現更廣泛、更復雜的功能。 微處理器與微控製器： 深入剖析微處理器（CPU）的基本結構，包括指令集、寄存器組、算術邏輯單元（ALU）、控製單元和存儲接口。我們將簡要介紹CPU的工作流程，即取指令、譯碼、執行、寫迴。同時，我們將探討微控製器（MCU）的概念，及其相對於通用微處理器的優勢，例如集成度高、功耗低等，並介紹其在嵌入式係統中的廣泛應用。 總綫係統與接口技術： 理解不同組件之間如何通過總綫進行通信是構建大型數字係統的關鍵。我們將介紹並行總綫和串行總綫的概念，以及常見的總綫協議，例如PCIe、USB等。我們將重點講解數據傳輸的同步與異步方式，以及接口電路在數據格式轉換、電平匹配等方麵的作用。 數字信號處理（DSP）初步： 隨著數字技術的飛速發展，數字信號處理（DSP）已經成為一個重要的領域。我們將介紹DSP的基本概念，例如采樣、量化、編碼，以及傅裏葉變換等核心算法的原理，並簡要說明它們在音頻、圖像處理等方麵的應用。 可編程邏輯器件（PLD）： 介紹可編程邏輯器件（PLD）的概念，包括PLA、PAL、CPLD和FPGA。我們將重點講解FPGA的結構和工作原理，以及如何利用硬件描述語言（HDL）如Verilog或VHDL進行設計。這將使讀者瞭解如何靈活地配置和實現定製化的數字邏輯電路，為硬件加速和原型開發提供瞭強大的工具。 貫穿全書的特色： 理論與實踐並重： 在講解每一個概念時，我們都會輔以大量的實際應用案例和電路圖例，幫助讀者將理論知識轉化為實際的理解。 循序漸進的學習路徑： 從最基礎的二進製和邏輯門，逐步深入到復雜的係統架構，確保讀者能夠建立起紮實的知識體係。 注重理解而非記憶： 強調對數字電路工作原理的深刻理解，而非單純的公式和定理記憶。 麵嚮未來： 關注數字電子技術在人工智能、物聯網、5G等前沿領域的發展和應用，激發讀者的學習興趣和探索精神。 通過學習本書，讀者將不僅能夠掌握數字電子技術的核心原理，更能培養齣分析和設計數字係統的能力，為未來在電氣工程、計算機科學、自動化等領域的學習和工作奠定堅實的基礎。這本書是每一位渴望理解和駕馭數字世界的朋友們的理想起點。