基本信息
书名：数字电子技术基础
定价：35.00元
作者：白彦霞,张秋菊
出版社：北京邮电大学出版社有限公司
出版日期：2009-08-01
ISBN：9787563520350
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.540kg
编辑推荐
本书以讲清组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析方法和设计方法为主线，介绍了各种逻辑器件的功能及应用，贯彻理论联系实际和少而精的原则，加强了对中规模集成电路的应用。
全书共分为10章，分别为：数字逻辑概论、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、锁存器与触发器、时序逻辑电路、脉>中波形的产生与变换、数/模和模/数转换、半导体存储器以及可编程逻辑器件。此外，配合教学的实验内容穿插在相应的理论教学过程中，每章都配有本章小结和习题。
该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。
内容提要
本书定位在“应用型本科”层次，内容简明，通俗易懂，由浅入深，突出集成器件的应用，理论联系实际。
全书共分为10章，分别为：数字逻辑概论、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、锁存器与触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与变换、数/模和模/数转换、半导体存储器以及可编程逻辑器件。此外，配合教学的实验内容穿插在相应的理论教学过程中，每章都配有本章小结和习题。
本书篇幅适中、可读性强，可作为普通高等院校计算机相关专业、电气自动化技术和信息类相关专业应用型本(专)科的教材或参考书，也可供从事电子技术工作的工程技术人员参考。
目录
作者介绍
文摘
序言
电子世界的基石：揭示数字信号的奥秘与实践 本书旨在为广大读者，特别是电子工程、计算机科学及相关领域的初学者，构建一个坚实的数字电子技术基础。我们深知，理解并掌握数字信号的原理，是驾驭现代电子设备和信息技术的核心所在。因此，本书将从最基础的概念出发，层层递进，力求用清晰易懂的语言、丰富翔实的案例，引导您深入探索数字电子世界的奥秘。 第一章：数字世界的大门——数制与编码 我们的生活，无论是度量时间，还是衡量距离，都离不开数字。然而，计算机和现代电子系统所使用的数字语言，与我们日常习惯的十进制数制大相径庭。本章将首先带您认识那些构成数字世界基石的数制：二进制、八进制和十六进制。您将学习如何理解它们的表示方式，掌握它们之间的相互转换技巧，例如从二进制到十进制，从十进制到十六进制等等。理解这些转换过程，不仅仅是机械的记忆，更是对数字系统底层逻辑的初步感知。 随后，我们将进入更为核心的部分——编码。编码是数据在数字系统中表示和传输的关键。本章将详细介绍几种重要的编码方式，包括： 无符号数编码： 这是最基础的编码方式，用于表示非负整数。您将了解其简单的映射关系，以及在计算机内存中的存储方式。 带符号数编码： 实际应用中，我们需要表示正数和负数。本章将深入探讨几种主流的带符号数编码方法： 原码： 这是最直观的表示方式，但存在一些运算上的不便。 反码： 通过对原码进行位翻转来实现，为补码运算奠定了基础。 补码： 这是目前计算机系统中最常用的带符号数表示方法。您将学习其原理，理解为何它能够简化加减运算，并深入理解其在硬件实现中的重要性。 BCD码（二进制编码的十进制数）： 尽管计算机内部使用二进制，但在某些需要人机交互或与十进制系统对接的场合，BCD码显得尤为重要。本章将介绍其编码规则，以及它在数码显示等应用中的优势。 ASCII码（美国信息交换标准代码）： 文本信息在计算机中的表示，离不开ASCII码。您将了解ASCII码如何将英文字母、数字、标点符号等映射到二进制序列，理解它是构成现代字符集的基础。 通过本章的学习，您将不再对那些由0和1组成的神秘代码感到困惑，而是能够理解它们背后所蕴含的丰富信息和严谨逻辑，为后续深入学习数字电路打下坚实的基础。 第二章：逻辑的舞动——逻辑门与布尔代数 数字电子技术的核心在于逻辑运算。本章将为您揭示逻辑运算的精妙之处，以及如何用数学工具——布尔代数来描述和简化这些运算。 我们首先介绍最基本的逻辑门电路，它们是构成一切数字系统的“砖瓦”： 与门（AND Gate）： 只有当所有输入端均为高电平时，输出端才为高电平。它对应着逻辑“与”运算。 或门（OR Gate）： 只要有任何一个输入端为高电平，输出端就为高电平。它对应着逻辑“或”运算。 非门（NOT Gate / Inverter）： 输入端为高电平时，输出端为低电平；输入端为低电平时，输出端为高电平。它执行逻辑“非”运算，实现信号的翻转。 在此基础上，我们将介绍由基本逻辑门组合而成的衍生逻辑门： 与非门（NAND Gate）： 与门的输出进行非运算。它是一种通用逻辑门，理论上可以通过与非门实现所有其他逻辑功能。 或非门（NOR Gate）： 或门的输出进行非运算。同样，或非门也是一种通用逻辑门。 异或门（XOR Gate）： 当两个输入端不同时，输出为高电平；当两个输入端相同时，输出为低电平。它在奇偶校验、加法器等电路中扮演着重要角色。 同或门（XNOR Gate）： 异或门的输出进行非运算。当两个输入端相同时，输出为高电平；当两个输入端不同时，输出为低电平。 接下来，我们将进入数学的殿堂——布尔代数。布尔代数是处理逻辑运算的有力工具，它提供了一套严格的代数规则，能够让我们对复杂的逻辑表达式进行化简和优化。本章将详细介绍布尔代数的基本定律和定理，例如： 交换律： A + B = B + A， A · B = B · A 结合律： (A + B) + C = A + (B + C)， (A · B) · C = A · (B · C) 分配律： A · (B + C) = A · B + A · C， A + B · C = (A + B) · (A + C) 同一律： A + 0 = A， A · 1 = A 互补律： A + Ā = 1， A · Ā = 0 零律： A + 1 = 1， A · 0 = 0 幂等律： A + A = A， A · A = A 吸收律： A + A · B = A， A · (A + B) = A 德摩根定律： (A + B)‾ = Ā · B‾， (A · B)‾ = Ā + B‾ 您将学习如何利用这些定律和定理，将复杂的逻辑表达式化简为最简形式，从而设计出更高效、更经济的逻辑电路。此外，卡诺图（Karnaugh Map）作为一种直观的图形化方法，也将被详细介绍，它能够帮助我们系统地化简含有较少变量的逻辑函数。 通过掌握布尔代数和逻辑门电路，您将能够理解数字电路的设计原理，并开始着手构建和分析简单的数字系统。 第三章：组合逻辑电路的魅力 在掌握了基本的逻辑门和布尔代数之后，本章将带领您进入组合逻辑电路的设计与分析。组合逻辑电路由若干逻辑门组合而成，其输出仅取决于当前输入的组合，不包含任何记忆功能。 本章将深入介绍几种重要的组合逻辑电路模块： 译码器（Decoder）： 译码器可以将二进制编码的输入转换为独热码（one-hot code）的输出。例如，一个3-to-8译码器可以将3位的二进制输入译成8位输出中的一位有效。它在地址译码、数据选择等方面有广泛应用。 编码器（Encoder）： 编码器的作用与译码器相反，它将多个输入信号中的一个有效信号转换成相应的二进制编码输出。例如，一个8-to-3编码器可以将8个输入线中的一个有效信号转换成3位的二进制代码。 数据选择器（Multiplexer / MUX）： 数据选择器也称为多路开关，它能从多个输入信号中，根据选通控制信号的选择，将其中一个输入信号传递到唯一的输出端。它常用于信号的路由和选择。 数据分配器（Demultiplexer / DEMUX）： 数据分配器的作用与数据选择器相反，它将一个输入信号，根据选通控制信号的选择，分配到多个输出端中的一个。 加法器（Adder）： 加法器是数字电路中最基本也最核心的运算单元。本章将介绍不同类型的加法器： 半加器（Half Adder）： 能够对两位二进制数进行相加，但只能输出和与进位。 全加器（Full Adder）： 能够对三位二进制数（包括来自低位的进位）进行相加，输出和与进位。 串行加法器与并行加法器： 您将了解如何通过串联全加器来构成多位加法器，以及串行加法器和并行加法器的结构特点和性能差异。 比较器（Comparator）： 比较器用于比较两个二进制数的数值大小，并输出相应的比较结果（例如，大于、小于、等于）。 通过学习这些组合逻辑电路，您将能够理解和设计更复杂的数字系统，例如简单的算术逻辑单元（ALU）的雏形，以及数据通路的设计。我们将结合实际的电路图和工作原理，让您清晰地掌握每一类电路的功能和应用。 第四章：时序逻辑电路的奥秘——记忆的实现 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还与电路的状态（历史信息）有关。这意味着时序逻辑电路具有“记忆”功能，它们是构建复杂数字系统，特别是计算机，不可或缺的组成部分。 本章将重点介绍时序逻辑电路的核心单元——触发器（Flip-Flop）。触发器是最基本的存储单元，可以存储一位二进制信息。我们将详细介绍各种类型的触发器： 基本触发器（Latch）： 例如SR锁存器，是构成其他触发器的基础。您将了解其工作原理，以及它在无时钟控制下的状态变化。 同步触发器（Flip-Flop）： 同步触发器在时钟信号的控制下工作，其状态翻转发生在特定的时钟沿。我们将深入介绍： SR触发器： 具备置位（Set）和复位（Reset）功能。 D触发器（Data Flip-Flop）： 输入数据D，在时钟作用下，输出Q与输入D相等。它是最简单也最常用的触发器。 JK触发器： 具有更灵活的控制功能，可以实现置位、复位、保持和翻转（Toggle）等操作。 T触发器（Toggle Flip-Flop）： 当输入T为1时，输出翻转；当T为0时，输出保持不变。 在掌握了触发器的基本原理后，我们将进一步介绍由触发器组成的更复杂的时序逻辑电路： 寄存器（Register）： 寄存器是由一组触发器组成的，用于存储多位二进制信息。您将了解并行输入/输出寄存器、移位寄存器等不同类型的寄存器，以及它们在数据存储和传输中的作用。 计数器（Counter）： 计数器是利用触发器实现数字序列计数的电路。我们将介绍： 异步计数器（Ripple Counter）： 各级触发器的时钟信号并非同步，存在延时累积。 同步计数器（Synchronous Counter）： 所有触发器的时钟信号同步，计数精度高，速度快。 加法计数器、减法计数器、可逆计数器 等。 时序逻辑电路的学习，将为您揭示数字系统如何处理和管理信息流，如何实现指令的执行和状态的更新，为理解计算机的工作原理打下坚实的基础。 第五章：时钟、同步与半导体器件 在本章中，我们将回溯并深化对数字系统工作原理的理解，重点关注时钟信号、同步设计以及构成数字电路最基本元素的半导体器件。 时钟信号： 时钟信号是数字电路的“心脏”，它以规律的周期性脉冲驱动着电路的运行。本章将探讨时钟信号的产生（例如，晶体振荡器）、特性（频率、占空比）以及在同步时序电路中的关键作用。您将理解为何精确的时钟同步对于保证数字系统稳定可靠运行至关重要。 同步设计原理： 在深入理解了时序逻辑电路之后，本章将系统地总结同步设计的原则。我们将强调在设计复杂数字系统时，如何通过统一的时钟信号来协调各个模块的工作，如何避免竞争冒险（Race Condition）和亚稳态（Metastability）等问题，从而确保整个系统的可预测性和可靠性。 半导体器件基础： 虽然本书侧重于数字逻辑的原理和电路，但对构成这些电路的最基本单元——半导体器件的简要了解，将有助于您更全面地认识数字电子技术。本章将对以下器件进行简要介绍： 二极管（Diode）： 其单向导电性是构成许多逻辑门的基础。 三极管（Transistor）： 特别是Bipolar Junction Transistor (BJT) 和 Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET)。您将了解三极管作为开关的工作原理，它是构建现代集成电路（IC）的核心。 集成电路（IC）： 简单介绍集成电路的特点，即它是将大量晶体管、电阻、电容等元件集成在一块硅片上，是数字电子技术得以飞速发展的关键。 通过对时钟、同步以及基本半导体器件的理解，您将对数字电子系统的整体运作有了更深层次的认识，并能体会到理论与实践的紧密联系。 结语 本书内容涵盖了数字电子技术的基础概念，从数制编码到逻辑门，再到组合逻辑和时序逻辑电路，并触及了时钟、同步以及半导体器件。我们力求以严谨的逻辑、清晰的阐述，帮助您建立起坚实的数字电子技术知识体系。无论是作为您在学术上的入门指导，还是在职业生涯中的技术储备，本书都将是您探索数字世界、驾驭未来科技的宝贵伙伴。希望您在阅读过程中，能够激发对数字电子技术的浓厚兴趣，并将其所学应用于解决实际问题，创造属于您的数字精彩。
这本书我真的是“慕名已久”，毕竟“数字电子技术基础”这门课的地位，无论是在学校还是在未来的职业生涯中，都是毋庸置疑的。我当初选择这本白彦霞、张秋菊主编的书，很大程度上是受到了身边同学的推荐，他们说这本书的讲解深入浅出，理论和实践结合得相当好。拿到书的时候，我最直观的感受就是它的排版设计，清晰明了，各种图示都非常细致，这对于我这种视觉型学习者来说，简直是福音。翻开目录，可以看到内容覆盖了数字电路设计的基础概念，从最基本的逻辑门电路，到组合逻辑电路、时序逻辑电路，再到更复杂的集成电路应用，都有系统的介绍。我尤其喜欢它在讲解每个概念时，都会辅以大量的例题和习题，并且答案也给得非常详细，这一点对于我这种喜欢自己动手验证和巩固知识的人来说，简直是太重要了。很多时候，看书上的理论讲解很容易理解，但一旦到了做题的时候就卡壳了，这本书的详细解析让我能够更清晰地知道自己错在哪里，以及正确的解题思路。而且，它还提及了一些实际的应用案例，这让我能够更直观地感受到数字电子技术在现实生活中的重要性和广泛性，不再是枯燥的理论，而是鲜活的技术。