普通高等教育“十一五”规划教材 数字电子技术基础(第二版) 9787508399959 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名:普通高等教育“十一五”规划教材 数字电子技术基础(第二版)

定价：24.00元

售价：16.3元,便宜7.7元,折扣67

作者:

出版社：中国电力出版社

出版日期：2010-12-01

ISBN：9787508399959

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.341kg

编辑推荐

内容提要

本书为普通高等教育“十一五”规划教材。
全书共分9章，内容包括数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、半导体存储器、可编程逻辑器件、数／模和模／数转换器。每章均附有内容提要、复习思考题、本章小结和习题，便于组织教学与自学。
本书版荣获2008年首届山东省高等学校教材奖。
本书主要作为普通高等学校电气信息类等专业的本科教材，也可作为高职高专及函授教材，同时还可供相关专业工程技术人员的参考。

目录

前言
章　数字逻辑基础
1．1　概述
1．2　逻辑代数
1．3　逻辑函数的表示方法及其相互转换
1．4　逻辑函数的代数变换与化简法
1．5　逻辑函数的卡诺图化简法
本章小结
习题
第2章　逻辑门电路
2．1　概述
2．2　半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性
2．3　分立元器件逻辑门电路
2．4　TTL集成逻辑门电路
2．5　CMOS集成逻辑门电路
本章小结
习题
第3章　组合逻辑电路
3．1　概述
3．2　组合逻辑电路的分析方法和设计方法
3．3　常用组合逻辑电路
3．4　组合逻辑电路中的竞争冒险
本章小结
习题
第4章　触发器
4．1　概述
4．2　基本RS触发器
4．3　钟控触发器
4．4　主从触发器
4．5　边沿触发器
4．6　触发器逻辑功能的转换
本章小结
习题
第5章　时序逻辑电路
　5．1　概述
　5．2　时序逻辑电路的分析方法
　5．3　计数器
　5．4　寄存器和移位寄存器
　5．5　同步时序逻辑电路的设计方法
　本章小结
　习题
第6章　脉冲波形的产生与整形
6．1　概述
6．2　集成555定时器
6．3　施密特触发器
6．4　单稳态触发器
6．5　多谐振荡器
本章小结
习题
第7章　半导体存储器
7．1　概述
7．2　存取存储器(RAM)
7．3　只读存储器(ROM)
本章小结
习题
第8章　可编程逻辑器件
8．1　概述
8．2　可编程逻辑器件的组成和分类
8．3　可编程阵列逻辑(PAL)器件
8．4　通用逻辑阵列(GAL)器件
8．5　复杂可编程逻辑器件(CPLD)
8．6　现场可编程门阵列(FPGA)器件
本章小结
习题
第9章　数／模和模／数转换器
9．1　概述
9．2　D／A转换器
9．3　A／D转换器
本章小结
习题
参考文献

作者介绍

文摘

序言

数字电子技术基础（第二版） 内容概述 本书是一本面向普通高等教育的“十一五”规划教材，旨在系统、深入地介绍数字电子技术的基本概念、理论和实际应用。内容涵盖了数字电路设计、分析、实现以及相关的硬件知识，为学习者打下坚实的数字电子技术基础。本书在第一版的基础上进行了更新和完善，更加贴合当前数字技术的发展趋势和教学需求。 第一部分：数字电路基础 第一章 绪论 数字电子技术的地位与作用： 探讨数字电子技术在现代社会中的核心地位，及其在信息技术、通信、控制、计算等领域的广泛应用。强调其重要性，是理解和掌握现代电子设备的关键。 模拟电子技术与数字电子技术的区别与联系： 详细阐述模拟信号和数字信号的本质区别，分析数字信号处理的优势（抗干扰性强、精度高、易于存储和传输等）。同时，指出模拟技术在信号采集、前端处理等方面仍不可或缺，并简述了数模混合系统的概念。 二进制数制及其运算： 深入介绍二进制数制（0和1）作为数字电路基本信息载体的原理。详细讲解二进制的表示方法、数的转换（二进制与十进制、二进制与十六进制互转）以及二进制的基本运算（加法、减法、乘法、除法），包括原码、补码、反码等表示形式及其在计算机运算中的作用。 逻辑代数基础： 引入布尔代数的基本公理、定理和定律。讲解逻辑变量、逻辑函数、基本逻辑运算（逻辑与、逻辑或、逻辑非）以及它们的真值表表示。强调逻辑代数是分析和设计数字逻辑电路的数学工具。 常用逻辑门电路： 介绍基本逻辑门电路（与门、或门、非门）的符号、逻辑功能和电路结构。在此基础上，引出复合逻辑门电路，如与非门、或非门、异或门、同或门，并讲解它们的逻辑功能和应用。 第二章 组合逻辑电路 组合逻辑电路的特点与分析方法： 阐述组合逻辑电路的定义，即输出仅取决于当前输入信号的状态，与电路过去的输入状态无关。介绍分析组合逻辑电路的步骤：从电路图出发，写出输出逻辑表达式，再转换为真值表。 组合逻辑电路的设计方法： 详细介绍设计组合逻辑电路的步骤：根据功能要求列出真值表，写出最简逻辑表达式，然后根据表达式画出电路图。 逻辑函数的简化： 讲解 Karnaugh 图（卡诺图）和 Quine-McCluskey (Q-M) 法等逻辑函数最简化方法。重点演示卡诺图的使用，包括绘制卡诺图、圈选相邻的1、生成最简乘积和表达式，以及最简和积表达式。强调最简化对于降低电路复杂度、减少芯片数量和功耗的重要性。 常见组合逻辑电路模块： 编码器和译码器： 介绍优先编码器、普通编码器以及各种译码器（如BCD码译码器、7段数码管译码器）的功能和典型电路。 数据选择器（多路选择器）： 讲解数据选择器如何根据选择信号从多个输入中选择一个输出，并介绍其在电路设计中的应用。 加法器和减法器： 详细介绍半加器、全加器，以及多位二进制加法器（串行加法器、并行加法器）。讲解如何构成二进制减法器。 比较器： 介绍比较器如何判断两个二进制数的大小关系，包括两位比较器、多位比较器。 奇偶校验电路： 讲解如何生成和检测奇偶校验位，以实现数据的错误检测。 第三章 时序逻辑电路 时序逻辑电路的特点与分类： 定义时序逻辑电路，强调其输出不仅取决于当前输入，还与电路过去的状态（存储在触发器中的信息）有关。将其分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。 触发器： 基本触发器： 详细介绍RS触发器（电平触发和边沿触发），分析其约束条件和工作原理。 主从触发器： 介绍JK触发器、T触发器，以及D触发器。重点讲解它们的结构、触发方式、状态转移图和特性方程。 触发器的应用： 讨论触发器在存储、计数、分频等方面的基础应用。 寄存器： 介绍寄存器的概念、结构和功能，包括基本寄存器、移位寄存器（左移、右移、双向移位）。讲解移位寄存器的串并转换、并行输入串行输出 (PISO)、串行输入并行输出 (SIPO) 等应用。 计数器： 异步计数器（行波计数器）： 介绍其工作原理，分析其缺点（脉冲传播延迟）。 同步计数器： 介绍其工作原理，包括加法计数器、减法计数器。讲解如何设计任意模（N进制）计数器。 可逆计数器： 介绍可以进行加法和减法计数的计数器。 移位寄存器构成的计数器： 介绍约翰逊计数器和环形计数器。 时序逻辑电路的分析与设计： 状态图与状态表： 讲解如何用状态图和状态表来描述和表示时序逻辑电路的工作过程。 时序逻辑电路的设计步骤： 包括确定状态数、状态分配、绘制状态转换图、列出状态转换表、列出输出逻辑表达式、选择合适的触发器、设计电路。 竞争与冒险现象： 深入分析组合逻辑和时序逻辑电路中可能出现的竞争和冒险现象，以及消除这些现象的常用方法（如添加冗余项、暂存器、滤波等）。 第二部分：集成电路与数字系统 第四章 集成逻辑电路 集成电路的特点与分类： 介绍集成电路（IC）的概念、优点（体积小、功耗低、可靠性高、成本低）及其基本分类（模拟IC、数字IC）。 数字集成电路的工艺类型： 双极型晶体管逻辑 (BTL) 系列： 介绍TTL (Transistor-Transistor Logic) 系列的特点、基本门电路结构、输出方式（OC门、集电极开路门）以及TTL系列的主要优势和局限性。 金属氧化物半导体场效应晶体管逻辑 (MOSL) 系列： 介绍CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 系列的特点、基本门电路结构、低功耗优势，以及CPLD、FPGA等可编程逻辑器件的基础。 集成逻辑门电路的选型与使用： 介绍不同逻辑系列（如TTL、CMOS）的电气参数（如电源电压、输入输出电压范围、功耗、传输延迟等），以及在实际应用中如何根据需求选择合适的逻辑芯片。 TTL 和 CMOS 逻辑电平标准： 详细说明TTL和CMOS的逻辑高低电平的电压范围，以及它们之间的兼容性问题。 缓冲器和驱动器： 介绍缓冲器和驱动器的作用，以及它们在信号隔离、电平转换和驱动能力增强方面的应用。 第五章 半导体存储器 存储器的基本概念： 介绍存储器的分类（按存储方式、按信息性质、按工艺等），以及存储容量、存取时间、存储周期等重要参数。 随机存取存储器 (RAM)： 静态随机存取存储器 (SRAM)： 介绍SRAM的工作原理（基于触发器）、特点（速度快、功耗大），以及常见的SRAM结构。 动态随机存取存储器 (DRAM)： 介绍DRAM的工作原理（基于电容）、特点（密度高、功耗低、价格便宜，但需要刷新），以及DRAM的刷新机制。 只读存储器 (ROM)： 掩膜ROM (MROM)： 介绍其生产方式和特点。 可编程只读存储器 (PROM)： 介绍其编程方式。 可擦写可编程只读存储器 (EPROM)： 介绍其擦除和编程方式。 电可擦可编程只读存储器 (EEPROM)： 介绍其擦除和编程方式，以及在系统可编程（ISP）方面的优势。 闪存 (Flash Memory)： 介绍闪存的特点和广泛应用。 存储器的扩展： 讲解如何通过位扩展和字扩展来增大存储器的容量，以及如何使用地址译码器进行存储器芯片的选择。 第六章 可编程逻辑器件 (PLD) PLD 的基本概念与发展： 介绍PLD的出现背景，以及与固定逻辑芯片相比的优势（灵活性、可重构性、快速原型开发）。 可编程只读存储器 (PROM) 型 PLD： 介绍其结构和工作原理。 通用阵列逻辑 (GAL) 和可编程逻辑阵列 (PLA)： 介绍GAL和PLA的结构特点和逻辑功能。 复杂可编程逻辑器件 (CPLD)： 介绍CPLD的宏单元、乘积项阵列、宏单元阵列、输出逻辑宏单元等组成部分，以及其适合实现中等规模逻辑功能的特点。 现场可编程门阵列 (FPGA)： FPGA 的基本结构： 详细介绍FPGA中的可配置逻辑块 (CLB)、输入/输出块 (IOB)、布线资源（可编程互连线）等核心组成部分。 FPGA 的工作原理： 阐述FPGA如何通过编程配置其内部的逻辑单元和互连线来构建任意数字逻辑电路。 FPGA 的优势与应用： 强调FPGA在高度并行处理、动态重构、快速原型验证等方面的优势，及其在通信、嵌入式系统、高性能计算等领域的广泛应用。 硬件描述语言 (HDL) 简介： 简要介绍Verilog HDL和VHDL等硬件描述语言，及其在PLD设计中的作用，可以编写代码来描述逻辑电路，然后通过EDA工具进行综合、布局布线和下载到PLD器件中。 第三部分：数字系统应用 第七章 数模混合系统基础 模数转换器 (ADC)： ADC 的基本原理： 讲解ADC如何将模拟信号转换为数字信号。 ADC 的主要参数： 介绍分辨率、采样率、量化误差、线性度等关键参数。 常见ADC电路： 详细介绍逐次逼近型ADC、双积分型ADC、流水线型ADC、Σ-Δ型ADC等不同类型的ADC的结构、工作原理和特点。 ADC 的应用： 举例说明ADC在数据采集系统、数字示波器、音频/视频处理中的应用。 数模转换器 (DAC)： DAC 的基本原理： 讲解DAC如何将数字信号转换为模拟信号。 DAC 的主要参数： 介绍分辨率、转换时间、非线性度等关键参数。 常见DAC电路： 详细介绍权电阻型DAC、倒T型DAC、 R-2R梯形DAC等不同类型的DAC的结构、工作原理和特点。 DAC 的应用： 举例说明DAC在音频/视频播放、波形发生器、控制系统中的应用。 数模混合信号处理： 讨论在实际系统中，模拟信号与数字信号的相互转换在整个信号链中的重要性，以及如何设计高效、高精度的数模混合系统。 第八章 数字系统常用模块与接口 微处理器与微控制器概述： 简要介绍微处理器（CPU）和微控制器（MCU）的基本组成和工作原理，以及它们在构成数字控制系统、嵌入式系统中的核心作用。 存储器接口： 讲解微处理器如何通过地址总线、数据总线和控制总线与各种存储器（RAM, ROM）进行通信。 I/O 接口： 介绍通用输入/输出 (GPIO) 接口、串行通信接口（如UART、SPI、I2C）、并行通信接口（如Centronics接口）等常用接口的原理和应用，以及它们在数据输入、输出和设备通信中的作用。 定时器/计数器： 介绍定时器/计数器的功能，包括定时、计数、脉冲发生等，以及它们在产生精确时间间隔、测量频率等方面的应用。 中断系统： 讲解中断的概念，以及中断如何提高CPU的工作效率，允许CPU在处理重要事件时及时响应外部请求。 第九章 可靠性与EMC基础 数字电子系统的可靠性： 讨论数字电子系统在使用过程中出现故障的可能性和持续性。介绍可靠性的基本概念，如失效率、平均无故障时间 (MTTF/MTBF)。 提高系统可靠性的方法： 讲解冗余技术（如硬件冗余、软件冗余）、容错技术、设计规则、元器件选择、环境适应性设计等。 电磁兼容性 (EMC) 基础： 介绍EMC的定义，即设备在电磁环境中正常工作而不对其自身或环境中的其他设备产生过量干扰的能力。 电磁干扰 (EMI) 与电磁敏感性 (EMS)： 分析EMI的来源（如信号辐射、电源耦合）和EMS的原理。 提高EMC性能的设计措施： 讲解布线规则、屏蔽、滤波、接地等在降低电磁干扰和提高系统抗干扰能力方面的重要作用。 附录 常用集成电路芯片手册示例 逻辑电路设计常用EDA工具简介 适用对象 本书适合于高等学校电子信息类、自动化类、计算机类等专业本科生作为教材使用。同时，也适用于从事数字电子技术相关工作的工程技术人员和相关领域的研究生学习参考。 学习目标 通过学习本书，读者将能够： 掌握数字电子技术的基本概念、原理和分析方法。 理解二进制数制、逻辑代数和布尔代数在数字电路中的应用。 熟练掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计与分析。 了解各种常用集成电路芯片（逻辑门、触发器、寄存器、计数器、存储器）的特点和应用。 掌握可编程逻辑器件（PLD、CPLD、FPGA）的基本原理和应用。 理解数模混合系统（ADC、DAC）的工作原理及其在系统中的作用。 掌握数字系统设计中常用的接口技术、中断系统等。 初步了解数字电子系统的可靠性和电磁兼容性问题。 本书旨在培养学生扎实的理论基础和初步的实践能力，为进一步学习更高级的数字系统设计、嵌入式系统开发、FPGA设计等课程奠定坚实的基础。