數字電子技術

《數字電子技術》是電子技術、通信、計算機、電氣自動化等專業的一門專業基礎課。內容主要包括：數字電路基礎、邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝信號的產生與整形、模/數和數/模轉換電路、半導體存儲器和可編程邏輯器件。

本書以理論夠用、實用為主、注重實踐的教學思想而編寫，著重介紹數字電路的新理論、新技術、新器件。對數字電路的常用集成電路作了比較詳細的介紹。書中給出了大量的例題、習題和主要習題的參考答案，便於學生自學。

本書可作為應用型人才培養的本科以及高職高專院校的電子技術、通信、計算機、電氣自動化等專業的教材，也可供從事電子技術工程人員參考使用。

本書的編寫人員均為各院校從事電子技術課程教學第一線教師，具有多年教授數字電子技術課程的豐富經驗。本書以理論夠用、實用為主、注重實踐的教學思想而編寫，著重介紹數字電路的新理論、新技術、新器件，對數字電路的常用集成電路作了比較詳細的介紹。內容包括：數字電路基礎、邏輯門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路等。

第1章 數字電路基礎 1

1.1 數字電路概述 1

1.1.1 數字信號與數字電路 1

1.1.2 數字電路的特點和分類 1

1.2 數制和編碼 2

1.2.1 數制 2

1.2.2 不同數制間的相互轉換 3

1.2.3 常用編碼 5

1.3 邏輯代數 6

1.3.1 邏輯變數與邏輯函數 6

1.3.2 邏輯代數的基本運算 6

1.3.3 幾種常用的邏輯運算 8

1.4 邏輯函數的表示方法及其相互轉換 11

1.4.1 邏輯函數的表示方法 12

1.4.2 邏輯函數幾種表示方法之間的轉換 14

1.5 邏輯代數的基本公式、定律和運算規則 16

1.5.1 邏輯代數的基本公式 16

1.5.2 邏輯代數的基本規則 17

1.5.3 邏輯代數的常用公式 18

1.5.4 關於異或運算的公式和定理 19

1.6 邏輯函數的公式化簡法 20

1.6.1 化簡的意義和最簡的標準 20

1.6.2 邏輯函數的公式化簡法 21

1.7 邏輯函數的卡諾圖化簡法 22

1.7.1 邏輯函數的最小項 22

1.7.2 卡諾圖化簡邏輯函數 24

1.7.3 具有約束的邏輯函數的化簡 31

習題 34

第2章 邏輯門電路 38

2.1 半導體二極體、三極體和MOS管的開關特性 38

2.1.1 半導體二極體的開關特性 38

2.1.2 半導體三極體的開關特性 40

2.1.3 MOS管的開關特性 43

2.2 TTL集成門電路 44

2.2.1 TTL與非門 44

2.2.2 TTL集電極開路與非門 53

2.2.3 TTL三態門 54

2.2.4 TTL集成電路及其應用 55

2.3 CMOS集成門電路 60

2.3.1 CMOS與非門 61

2.3.2 CMOS漏極開路與非門 62

2.3.3 CMOS三態門 62

2.3.4 CMOS集成電路及其應用 63

習題 66

第3章 組合邏輯電路 71

3.1　概述 71

3.2　組合邏輯電路的分析 72

3.2.1　組合邏輯電路的分析步驟 72

3.2.2 組合邏輯電路的分析舉例 72

3.3 組合邏輯電路的設計 74

3.3.1 組合邏輯電路的設計步驟 74

3.3.2 組合邏輯電路的設計舉例 74

3.4 加法器 75

3.4.1 半加器和全加器 75

3.4.2 多位加法器 78

3.5 數值比較器 79

3.5.1 1位數值比較器 80

3.5.2 4位數值比較器 80

3.6 編碼器 82

3.6.1 二進位編碼器 82

3.6.2 優先編碼器 83

3.6.3 二—十進位編碼器 85

3.7 解碼器86

3.7.1 二進位解碼器 86

3.7.2 二—十進位解碼器 88

3.7.3 顯示解碼器 90

3.8 數據選擇器 93

3.8.1 4選1數據選擇器 93

3.8.2 集成數據選擇器 94

3.9 數據分配器 96

3.9.1 1路—4路數據分配器 97

3.9.2 集成數據分配器 97

3.10 奇偶檢測電路 98

3.10.1 奇偶檢測原理 98

3.10.2 奇偶檢測電路及其應用 99

3.11 用中規模集成電路設計一般組合電路 101

3.11.1 利用解碼器設計一般組合電路 101

3.11.2 利用數據選擇器設計一般組合電路 104

3.11.3 利用4位全加器設計一般組合電路 106

3.12 組合電路中的競爭冒險 108

3.12.1 競爭冒險的產生原因 109

3.12.2 競爭冒險的判斷與識別 110

3.12.3 消除競爭冒險的方法 111

習題 112

第4章 觸發器 115

4.1 概述 115

4.2 基本RS觸發器 116

4.2.1 用與非門組成的基本RS觸發器 116

4.2.2 用或非門組成的基本RS觸發器 117

4.3 同步觸發器 118

4.3.1 同步RS觸發器 118

4.3.2 同步D觸發器120

4.4 主從觸發器 121

4.4.1 主從RS觸發器 122

4.4.2 主從JK觸發器 124

4.5 邊沿觸發器 125

4.5.1 邊沿JK觸發器 125

4.5.2 邊沿D觸發器 127

4.5.3 T和T'觸發器 129

4.6 不同類型觸發器間的相互轉換 130

習題 134

第5章 時序邏輯電路 137

5.1 時序邏輯電路概述 137

5.1.1 時序邏輯電路的一般模型 137

5.1.2 時序邏輯電路的一般分類 138

5.1.3 時序邏輯電路功能表示方法 138

5.2 同步時序邏輯電路的分析 139

5.2.1 同步時序邏輯電路分析步驟 139

5.2.2 同步時序邏輯電路分析舉例 140

5.3 同步時序邏輯電路的設計 144

5.3.1 同步時序邏輯電路設計步驟 144

5.3.2 同步時序邏輯電路設計舉例 145

5.4 非同步時序邏輯電路 148

5.5 計數器 151

5.5.1 二進位計數器 151

5.5.2 十進位計數器 160

5.5.3 N進位計數器 166

5.6 寄存器 172

5.6.1 基本寄存器 172

5.6.2 移位寄存器 174

5.6.3 寄存器的應用 177

習題 180

第6章 脈衝信號的產生與整形 185

6.1 多諧振蕩器 185

6.1.1 由門電路構成的多諧振蕩器 185

6.1.2 CMOS多諧振蕩器 187

6.1.3 石英晶體多諧振蕩器 188

6.1.4 集成多諧振蕩器及其應用 189

6.2 施密特觸發器 194

6.2.1 由門電路構成的施密特觸發器 194

6.2.2 集成施密特觸發器及其應用 196

6.3 單穩態觸發器 198

6.3.1 由門電路構成的單穩態觸發器 198

6.3.2 集成單穩態觸發器及其應用 200

習題 203

第7章 模/數和數/模轉換電路 205

7.1 模/數轉換電路 205

7.1.1 模/數轉換的基本原理 205

7.1.2 模/數轉換的常用技術 208

7.1.3 模/數轉換器的主要技術指標 212

7.1.4 典型集成模/數轉換電路簡介 212

7.2 數/模轉換電路 215

7.2.1 數/模轉換的基本原理 215

7.2.2 數/模轉換器的主要性能參數 217

7.2.3 典型集成數/模轉換電路簡介 217

習題 220

第8章 半導體存儲器 221

8.1 概述 221

8.2 只讀存儲器(ROM) 221

8.2.1 掩膜只讀存儲器—ROM 222

8.2.2 可編程只讀存儲器—PROM 224

8.2.3 光可擦除、可編程只讀存儲器—EPROM 224

8.2.4 電可擦除、可編程只讀存儲器—EEPROM 225

8.2.5 閃速只讀存儲器—Flash ROM 226

8.2.6 ROM應用舉例 226

8.3 隨機存取存儲器(RAM) 228

8.3.1 RAM的結構和工作原理 228

8.3.2 靜態RAM(SRAM) 229

8.3.3 動態RAM(DRAM) 231

8.3.4 RAM容量的擴展 232

習題 234

附錄 習題參考答案 235

參考文獻 241