數字電子技術

本書主要內容有：數字電路基礎、集成邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝波形發生器與整形電路、數/模和模/數轉換器、半導體存儲器和可編程邏輯器件、硬體描述語言、數字電路讀圖練習等10章。

本書可作為高等學校電子類、儀器儀錶類等專業的教材或教學參考書，也可作為有關工程技術人員的參考書。

第1章　數字電路基礎　1

1.1　概述　1

1.1.1　數字信號和數字電路 1

1.1.2　數字電路的特點　1

1.1.3　數字電路的分類　2

1.1.4　數字電路的應用　2

1.2　幾種常用的數制和碼制　3

1.2.1　數制 3

1.2.2　碼制 6

1.3　邏輯函數中三種最基本的邏輯運算　9

1.3.1　邏輯函數和邏輯變數　9

1.3.2　三種基本邏輯關係及其表示方法　10

1.4　複合邏輯運算 12

1.5　邏輯函數的幾種表示方法及其相互轉換　13

1.5.1　已知真值表求邏輯表達式和邏輯圖　13

1.5.2　已知邏輯函數式求真值表和邏輯圖　14

1.5.3　已知邏輯圖求邏輯函數式和真值表　14

1.6　邏輯代數 15

1.6.1　基本公式、定律和常用規則　15

1.6.2　邏輯函數的代數化簡法　17

1.7　邏輯函數的卡諾圖化簡法　20

1.7.1　邏輯函數的最小項及最小項表達式　20

1.7.2　邏輯函數的卡諾圖表示法　21

1.7.3　用卡諾圖化簡邏輯函數　24

1.7.4　具有無關項的邏輯函數及其化簡　26

1.8　關於正邏輯和負邏輯的規定及其轉換　27

本章小結 28

習題 29

第2章　集成邏輯門電路　31

2.1　概述 31

2.2　分立元件邏輯門電路　32

2.2.1　二極體門電路 32

2.2.2　三極體門電路 35

2.3　TTL集成邏輯門 38

2.3.1　TTL與非門的工作原理 38

2.3.2　其他類型的TTL門電路 40

2.3.3　各種系列的TTL門電路及其性能比較 49

2.3.4　TTL與非門的外特性及其主要參數 50

2.3.5　雙極型集成邏輯門電路使用中的幾個實際問題　55

2.4　CMOS集成邏輯門 56

2.4.1　CMOS反相器的工作原理 56

2.4.2　CMOS反相器的電壓、電流傳輸特性　57

2.4.3　其他類型的CMOS邏輯門 58

2.4.4　CMOS電路的正確使用 63

本章小結 63

習題 63

第3章　組合邏輯電路 66

3.1　概述 66

3.2　組合邏輯電路的分析和設計 67

3.2.1　組合邏輯電路的分析方法 67

3.2.2　組合邏輯電路的設計方法 69

3.3　常用的組合邏輯電路 71

3.3.1　編碼器 71

3.3.2　解碼器 74

3.3.3　加法器 79

3.3.4　數值比較器 82

3.3.5　數據選擇器 84

3.3.6　數據分配器 86

3.4　基於MSI組合邏輯電路的分析 87

3.4.1　分析步驟 87

3.4.2　分析舉例 88

3.5　基於MSI組合邏輯電路的設計 89

3.6　組合邏輯電路中的競爭－冒險現象　91

3.6.1　什麼是競爭－冒險現象 91

3.6.2　競爭－冒險的識別方法 92

3.6.3　消除競爭－冒險的方法 92

本章小結 94

習題 94

第4章　觸發器 96

4.1　基本概念 96

4.2　觸發器 96

4.2.1　基本RS觸發器 96

4.2.2　時鐘控制RS觸發器 98

4.2.3　時鐘控制D觸發器 100

4.2.4　時鐘控制觸發器的觸發方式及存在的問題 102

4.3　觸發器的結構和工作原理 102

4.3.1　主從JK觸發器 102

4.3.2　邊沿觸發器 106

4.4　觸發器的脈衝工作特性 109

4.4.1　主從JK觸發器的脈衝工作特性 109

4.4.2　維持阻塞K觸發器的脈衝工作特性 110

4.5　觸發器的邏輯功能及轉換 110

4.5.1　觸發器的邏輯功能 110

4.5.2　觸發器之間的轉換 113

本章小結 115

習題 115

第5章　時序邏輯電路 118

5.1　時序電路的基本概念 118

5.1.1　時序電路的特點 118

5.1.2　時序電路的分類 119

5.1.3　時序電路的狀態轉換表、狀態轉換圖和時序圖　119

5.2　基於觸發器時序電路的分析 120

5.2.1　分析方法 120

5.2.2　同步時序電路的分析 121

5.2.3　非同步時序電路的分析 123

5.3　基於觸發器時序電路的設計 125

5.3.1　設計步驟 125

5.3.2　同步時序電路的設計 126

5.3.3　非同步時序電路的設計 131

5.4　集成計數器 132

5.4.1　非同步集成計數器 133

5.4.2　同步集成計數器 135

5.4.3　任意進位計數器的構成 138

5.5　寄存器 144

5.5.1　寄存器 144

5.5.2　移位寄存器 146

5.6　基於MSI時序邏輯電路的分析 149

5.6.1　分析步驟 149

5.6.2　分析舉例 150

5.7　基於MSI時序邏輯電路的設計 153

5.7.1　時序脈衝順序分配器 153

5.7.2　一般時序電路的設計 155

本章小結 156

習題 156

第6章　脈衝波形發生器與整形電路 160

6.1　555定時器及其應用 160

6.1.1　555定時器的結構及工作原理 160

6.1.2　用555定時器組成單穩態觸發器電路 161

6.1.3　用555定時器組成施密特觸發器 163

6.1.4　用555定時器組成多諧振蕩器 164

6.2　集成和其他單穩態觸發器 166

6.2.1　微分型單穩態觸發器 166

6.2.2　集成單穩態觸發器 168

6.3　集成施密特觸發器 171

6.4　其他多諧振蕩器電路 173

6.4.1　用CMOS反相器組成的多諧振蕩器 173

6.4.2　石英晶體多諧振蕩器 174

6.5　脈衝產生與整形電路的應用 176

本章小結 179

習題 179

第7章　數/模和模/數轉換器 181

7.1　概述 181

7.2　D/A轉換器 181

7.2.1　R－2R倒T型電阻網路DAC基本原理 181

7.2.2　集成D/A轉換器AD7520的電路結構和應用　183

7.2.3　D/A轉換器的主要技術指標 186

7.3　A/D轉換器 189

7.3.1　採樣和保持、量化與編碼 189

7.3.2　V－T型雙積分式A/D轉換器 192

7.3.3　逐次逼近型A/D轉換器 195

7.3.4　并行比較型A/D轉換器 197

7.3.5　A/D轉換器的主要技術指標 199

7.4　D/A和A/D轉換器應用舉例 200

7.4.1　數控電流源 200

7.4.2　數控波形發生器 200

7.4.3　3[SX（]1[]2[SX）]位A/D轉換器ICL7106集成數字電壓表　201

本章小結 203

習題 203

第8章　半導體存儲器和可編程邏輯器件　205

8.1　概述 205

8.2　只讀存儲器(ROM) 205

8.2.1　固定ROM 206

8.2.2　可編程ROM(PROM) 209

8.2.3　可擦除可編程ROM(EPROM) 210

8.3　隨機存取存儲器(RAM) 211

8.3.1　靜態隨機存儲器（SRAM） 211

8.3.2　動態隨機存儲器（DRAM） 213

8.3.3　存儲容量的擴展方法 213

8.4　可編程邏輯器件(PLD) 215

8.4.1　PLD基本電路的結構、功能與習慣表示法 215

8.4.2　可編程邏輯陣列(PLA) 216

8.4.3　可編程陣列邏輯(PAL) 218

8.4.4　通用陣列邏輯(GAL) 222

8.4.5　在系統可編程邏輯器件(ISP－PLD) 224

8.4.6　複雜可編程邏輯器件(CPLD) 226

8.4.7　現場可編程門陣列(FPGA) 227

8.4.8　在系統可編程通用數字開關(ispGDS)　229

8.5　用存儲器實現組合邏輯函數 230

本章小結 233

習題 234

第9章　硬體描述語言 236

9.1　概述 236

9.2　VHDL簡介 237

9.2.1　基本程序簡介 237

9.2.2　詞法構成 238

9.2.3　用VHDL描述邏輯電路的實例 242

本章小結 242

習題 243

第10章　數字電路讀圖練習 244

10.1　讀圖的基本步驟 244

10.1.1　讀圖的思路 244

10.1.2　讀圖的基本步驟 244

10.2　4[SX（]1[]2[SX）]位數字電壓表　245

10.2.1　用途和主要特點 245

10.2.2　找出通路　245

10.2.3　劃分單元　246

10.2.4　分析功能　246

10.3　金屬帶材厚度自動控制器　249

本章小結 253

參考文獻 254