普通高等教育“十一五”规划教材:数字电子技术基础

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艾永乐,付子义 编
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出版社: 中国电力出版社
ISBN:9787508378978
版次:1
商品编码:10442219
包装:平装
开本:16开
出版时间:2008-11-01
用纸:胶版纸
页数:251
字数:393000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

《数字电子技术基础》可作为普通高等院校电气信息类相关专业的教学用书,也呵作为高职高专教材,同时可供相关专业的工程技术人员参考。《数字电子技术基础》总的思路是精选内容,推陈出新;讲清基本概念、基本电路的工作原理和基本分析方法;对其主要的技术指标,采用工程近似方法进行计算。《数字电子技术基础》对部分典型习题应用Multisim软件进行了分析,可以帮助学生更好地理解器件特性和电子电路工作原理。

内容简介

《普通高等教育“十一五”规划教材:数字电子技术基础》为普通高等教育“十一五”规划教材。
全书共分11章,主要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、数模与模数转换器、数字显示技术、典型电路应用、半导体存储器和可编程逻辑器件。《普通高等教育“十一五”规划教材:数字电子技术基础》给出了较多的典型例题和应用实例,各章后均附有习题和Multisim习题分析。
《普通高等教育“十一五”规划教材:数字电子技术基础》可作为普通高等院校电气信息类相关专业的教学用书,也呵作为高职高专教材,同时可供相关专业的工程技术人员参考。

目录

前言
第1章 数字逻辑基础
1.1 概述
1.2 逻辑运算
1.3 逻辑代数的基本定律
1.4 逻辑函数的代数化简法
1.5 逻辑函数的卡诺图化简法
1.6 具有约束的逻辑函数化简
本章小结
思考题与习题
Multisim 7例题及习题

第2章 逻辑门电路
2.1 基本逻辑门电路
2.2 TTL逻辑门电路
2.3 MOS门电路
本章小结
思考题与习题
Multisim 7例题及习题

第3章 组合逻辑电路
3.1 组合逻辑电路的分析和设计方法
3.2 编码器
3.3 译码器
3.4 数据选择器
3.5 加法器
3.6 组合逻辑电路中的竞争冒险
本章小结
思考题与习题
Multisim 7例题及习题

第4章 触发器
4.1 基本RS触发器
4.2 同步RS触发器
4.3 主从触发器
4.4 边沿触发器
4.5 触发器逻辑功能的转换
本章小结
思考题与习题
Multisim 7例题及习题

第5章 时序逻辑电路
5.1 时序逻辑电路的基本概念
5.2 时序逻辑电路的分析方法
5.3 计数器
5.4 寄存器
5.5 时序逻辑电路的设计方法
本章小结
思考题与习题
Multisim 7例题及习题

第6章 脉冲波形的产生与整形
6.1 单稳态触发器
6.2 多谐振荡器
6.3 施密特触发器
6.4 定时器电路
本章小结
思考题与习题
Multisim 7例题及习题

第7章 数模与模数转换器
7.1 D/A转换器
7.2 A/D转换器
7.3 集成D/A、A/D转换器应用举例
本章小结
思考题与习题
Multisim 7例题及习题

第8章 数字显示技术
8.1 数字显示器
8.2 译码驱动器
本章小结
思考题与习题
Multisim 7例题及习题

第9章 典型电路应用
9.1 信号发生电路
9.2 定时电路
9.3 遥控电路
本章小结
思考题与习题
Mulltisim 7例题及习题

第10章 半导体存储器
10.1 随机存取存储器
10.2 只读存储器
本章小结
思考题与习题
Multisim 7例题及习题

第11章 可编程逻辑器件
11.1 可编程逻辑器件概述
11.2 PLD的结构、表示方法及分类
本章小结
思考题与习题
Multisim 7例题及习题
附录 常用数字芯片介绍
参考文献

精彩书摘

第1章 数字逻辑基础
[主要内容及学习要求]
本章首先介绍数字信号、数字技术和数字系统等基本概念,然后介绍各种数制与码制的表示方法及相互转换,最后介绍逻辑代数的基本概念、公式和定理,逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法。逻辑代数是分析和设计数字电路的基本工具,逻辑函数化简是数字电路分析及设计的基础。通过本章的学习应掌握以下几点:
(1)理解数字信号与数字电路的基本概念。
(2)熟悉常用的数制与码制,掌握二进制、十进制、八进制及十六进制的表示方法及它们之间的相互转换。
(3)理解逻辑代数、逻辑变量、逻辑函数、逻辑函数表达式及真值表的基本概念,掌握逻辑代数的基本定理和运算规则,熟悉逻辑函数表达式及真值表的转换。
(4)能够运用代数法化简函数,熟练掌握卡诺图化简法。
1.1 概述
随着现代电子技术的发展,人们正处于一个信息时代。在信息社会,人们每天都要通过电视、广播、通信、互联网等多种媒体获取大量的信息。而现代信息的存储、处理和传输越来越趋于数字化。利用数字逻辑这一强有力的工具来分析和设计复杂的数字电路和数字系统,为信号的存储、分析和传输创造硬件环境。数字逻辑几乎应用于每一电子设备或电子系统中。
1.1.1 数字电路的基本概念
1.模拟信号和数字信号
在观察自然界中形形色色的物理量时不难发现,尽管它们的性质各异,但就其变化规律而言,不外乎两大类:模拟量和数字量。
(1)模拟信号。无论在时间还是在幅值上均为连续的物理量称为模拟量,表示模拟量的信号称为模拟信号,如图l-1(a)所示。例如,音频电压信号、热电偶输出的表示温度变化时的热电动势信号、正弦变化的交流信号等。
(2)数字信号。无论在时问还是在幅值上均为离散的物理量称为数字量。也就是说,这些量的变化在时间上是不连续的,总是发生在一系列离散的瞬间;其数值大小和每次的增减变化都是某一个最小数量单位的整数倍,而小于这个最小数量单位的数值没有任何物理意义。表示数字量的信号称为数字信号。例如,电子表的秒信号、生产流水线上记录零件个数的计数信号以及各种脉冲信号等。这些信号的变化发生在一系列离散的瞬间,其值也是离散的。典型的数字信号如图1-1(b)所示。
……

前言/序言

  为贯彻落实教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》和《教育部关于以就业为指导深化高等职业教育的若干意见》的精神,加强教材建设,确保教材质量,中国电力教育协会组织制定了普通高等教育“十一五”教材规划。该规划强调适应不同层次、不同类型院校,满足学科发展和人才培养的需求,坚持专业基础课教材与教学急需的专业教材并重、新编与修订相结合。本书为新编教材。《数字电子技术基础》是高等学校电气信息类(包括原自动化类、电气类、电子类)专业的通用教材(参考学时为48~60学时),也可作为自动化、机械电子工程、电子信息与科学等专业的教学参考书。本书总的思路是精选内容,推陈出新;讲清基本概念、基本电路的工作原理和基本分析方法;对其主要的技术指标,采用工程近似方法进行计算。本书对部分典型习题应用Multi-sim软件进行了分析,可以帮助学生更好地理解器件特性和电子电路工作原理。本书第1章由河南理工大学付子义编写,第2章由河南理工大学高岩编写,第3章由河南理工大学冯红梅编写,第4章由华北电力大学封孝辉编写,第5章由河南理工大学艾永乐编写,第6章由河南理工大学刘瑞礼编写,第7章由河南理工大学李俊霞编写,第8章由河南理工大学许春梅编写,第9章由河南理工大学艾宝编写,第10、11章由河南理工大学唐恒娟编写;各章Multisim仿真题分析由河南理工大学冯红梅、李端、王新环和艾宝完成,附录由冯红梅编写。艾永乐和付子义共同负责全书的统一规划、审查、删改和补充。在成书过程中,自始至终得到河南理工大学电气工程与自动化学院余发山教授、王福忠教授的热情帮助和教研室同行的大力支持。他们仔细认真地审阅、校核了全部书稿,并提出了许多宝贵意见和建议,在本书正式出版之际,谨向他们一并表示感谢。河南科技大学电子信息工程学院阎保定教授担任本书的主审,他在百忙中认真审阅了全部书稿,提出了中肯、详细的修改意见。谨在此对他的指导和帮助表示由衷的感谢。由于编者水平有限,书中不当之处在所难免,恳请读者和同行专家在百忙之中提出批评和改进意见,编者将不胜感激。
深入探索现代电子世界的基石:数字电子技术基础 在这个信息爆炸、技术飞速迭代的时代,数字电子技术已成为驱动社会进步的核心引擎。从我们手中轻巧的智能手机,到庞大的数据中心,再到精密的医疗设备和航空航天器,无一不闪耀着数字电子技术的智慧光芒。理解数字电子技术,便是掌握通往未来科技大门的钥匙。本书《普通高等教育“十一五”规划教材:数字电子技术基础》正是为有志于深入学习和掌握这一领域精髓的读者量身打造。它不仅是一本教材,更是一扇引领你踏入精彩纷呈的数字电子世界的窗口。 本书内容紧密围绕数字电子技术的核心概念展开,以严谨的理论体系和丰富的实践应用相结合的独特方式,为读者构建起坚实的基础。我们从最基础的数字信号和逻辑电平入手,层层递进,深入浅出地讲解了数字电路的基本构成单元。 第一部分:数字信号与逻辑基础 在深入探讨复杂电路之前,必须首先理解数字信号的本质。与模拟信号的连续变化不同,数字信号通常只存在两种状态,我们称之为“0”和“1”,或“低电平”和“高电平”。这种离散的特性使得数字系统在信息传输和处理方面具有无可比拟的抗干扰能力和精确性。本书将详细介绍数字信号的产生、表示方法以及其在现代电子系统中的重要性。 接着,我们将进入逻辑世界的奇妙旅程。布尔代数是数字电子技术的核心数学工具。本书将详细阐述布尔代数的基本定律和定理,如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等,并通过大量的实例演示如何运用这些定律对逻辑表达式进行化简。逻辑门(Logic Gates)是构建所有数字电路的基本砖块,本书将系统介绍与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT)、与非门(NAND)、或非门(NOR)、异或门(XOR)和同或门(XNOR)等基本逻辑门的逻辑功能、符号表示以及真值表。我们将揭示这些看似简单的门电路如何通过组合和连接,演变成执行各种复杂逻辑运算的强大单元。 第二部分:组合逻辑电路 理解了基本逻辑门之后,我们便可以开始构建更复杂的组合逻辑电路。组合逻辑电路的特点是,其输出仅仅取决于当前时刻的输入,而与过去的输入状态无关。本书将深入介绍几种典型的组合逻辑电路: 编码器(Encoder):将输入的多种信号压缩成少数几个二进制信号输出。例如,键盘的按键信号转换成二进制代码。 译码器(Decoder):将输入的二进制信号扩展成多种信号中的某一个。例如,CPU地址总线与内存选择信号的对应关系。 数据选择器(Multiplexer,MUX):根据选择信号,从多个输入信号中选择一个送到输出端。它是实现数据通路控制的关键。 数据分配器(Demultiplexer,DEMUX):与数据选择器功能相反,它根据控制信号将一个输入信号送到多个输出中的某一个。 加法器(Adder):实现二进制加法运算的电路。我们将从半加器(Half Adder)讲到全加器(Full Adder),并介绍多位加法器的构成,为后续的算术逻辑运算单元(ALU)奠定基础。 比较器(Comparator):用于比较两个二进制数的大小。 本书将通过详细的电路图、工作原理分析和实际应用场景,让读者清晰地理解这些组合逻辑电路的设计思路和工作方式。 第三部分:时序逻辑电路 与组合逻辑电路不同,时序逻辑电路(Sequential Logic Circuits)的输出不仅取决于当前的输入,还与电路过去的状态有关。这使得时序逻辑电路能够存储信息,并表现出“记忆”功能,是构建存储器和控制单元的基础。 触发器(Flip-Flop):最基本的时序逻辑单元,能够存储一位二进制信息。本书将详细介绍SR触发器、JK触发器、D触发器和T触发器等基本类型,分析它们的触发方式、状态转移图和激励表,并探讨它们在实际电路中的应用。 寄存器(Register):由一组触发器构成,用于存储多位二进制信息。我们将介绍移位寄存器(Shift Register)和并行寄存器等,分析它们的结构和工作原理,以及在数据缓存、移位操作中的应用。 计数器(Counter):用于对脉冲信号进行计数。本书将详细讲解同步计数器和异步计数器,包括加法计数器、减法计数器和可逆计数器,以及设计BCD计数器和移位寄存器计数器等。计数器在频率测量、定时控制等领域有着广泛的应用。 有限状态机(Finite State Machine,FSM):一种抽象的数学模型,用于描述一个系统在不同状态之间的转换。本书将介绍摩尔(Mealy)型和穆尔(Moore)型有限状态机的设计方法,以及它们在控制系统设计中的重要作用。 第四部分:半导体存储器 存储器是数字电子系统的核心组成部分,它承载着数据和程序的运行。本书将深入介绍各种半导体存储器的原理和结构: 随机存取存储器(RAM):能够进行读写操作,且读写速度都很快。我们将详细介绍静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)的工作原理,分析它们的电路结构、读写时序和性能特点。 只读存储器(ROM):只能进行读操作,信息在制造时就被固化。本书将介绍掩膜ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦写可编程ROM(EPROM)和电可擦写可编程ROM(EEPROM)等不同类型的ROM,并分析它们的特点和应用。 闪存(Flash Memory):一种非易失性存储器,具有高密度、低功耗、读写速度快等优点,是当前应用最广泛的存储技术之一。 第五部分:数字电路的逻辑功能和集成电路 为了使读者能够更好地理解实际应用,本书还将探讨数字逻辑功能的实现以及集成电路(Integrated Circuit,IC)的基础知识。 逻辑函数的实现:我们将介绍如何使用最简化的逻辑门组合来实现任意的逻辑函数,包括卡诺图(Karnaugh Map)的使用方法,以及其他逻辑优化技术。 集成电路概述:简要介绍集成电路的发展历程、制造工艺,以及数字集成电路的封装形式和常用系列(如TTL系列和CMOS系列)的特点。 第六部分:模数混合电路简介 虽然本书侧重于数字电子技术,但我们也认识到现实世界中模拟信号和数字信号的普遍存在,以及它们之间相互转化的必然性。因此,本书将对模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)进行简要介绍,让读者对数字系统如何与外部模拟环境进行交互有一个初步的了解。 本书的特色与优势 体系完整,内容严谨:本书严格遵循数字电子技术学科的逻辑顺序,从基础概念到复杂系统,层层深入,确保了知识体系的完整性和严谨性。 理论与实践相结合:在讲解理论知识的同时,本书还穿插了大量的实际应用案例和工程实例,帮助读者将抽象的理论知识转化为具体的工程实践能力。 图文并茂,易于理解:本书配有大量清晰的电路图、逻辑图和波形图,并辅以形象生动的文字描述,力求将复杂的概念以最直观易懂的方式呈现给读者。 贴合教学需求:作为“十一五”规划教材,本书紧密结合高等院校教学大纲和培养目标,适合作为高等院校电子信息类、自动化类等专业本科生的教材或参考书。 学习本书,你将获得什么? 通过学习本书,你不仅能够系统地掌握数字电子技术的基础理论和核心知识,更能培养出独立分析和设计数字电路的能力。你将能够: 理解数字信号和逻辑运算的原理。 掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。 熟悉各种半导体存储器的结构和工作原理。 初步了解数字系统与现实世界的接口技术。 为进一步学习更高级的数字系统设计、微处理器、嵌入式系统等课程打下坚实的基础。 无论你是即将步入大学的莘莘学子,还是希望提升自身技术能力的在职工程师,本书都将是你探索数字电子技术世界的得力助手。让我们一起,从这里出发,开启这段精彩的数字探索之旅!

用户评价

评分

这本书在时序逻辑电路部分的讲解也给我留下了深刻的印象。它从最基础的触发器开始,详细介绍了各种触发器(SR, JK, D, T)的原理、特性和应用。我之前对时序逻辑电路总是有点模糊,觉得它们工作起来有点“怪怪的”,但这本书通过清晰的状态转移图和时序图,让我彻底理解了触发器是如何在时钟脉冲的作用下进行状态翻转的。随后,它又将触发器进行组合,讲解了寄存器、计数器等更复杂的时序逻辑电路。特别是对于计数器的设计,书中提供了多种不同的设计思路和方法,让我认识到同一个功能可以通过不同的电路结构来实现,而且各种结构各有优劣。这些内容对我理解数字系统中状态的存储和传递至关重要。

评分

在学习的过程中,我发现这本书在讲解组合逻辑电路部分做得尤为出色。它系统地介绍了如何分析和设计组合逻辑电路,从最简单的门电路组合,到复杂的编码器、译码器、加法器、多路选择器等,都提供了清晰的步骤和实例。特别是对于卡诺图的化简方法,讲解得非常透彻,不仅给出了详细的步骤,还解释了为什么要这样化简,化简的目的是什么。书里还强调了实际应用中的一些考虑,比如如何根据实际需求选择合适的集成电路芯片,如何进行逻辑功能的实现。我印象最深的是,它还涉及了一些实际的电路设计案例,比如简单的计算器、显示驱动电路等等,这些案例让我看到理论知识如何转化为实际的工程应用,极大地激发了我学习的兴趣和动力。

评分

除了基本的组合逻辑和时序逻辑电路,这本书还花费了不少篇幅讲解一些更高级的数字系统设计。它介绍了数字系统中的重要组成部分,比如存储器(RAM, ROM)的工作原理,以及中央处理器(CPU)的一些基本结构和工作流程,虽然不是非常深入,但足以让我对数字系统的整体架构有一个初步的认识。书中还探讨了半导体存储器的分类、特性以及如何进行读写操作。另外,对于集成电路(IC)技术,这本书也进行了概述,介绍了不同规模集成电路的特点和应用,以及一些常用的集成电路系列。这些内容让我意识到,数字电路并非孤立存在,而是构成了一个庞大而复杂的数字世界的基础。

评分

总的来说,这本《数字电子技术基础》在内容上既有深度又不失广度,对于我们这些想在电子技术领域深入发展的学生来说,是一本非常值得推荐的入门教材。它不仅仅是传授知识,更重要的是培养一种解决问题的思维方式。在学习过程中,我遇到了不少难题,但书中的例题和习题都给了我很大的启发,让我能够自己去思考和推导。书中的语言表达清晰流畅,图文并茂,使得复杂的概念也变得容易理解。而且,它还注重将理论与实践相结合,通过实例讲解,让我能够更好地将所学知识应用到实际的电路设计和分析中。这本书的出版,无疑为我们搭建了一个坚实的数字电子技术学习平台,为我们未来的学习和工作奠定了坚实的基础。

评分

这次试着翻了翻手头这本《数字电子技术基础》,感觉还是挺扎实的。虽然名字听起来挺“老派”的,但内容上倒是紧跟时代的步伐。开篇就讲了数字电路的一些基本概念,比如什么叫逻辑电平、二进制、逻辑门,这些基础打得非常牢固,对于初学者来说,绝对是必要的启蒙。它没有上来就抛出一堆复杂的公式和定理,而是循序渐进,用了很多形象的比喻和例子来解释,比如把晶体管比作开关,把逻辑门比作判断机器,这些都让抽象的概念变得生动易懂。而且,书中对各种逻辑门电路的原理和特性都进行了详细的阐述,不仅仅是给出真值表,还会涉及到一些最基本的半导体器件工作原理,让你知道为什么会有这样的逻辑关系。这对于理解数字电路的底层逻辑非常有帮助,而不是停留在“知其然”的层面。

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