内容简介

本教材针对职教师资本科专业学生，以培养学生利用所学知识解决实际问题，提高应用能力为目标，采用理论教学与设计项目相结合的编排方式，在介绍数字器件的原理与功能的同时，注重器件的外特性及应用。为突出教材的针对性和实用性，本教材在例题的编排上举一反三，在设计项目上由浅入深、循序渐进，及时应用学到的器件，注重于学生系统设计能力的培养。

作者简介

张俊涛，陕西科技大学教授，中国电子学会会员，陕西省电子学会会员。主持陕西省科技厅项目1项，教育厅项目1项。《电子技术》获陕西省精品课程，参与三项校级教改项目，获一等奖一项，二等奖两项。

目录

目 录
第一篇 数字电路理论基础
第1章 绪论 （3）
1．1 数字信号与数字电路 （3）
1．2 数制 （4）
1．2．1 十进制 （4）
1．2．2 二进制 （5）
1．2．3 十六进制 （5）
1．2．4 不同进制间的转换 （6）
1．3 二进制补码 （8）
1．4 编码 （10）
1．4．1 BCD码 （10）
1．4．2 循环码 （11）
1．4．3 ASCII码 （12）
习题 （12）
第2章 逻辑代数基础 （14）
2．1 逻辑运算 （14）
2．1．1 与逻辑 （14）
2．1．2 或逻辑 （15）
2．1．3 非逻辑 （15）
2．1．4 两种复合运算 （16）
2．1．5 两种特殊运算 （17）
2．2 逻辑代数中的公式 （18）
2．2．1 基本公式 （18）
2．2．2 常用公式 （19）
2．2．3 关于异或运算的公式 （20）
2．3 逻辑代数中的三种规则 （21）
2．3．1 代入规则 （21）
2．3．2 反演规则 （21）
2．3．3 对偶规则 （22）
2．4 逻辑函数的表示方法 （22）
2．4．1 真值表 （23）
2．4．2 逻辑函数表达式 （23）
2．4．3 逻辑图 （23）
2．5 逻辑函数表示方法的相互转换 （24）
2．5．1 根据函数表达式画出逻辑图 （24）
2．5．2 从逻辑图写出函数表达式 （24）
2．5．3 从函数表达式列出真值表 （25）
2．5．4 从真值表写出函数表达式 （25）
2．6 逻辑函数的标准形式 （26）
2．6．1 标准与或式 （27）
2．6．2 标准或与式 （27）
2．7 逻辑函数的化简 （28）
2．8 无关项在逻辑设计中的应用 （34）
习题 （37）
第二篇 数字集成电路
第3章 基本门电路 （41）
3．1 分立元件门电路 （42）
3．1．1 二极管与门 （43）
3．1．2 二极管或门 （43）
3．1．3 三极管非门 （44）
3．2 CMOS集成门电路 （46）
3．2．1 CMOS反相器 （46）
3．2．2 其他CMOS逻辑门 （53）
3．2．3 两种特殊门电路 （55）
3．2．4 CMOS传输门 （59）
3．3 设计项目 （61）
习题 （62）
第4章 常用组合逻辑器件 （65）
4．1 组合逻辑电路概述 （65）
4．2 组合逻辑电路的分析与设计方法 （66）
4．2．1 组合逻辑电路的设计方法 （66）
4．2．2 组合逻辑电路的分析方法 （69）
4．3 编码器 （71）
4．4 译码器 （74）
4．5 数据选择器与数据分配器 （81）
4．6 加法器 （86）
4．7 数值比较器 （91）
4．7．1 一位数值比较器 （91）
4．7．2 多位数值比较器 （92）
4．8 设计项目 （94）
习题 （95）
第5章 锁存器与触发器 （98）
5．1 基本锁存器及其描述方法 （98）
5．2 钟控锁存器 （102）
5．3 脉冲触发器 （104）
5．4 边沿触发器 （108）
5．5 触发器的逻辑功能与动作特点 （110）
5．6 设计项目 （111）
习题 （112）
第6章 常用时序逻辑器件 （116）
6．1 时序电路的结构和分类 （116）
6．2 时序逻辑电路的功能描述 （118）
6．3 时序电路的分析与设计方法 （120）
6．3．1 同步时序电路的分析方法 （120）
6．3．2 同步时序电路的设计方法 （123）
6．4 寄存器与移位寄存器 （131）
6．4．1 寄存器 （131）
6．4．2 移位寄存器 （133）
6．5 计数器 （137）
6．5．1 同步计数器设计 （137）
6．5．2 异步计数器简介 （148）
6．5．3 其他进制计数器 （151）
6．5．4 两种特殊的计数器 （156）
6．6 典型时序逻辑单元电路 （159）
6．6．1 顺序脉冲发生器 （160）
6．6．2 序列信号产生器 （161）
6．7 设计项目 （165）
6．7．1 交通灯控制器设计 （165）
6．7．2 简易频率计设计 （168）
习题 （169）
第7章 存储器 （173）
7．1 ROM （173）
7．2 RAM （177）
7．2．1 静态RAM （177）
7．2．2 动态RAM （178）
7．3 存储器容量的扩展 （179）
7．4 基于ROM的组合电路设计 （180）
7．5 设计项目 （181）
7．5．1 DDS信号源设计 （181）
7．5．2 LED点阵控制电路设计 （184）
习题 （186）
第8章 脉冲电路 （188）
8．1 描述脉冲的主要参数 （188）
8．2 555定时器 （189）
8．2．1 施密特电路 （190）
8．2．2 单稳态电路 （194）
8．2．3 多谐振荡器 （198）
8．3 设计项目 （202）
习题 （203）
第9章 数模与模数转换 （206）
9．1 数模转换器 （206）
9．1．1 权电阻网络DAC （206）
9．1．2 R-2R网络DAC （208）
9．1．3 D/A转换器主要描述参数 （211）
9．2 模数转换器 （212）
9．2．1 采样-保持电路 （212）
9．2．2 量化与编码电路 （213）
9．2．3 并联比较型ADC （214）
9．2．4 反馈比较型ADC （216）
9．2．5 双积分型ADC （219）
9．2．6 A/D转换器的性能指标 （221）
9．3 设计实践 （222）
9．3．1 可编程增益放大器设计 （222）
9．3．2 数控直流稳压电源设计 （223）
9．3．3 温度测量电路设计 （225）
习题 （226）
第三篇 数字设计新技术
第10章 EDA技术简介 （229）
10．1 PLD的发展历史 （229）
10．2 硬件描述语言 （230）
10．2．1 Verilog HDL （230）
10．2．2 VHDL （231）
10．2．3 System Verilog和SystemC （232）
10．3 EDA工具软件 （233）
10．3．1 集成开发环境 （233）
10．3．2 仿真软件 （233）
10．3．3 综合软件 （234）
10．4 基于EDA技术的设计方法 （234）
第11章 Verilog硬件描述语言 （236）
11．1 Verilog HDL基本结构 （236）
11．1．1 简单示例 （236）
11．1．2 模块的基本结构 （237）
11．2 三种描述方法 （241）
11．2．1 行为描述 （241）
11．2．2 数据流描述 （249）
11．2．3 结构描述 （249）
11．2．4 混合描述 （252）
11．3 层次化设计方法 （253）
11．4 Verilog HDL语法 （254）
11．4．1 基本语法 （254）
11．4．2 数据类型 （257）
11．4．3 参数定义 （262）
11．4．4 运算符与表达式 （262）
11．5 Test Bench测试程序 （268）
第12章　常用数字器件的描述 （271）
12．1 组合逻辑电路的描述 （271）
12．1．1 基本门电路 （271）
12．1．2 编码器 （271）
12．1．3 译码器 （273）
12．1．4 显示译码器 （274）
12．1．5 数据选择器 （275）
12．1．6 数值比较器 （276）
12．1．7 三态缓冲器 （276）
12．1．8 奇偶校验器 （277）
12．2 时序逻辑电路描述 （278）
12．2．1 锁存器与触发器 （278）
12．2．2 计数器 （281）
12．2．3 分频器 （283）
12．3 存储器设计 （284）
12．4 设计项目 （285）
12．4．1 100MHz频率计的设计 （285）
12．4．2 正弦波信号源设计 （288）
12．4．3 VGA显示控制电路设计 （291）
第13章 有限状态机设计 （298）
13．1 有限状态机设计方法 （298）
13．2 状态编码 （300）
13．3 状态机设计示例 （300）
13．4 设计项目 （303）
13．4．1 逐次渐近式A/D转换器的设计 （303）
13．4．2 交通灯控制器设计 （306）
13．4．3 等精度频率计的设计 （308）
附录A 门电路逻辑符号对照表 （313）
附录B 常用数字集成电路引脚速查 （314）
附录C 常用集成电路索引 （316）
参考文献 （331）

前言/序言

本教材是作者承担的教育部、财政部《职教师资本科专业培养标准、培养方案、核心课程和特色教材开发》（电子信息工程专业，VTNE021）的成果之一，该项目以培养“专业性、师范性、职业性”三性融合、能适应职教师资需求的复合人才为目标，在广泛调研论证的基础上，制定了相应的教师标准、教师培养标准、教师评价方案、核心教材和数字化资源等，在项目研究过程中，得到了教育部职教师资培养资源开发项目专家指导委员会各位专家的精心指导和项目管理办公室的大力帮助。

在多年的教学实践中，作者深切地感觉到必须适应社会对高等教育的要求，改变电子技术理论课程的教学方式，以提高学生应用能力为目标，能够从系统的角度分析问题，设计电路，真正地提高实践能力。虽然作者具有二十多年的电子技术教学经验，又主讲EDA课程十多年，同时指导大学生电子设计竞赛、EDA电子设计专题、模拟及模数混合应用电路竞赛十多届，但就如何能够突出职业教育的特点，在教材的架构上、内容侧重点的选取和设计项目的选用方面思考良久。考虑到“数字电子技术”课程基础性的特点，教材还是采用较为传统的编排方式，采用理论教学与设计项目相结合的编排方式，在介绍器件的功能与设计原理的同时，注重器件的外特性及应用实例。为了突出教材的针对性和实用性，在多数章末都附有典型的设计项目，由浅入深，举一反三，注重系统观点的培养和设计能力的提高。

教材分为三篇共13章。第一篇是数字电路理论基础，分为2章，主要介绍数字电路的基本概念、数制与编码、数字电路分析与设计的工具—逻辑代数。第二篇介绍数字集成电路，分为7章，以原理为主线，以器件为目标，介绍基本门电路、常用组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器、整形电路和A/D、D/A转换器，并在章末附有典型设计项目，以便能及时学以致用。第三篇介绍数字设计新技术，分为4章，介绍EDA的概念、Verilog 硬件描述语言、常用数字器件的描述和有限状态机设计方法，并配合设计项目，以便能够快速掌握数字系统设计新技术。

教材的编写力求突出三个特点：

（1）精简。以职教师资专业教育特点为导向，以专业教学能力形成为核心，注重原理设计，简化内部电路分析，突出器件的功能和应用。

（2）完整。数字电路中的每种类型器件在设计中都可能要用到，因此组织教学内容时，在厘清概念、熟悉原理的基础上，注重教材的完整性。

（3）实用。为了学以致用，教材编写时通过大量典型的设计项目，由浅入深，循序渐进，培养学生的系统思维和设计能力。

全书由张俊涛主编，陈晓莉绘制了教材中的多数插图，在此表示感谢。

本教材可采用少学时和多学时两种教学模式，少学时只讲第一篇和第二篇，已经涵盖了数字电路的经典内容；多学时再介绍第三篇—数字设计新技术，进一步提高系统设计能力，也可以作为学生自学资料，以拓展视野。