编辑推荐

有关数字电子技术的经典教材。

*全新的页面布局和设计

*新增了布尔简化的Q-M方法

*新增了Moore和Mealy状态机的内容

*新增了有关数据传输的一章

*突出了D触发器的使用

内容简介

　　本书是一本关于数字电子技术的经典教材，并专门针对国内教学的实际情况进行了缩减。全书主要介绍了数字电子技术的基本概念、数制、逻辑门、布尔代数和逻辑化简、组合逻辑分析、组合逻辑的作用、计数器、移位寄存器、存储器、可编程逻辑与软件、集成电路技术等。全书的特色在于示例与习题丰富、图解清晰、语言流畅、写作风格简约。

作者简介

　　ThomasL.Floyd于1964年获得了佛罗里达大学的电气工程学学士学位，同年在德州仪器公司开始了他的职业生涯，期间获得了硕士学位。之后任教于美国多所大学，主要教授电子技术、数字通信系统等课程。

　　余璆，上海工程技术大学教师，长期讲授数字电路基础与电子学课程，具有丰富的教学经验。

目录

目 录

Chapter 1?Introductory Concepts 1

1-1　Digital and Analog Quantities 1

1-2　Binary Digits, Logic Levels, and Digital Waveforms 4

1-3　Fixed-Function Logic Devices 9

Chapter 2?Number Systems, Operations, and Codes 14

2-1　Decimal Numbers 14

2-2　Binary Numbers 15

2-3　Decimal-to-Binary Conversion 18

2-4　Binary Arithmetic 20

2-5　Complements of Binary Numbers 23

2-6　Signed Numbers 25

2-7　Arithmetic Operations with Signed Numbers 30

2-8　Hexadecimal Numbers 36

2-9　Octal Numbers 41

2-10?Binary Coded Decimal (BCD) 43

2-11?Digital Codes 46

2-12?Error Codes 48

Chapter 3?Logic Gates 61

3-1　The Inverter 61

3-2　The AND Gate 63

3-3　The OR Gate 69

3-4　The NAND Gate 73

3-5　The NOR Gate 77

3-6　The Exclusive-OR and Exclusive-NOR Gates 81

3-7　Fixed-Function Logic Gates 84

Chapter 4?Boolean Algebra and Logic Simplification 99

4-1　Boolean Operations and Expressions 99

4-2　Laws and Rules of Boolean Algebra 100

4-3　DeMorgan’s Theorems 105

4-4　Boolean Analysis of Logic Circuits 108

4-5　Logic Simplification Using Boolean Algebra 110

4-6　Standard Forms of Boolean Expressions 114

4-7　Boolean Expressions and Truth Tables 119

4-8　The Karnaugh Map 122

4-9　Karnaugh Map SOP Minimization 125

4-10?Karnaugh Map POS Minimization 133

4-11?The Quine-McCluskey Method 137

Chapter 5?Combinational Logic Analysis 149

5-1　Basic Combinational Logic Circuits 149

5-2　Implementing Combinational Logic 153

5-3　The Universal Property of NAND and NOR Gates 158

5-4　Combinational Logic Using NAND and NOR Gates 160

5-5　Pulse Waveform Operation 164

Chapter 6?Functions of Combinational Logic 174

6-1　Half and Full Adders 174

6-2　Parallel Binary Adders 177

6-3　Ripple Carry and Look-Ahead Carry Adders 183

6-4　Comparators 186

6-5　Decoders 189

6-6　Encoders 195

6-7　Code Converters 198

6-8　Multiplexers (Data Selectors) 201

6-9　Demultiplexers 207

6-10?Parity Generators/Checkers 209

Chapter 7?Latches, Flip-Flops, and Timers 221

7-1　Latches 221

7-2　Flip-Flops 227

7-3　Flip-Flop Operating Characteristics 236

7-4　Flip-Flop Applications 238

7-5　One-Shots 242

7-6　The Astable Multivibrator 249

Chapter 8?Shift Registers 261

8-1　Shift Register Operations 261

8-2　Types of Shift Register Data I/Os 262

8-3　Bidirectional Shift Registers 270

8-4　Shift Register Counters 272

8-5　Shift Register Applications 275

8-6　Logic Symbols with Dependency Notation 282

Chapter 9?Counters 289

9-1　Finite State Machines 289

9-2　Asynchronous Counters 291

9-3　Synchronous Counters 297

9-4　Up/Down Synchronous Counters 303

9-5　Design of Synchronous Counters 306

9-6　Cascaded Counters 313

9-7　Counter Decoding 316

9-8　Counter Applications 319

9-9　Logic Symbols with Dependency Notation 323

Chapter 10?Data Storage 333

10-1　Semiconductor Memory Basics 333

10-2　The Random-Access Memory (RAM) 338

10-3　The Read-Only Memory (ROM) 350

10-4　Programmable ROMs 354

10-5　The Flash Memory 357

10-6　Memory Expansion 361

10-7　Special Types of Memories 366

10-8　Magnetic and Optical Storage 370

Chapter 11?Signal Conversion and Processing 382

11-1　Analog-to-Digital Conversion 382

11-2　Methods of Analog-to-Digital Conversion 388

11-3　Methods of Digital-to-Analog Conversion 397

11-4　Digital Signal Processing 404

Chapter 12?Data Transmission 411

12-1　Data Transmission Media 411

12-2　Methods and Modes of Data Transmission 415

12-3　Modulation of Analog Signals with Digital Data 420

12-4　Modulation of Digital Signals with Analog Data 423

12-5　Multiplexing and Demultiplexing 428

12-6　Bus Basics 433

12-7　Parallel Buses 437

12-8　The Universal Serial Bus (USB) 442

12-9　Other Serial Buses 445

12-10?Bus Interfacing 450

Answers to Odd-Numbered Problems 463

Glossary 481

Chapter 13 Integrated Circuit Technologies(On Website)

前言/序言

前言

Digital Fundamentals（即改编后的《数字电子技术》）的第十一版继续秉承长期以来的传统，侧重于数字技术核心的基础内容。本书通过丰富的插图、举例、练习和若干应用帮助读深入理解相关的基本概念。除此以外，本书也涉及了应用逻辑功能、功能的实现、集成电路技术，还涉及了信号转换和处理、数据传输、处理和控制等一些特定主题。第十一版增加了一些新的内容和特点，许多原有的内容也得到了扩展。

书中涉及的知识旨在让学生进一步学习更高层次或选修内容之前，掌握所有重要的基础概念。涉及的内容范围具有灵活性，以便适应各种课程的需求。例如，对于某些课程并不太适合的设计性课题或者应用性课题，忽略或减少相关的内容不会影响书中基本概念的学习。半导体电路的背景知识并非本书必需的先修内容，集成电路技术（芯片内部电路）的知识则有选择地提及一些。

第十一版的新内容

● 全新的页面布局和设计，视觉效果更好，容易使用，修改和改进了一些内容。

● 删除了过时的设备。

● 新增了布尔简化的Q-M（Quine-McCluskey）方法。

● 新增了Moore和Mealy状态机的内容。

● 新增了有关数据传输的一章，包括标准总线的全面介绍。

● 突出了D触发器的使用。

本书的特性

● 基本核心内容和高层次的或外围的内容不相混合。

● InfoNotes（计算机小知识）以侧边栏的版面给出精炼的趣味短文。

● 每章都提示学生如何找到各种练习的答案。

● 每章中的各个小节都有检查题，答案列在每章的最后。

● 给出的每个例题都带有相关的练习，答案列在每章的最后。

● 分散在各处的Hands-On Tips（实践技巧）提供有用的实践知识。

● 网站上的MultiSim文件提供书中选做的仿真参考电路。

● 每章最后的是非判断题。

● 每章最后的单选自测题。

● 每章最后的分节习题在本书的最后给出奇数题目的答案。

学生资源①

● 可选择购买的实验手册（Experiments in Digital Fundamentals, Eleventh Edition），由Dave Buchla 和 Doug Joksch 撰写。

● MultiSim电路。网站（www.pearsonhighered.com/careersresources.com）上的MultiSim文件，包含了书中选做的仿真参考电路，由图P-1表示。

● 在线章节，“Intergrated Circuit Technologies”

● VHDL教程

● Verilog教程

● MultiSim教程

● Altera Quartus II教程

● Xilinx ISE教程

● 变量卡诺图教程

● 汉明码教程

● Q-M方法教程，等等

教师资源②

● 教师资源手册，包含相关章节的习题解答，应用逻辑习题的解答，MultiSim仿真结果的总结，由Dave Buchla 和 Doug Joksch 撰写的实验手册的实验结果。

● 书中插图的幻灯片文件。

一些专题的说明

检查题　每个小节的结尾都有习题组成的复习部分，以加强这一小节主要概念的理解。这个特点如图P-2所示。

图P-2

检查题的答案列在本章的结尾。

例题和相关的问题?书中给出了丰富的例题，用以帮助对基本概念进行解释。每个例题都配有相关的问题，通过让学生解答和例题相似的题目来加强和拓宽所学知识。典型的例题和相关问题如图P-3所示。

图P-3

献给学生

数字技术遍布于我们生活的方方面面。例如手机和其他类型的无线通信，包括电视、收音机、过程控制、汽车电子、消费电子、飞机导航等，本书仅仅给出了为数不多的依赖于数字电子的应用。具有坚实的数字技术基础知识，会使您在将来得到技术含量很高的工作。最重要的事情，就是理解数字基础的核心内容，这样就可以深入到其他内容的学习。

献给教师

通常，时间的限制或课程的侧重点确定了本课程涉及的内容。为了满足特定课程的特定内容，忽略或强调一些知识及改变某些内容的学习顺序是很常见的。本教材为授课内容的选取提供了很大的灵活性。某些相关主题分散在不同的章节，如果忽略了某些知识点，则其他的内容不会受到影响。同样，如果增加了某些知识点，它们和其余的内容则可以无缝衔接。本书围绕数字基础的核心内容编写，大部分内容对于数字课程来说都是必不可少的。围绕本课程，可以增加或减少书中的内容，取决于课程的侧重点和/或其他因素。即使是核心内容，也可以忽略一些选修的章节。

◆ 核心基础内容。有关数字技术基础的内容贯穿全书。对于围绕核心内容的一些其他主题，依据课程的需要可以增加或删除。本书涉及的内容在数字技术中是很重要的，但是围绕核心内容的每块主题可以根据特定的需要删除，这不会影响核心的基础内容的学习。

◆ 集成电路技术。本书提供一章在线章节“Intergrated Circuit Technologies”。如果想讨论电路的详细特性，可以选读这一章的部分或全部内容，以补充数字基础电路的知识。忽略这一章不会影响本书其他内容的学习。

◆ 特殊主题。这些内容包括信号接口和处理、数据传送、数据处理和控制，分散在第11章、第12章和其他章节的选读内容中。这些内容对于课程也许是必需的，或者也可以在其他课程里讲授。例如，在基础核心内容中，Q-M方法、循环冗余码、超前进位加法器或时序逻辑设计的相关知识都可以忽略。除此以外，贯穿全书的MultiSim（计算机仿真）内容可以作为选修内容。无论是仅选择核心基础内容，还是全部保留或介于两者之间，本书都将满足您的需要。

致谢

Digital Fundamentals第十一版的修订是许多人的工作和技术的成果。我认为我们已经完成了预期的工作，那是在本书已经很完善的基础上的改进结果。这不仅仅是基础内容的改善，还是最新和前沿技术的引入，使得它对学生和教师更为有用。

为了编写读者现在所看到的这本书，Pearson Education的人员进行了多个阶段的工作，倾注了大量的时间、智慧和努力，才使得本书得以完成，他们是Rex Davidson、Lindsey Gill和Vern Anthony，还有其他的许多人。Lois Porter还对手稿的编辑做出了卓越的贡献。Doug Joksch给出了VHDL编程（参阅在线资源）的相关内容。Gary Snyder修订和升级了MultiSim电路文件（参阅在线资源）。对于所有这些人和其他间接参与本书编辑的人，在此表示我的感谢和感激之情。

在修订本书和所有其他版本中，依靠了许多读者和专家的帮助。在此衷心感谢如下的审稿人，他们提出了许多有价值的建议和建设性的意见：

Dr. Cuiling Gong，Texas Christian大学

Jonathan White，Harding大学

Zane Gastineau，Harding大学

Dr. Eric Bothur，Midlands技术学院

同样感谢Pearson Education所有销售人员的努力，是他们的帮助使得本书得以和广大读者见面。此外，感谢所有选用本书作为教材的教师和个人读者。我希望您会发现Digital Fundamentals的第十一版比以前的版本更好，它将继续是学生学习的有价值的教材和参考资料。

Tom Floyd