數(shù)字電子技術(shù)

前言

　　《數(shù)字電子技術(shù)（第3版）》是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，它是在總結(jié)國(guó)家級(jí)精品課程-南京工程學(xué)院“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)《高職高專教育數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》進(jìn)行修訂的?！　　皵?shù)字電子技術(shù)”是一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，也是一門發(fā)展迅速，理論性、實(shí)踐性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的課程，學(xué)好了這門課程將為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課及其在專業(yè)中的應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。因此，編寫本教材第3版的指導(dǎo)思想是：保證基礎(chǔ)、精選內(nèi)容、突出重點(diǎn)、加強(qiáng)應(yīng)用、便于教學(xué)、有利自學(xué)?！　〉?版《數(shù)字電子技術(shù)》保持了第2版的體系、內(nèi)容和特點(diǎn)；同時(shí)還廣泛吸取了使用本教材的師生的意見與建議。主要做了以下幾方面的修改和補(bǔ)充：　　1.精選教材內(nèi)容。為了達(dá)到這個(gè)要求，刪除了繁瑣的電路內(nèi)部分析和一些次要的內(nèi)容。如在組合邏輯電路中，在講述了各種組合邏輯電路基本原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了中規(guī)模集成組合邏輯電路的功能和應(yīng)用，刪除了集成器件內(nèi)部電路的繁瑣分析；在集成觸發(fā)器中，在介紹基本Rs觸發(fā)器和同步觸發(fā)器的基礎(chǔ)上，突出了邊沿觸發(fā)器的邏輯功能、工作特點(diǎn)和應(yīng)用，刪除了TTI主從觸發(fā)器，而在同步觸發(fā)器中介紹了主從概念；在時(shí)序邏輯電路中，以基本時(shí)序邏輯電路的分析和工作原理為基礎(chǔ)，著重介紹了集成時(shí)序邏輯電路的功能和應(yīng)用，刪除了一些復(fù)雜電路的分析和利用觸發(fā)器設(shè)計(jì)同步時(shí)序邏輯電路的方法和設(shè)計(jì)舉例；在脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形中，以555定時(shí)器的典型應(yīng)用為主線；在講述由其組成施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理后，介紹了相應(yīng)的集成施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯功能和應(yīng)用，刪去了由門電路組成的上述電路；在可編程邏輯器件中，簡(jiǎn)要介紹了可編程邏輯器件的組成和有關(guān)部分的邏輯功能，刪除了ISP器件的開發(fā)系統(tǒng)與軟件編程應(yīng)用；在附錄方面，刪除了附錄C的二進(jìn)制中規(guī)模集成電路邏輯符號(hào)的說(shuō)明。上述內(nèi)容的刪除，并不影響“數(shù)字電子技術(shù)”課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和內(nèi)容的連貫性，同時(shí)使教師有較多的時(shí)間闡述邏輯電路的工作原理和邏輯功能，使重點(diǎn)內(nèi)容能講深講透，使學(xué)生能更好地掌握邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用，達(dá)到了精選教材內(nèi)容的目的，保證了基礎(chǔ)理論知識(shí)，突出了重點(diǎn)，使課程內(nèi)容更加精煉?！　?.突出了理論知識(shí)的應(yīng)用。在教材中的重點(diǎn)內(nèi)容和典型集成器件功能介紹之后，都有應(yīng)用舉例。這些實(shí)例具有實(shí)用性和趣味性，使學(xué)習(xí)的內(nèi)容更加貼近工程實(shí)際，學(xué)生也可在實(shí)驗(yàn)室中加以實(shí)現(xiàn)。這既可提高學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣，又可起到培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力，使能力培養(yǎng)貫穿于教學(xué)的全過(guò)程。

內(nèi)容概要

　　本次修訂保持了第2版的理論體系，但在各章的順序上作了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。與上一版教材相比，本次修訂主要有以下變化：（1）進(jìn)一步刪減了較陳舊的內(nèi)容和較復(fù)雜的電路分析，使內(nèi)容更加精煉，以便教師有時(shí)間將重點(diǎn)內(nèi)容講深講透。　?。?）增加了大量的應(yīng)用實(shí)例，在教材中的每個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容和典型集成器件功能介紹之后，都有應(yīng)用舉例。突出了知識(shí)的應(yīng)用，使理論和實(shí)際聯(lián)系更加緊密。　?。?）重新整理和增刪了各章的練習(xí)題，使練習(xí)題和課程內(nèi)容的聯(lián)系更加緊密。各章都增加了自我檢查題?！　∪珪卜謑0章，分別為緒論、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、邏輯門電路、組合邏輯電路、集成觸發(fā)器、吋序邏輯電路、脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、可編程邏輯器件等。在主要章節(jié)中有配合教學(xué)使用的技能訓(xùn)練及分析排除故障的方法。內(nèi)容豐富實(shí)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和利用所學(xué)知識(shí)分析、排除故障的能力。書末有自我檢查題和部分練習(xí)題的答案。　　《數(shù)字電子技術(shù)（第3版）》有配套的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，幫助讀者掌握本課程的主要內(nèi)容和解題方法，并有配合教師授課使用的電廣教案、考試系統(tǒng)和自測(cè)系統(tǒng)，便于教師檢查教學(xué)質(zhì)量?！　　稊?shù)字電子技術(shù)（第3版）》可作為高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院、高等?？茖W(xué)校、成人高等學(xué)校及本科院校辦的二級(jí)職業(yè)技術(shù)學(xué)院和民辦高等學(xué)校的電氣、電子、通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化和機(jī)電等專業(yè)的“數(shù)字電子技術(shù)”、“數(shù)字邏輯電路”、“電子技術(shù)基礎(chǔ)”（數(shù)字部分）等課程的教材，也可供從事邏輯設(shè)計(jì)、通信工程、計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)等專業(yè)的廣大科技工作者與工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 概述1.1.1 數(shù)字信號(hào)和數(shù)字電路1.1.2 數(shù)字電路的分類1.1.3 數(shù)字電路的優(yōu)點(diǎn)1.1.4 脈沖波形的主要參數(shù)1.2 數(shù)制和碼制1.2.1 數(shù)制1.2.2 不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1.2.3 二進(jìn)制代碼本章小結(jié)自我檢查題練習(xí)題第2章 邏輯代數(shù)基礎(chǔ)2.1 概述2.2 邏輯函數(shù)及其表示法2.2.1 基本邏輯函數(shù)及運(yùn)算2.2.2 幾種導(dǎo)出的邏輯運(yùn)算2.2.3 邏輯函數(shù)及其表示方法2.3 邏輯代數(shù)的基本定律和規(guī)則2.3.1 邏輯代數(shù)的基本公式2.3.2 邏輯代數(shù)的基本定律2.3.3 邏輯代數(shù)的基本規(guī)則2.4 邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法2.4.1 化簡(jiǎn)的意義與標(biāo)準(zhǔn)2.4.2 邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法2.5 邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)法2.5.1 邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)表達(dá)式2.5.2 邏輯函數(shù)的卡諾圖表示法2.5.3 用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)2.5.4 具有無(wú)關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)本章小結(jié)自我檢查題練習(xí)題第3章 邏輯門電路3.1 概述3.2 分立元件門電路3.2.1 三極管的開關(guān)特性3.2.2 二極管門電路3.2.3 三極管非門電路3.2.4 組合邏輯門電路3.3 TTL集成邏輯門電路3.3.1 TTL與非門3.3.2 其它功能的TTL門電路3.3.3 TTL數(shù)字集成電路系列3.3.4 TTL集成邏輯門的使用注意事項(xiàng)3.4 CMOS集成邏輯門電路3.4.1 CMOS反相器3.4.2 其它功能的CMOS門電路3.4.3 高速CMOS門電路3.4.4 CMOS數(shù)字集成電路的特點(diǎn)與系列3.4.5 CMOS集成邏輯門的使用注意事項(xiàng)3.5 TTL電路與CMos電路的接口3.6 技能訓(xùn)練中故障的檢查與排除本章小結(jié)自我檢查題練習(xí)題技能題技能訓(xùn)練訓(xùn)練一TTL與非門的邏輯功能和電壓傳輸特性的測(cè)試訓(xùn)練二集電極開路門(OC門)和三態(tài)輸出門(TSL門)的應(yīng)用訓(xùn)練三CMOS門電路的應(yīng)用第4章 組合邏輯電路4.1 概述4.2 組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法4.2.1 組合邏輯電路的分析方法4.2.2 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法4.3 編碼器4.3.1 二進(jìn)制編碼器4.3.2 二-十進(jìn)制編碼器4.3.3 優(yōu)先編碼器4.4 譯碼器4.4.1 二進(jìn)制譯碼器4.4.2 二-十進(jìn)制譯碼器4.4.3 數(shù)碼顯示譯碼器4.4.4 用譯碼器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)4.5 數(shù)據(jù)選擇器和分配器4.5.1 數(shù)據(jù)選擇器4.5.2 數(shù)據(jù)分配器4.6 加法器和數(shù)值比較器4.6.1 加法器4.6.2 數(shù)值比較器4.7 組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)4.7.1 競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因4.7.2 冒險(xiǎn)現(xiàn)象的判別4.7.3 消除冒險(xiǎn)現(xiàn)象的方法4.8 數(shù)字系統(tǒng)一般故障的檢查和排除4.8.1 產(chǎn)生故障的主要原因4.8.2 常見邏輯故障4.8.3 查找故障的常用方法4.8.4 故障的排除本章小結(jié)自我檢查題練習(xí)題技能題技能訓(xùn)練訓(xùn)練一用集成邏輯門設(shè)計(jì)組合邏輯電路訓(xùn)練二譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器的應(yīng)用第5章 集成觸發(fā)器5.1 概述5.2 觸發(fā)器的基本形式5.2.1 基本只S觸發(fā)器5.2.2 同步觸發(fā)器5.3 邊沿觸發(fā)器5.3.1 維持阻塞D觸發(fā)器5.3.2 邊沿JK觸發(fā)器5.3.3 T觸發(fā)器和T觸發(fā)器5.4 觸發(fā)器的應(yīng)用舉例本章小結(jié)自我檢查題練習(xí)題技能題技能訓(xùn)練訓(xùn)練一 邊沿觸發(fā)器邏輯功能的測(cè)試及應(yīng)用訓(xùn)練二 觸發(fā)器的應(yīng)用第6章 時(shí)序邏輯電路6.1 概述6.2 時(shí)序邏輯電路的分析方法6.2.1 同步時(shí)序邏輯電路的分析方法6.2.2 異步時(shí)序邏輯電路的分析方法6.3 計(jì)數(shù)器6.3.1 異步計(jì)數(shù)器6.3.2 同步計(jì)數(shù)器6.3.3 利用計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)獲得大容量N進(jìn)制計(jì)數(shù)器6.4 寄存器和移位寄存器6.4.1 寄存器6.4.2 移位寄存器6.4.3 移位寄存器的應(yīng)用6.4.4 順序脈沖發(fā)生器本章小結(jié)自我檢查題練習(xí)題技能題技能訓(xùn)練訓(xùn)練一計(jì)數(shù)器、譯碼器和數(shù)碼顯示器的應(yīng)用訓(xùn)練二設(shè)計(jì)一個(gè)30s定時(shí)電路第7章 脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形7.1 概述7.2 555定時(shí)器及其應(yīng)用7.2.1 555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)7.2.2 555定時(shí)器的基本邏輯功能7.3 施密特觸發(fā)器7.3.1 用555定時(shí)器組成施密特觸發(fā)器7.3.2 集成施密特觸發(fā)器7.3.3 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用7.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器7.4.1 用555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器7.4.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器7.4.3 用施密特觸發(fā)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器7.4.4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用7.5 多諧振蕩器7.5.1 用555定時(shí)器組成多諧振蕩器7.5.2 對(duì)稱多諧振蕩器7.5.3 不對(duì)稱多諧振蕩器7.5.4 用施密特觸發(fā)器組成多諧振蕩器7.5.5 石英晶體多諧振蕩器本章小結(jié)自我檢查題練習(xí)題技能題技能訓(xùn)練訓(xùn)練一555定時(shí)器的應(yīng)用訓(xùn)練二電子門鈴的設(shè)計(jì)第8章 數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器8.1 概述8.2 D／A轉(zhuǎn)換器8.2.1 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D／A轉(zhuǎn)換器8.2.2 R-2及倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D／A轉(zhuǎn)換器8.2.3 權(quán)電流型D／A轉(zhuǎn)換器8.2.4 D／A轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)8.2.5 集成D／A轉(zhuǎn)換器應(yīng)用舉例8.3 A／D轉(zhuǎn)換器8.3.1 A／D轉(zhuǎn)換的一般步驟8.3.2 并聯(lián)比較型A／D轉(zhuǎn)換器8.3.3 逐次逼近型A／D轉(zhuǎn)換器8.3.4 雙積分型A／D轉(zhuǎn)換器8.3.5 A／D轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)8.3.6 集成A／D轉(zhuǎn)換器本章小結(jié)自我檢查題練習(xí)題第9章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器9.1 概述9.2 只讀存儲(chǔ)器(ROM)9.2.1 固定ROM的結(jié)構(gòu)和工作原理9.2.2 可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)9.2.3 可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)9.2.4 集成EPROM介紹9.3 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)9.3.1 RAM的基本結(jié)構(gòu)和工作原理9.3.2 RAM的存儲(chǔ)單元9.3.3 集成隨機(jī)存儲(chǔ)器2114A介紹9.3.4 RAM的擴(kuò)展本章小結(jié)自我檢查題練習(xí)題第10章 可編程邏輯器件10.1 概述10.1.1 PLD器件的基本結(jié)構(gòu)10.1.2 PLD器件的分類10.2 可編程陣列邏輯(PAL)10.3 通用陣列邏輯(CAL)10.3.1 GAL的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)10.3.2 輸出邏輯宏單元(OLMC)的結(jié)構(gòu)與輸出組態(tài)10.4 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)10.4.1 FPGA的基本結(jié)構(gòu)10.4.2 FPGA的模塊功能10.5 在系統(tǒng)可編程邏輯器件(ISP-PLD)10.5.1 ISP器件簡(jiǎn)介10.5.2 ISP器件組成結(jié)構(gòu)與特點(diǎn).10.5.3 ISP器件開發(fā)系統(tǒng)簡(jiǎn)介本章小結(jié)自我檢查題練習(xí)題附錄A EWB電子電路仿真軟件簡(jiǎn)介附錄B 常用邏輯門電路新舊邏輯符號(hào)對(duì)照表附錄C 二進(jìn)制邏輯符號(hào)簡(jiǎn)介自我檢查題參考答案部分練習(xí)題參考答案參考書目．

章節(jié)摘錄

　　半導(dǎo)體存儲(chǔ)器以其存儲(chǔ)容量大、體積小、功耗低、存取速度快、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于數(shù)字系統(tǒng)。根據(jù)用途不同，存儲(chǔ)器分為兩大類。一類是只讀存儲(chǔ)器ROM，用于存放永久性的、不變的數(shù)據(jù)，如常數(shù)、表格、程序等，這種存儲(chǔ)器在斷電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。像計(jì)算機(jī)中的自檢程序、初始化程序便是固化在ROM中的，在計(jì)算機(jī)接通電源后，首先運(yùn)行它，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)進(jìn)行白檢和初始化，自檢通過(guò)后，裝入操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)才能正常工作。另一類是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，用于存放一些臨時(shí)性的數(shù)據(jù)或中間結(jié)果，需要經(jīng)常改變存儲(chǔ)內(nèi)容。這種存儲(chǔ)器斷電后，數(shù)據(jù)將全部丟失。如計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存，就是這一類存儲(chǔ)器。ROM和RAM同是用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，但性能不同，兩者的結(jié)構(gòu)也完全不同。ROM主要由與陣列、或陣列和輸入、輸出緩沖級(jí)等電路構(gòu)成，它是一種大規(guī)模的組合邏輯電路；而RAM 是由譯碼器、存儲(chǔ)器和讀/寫控制電路組成，它屬于大規(guī)模時(shí)序邏輯電路。學(xué)習(xí)時(shí)，要注意區(qū)別它們的差異　　。只讀存儲(chǔ)器用于存放固定不變的信息，它在正常工作時(shí)，只能按給定地址讀出信息，而不能寫入信息，故稱為只讀存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱ROM。它的優(yōu)點(diǎn)是存儲(chǔ)信息可靠，不會(huì)丟失，即使斷電，數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。對(duì)于固定ROM，它的缺點(diǎn)是，信息寫入必須由芯片制造商完成，因此當(dāng)生產(chǎn)批量小時(shí)，成本高，其次是不能更新存儲(chǔ)器的內(nèi)容，要更新只能換新的ROM。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了可編程ROM和可改寫可編程ROM，這種只讀存儲(chǔ)器的使用更加靈活、方便，通用性更強(qiáng)，能較好地滿足電子技術(shù)發(fā)展的需要。

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