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”國家級規(guī)劃教材，它是在總結(jié)國家級精品課程-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、實踐性和應(yīng)用性都很強的課程，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、加強應(yīng)用、便于教學(xué)、有利自學(xué)。　　第3版《數(shù)字電子技術(shù)》保持了第2版的體系、內(nèi)容和特點；同時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充：　　1.精選教材內(nèi)容。為了達(dá)到這個要求，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；在時序邏輯電路中，以基本時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)計同步時序邏輯電路的方法和設(shè)計舉例；在脈沖信號的產(chǎn)生與整形中，以555定時器的典型應(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的說明。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，同時使教師有較多的時間闡述邏輯電路的工作原理和邏輯功能，使重點內(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，突出了重點，使課程內(nèi)容更加精煉。　　2.突出了理論知識的應(yīng)用。在教材中的重點內(nèi)容和典型集成器件功能介紹之后，都有應(yīng)用舉例。這些實例具有實用性和趣味性，使學(xué)習(xí)的內(nèi)容更加貼近工程實際，學(xué)生也可在實驗室中加以實現(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)生的知識應(yīng)用能力，使能力培養(yǎng)貫穿于教學(xué)的全過程。

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，以便教師有時間將重點內(nèi)容講深講透?！　。?）增加了大量的應(yīng)用實例，在教材中的每個重點內(nèi)容和典型集成器件功能介紹之后，都有應(yīng)用舉例。突出了知識的應(yīng)用，使理論和實際聯(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、脈沖信號的產(chǎn)生與整形、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器、半導(dǎo)體存儲器、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)容豐富實用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力和利用所學(xué)知識分析、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?！　　稊?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、計算機(jī)、自動化和機(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、通信工程、計算機(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)及運算2.2.2 幾種導(dǎo)出的邏輯運算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)化簡法2.4.1 化簡的意義與標(biāo)準(zhǔn)2.4.2 邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法2.5 邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法2.5.1 邏輯函數(shù)的最小項表達(dá)式2.5.2 邏輯函數(shù)的卡諾圖表示法2.5.3 用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)2.5.4 具有無關(guān)項的邏輯函數(shù)的化簡本章小結(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)字集成電路的特點與系列3.4.5 CMOS集成邏輯門的使用注意事項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爭冒險4.7.1 競爭冒險現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因4.7.2 冒險現(xiàn)象的判別4.7.3 消除冒險現(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)器邏輯功能的測試及應(yīng)用訓(xùn)練二 觸發(fā)器的應(yīng)用第6章 時序邏輯電路6.1 概述6.2 時序邏輯電路的分析方法6.2.1 同步時序邏輯電路的分析方法6.2.2 異步時序邏輯電路的分析方法6.3 計數(shù)器6.3.1 異步計數(shù)器6.3.2 同步計數(shù)器6.3.3 利用計數(shù)器的級聯(lián)獲得大容量N進(jìn)制計數(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)練一計數(shù)器、譯碼器和數(shù)碼顯示器的應(yīng)用訓(xùn)練二設(shè)計一個30s定時電路第7章 脈沖信號的產(chǎn)生與整形7.1 概述7.2 555定時器及其應(yīng)用7.2.1 555定時器的電路結(jié)構(gòu)7.2.2 555定時器的基本邏輯功能7.3 施密特觸發(fā)器7.3.1 用555定時器組成施密特觸發(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定時器組成多諧振蕩器7.5.2 對稱多諧振蕩器7.5.3 不對稱多諧振蕩器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定時器的應(yīng)用訓(xùn)練二電子門鈴的設(shè)計第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)體存儲器9.1 概述9.2 只讀存儲器(ROM)9.2.1 固定ROM的結(jié)構(gòu)和工作原理9.2.2 可編程只讀存儲器(PROM)9.2.3 可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)9.2.4 集成EPROM介紹9.3 隨機(jī)存取存儲器(RAM)9.3.1 RAM的基本結(jié)構(gòu)和工作原理9.3.2 RAM的存儲單元9.3.3 集成隨機(jī)存儲器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器件簡介10.5.2 ISP器件組成結(jié)構(gòu)與特點.10.5.3 ISP器件開發(fā)系統(tǒng)簡介本章小結(jié)自我檢查題練習(xí)題附錄A EWB電子電路仿真軟件簡介附錄B 常用邏輯門電路新舊邏輯符號對照表附錄C 二進(jìn)制邏輯符號簡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)體存儲器以其存儲容量大、體積小、功耗低、存取速度快、使用壽命長等特點，已廣泛應(yīng)用于數(shù)字系統(tǒng)。根據(jù)用途不同，存儲器分為兩大類。一類是只讀存儲器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，這種存儲器在斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。像計算機(jī)中的自檢程序、初始化程序便是固化在ROM中的，在計算機(jī)接通電源后，首先運行它，對計算機(jī)硬件系統(tǒng)進(jìn)行白檢和初始化，自檢通過后，裝入操作系統(tǒng)，計算機(jī)才能正常工作。另一類是隨機(jī)存取存儲器，用于存放一些臨時性的數(shù)據(jù)或中間結(jié)果，需要經(jīng)常改變存儲內(nèi)容。這種存儲器斷電后，數(shù)據(jù)將全部丟失。如計算機(jī)中的內(nèi)存，就是這一類存儲器。ROM和RAM同是用于存儲數(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、存儲器和讀/寫控制電路組成，它屬于大規(guī)模時序邏輯電路。學(xué)習(xí)時，要注意區(qū)別它們的差異　　。只讀存儲器用于存放固定不變的信息，它在正常工作時，只能按給定地址讀出信息，而不能寫入信息，故稱為只讀存儲器，簡稱ROM。它的優(yōu)點是存儲信息可靠，不會丟失，即使斷電，數(shù)據(jù)也不會丟失。對于固定ROM，它的缺點是，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，成本高，其次是不能更新存儲器的內(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，這種只讀存儲器的使用更加靈活、方便，通用性更強，能較好地滿足電子技術(shù)發(fā)展的需要。

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