數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)

前言

　　電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得電子產(chǎn)品的更新周期曰益縮短、新產(chǎn)品開發(fā)速度加快，引起數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想、方法、工具及所用器件的巨大變化，主要體現(xiàn)在數(shù)字電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式和設(shè)計(jì)手段兩個(gè)方面。數(shù)字電路設(shè)計(jì)正進(jìn)入高度集成化的片上系統(tǒng)時(shí)代，電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)和可編程邏輯器件在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越加廣泛，而傳統(tǒng)的數(shù)字電路設(shè)計(jì)方法將逐步淡出。因此，數(shù)字電子技術(shù)課程中應(yīng)精簡中小規(guī)模集成電路應(yīng)用和傳統(tǒng)的技巧性設(shè)計(jì)方法，突出數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和自動化設(shè)計(jì)技術(shù)。　　數(shù)字電子技術(shù)課程是自動化、電氣工程及其自動化、測控技術(shù)與儀器、電子信息工程等專業(yè)十分重要的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得數(shù)字電子技術(shù)方面的基本知識、基本理論和基本技能，為深入學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)及其在專業(yè)中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)?！　”緯鵀榻K省立項(xiàng)建設(shè)精品教材，也是南京航空航天大學(xué)江蘇省精品課程“數(shù)字電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)”配套教學(xué)用書。我們力爭實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和課程體系的整體優(yōu)化，力求教材的系統(tǒng)性、科學(xué)性、基礎(chǔ)性和前瞻性。做到語言精練，重點(diǎn)突出，可讀性好。在教材內(nèi)容組織上，主要特點(diǎn)有：①在保證數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容的同時(shí)，為適應(yīng)數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，拓展新知識，引入VHDL語言、數(shù)字系統(tǒng)概念和數(shù)字電路測試技術(shù)；②精簡中小規(guī)模集成電路，突出CMOS集成電路、大規(guī)模集成電路與可編程器件的原理及應(yīng)用；③淡化集成器件內(nèi)部電路，注重理論聯(lián)系實(shí)際，突出實(shí)際應(yīng)用；④精簡傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，淡化手工設(shè)計(jì)技巧，突出電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。

內(nèi)容概要

本書為江蘇省立項(xiàng)建設(shè)精品教材。本書共11章，內(nèi)容包括：邏代數(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字集成門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯路、脈沖波形產(chǎn)生與變換電路、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、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、數(shù)字電路測試與可測試性設(shè)計(jì)。本適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，引入當(dāng)前我國高等學(xué)校工科電子技術(shù)課程教內(nèi)容與課程體系改革研究成果，根據(jù)國家教委頒布的電子技術(shù)課程教學(xué)本要求，正確處理基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用之間的關(guān)系，精簡部分中小規(guī)模字電路教學(xué)內(nèi)容，適度增加VHDL語言、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)字電路測試與測試性設(shè)計(jì)等新技術(shù)與新方法。　　本書可作為高等學(xué)校電氣信息類專業(yè)(包括自動化、電氣工程及其自動化、測控技術(shù)與儀器、探測制導(dǎo)與控制技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工等)教材，也可供其他專業(yè)選用和相關(guān)工程技術(shù)人員閱讀參考。

作者簡介

王友仁，博士，教授，博士生導(dǎo)師，教學(xué)名師，英國曼徹斯特大學(xué)高級訪問學(xué)者。
　　1987年至今在南京航空航天大學(xué)自動化學(xué)院工作，先后主講模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、DSP技術(shù)應(yīng)用、測控技術(shù)中的智能算法等7門課程。主編與參編國家級規(guī)劃教材部和省部級規(guī)劃教材3部。主持省

書籍目錄

前言本書主要符號說明第1章　邏輯代數(shù)基礎(chǔ)　1.1　概述　1.2　數(shù)制與碼制　　1.2.1　幾種常用的計(jì)數(shù)制　　1.2.2　數(shù)制間的相互轉(zhuǎn)換　　1.2.3　二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算　　1.2.4　幾種常用的編碼制　思考題　1.3　基本邏輯運(yùn)算　　1.3.1　基本邏輯運(yùn)算　　1.3.2　常用復(fù)合邏輯運(yùn)算　思考題　1.4　邏輯代數(shù)的基本定理及常用公式　　1.4.1　邏輯代數(shù)的基本定律　　1.4.2　邏輯代數(shù)中的基本規(guī)則　　1.4.3　邏輯代數(shù)中的幾個(gè)常用公式　思考題　1.5　邏輯函數(shù)及其表示方法　　1.5.1　邏輯函數(shù)的定義　　1.5.2　邏輯函數(shù)常用的表示方法　　1.5.3　邏輯函數(shù)的卡諾圖　思考題　1.6　邏輯函數(shù)的化簡　　1.6.1　化簡的意義　　1.6.2　代數(shù)化簡法　　1.6.3　卡諾圖化簡法　　1.6.4　具有無關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)化簡　思考題　本章小結(jié)　習(xí)題1第2章　數(shù)字集成門電路　2.1　概述　2.2　MOS集成門電路　　2.2.1　MOS管的開關(guān)特性　　2.2.2　CMOS反相器　　2.2.3　其他類型CMOS門電路　　2.2.4　NMOS門電路　思考題　2.3　TT1集成門電路　　2.3.1　雙極型三極管的開關(guān)特性　　2.3.2　TT1反相器　　2.3.3　其他類型TT1門電路　思考題　2.4　集成門電路使用中的幾個(gè)實(shí)際問題　　2.4.1　集成門電路的使用　　2.4.2　CMOS門電路與TT1門電路的接口　本章小結(jié)　習(xí)題2第3章　組合邏輯電路　3.1　概述　思考題　3.2　組合邏輯電路分析　思考題　3.3組合邏輯電路設(shè)計(jì)　　3.3.1不含有約束項(xiàng)的組合邏輯電路設(shè)計(jì)　　3.3.2　含有約束項(xiàng)的組合邏輯電路設(shè)計(jì)　思考題　3.4　典型中規(guī)模組合邏輯集成電路　　3.4.1　編碼器和譯碼器　　3.4.2　數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器　　3.4.3　加法器　　3.4.4　數(shù)值比較器　思考題　3.5　組合邏輯電路中的競爭與冒險(xiǎn)　　3.5.1　產(chǎn)生競爭與冒險(xiǎn)的原因　　……第4章　觸發(fā)器第5章　時(shí)序邏輯電路第6章　脈沖波形產(chǎn)生與變換電路第7章　數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器第8章　半導(dǎo)體存儲器第9章　可編程邏輯器件第10章　數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第11章　數(shù)字電路測試與可測試性設(shè)計(jì)附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.半導(dǎo)體存儲器的特點(diǎn)　　半導(dǎo)體存儲器是數(shù)字系統(tǒng)的核心部件之一，用以保存系統(tǒng)工作所需的程序和數(shù)據(jù)（通稱為信息），這些信息以二進(jìn)制的形式表示。半導(dǎo)體存儲器具有集成度高、速度快、存儲密度大、體積小、可靠性高、價(jià)格低、外圍電路簡單、易于批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，已在數(shù)字系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，且重要性還在進(jìn)一步提高?！　“雽?dǎo)體存儲器由眾多的存儲單元按矩陣形式排列而成，信息的每一位二進(jìn)制數(shù)保存在半導(dǎo)體存儲器的一個(gè)存儲單元中。存儲單元常常按一定數(shù)目進(jìn)行編組，每次讀／寫操作對一組存儲單元中保存的數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行，這個(gè)組稱為字，一個(gè)字中所含的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)稱為字長，表示這個(gè)字有多少位。為了區(qū)別各個(gè)不同的字，給每個(gè)字賦予了一個(gè)編號，稱為地址?！　∮捎诎雽?dǎo)體存儲器具有高集成度、大存儲密度的特性，一般一個(gè)存儲器芯片中存儲單元數(shù)目很多，但引腳數(shù)卻很有限，所以，半導(dǎo)體存儲器在結(jié)構(gòu)上不可能像寄存器那樣將每個(gè)存儲單元的輸入和輸出直接引出，而是分時(shí)、分塊復(fù)用，每次操作只對一個(gè)字進(jìn)行，只有被輸入地址碼指定的那些存儲單元才與輸入／輸出引腳接通，將該單元的數(shù)據(jù)讀出或?qū)?shù)據(jù)寫入該單元，因此，半導(dǎo)體存儲器芯片所需的數(shù)據(jù)輸入／輸出引腳數(shù)應(yīng)該與數(shù)據(jù)的字長相等。

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