數(shù)字電子技術(shù)

前言

　　為滿足高等學(xué)校本科非電類各專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)電工、電子技術(shù)課程的需要，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)出版了不少“電工學(xué)”方面的教材。這些教材對(duì)非電類學(xué)生學(xué)習(xí)電工、電子技術(shù)起到了積極有效的作用。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，面對(duì)學(xué)科交叉以及電類、非電類的界限越來(lái)越模糊的現(xiàn)狀，目前包括我校在內(nèi)的不少學(xué)校在許多傳統(tǒng)非電類專業(yè)的課程設(shè)置中都有加強(qiáng)電工、電子課程教學(xué)內(nèi)容的要求，同時(shí)在課程學(xué)時(shí)、內(nèi)容安排上也有不同的調(diào)整。然而，在國(guó)內(nèi)很難找到適合這種要求的教材及參考書(shū)，為此，我們編寫(xiě)了《電路原理與電機(jī)控制（電工學(xué)I）》、《模擬電子技術(shù)（電工學(xué)Ⅱ）》和《數(shù)字電子技術(shù)（電工學(xué)Ⅲ）》這套教材?！　”咎捉滩膬?nèi)容的安排、取舍主要有4個(gè)考慮：　?。?）參照教育部（前國(guó)家教育委員會(huì)）1995年頒發(fā)的非電類學(xué)生電工技術(shù)課程的教學(xué)基本要求?！　。?）內(nèi)容要適合高等學(xué)校非電類多學(xué)科、多專業(yè)的具體情況與教學(xué)需要?！　。?）體現(xiàn)本學(xué)科的成果與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。　?。?）為學(xué)生提供一本合適的參考書(shū)?！　♂槍?duì)非電類的教學(xué)要求和學(xué)時(shí)較少的特點(diǎn)，在教材編寫(xiě)中，對(duì)傳統(tǒng)的教材內(nèi)容進(jìn)行了精選，將學(xué)生最需要的基礎(chǔ)知識(shí)和本課程的精髓部分內(nèi)容都做了一定的加深或擴(kuò)充，同時(shí)力求，簡(jiǎn)明扼要，便于學(xué)生學(xué)習(xí)。　　《電路原理與電機(jī)控制（電工學(xué)I）》的特點(diǎn)為：　?。?）加強(qiáng)并突出了電路原理部分的內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)電路原理的內(nèi)容有更多、更深的了解與掌握。另外，增加了受控源電路模型的討論及增加了雙口網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容?！　。?）精簡(jiǎn)了有關(guān)電機(jī)的內(nèi)容，主要討論了異步電機(jī)而略去了直流電機(jī)和控制電機(jī)等內(nèi)容，突出電機(jī)傳動(dòng)與控制?！　　赌M電子技術(shù)（電工學(xué)Ⅱ）》的特點(diǎn)為：　　（1）強(qiáng)調(diào)了基礎(chǔ)知識(shí)，注重應(yīng)用。主要體現(xiàn)在對(duì)于電路的定性分析和定量計(jì)算，都是從基本概念出發(fā)，避免了為此目的而做繁雜的公式推導(dǎo)?！　。?）加強(qiáng)了集成電路的內(nèi)容，對(duì)集成電路的討論強(qiáng)化“外部”淡化“內(nèi)部”，使教材內(nèi)容更符合電子技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。　　《數(shù)字電子技術(shù)（電工學(xué)Ⅲ）》的特點(diǎn)為：　?。?）加強(qiáng)并突出了集成門(mén)電路電氣特性部分的內(nèi)容，使學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用門(mén)電路時(shí)對(duì)于可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題有更深入的理解。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)系統(tǒng)介紹了數(shù)字電子技術(shù)的基本概念、原理和分析方法。主要內(nèi)容包括數(shù)字邏輯基礎(chǔ)知識(shí)、門(mén)電路及電氣特性、組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法、脈沖產(chǎn)生整形電路、存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件以及模擬量與數(shù)字量間的轉(zhuǎn)換。本書(shū)注重基本概念，深入淺出，書(shū)中有大量例題，每章有小結(jié)、習(xí)題，絕大部分習(xí)題都附有答案，便于教學(xué)和自學(xué)?！　”緯?shū)可作為高等學(xué)校機(jī)械、交通、能源、化工、材料等各非電類專業(yè)數(shù)字電子技術(shù)課程的教材；也可作為電類專業(yè)學(xué)時(shí)較少的數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)參考書(shū)；還可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章　數(shù)字邏輯基礎(chǔ)1.1　數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)1.1.1　模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)1.1.2　脈沖信號(hào)的主要參數(shù)1.1.3　數(shù)字電路1.2　數(shù)制與碼制1.2.1　幾種常用的進(jìn)位記數(shù)制1.2.2　不同數(shù)制間的相互轉(zhuǎn)換1.3　二進(jìn)制編碼1.3.1　二一十進(jìn)制編碼1.3.2　字符編碼1.4　基本邏輯運(yùn)算1.4.1　邏輯變量與邏輯函數(shù)1.4.2　基本邏輯運(yùn)算1.5　邏輯代數(shù)的公式和規(guī)則1.5.1　基本公式1.5.2　常用公式1.5.3　邏輯代數(shù)的3個(gè)規(guī)則1.6　邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法1.6.1　邏輯表達(dá)式的類型及最簡(jiǎn)與或表達(dá)式1.6.2　公式化簡(jiǎn)法1.6.3　卡諾圖化簡(jiǎn)法1.6.4　具有約束項(xiàng)的邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)1.6.5　邏輯函數(shù)表示方法之間的轉(zhuǎn)換本章小結(jié)習(xí)題第2章　門(mén)電路2.1　半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)特性2.1.1　二極管的開(kāi)關(guān)特性2.1.2　三極管的開(kāi)關(guān)特性2.1.3　MOS管的開(kāi)關(guān)特性2.2　分立元件門(mén)電路2.2.1　二極管與門(mén)2.2.2　二極管或門(mén)2.2.3　三極管非門(mén)（反相器）2.3　TT1集成門(mén)電路2.3.1　TT1反相器2.3.2　其他邏輯功能的門(mén)電路2.3.3　TT1集電極開(kāi)路門(mén)和三態(tài)門(mén)2.4　CM.S集成門(mén)電路2.4.1　CMOS反相器2.4.2　其他邏輯功能的CMOS門(mén)電路2.4.3　CMOS傳輸門(mén)、三態(tài)門(mén)和漏極開(kāi)路門(mén)2.4.4　門(mén)電路在使用中應(yīng)注意的若干問(wèn)題本章小結(jié)習(xí)題第3章　組合邏輯電路3.1　組合邏輯電路的分析方法3.2　組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法3.3　常用的集成組合邏輯電路及其應(yīng)用3.3.1　加法器3.3.2　編碼器3.3.3　譯碼器3.3.4　數(shù)據(jù)分配器3.3.5　數(shù)據(jù)選擇器3.3.6　數(shù)值比較器3.4　組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)3.4.1　產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因3.4.2　檢查競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的方法3.4.3　消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的方法本章小結(jié)習(xí)題第4章　觸發(fā)器4.1　觸發(fā)器的特點(diǎn)4.2　RS觸發(fā)器……第5章　時(shí)序邏輯電路第6章　脈沖產(chǎn)生與整形電路第7章　存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件第8章　模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換附錄　部分習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　數(shù)字邏輯基礎(chǔ)　　1.1　數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)　　1.1.1　模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)　　總的來(lái)說(shuō)，電子電路中的信號(hào)可以分為兩大類：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)是時(shí)間連續(xù)、數(shù)值（幅度）也連續(xù)的信號(hào)。模擬信號(hào)來(lái)自于自然界客觀存在的一些物理量，例如，電壓、電流、速度、壓力、溫度等。這些量的共同特點(diǎn)是隨時(shí)間連續(xù)變化。如電壓u可以用測(cè)量?jī)x器測(cè)量出某個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)值（或有效值，或某段時(shí)間之內(nèi)的平均值），這種信號(hào)就是模擬信號(hào)，處理模擬信號(hào)的電路稱為模擬電路?！　?shù)字信號(hào)是指在時(shí)間上和數(shù)值（幅度）上都不連續(xù)的信號(hào)。如電子表的秒信號(hào)、生產(chǎn)流水線上記錄零件個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)信號(hào)等。這些信號(hào)的變化發(fā)生在一系列離散的瞬間，其值也是離散的。處理數(shù)字信號(hào)的電路稱為數(shù)字電路?！　∧壳埃瑪?shù)字信號(hào)常采用二值邏輯表示，因此也認(rèn)為數(shù)字信號(hào)只有兩種相互對(duì)立的狀態(tài)，常采用0和1兩個(gè)數(shù)碼表示這兩種狀態(tài)。正因?yàn)閿?shù)字信號(hào)的表示以0、1二值為基礎(chǔ)，數(shù)字信號(hào)又可以采用脈沖信號(hào)來(lái)表示。脈沖信號(hào)具有邊沿陡峭、持續(xù)時(shí)間短的特點(diǎn)。圖1.1.1即表示數(shù)字信號(hào)的一種脈沖波形?！　D1.1.1就是一種采用脈沖表示的典型的數(shù)字信號(hào)，這種表示方法也稱為數(shù)字波形。假設(shè)圖1.1.1工中的信號(hào)為電壓信號(hào)，可以看出，該信號(hào)有以下特點(diǎn)：　?。?）信號(hào)只有兩個(gè)電壓值，即脈沖出現(xiàn)時(shí)相對(duì)較高的電壓和脈沖沒(méi)有出現(xiàn)時(shí)相對(duì)較低的電壓。在數(shù)字電路中，常常把電壓高處稱為高電平，電壓低處稱為低電平。因此，脈沖的兩個(gè)電壓值也被稱為兩個(gè)邏輯電平?！　?，　?。?）在圖1.1.1中把高電乎用1表示，把低電乎用0表示，這就是所謂的正邏輯規(guī)定。在數(shù)字系統(tǒng)中，除特別情況外一般都采用正邏輯規(guī)定?！　。?）信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娮?，或者從低電子變?yōu)楦唠娖降倪^(guò)程是一個(gè)突然變化的過(guò)程，發(fā)生在某些離散的時(shí)刻，這是脈沖信號(hào)的特點(diǎn)?！　。?）采用一個(gè)脈沖信號(hào)表示一個(gè)數(shù)字量時(shí)，既要看高、低電平，又要看高、低電平持續(xù)的時(shí)間。如果把圖1.1.1中的脈沖對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)字量，那么該數(shù)字量為010011010?！　≡跀?shù)字系統(tǒng)中，脈沖不僅經(jīng)常用于表示數(shù)字量或數(shù)字信號(hào)，還是數(shù)字系統(tǒng)工作的統(tǒng)一時(shí)間基礎(chǔ)。因此有必要討論一下脈沖的主要參數(shù)。

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