数字电子技术基础(电子信息科学与工程类专业规划教材普通高等教育十三五规划教材)

\\\\\\\"数字电子技术”是电子信息类学生的专业基础课程，也是实践性很强的技术基础课程。随着数字化和信息化技术的飞速发展，数字电子技术课程对学生知识和能力的提升发挥着更重要的作用。遵照 对电子技术基础课程教学的基本要求，要把学生培养成为有一定理论基础、有较强、实战能力、有足够创新意识的应用型人才。本书全面介绍数字逻辑基础、集成逻辑门电路、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、数/模相互转换电路、存储器等内容。通过结合实际案例的学习，学生可以了解数字电子技术的应用情况，掌握基于数字电子技术的应用系统开发方法。

谢国坤，西安交通工程学院中青年学术骨干教师。长期从事现代电子设计的教学和科研工作。

第1章 数字电路基础 1 1.1 概述 1 1.2 逻辑代数的基本运算 1 1.2.1 基本概念 1 1.2.2 基本逻辑运算 2 1.2.3 其他常用逻辑运算 4 1.2.4 逻辑函数及其表示方法 5 1.3 逻辑代数的定律和运算规则 7 1.3.1 逻辑代数的基本公式 7 1.3.2 逻辑代数的基本运算规则 8 1.4 逻辑函数的代数化简法 9 1.4.1 逻辑函数的常见形式 9 1.4.2 逻辑函数的最简“与-或表达式”的标准 9 1.4.3 用代数法化简逻辑函数 9 1.5 逻辑函数的卡诺图化简法 11 1.5.1 最小项的定义 11 1.5.2 逻辑函数的最小项表达式 11 1.5.3 卡诺图 12 1.5.4 用卡诺图表示逻辑函数 13 1.5.5 逻辑函数的卡诺图化简法 14 1.5.6 具有无关项的逻辑函数的化简 17 本章小结 19 习题 19 第2章 逻辑门电路 21 2.1 概述 21 2.2 半导体器件的开关特性 21 2.2.1 二极管的开关特性 21 2.2.2 三极管的开关特性 23 2.2.3 MOS管的开关特性 24 2.3 分立元件门电路 25 2.3.1 二极管与门电路 25 2.3.2 二极管或门电路 27 2.3.3 三极管反相器（非门） 28 2.3.4 复合门电路 30 2.4 TTL门电路 31 2.4.1 TTL与非门的内部结构和工作原理 31 2.4.2 TTL反相器的特性和主要参数 32 2.4.3 其他功能和类型的TTL门电路 36 2.5 CMOS门电路 41 2.5.1 CMOS反相器 42 2.5.2 其他CMOS门电路 46 本章小结 49 习题 50 第3章 组合逻辑电路 53 3.1 概述 53 3.1.1 组合逻辑电路的方框图及特点 53 3.1.2 组合逻辑电路的分析方法 53 3.1.3 组合逻辑电路的一般设计方法 55 3.2 常用组合逻辑电路 57 3.2.1 加法器 57 3.2.2 乘法器 62 3.2.3 数值比较器 64 3.2.4 编码器 67 3.2.5 译码器 73 3.2.6 数据选择器 80 3.2.7 数据分配器 84 3.3 用集成电路实现组合逻辑函数 85 3.3.1 用集成数据选择器实现组合逻辑函数 85 3.3.2 用集成译码器实现组合逻辑函数 87 3.3.3 用加法器实现组合逻辑函数 88 3.4 组合逻辑电路中的竞争冒险 90 3.4.1 组合逻辑电路中的竞争冒险现象 90 3.4.2 组合逻辑电路中的竞争冒险判断方法 91 3.4.3 组合逻辑电路中的竞争冒险消除方法 92 本章小结 93 习题 94 第4章 触发器 98 4.1 概述 98 4.2 触发器的电路结构与动作特点 98 4.2.1 基本RS触发器的电路结构与动作特点 98 4.2.2 同步RS触发器的电路结构与动作特点 100 4.2.3 主从JK触发器的电路结构和动作特点 101 4.2.4 边沿触发器的电路结构和动作特点 103 4.3 触发器的逻辑功能及其描述方法 105 4.3.1 触发器按逻辑功能的分类 105 4.3.2 触发器的电路结构与逻辑功能的关系 108 4.4 触发器逻辑功能的转换 108 4.4.1 集成触发器 108 4.4.2 触发器的相互转换 109 本章小结 110 习题 111 第5章 时序逻辑电路 114 5.1 概述 114 5.2 时序电路的分析方法 114 5.3 同步计数器 116 5.3.1 同步二进制计数器 116 5.3.2 同步二进制计数器的连接规律和特点 117 5.3.3 同步非二进制计数器 117 5.4 异步计数器 119 5.4.1 异步二进制计数器 119 5.4.2 异步二进制计数器的连接规律和特点 121 5.5 集成计数器 121 5.5.1 集成同步计数器74LS161 121 5.5.2 集成异步计数器74LS290 122 5.5.3 用集成计数器构成任意进制计数器 123 5.6 寄存器 126 5.6.1 数据寄存器 126 5.6.2 移位寄存器 127 本章小结 130 习题 130 第6章 脉冲波形的产生与整形 133 6.1 概述 133 6.2 施密特触发器 134 6.2.1 施密特触发器的基本概念 134 6.2.2 由CMOS门电路构成的施密特触发器 135 6.2.3 施密特触发器的应用 136 6.3 单稳态触发器 139 6.3.1 单稳态触发器的基本概念 139 6.3.2 由CMOS门电路构成的微分型单稳态触发器 139 6.3.3 集成单稳态触发器 142 6.3.4 单稳态触发器的应用 144 6.4 多谐振荡器 145 6.4.1 由CMOS非门电路构成的多谐振荡器 145 6.4.2 CMOS石英晶体振荡器 147 6.5 555定时器及应用 149 6.5.1 7555定时器的电路结构和工作原理 149 6.5.2 由555定时器构成的施密特触发器 150 6.5.3 由555定时器构成的多谐振荡器 151 6.5.4 由555定时器构成的单稳态触发器 154 本章小结 156 习题 157 第7章 数-模与模-数转换电路 162 7.1 概述 162 7.2 D/A转换器 162 7.2.1 D/A转换器的基本原理 162 7.2.2 倒T形电阻网络D/A转换器 163 7.2.3 权电流型D/A转换器 164 7.2.4 权电流型D/A转换器应用举例 166 7.2.5 D/A转换器的主要技术指标 167 7.3 A/D转换器 168 7.3.1 A/D转换的一般步骤和采样定理 168 7.3.2 采样-保持电路 170 7.3.3 并行比较型A/D转换器 171 7.3.4 逐次比较型A/D转换器 172 7.3.5 双积分型A/D转换器 173 7.3.6 A/D转换器的主要技术指标 176 7.3.7 集成A/D转换器及其应用 177 本章小结 179 习题 180 第8章 存储器 181 8.1 概述 181 8.2 只读存储器 182 8.2.1 可编程只读存储器 184 8.2.2 可擦除的可编程只读存储器 185 8.3 随机存储器 187 8.3.1 静态随机存储器 188 8.3.2 动态随机存储器 191 本章小结 194 习题 195 附录A 数字电路实验部分 196 实验一 门电路逻辑功能及测试 196 实验二 组合逻辑电路Ⅰ（半加器和全加器） 201 实验三 组合逻辑电路Ⅱ（译码器和数据选择器） 204 实验四 组合逻辑电路的设计和逻辑功能验证 206 实验五 触发器 211 实验六 集成电路多种计数器综合应用 214 实验七 时序电路（计数器和移位寄存器） 217 实验八 555定时器电路的应用 220 实验九 D/A转换器、A/D转换器 224 参考文献 229