数字电子技术(第2版高等院校电气信息类专业互利网+创新规划教材)

本书从当前的教学实际出发，将理论知识和实践教学相结合，既强调理论基础，又注重实践应用。本书重点介绍数字电子技术的基础知识、基本理论以及数字电路的一般分析方法和设计方法。全书共分9章，内容包括逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、半导体存储器、数/模和模/数转换器及数字系统设计。本书可作为高等院校电子信息工程、电气工程、通信工程、电子科学与技术、自动化、机电一体化及其他相关专业的本科生或专科生教材，也可作为自动化、通信、电子技术等行业的工程技术人员的参考书。

赵建周，男，博士，教授，中共党员。2000年2月毕业于北京理工大学自动控制系控制理论与控制工程专业，工学硕士。中国电子学会高级会员，河南省电工技术学会常务理事，河南省仪器仪表学会常务理事，安阳市信息化专家委员会委员。2000年被评为安阳市首届科技新闻人物，2004年被安阳市委、市政府授予安阳市优秀专业技术人才（优秀专家）称号。近年来发表学术论文30余篇，出版著作5部，荣获河南省科技进步三等奖一项和安阳市科技进步二等奖多项。作为专业负责人，自动化专业被评为河南省一流专业；主持的《电机与拖动》被评为河南省一流课程。

第1章　逻辑代数基础 1 1.1　数字电路概述 2 1.1.1　数字信号与数字电路 2 1.1.2　数字电路的发展和分类 3 1.2　数制和码制 4 1.2.1　几种常用的数制 4 1.2.2　不同数制间的相互转换 6 1.2.3　二进制算术运算 9 1.2.4　几种常用的编码 13 1.3　逻辑代数的基本运算 16 1.3.1　3种基本逻辑运算 17 1.3.2　复合逻辑运算 19 1.4　逻辑代数的基本公式与定理 21 1.4.1　逻辑代数的基本公式 21 1.4.2　逻辑代数的常用公式 22 1.4.3　逻辑代数的基本定理 23 1.5　逻辑函数及其表示方法 25 1.5.1　逻辑函数 25 1.5.2　逻辑函数常用的表示方法 25 1.5.3　逻辑函数的两种标准形式 30 1.5.4　逻辑函数形式的变换 32 1.6　逻辑函数的化简 34 1.6.1　逻辑函数化简的意义 34 1.6.2　代数化简法 35 1.6.3　卡诺图化简法 37 1.6.4　具有无关项的逻辑函数及其化简 42 1.7　Multisim软件应用基础 44 1.7.1　EDA技术简介 44 1.7.2　Multisim操作与使用 44 1.7.3　Multisim常用虚拟仪器介绍 51 本章小结 59 习题 60 第2章　逻辑门电路 62 2.1　分立元件门电路 63 2.1.1　二极管的开关特性 63 2.1.2　晶体管的开关特性 65 2.1.3　二极管与门 67 2.1.4　二极管或门 68 2.1.5　晶体管非门 69 2.2　TTL集成门电路 70 2.2.1　TTL与非门 70 2.2.2　其他类型的TTL门电路 75 2.3　CMOS集成逻辑门电路 79 2.3.1　MOS晶体管的开关特性 79 2.3.2　CMOS反相器 80 2.3.3　其他类型的CMOS门电路 82 2.3.4　CMOS集成逻辑门电路的主要特点 84 2.4　逻辑门电路的接口电路 84 2.4.1　TTL门电路与CMOS门电路的接口 84 2.4.2　逻辑门电路带负载的接口电路 86 2.5　可编程逻辑器件 87 2.5.1　PLD电路的表示方法 88 2.5.2　低密度可编程逻辑器件 90 2.5.3　高密度可编程逻辑器件 94 本章小结 97 习题 98 第3章　组合逻辑电路 101 3.1　组合逻辑电路的概念及分析 102 3.1.1　组合逻辑电路的定义及逻辑功能 102 3.1.2　组合逻辑电路的分析 103 3.2　组合逻辑电路的设计 105 3.2.1　组合逻辑电路的设计步骤 105 3.2.2　组合逻辑电路的设计举例 106 3.3　常用集成组合逻辑器件及应用 107 3.3.1　编码器 107 3.3.2　译码器 111 3.3.3　数据选择器 118 3.3.4　数据分配器 123 3.3.5　加法器 124 3.3.6　数值比较器 127 3.4　组合逻辑电路中的竞争与冒险 131 3.4.1　产生竞争-冒险的原因 131 3.4.2　消除竞争-冒险的方法 132 3.5　用Multisim分析组合逻辑电路 134 本章小结 138 习题 138 第4章　触发器 141 4.1　触发器的特点与分类 142 4.1.1　触发器的基本特点 142 4.1.2　触发器的分类 143 4.2　触发器的结构与触发方式 143 4.2.1　基本RS触发器 143 4.2.2　同步触发器 148 4.2.3　主从触发器 153 4.2.4　边沿触发器 158 4.3　触发器的逻辑功能及其描述方法 165 4.3.1　RS触发器 165 4.3.2　JK触发器 166 4.3.3　D触发器 167 4.3.4　T与 触发器 167 4.3.5　触发器逻辑功能的转换 168 4.4　触发器的电气特性 169 4.4.1　触发器的静态特性 169 4.4.2　触发器的动态特性 169 4.5　用Multisim测试触发器功能 170 本章小结 174 习题 175 第5章　时序逻辑电路 179 5.1　时序逻辑电路概述 181 5.1.1　时序逻辑电路的特点 181 5.1.2　时序逻辑电路的分类 181 5.1.3　时序逻辑电路的功能描述 182 5.2　时序逻辑电路的分析 183 5.2.1　同步时序逻辑电路的分析方法 183 5.2.2　异步时序逻辑电路的分析方法 188 5.3　时序逻辑电路的设计 190 5.3.1　同步时序逻辑电路的设计方法 190 5.3.2　异步时序逻辑电路的设计方法 199 5.4　常用集成时序逻辑器件及应用 203 5.4.1　寄存器 203 5.4.2　计数器 208 5.4.3　顺序脉冲发生器 225 5.4.4　序列信号发生器 227 5.5　用Multisim分析时序逻辑电路 231 本章小结 236 习题 236 第6章　脉冲波形的产生与整形 240 6.1　脉冲信号与脉冲电路 241 6.1.1　脉冲信号 241 6.1.2　脉冲电路 243 6.2　施密特触发器 243 6.2.1　门电路构成的施密特触发器 243 6.2.2　集成施密特触发器 245 6.2.3　施密特触发器的应用 246 6.3　单稳态触发器 247 6.3.1　门电路构成的单稳态触发器 247 6.3.2　集成单稳态触发器 249 6.3.3　单稳态触发器的应用 251 6.4　多谐振荡器 253 6.4.1　门电路构成的多谐振荡器 253 6.4.2　石英晶体多谐振荡器 256 6.5　555定时器及其应用 257 6.5.1　555定时器的组成与功能 258 6.5.2　555定时器的典型应用 259 6.6　用Multisim分析555定时器 266 本章小结 267 习题 268 第7章　半导体存储器 271 7.1　半导体存储器概述 272 7.1.1　半导体存储器的特点 272 7.1.2　半导体存储器的分类 272 7.1.3　半导体存储器的主要参数 273 7.2　只读存储器 273 7.2.1　掩膜只读存储器 274 7.2.2　可编程只读存储器 276 7.2.3　可擦除的可编程只读存储器 277 7.2.4　用ROM实现组合逻辑函数 282 7.3　随机存取存储器 284 7.3.1　静态随机存储器 285 7.3.2　动态随机存储器 287 7.4　存储器的扩展 289 7.4.1　位扩展方式 289 7.4.2　字扩展方式 290 本章小结 291 习题 291 第8章　数/模和模/数转换器 293 8.1　数/模和模/数转换器的概念 294 8.2　数/模转换器 295 8.2.1　数/模转换器的基本工作原理 295 8.2.2　权电阻网络DAC 296 8.2.3　倒T形电阻网络DAC 299 8.2.4　权电流DAC 300 8.2.5　DAC的主要参数 301 8.2.6　集成DAC及其应用 304 8.3　模/数转换器 309 8.3.1　模/数转换器的基本工作原理 309 8.3.2　并联比较型ADC 312 8.3.3　反馈比较型ADC 314 8.3.4　双积分型ADC 316 8.3.5　V-F变换型ADC 319 8.3.6　ADC的主要参数 320 8.3.7　集成ADC及其应用 320 8.4　用Multisim分析DAC和ADC 322 本章小结 326 习题 326 第9章　数字系统设计 328 9.1　数字系统设计概述 329 9.1.1　数字系统的基本结构 329 9.1.2　数字系统设计的基本流程 330 9.2　数字系统设计实例 332 9.2.1　计数报警器设计 332 9.2.2　交通灯控制器设计 334 本章小结 341 习题 341 附录A　硬件描述语言VHDL基础 343 附表B　常用74LS系列集成门电路名称与功能表 366 参考文献 370