《数字电子技术及应用教程》从应用的角度出发，全面介绍了数字电子技术的基本概念、基础理论和基本分析方法。全书共分10章，主要内容包括逻辑代数、集成门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉7中信号的产生与整形、模拟量和数字量的转换、半导体存储器和可编程逻辑器件、可编程逻辑器件的应用和数字电路应用设计举例。
《数字电子技术及应用教程》将理论与实践相结合，注重体现知识的实用性和前沿性。《数字电子技术及应用教程》可作为应用型本科院校和高等职业技术院校电子、通信、机电、自动化和计算机等专业学习数字电子技术课程的教材或参考书，也可供工程技术人员参考。
随着电子科学技术的飞速发展，微电子技术和集成电路的广泛应用，以及电子信息技术的发展对科学技术、国民经济、国防等领域日益深入的影响和渗透，当今的电子产品逐步地趋于小型化、数字化和集成化，数字电子技术的知识、理论和方法在相关专业的地位越来越重要。
为了适应电子科学技术的发展和不同专业的需求，特别是近些年来逐步采用EDA技术辅助教学，开设数字电子技术这门课程就显得十分重要和必要。数字电子技术是电子、通信、计算机、自动化等专业的主要技术基础课程，也是进一步学习专业课和从事相关专业工作的必修课程。
本书主要是针对应用型本科院校和高等职业院校的电子类学生编写的，在内容的编排上结合应用型人才的特点，做到基础理论适当，对公式、定理的推导及证明从简，知识深入浅出，原理简洁易懂。本书以能力培养为主线，以应用为目的，着重介绍电子电路的适用范围及分析、设计、调试方法，更加注重理论应用于实践的特色。全书叙述简明，概念清楚，知识结构合理，重点突出。学生通过本门课程的学习，可以提高实践应用能力，为今后的学习打下良好的基础。
全书共分10章。理论内容主要包括逻辑代数、集成门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲信号的产生与整形、模拟量和数字量的转换、半导体存储器和可编程逻辑器件。在每一章中，都结合相应内容设有实际应用电路举例。本书第9章为可编辑逻辑器件的应用，第10章为数字电路应用设计举例，其中列举了两个数字系统设计实例，使理论与实践互相依托，紧密结合，构成该教材的最大特点。此外，本书还附有部分习题的参考答案和常用数字集成芯片引脚图，并提供多媒体课件等教学辅助材料。
本书可作为应用型本科院校和高等职业技术院校电子、通信、机电、自动化和计算机等专业学习数字电子技术课程的教材或参考书，也可供工程技术人员参考。
本书由郭宏、武国财任主编，姜桥、计京鸿、邢彦辰、姚丽丽任副主编。全书共10章，其中第5章和第9章由郭宏编写，第6章和第7章由武国财编写，第l章和第10章由姜桥编写，第8章由计京鸿编写，第3章和第4章由邢彦辰编写，第2章由姚丽丽编写，胡金龙编写了附录及部分内容，孙会楠对本书部分内容做了编写和校对工作。 在本书的编写过程中，温海洋、刘显忠等提出了许多修改建议，在此表示感谢。
由于编者水平有限，书中难免有错误和不妥之处，敬请读者批评指正。
第1章 逻辑代数基础知识1
1.1 数字电路概述1
1.1.1 数字信号与数字电路1
1.1.2 数字电路的特点1
1.1.3 数字电路的优点2
1.1.4 数字电路的分类2
1.1.5 数字电路的典型应用3
1.2 数制与编码4
1.2.1 数制4
1.2.2 不同进制数之间的相互转换6
1.2.3 编码8
1.3 逻辑代数基础11
1.3.1 逻辑代数的基本概念与基本运算11
1.3.2 几种常用的复合逻辑运算14
1.3.3 逻辑函数的相等17
1.4 逻辑代数中的基本公式、定理和规则17
1.4.1 基本公式17
1.4.2 逻辑代数中的基本规则19
1.5 逻辑函数的化简20
1.5.1 逻辑函数的标准与或式和最简表达式21
1.5.2 逻辑函数的公式化简法24
1.5.3 逻辑函数的图形化简法26
1.5.4 具有约束的逻辑函数的化简29
1.6 逻辑函数的表示方法及其相互之间的转换32
1.6.1 逻辑函数的几种表示方法32
1.6.2 5种表示方法的转换32
本章小结34
习题34
第2章 集成门电路39
2.1 概述39
2.1.1 逻辑门电路的概念39
2.1.2 正逻辑与负逻辑39
2.1.3 分立门电路和集成门电路40
2.2 半导体器件的开关特性40
2.2.1 二极管的开关特性40
2.2.2 三极管的开关特性41
2.2.3 场效应管的开关特性43
2.3 分立元器件门电路45
2.3.1 二极管与门和或门45
2.3.2 三极管非门47
2.4 TTL集成门电路47
2.4.1 TTL与非门48
2.4.2 TTL与非门电路的主要外部特性49
2.4.3 TTL反相器、或非门、与门、或门、与或非门和异或门53
2.4.4 TTL集电极开路门和三态门55
2.4.5 其他双极型集成电路58
2.4.6 TTL电路产品系列和主要参数58
2.5 CMOS集成门电路59
2.5.1 CMOS门电路的构成59
2.5.2 CMOS漏极开路门、三态门和传输门61
2.5.3 CMOS门电路的主要外部特性62
2.5.4 CMOS电路产品系列和主要参数63
2.6 集成电路使用中应注意的几个问题64
本章小结66
本章习题67
第3章 组合逻辑电路71
3.1 概述71
3.2 组合逻辑电路的分析与设计方法72
3.2.1 组合逻辑电路的基本分析方法72
3.2.2 组合逻辑电路的基本设计方法73
3.3 加法器和数值比较器76
3.3.1 加法器76
3.3.2 数值比较器81
3.4 编码器和译码器83
3.4.1 编码器83
3.4.2 译码器86
3.5 数据选择器和分配器94
3.5.1 数据选择器94
3.5.2 数据分配器97
3.6 组合逻辑电路中的竞争冒险99
3.6.1 竞争冒险现象及原因99
3.6.2 冒险现象的判断100
3.6.3 消除竞争冒险的方法101
3.7 组合逻辑电路应用设计举例102
应用举例1：1位十进制加法器102
应用举例2：3个4位数值的最小值选择器103
本章小结104
习题105
第4章 触发器109
4.1 概述109
4.2 基本RS触发器110
4.2.1 电路结构及功能特点110
4.2.2 集成基本RS触发器113
4.3 同步触发器115
4.3.1 同步RS触发器115
4.3.2 同步JK触发器117
4.3.3 同步D触发器118
4.3.4 同步触发器存在的问题121
4.4 无空翻触发器121
4.4.1 主从触发器121
4.4.2 边沿D触发器123
4.4.3 边沿JK触发器127
4.5 触发器逻辑功能转换和电气特性129
4.6 常用集成触发器及其应用举例132
应用举例1：2/3分频电路132
应用举例2：简易定时电路133
本章小结134
习题134
第5章 时序逻辑电路137
5.1 概述137
5.1.1 时序逻辑电路的特点137
5.1.2 时序逻辑电路的分类138
5.2 时序逻辑电路的基本分析和设计方法138
5.2.1 时序逻辑电路的基本分析方法138
5.2.2 时序逻辑电路的基本设计方法143
5.3 计数器149
5.3.1 计数器的特点和分类149
5.3.2 二进制计数器150
5.3.3 十进制计数器159
5.3.4 N进制计数器162
5.4 寄存器166
5.4.1 寄存器的主要特点和分类166
5.4.2 基本寄存器167
5.4.3 移位寄存器168
5.5 顺序脉冲发生器175
5.5.1 计数型顺序脉冲发生器175
5.5.2 移位型顺序脉冲发生器176
5.6 时序逻辑电路应用举例179
应用举例1：电子密码锁179
应用举例2：停车场进出车辆统计器181
本章小结182
习题183
第6章 脉冲产生与整形电路188
6.1 概述188
6.2 施密特触发器190
6.2.1 由555定时器构成的施密特触发器190
6.2.2 由逻辑门电路构成的施密特触发器191
6.2.3 集成施密特触发器193
6.2.4 施密特触发器的应用194
6.3 多谐振荡器195
6.3.1 由555定时器构成的多谐振荡器195
6.3.2 由逻辑门电路构成的多谐振荡器196
6.3.3 石英晶体多谐振荡器197
6.3.4 多谐振荡器的应用198
6.4 单稳态触发器199
6.4.1 由555定时器构成的单稳态触发器199
6.4.2 由逻辑门电路构成的单稳态触发器201
6.4.3 集成单稳态触发器203
6.4.4 单稳态触发器的应用205
本章小结206
本章习题207
第7章 数模与模数转换电路210
7.1 概述210
7.2 数模转换器210
7.2.1 数模转换原理和一般组成210
7.2.2 权电阻网络DAC212
7.2.3 R-2R倒T型电阻网络DAC213
7.2.4 DAC的转换精度、速度和主要参数214
7.2.5 集成DAC及其应用举例215
7.3 模数转换器216
7.3.1 模数转换的一般步骤和取样定理216
7.3.2 并联比较型ADC218
7.3.3 逐次渐近型ADC220
7.3.4 双积分型ADC221
7.3.5 ADC的转换精度和转换速度224
7.3.6 集成ADC及其应用举例224
本章小结225
习题226
第8章 半导体存储器和可编程逻辑器件229
8.1 概述229
8.2 只读存储器229
8.2.1 ROM的结构及工作原理230
8.2.2 ROM应用举例及容量扩展232
8.3 随机存取存储器235
8.3.1 RAM的结构及存储单元235
8.3.2 RAM存储容量的扩展236
8.4 可编程逻辑器件简介238
8.4.1 可编程阵列逻辑器件239
8.4.2 可编程通用阵列逻辑器件240
8.4.3 复杂的可编程逻辑器件243
8.4.4 现场可编程门阵列244
本章小结246
习题247
第9章 可编程逻辑器件的应用249
9.1 概述249
9.1.1 现代数字系统设计方法简介249
9.1.2 现代数字系统的设计步骤249
9.2 可编程逻辑器件的基础知识250
9.2.1 MAX+plusⅡ软件的使用250
9.2.2 VHDL语言的基础知识253
9.3 组合逻辑电路的设计258
9.3.1 译码器258
9.3.2 选择器和加法器260
9.4 时序逻辑电路的设计262
9.4.1 触发器262
9.4.2 计数器、分频器264
9.4.3 寄存器、顺序脉冲发生器266
9.5 数字应用设计举例268
本章小结270
习题270
第10章 数字电路应用设计举例273
10.1 设计电子电路的一般方法与步骤273
10.2 数字电路应用设计举例276
设计举例1会议发言限时器276
设计举例2数字频率计281
本章小结286
习题287
附录Ⅰ 数字集成电路命名方法288
附录Ⅱ 常用集成电路外引脚排列图及功能表290
部分习题参考答案293
参考文献300
1.真值表
真值表是将输入逻辑变量的各种可能取值和对应的函数值排列在一起而组成的表格。它的主要优点是可以直观地反映逻辑变量的取值和函数值之间的对应关系。所以，在许多数字集成电路手册中，常常都以真值表的形式给出器件的逻辑功能。它的主要缺点是当变量个数较多时，列写真值表麻烦，而且不能运用逻辑代数公式进行化简。
当把一个实际逻辑问题抽象成为数学问题时，使用真值表是最方便的。所以，在数字电路的逻辑设计过程中，首先就是分析要求列出真值表，然后由真值表再转换成其他的形式。
2.逻辑函数表达式
逻辑函数表达式是用与、或、非等逻辑运算的组合来表示逻辑变量之间关系的代数表达式。逻辑函数表达式有多种表示形式，逻辑函数表达式又简称为逻辑表达式、逻辑式或表达式。这种方法的主要优点是形式简单，书写方便，又能利用逻辑代数公式进行化简，同时根据逻辑表达式画逻辑图比较容易。缺点是不能直接反映输入、输出变量之间的对应关系。
3.逻辑图
逻辑图是用若干规定的逻辑符号连接构成的图。由于图中的逻辑符号通常都是和电路器件相对应，所以逻辑图又称为逻辑电路图，用逻辑图实现电路是较容易的，它有与工程实际比较接近的优点。
4.卡诺图
卡诺图是真值表的一种特定的图示形式，是根据真值表按一定规则画出的一种方格图，它是用每个小方格来表示真值表中每一行变量的取值情况和对应的函数值。卡诺图也是逻辑函数的一种表示方法，它可以直观而方便地化简逻辑函数。它的主要缺点在于变量增加后，用卡诺图表示逻辑函数将变得比较复杂，逻辑函数的化简也显得困难。
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