數字電子技術及應用

公式、定理的推導及證明從簡,知識深入淺出,原理簡潔易懂
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郭宏 (作者)

關于本書的內容有任何問題,請聯系 李召

本書主要是針對應用型本科院校和高等職業院校的電子類學生編寫的,在內容的編排上結合應用型人才的特點,做到基礎理論適當,對公式、定理的推導及證明從簡,知識深入淺出,原理簡潔易懂。本書以能力培養為主線,以應用為目的,著重介紹電子電路的適用范圍及分析、設計、調試方法,更加注重理論應用于實踐的特色。全書敘述簡明,概念清楚,知識結構合理,重點突出。學生通過本門課程的學習,可以提高實踐應用能力,為今后的學習打下良好的基礎。

內容摘要

全書共分10章。理論內容主要包括邏輯代數、集成門電路、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈沖信號的產生與整形、模擬量和數字量的轉換、半導體存儲器和可編程邏輯器件。在每一章中,都結合相應內容設有實際應用電路舉例。本書第9章為可編輯邏輯器件的應用,第10章為數字電路應用設計舉例,其中列舉了三個數字系統設計實例,使理論與實踐互相依托,緊密結合,構成該教材的最大特點。

目錄

第1章 邏輯代數基礎知識 1
1.1 數字電路概述 1
1.1.1 數字信號與數字電路 1
1.1.2 數字電路的特點 1
1.1.3 數字電路的優點 2
1.1.4 數字電路的分類 2
1.1.5 數字電路的典型應用 3
1.2 數制與編碼 4
1.2.1 數制 4
1.2.2 不同進制數之間的相互轉換 6
1.2.3 編碼 8
1.3 邏輯代數基礎 11
1.3.1 邏輯代數的基本概念與基本
運算 11
1.3.2 幾種常用的復合邏輯運算 14
1.3.3 邏輯函數的相等 17
1.4 邏輯代數中的基本公式、定律和
規則 17
1.4.1 基本公式和定律 17
1.4.2 邏輯代數中的基本規則 20
1.5 邏輯函數的化簡 21
1.5.1 邏輯函數的標準與或式和最簡
表達式 21
1.5.2 邏輯函數的公式化簡法 24
1.5.3 邏輯函數的圖形化簡法 26
1.5.4 具有約束的邏輯函數的化簡 29
1.6 邏輯函數的表示方法及其相互
之間的轉換 32
1.6.1 邏輯函數的幾種表示方法 32
1.6.2 5種表示方法的轉換 33
本章小結 34
習題 34
第2章 集成門電路 39
2.1 概述 39
2.1.1 邏輯門電路的概念 39
2.1.2 正邏輯與負邏輯 39
2.1.3 分立門電路和集成門電路 40
2.2 半導體器件的開關特性 40
2.2.1 二極管的開關特性 40
2.2.2 三極管的開關特性 41
2.2.3 場效應管的開關特性 43
2.3 分立元器件門電路 45
2.3.1 二極管與門和或門 45
2.3.2 三極管非門 47
2.4 TTL集成門電路 48
2.4.1 TTL與非門 48
2.4.2 TTL與非門電路的主要外部
特性 49
2.4.3 TTL反相器、或非門、與門、
或門、與或非門和異或門 54
2.4.4 TTL集電極開路門和三態門 56
2.4.5 其他雙極型集成電路 58
2.4.6 TTL電路產品系列和主要
參數 59
2.5 CMOS集成門電路 59
2.5.1 CMOS集成門電路的構成 59
2.5.2 CMOS漏極開路門、三態門和
傳輸門 61
2.5.3 CMOS集成門電路的主要外部
特性 62
2.5.4 CMOS電路產品系列和主要
參數 64
2.6 集成電路使用中應注意的幾個
問題 65
本章小結 67
習題 67
第3章 組合邏輯電路 72
3.1 概述 72
3.2 組合邏輯電路的分析方法 72
3.3 組合邏輯電路的設計方法 74
3.4 加法器和數值比較器 77
3.4.1 加法器 77
3.4.2 數值比較器 80
3.5 編碼器和譯碼器 82
3.5.1 編碼器 82
3.5.2 譯碼器 85
3.6 數據選擇器和分配器 90
3.6.1 數據選擇器 90
3.6.2 數據分配器 91
3.7 組合邏輯電路的競爭與冒險 92
3.7.1 競爭-冒險的概念及產生的
原因 92
3.7.2 競爭-冒險的判斷方法 93
3.7.3 消除競爭-冒險的方法 93
3.8 組合邏輯電路的應用舉例 95
本章小結 97
習題 97
第4章 觸發器 102
4.1 概述 102
4.2 基本RS觸發器 103
4.2.1 電路結構及功能特點 103
4.2.2 應用實例 105
4.2.3 集成基本RS觸發器 106
4.3 同步觸發器 108
4.3.1 同步RS觸發器 108
4.3.2 同步JK觸發器 110
4.3.3 同步D觸發器 111
4.3.4 同步觸發器存在的問題 114
4.4 無空翻觸發器 114
4.4.1 主從觸發器 114
4.4.2 邊沿D觸發器 117
4.4.3 邊沿JK觸發器 121
4.5 不同類型觸發器間的相互轉換 124
4.5.1 將JK觸發器轉換為RS觸發
器、D觸發器、T觸發器和
T' 觸發器 125
4.5.2 將D觸發器轉換為JK觸發
器、T觸發器、T'觸發器和
RS觸發器 127
4.6 觸發器電氣特性 129
4.7 常用集成觸發器及其應用舉例 130
本章小結 132
習題 132
第5章 時序邏輯電路 136
5.1 概述 136
5.1.1 時序邏輯電路的特點 136
5.1.2 時序邏輯電路的分類 137
5.2 時序邏輯電路的基本分析和
設計方法 137
5.2.1 時序邏輯電路的基本分析
方法 137
5.2.2 時序邏輯電路的基本設計
方法 142
5.3 計數器 148
5.3.1 計數器的特點和分類 148
5.3.2 二進制計數器 149
5.3.3 十進制計數器 158
5.3.4 N進制計數器 161
5.4 寄存器 165
5.4.1 寄存器的特點和分類 165
5.4.2 基本寄存器 166
5.4.3 移位寄存器 167
5.5 順序脈沖發生器 174
5.5.1 計數型順序脈沖發生器 174
5.5.2 移位型順序脈沖發生器 175
5.6 時序邏輯電路的應用舉例 178
本章小結 181
習題 182
第6章 脈沖產生與整形電路 188
6.1 概述 188
6.2 施密特觸發器 188
6.2.1 555定時器的電路結構及
工作原理 188
6.2.2 由555定時器構成的施密
特觸發器 190
6.2.3 由邏輯門電路構成的施密
特觸發器 192
6.2.4 集成施密特觸發器 193
6.2.5 施密特觸發器的應用 194
6.3 多諧振蕩器 195
6.3.1 由555定時器構成的多諧
振蕩器 196
6.3.2 由邏輯門電路構成的多諧
振蕩器 198
6.3.3 石英晶體多諧振蕩器 199
6.3.4 多諧振蕩器的應用舉例 200
6.4 單穩態觸發器 202
6.4.1 由555定時器構成的單穩態
觸發器 202
6.4.2 由邏輯門電路構成的單穩態
觸發器 204
6.4.3 集成單穩態觸發器 206
6.4.4 單穩態觸發器的應用舉例 208
本章小結 209
習題 210
第7章 數模與模數轉換電路 214
7.1 概述 214
7.2 D/A轉換器 215
7.2.1 D/A轉換器的基本原理及
電路組成 215
7.2.2 權電阻網絡D/A轉換器 216
7.2.3 倒T型電阻網絡D/A
轉換器 217
7.2.4 D/A轉換器的轉換精度、
速度和主要參數 218
7.2.5 D/A轉換器及其應用舉例 219
7.3 A/D轉換器 220
7.3.1 A/D轉換的一般步驟和
取樣定理 220
7.3.2 并聯比較型A/D轉換器 222
7.3.3 逐次漸近型A/D轉換器 223
7.3.4 雙積分型A/D轉換器 225
7.3.5 A/D轉換器的轉換精度和
轉換速度 227
7.3.6 集成A/D轉換器的應用
舉例 227
本章小結 229
習題 229
第8章 半導體存儲器和可編程
邏輯器件 232
8.1 概述 232
8.2 只讀存儲器 232
8.2.1 ROM的結構及工作原理 233
8.2.2 ROM應用舉例及容量擴展 235
8.3 隨機存取存儲器 238
8.3.1 RAM的結構及存儲單元 238
8.3.2 RAM存儲容量的擴展 240
8.4 可編程邏輯器件簡介 241
8.4.1 可編程陣列邏輯器件 243
8.4.2 可編程通用陣列邏輯器件 244
8.4.3 復雜的可編程邏輯器件 247
8.4.4 現場可編程門陣列 248
本章小結 250
習題 251
第9章 可編程邏輯器件的應用 253
9.1 概述 253
9.1.1 現代數字系統設計方法
簡介 253
9.1.2 現代數字系統的設計步驟 254
9.2 可編程邏輯器件的基礎知識 254
9.2.1 Quartus II軟件的使用 254
9.2.2 VHDL語言的基礎知識 262
9.3 組合邏輯電路的設計 266
9.3.1 譯碼器 266
9.3.2 選擇器和加法器 268
9.4 時序邏輯電路的設計 270
9.4.1 觸發器 270
9.4.2 計數器、分頻器 272
9.4.3 寄存器、順序脈沖發生器 274
9.5 數字鐘的應用舉例 276
本章小結 278
習題 278
第10章 數字電路的設計 281
10.1 設計電子電路的一般方法與
步驟 281
10.2 數字電路的應用舉例 284
本章小結 298
習題 298
部分習題參考答案 300
附錄A 數字集成電路命名方法 309
附錄B 常用集成電路外引腳排列圖
及功能表 311
參考文獻 314

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作者介紹

郭宏,哈爾濱華德學院教師,主要講授數字電子技術等課程,多年來在教學第一線,出版多本教材,深受廣大師生的喜愛。

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