数字电子技术基础（第5版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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清华大学电子学教研组，阎石 编

图书标签:

• 数字电路
• 电子技术
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• 数字电子
• 模拟电路
• 电路分析
• 高等教育
• 教材
• 电子工程
• 通信工程

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040193831

版次：5

商品编码：12241317

包装：平装

丛书名： 面向21世纪课程教材 ，

开本：16开

出版时间：2006-05-01

用纸：胶版纸

页数：590

字数：720000

正文语种：中文

内容简介

　　《数字电子技术基础（第5版）》是普通高等教育“十五”国家级规划教材。
　　《数字电子技术基础（第5版）》以前各版曾分别获得北京市教育教学成果一等奖、国家教委教材一等奖、教材奖。新版教材是在基本保持第四版教材内容、理论体系和风格的基础上，按照教育部2004年修订的“数字电子技术基础课程教学基本要求”修订而成的。本次修订除改写了部分章节外，还增加了硬件描述语言和EDA软件应用的基础知识。此外，还在多数小结后面增设了复习思考题。为了便于教学，也为了便于读者今后阅读外文教材和使用外文版的EDA软件，书中采用了目前国际上流行的图形逻辑符号。全书主要内容有：数制和码制、逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、可编程逻辑器件、硬件描述语言、脉冲波形的产生和整形、数－模和模－数转换等共11章。
　　《数字电子技术基础（第5版）》可作为电气信息类、仪器仪表类各专业的教科书，也可供其他相关理工科专业选用以及社会读者阅读。

作者简介

　　阎石，清华大学教授、全国高等学校电子技术研究会理事长。1937年生人。1958年毕业于清华大学自动控制系，其后一直在清华大学从事电子技术的教学与科研工作。曾任国家教委工科本科基础课程教学指导委员会第1、2届委员，华北地区高等学校电子技术教学研究会理事长。1989年与童诗白教授等一起获得普通高等学校教学成果国家特等奖。主编的《数字电子技术基础》第二版获国家教委教材一等奖，第三版获国家教材奖，第四版获北京市教育教学成果一等奖。
　　主要著作有：《数字电子技术基础》第1、2、3、4版，高等教育出版社分别于1981年、1984年、1989年、1998年出版；《电子技术基础学习指导》，辽宁科技出版社，1985年出版；《数字电子电路》，中央电大出版社，1993年出版；《数字电子技术荩础（第四版）教师手册》，高等教育出版社，2003年出版；《帮你学数字电子技术基础》，高等教育出版社，2004年出版。

内页插图

目录

前言/序言

　　本书第四版出版以来的8年间，数字电子技术的应用一直在继续向着广度和深度扩展。时至今日，“数字化”的浪潮几乎席卷了电子技术应用的一切领域。由于电子产品的更新周期日益缩短，新产品开发速度日益加快，因而对电子设计自动化（EDA）提出了更高的要求，也有力地促进了EDA技术的发展和普及。在数字集成电路方面，尽管电路的集成度仍然如摩尔定律（Moore's Law）所预言的那样，以每1-2年翻一番的速度增长，使电路的复杂程度越来越高、规模越来越大，但是它仍然没有走出“硅片”的范畴。因此，本门课程所讲的基本知识、基本理论和基本方法也没有发生根本性的改变。而在基本技能方面，则对使用EDA工具的能力提出了更高的要求。
　　2004年秋天在“教育部电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导分委员会”的主持下，重新修订了“数字电子技术基础课程教学基本要求”。基本要求再次强调了本门课程的性质是“电子技术方面入门性质的技术基础课”，其任务在于“使学生获得数字电子技术方面的基本知识、基本理论和基本技能，为深入学习数字电子技术及其在专业中的应用打下基础”。
　　根据数字电子技术本身的发展状况和修订后的基本要求，在基本保持本书第四版原有内容、体系和风格的基础上，主要做了以下几方面的修改和补充：
　　一、将原来第一章“逻辑代数基础”中数制和编码的内容分离出来，单独编为第一章“数制和码制”，并补充了有关二进制补码运算原理的内容。
　　二、重新改写了第三章“门电路”和第五章“触发器”。在“门电路”一章里，将CMOS电路放在了更主要的位置。在“触发器”一章中，改为按触发方式将触发器分类讲授，更加强调外部特性而淡化内部的具体电路结构。
　　三、根据修订的基本要求，增加了第九章“硬件描述语言”，初步介绍了有关硬件描述语言的基本知识。同时，还在有些章节中增加了使用Multisim7分析和仿真数字逻辑电路的简单内容。这里只是希望给读者一些初步的概念，因为真正掌握这两部分内容还必须通过后续课程的学习和实践应用才能达到。
　　四、在多数小结的末尾增加了复习思考题。删去了第四版中每章后面的自我检测题以及一些非基本的内容（如动态移位寄存器、非精密的压控振荡器、串行输入的D/A转换器、串行输出的A/D转换器等）。

《数字电子技术基础》（第五版）图书简介 本书系统地阐述了数字电子技术的基本概念、理论知识和实用技术，是学习和掌握数字电路设计与分析的权威教材。全书内容涵盖了数字电路的逻辑基础、基本门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲电路、数模/模数转换器、数字集成电路以及可编程逻辑器件等核心领域，旨在为读者构建扎实的数字电子技术知识体系。 第一部分：数字电路的逻辑基础 本部分深入浅出地介绍了数字电子技术中的基本概念和理论。首先，我们将探讨数制及其转换，包括二进制、十进制、十六进制等，这是理解数字信号表示的基础。接着，将详细讲解逻辑代数，包括布尔代数的基本定律、定理和公式，以及逻辑函数的表示方法（如真值表、逻辑图、卡诺图）和化简方法。逻辑函数的最小项展开和最大项展开是掌握逻辑电路设计与优化的关键，我们将通过丰富的实例进行讲解。此外，还会介绍逻辑门电路，包括与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门和同或门等基本逻辑门的功能、符号和真值表，为后续学习组合逻辑电路打下基础。 第二部分：组合逻辑电路 本部分聚焦于组合逻辑电路的设计与分析。组合逻辑电路由若干逻辑门电路组成，其输出只取决于当前输入信号的组合，没有记忆功能。我们将从组合逻辑电路的分析方法入手，学习如何根据逻辑图或逻辑表达式推导出其功能。随后，重点讲解组合逻辑电路的设计步骤，包括功能确定、逻辑表达式的建立、卡诺图化简以及电路实现。我们将详细介绍各类常用组合逻辑电路，如编码器、译码器、数据选择器、加法器（半加器、全加器、多位加法器）、减法器、比较器、掎变量发生器和并行进位加法器等。这些电路在数字系统中扮演着至关重要的角色，例如在数据处理、算术运算和控制逻辑中。我们还将探讨规模集成（MSI）组合逻辑芯片的应用，如74LS系列和CD4000系列芯片，让读者了解实际集成电路的设计与使用。 第三部分：时序逻辑电路 本部分深入探讨时序逻辑电路。与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还取决于过去的输入状态，即它具有记忆功能。这主要通过触发器来实现。我们将详细讲解基本触发器，如SR触发器、JK触发器、D触发器和T触发器，包括它们的逻辑功能、电路结构、状态转换图和状态转换表。接着，将学习触发器的激发方式（电平触发和边沿触发）以及它们在集成电路设计中的实现。 基于触发器，我们将构建各种重要的时序逻辑电路。移位寄存器是其中一类，它们可以用于数据存储、串并转换和运算。我们将介绍不同类型的移位寄存器，如SISO、SIPO、PISO和PIPO。计数器是另一类核心时序逻辑电路，它们用于对脉冲信号进行计数。我们将讲解异步计数器（也称为行波计数器）和同步计数器（又称为并行计数器）的原理和设计，包括行波计数器和并行进位计数器的优缺点，以及各种模计数器的设计方法，如二-N进制计数器、任意进制计数器。此外，我们还将介绍环形计数器和约翰逊计数器。 时序逻辑电路的分析方法是掌握其工作原理的关键。我们将学习如何根据电路图推导出时序逻辑电路的状态图、状态表和方程，从而理解其逻辑功能。同时，也将详细讲解时序逻辑电路的设计流程，包括状态图的绘制、状态分配、方程简化和电路实现。我们将通过实际例子，如状态机控制器，来演示时序逻辑电路的设计过程。 第四部分：脉冲电路 本部分将介绍各类脉冲电路，它们在数字信号的产生、整形和延迟等方面发挥着重要作用。我们将讲解单稳态触发器（one-shot multivibrator），它能够产生一个固定宽度的脉冲，广泛应用于定时和脉冲整形。单稳态触发器有多种实现方式，包括集成电路芯片和基本逻辑门电路。 此外，还将深入研究多谐振荡器（multivibrator），它们能够产生连续的矩形波信号。我们将重点讲解无稳态多谐振荡器（astable multivibrator）的原理和设计，包括其产生脉冲波形的机制和频率的确定。我们将分析不同电路实现方式的特点，以及如何通过改变元件参数来控制输出波形的频率和占空比。 第五部分：数模/模数转换器 本部分将介绍数字信号与模拟信号之间的转换技术，这是数字系统与现实世界交互不可或缺的环节。 数模转换器（DAC）：我们将讲解数模转换的基本原理，即如何将数字量转换为与其成比例的模拟电压或电流。重点介绍两种主要的DAC结构：加权电阻型DAC和电阻分压型DAC（也称为R-2R阶梯型DAC）。我们将分析它们的电路结构、工作原理、优缺点以及分辨率和转换时间等关键性能指标。 模数转换器（ADC）：我们将阐述模数转换的基本原理，即如何将模拟量转换为数字量。介绍几种常用的ADC工作原理和结构，包括： 逐次逼近型ADC：讲解其工作流程，即通过反复比较模拟输入与数字产生器输出，逐步逼近输入值。 双积分型ADC：分析其利用积分原理提高抗干扰能力和精度的特点。 斜坡比较型ADC：讲解其通过斜坡信号与输入信号进行比较来完成转换的原理。 并行比较型ADC（Flash ADC）：介绍其转换速度快的优点，以及其电路结构和工作方式。 我们将详细分析各种ADC的优缺点、分辨率、采样率和应用领域，帮助读者选择适合特定需求的转换器。 第六部分：数字集成电路 本部分将深入探讨现代数字电子技术的核心——数字集成电路。我们将介绍数字集成电路的分类，包括按照功能分类（如逻辑门电路、触发器、计数器、微处理器等）和按照集成度分类（如小规模集成SSI、中规模集成MSI、大规模集成LSI和超大规模集成VLSI）。 我们将重点讲解两种主要的数字集成电路制造工艺： 双极型晶体管逻辑（BTL）系列：介绍其主要类型，如TTL（Transistor-Transistor Logic）及其改进型（如LS-TTL、ALS-TTL、F-TTL等）。我们将分析TTL电路的基本单元（如推挽输出、达林顿管结构）和工作原理，以及TTL电路的功耗、速度和驱动能力等特性。 互补金属氧化物半导体（CMOS）：介绍CMOS电路的结构（如P沟道MOSFET和N沟道MOSFET组成的互补对）和工作原理。我们将详细阐述CMOS电路的低功耗特性，以及其速度、噪声容度和抗干扰能力等方面的优势。我们将介绍CMOS逻辑门（如CMOS非门、与非门、或非门）的实现方式。 此外，我们还将介绍CMOS逻辑与其他逻辑类型的接口问题，以及CMOS集成电路在实际应用中的设计考虑。 第七部分：可编程逻辑器件 本部分将介绍近年来迅速发展且应用日益广泛的可编程逻辑器件（PLD）。PLD允许用户根据自己的设计需求，通过编程来配置器件的内部逻辑功能，极大地提高了设计的灵活性和效率。 我们将详细讲解不同类型的PLD： 可编程只读存储器（PROM）：介绍其结构和编程原理，以及如何利用PROM实现组合逻辑功能。 通用可编程逻辑阵列（GAL）：讲解GAL的结构，包括宏单元和乘积项阵列，以及如何通过编程实现复杂的逻辑功能。 复杂可编程逻辑器件（CPLD）：介绍CPLD的宏单元阵列、全局互连以及输入/输出块，并分析其在实现较大规模逻辑功能时的优势。 现场可编程门阵列（FPGA）：这是当前应用最广泛的PLD。我们将深入讲解FPGA的基本结构，包括可配置逻辑块（CLB）、输入/输出块（IOB）和可编程互连资源。我们将阐述FPGA的工作原理，以及如何使用硬件描述语言（HDL，如Verilog或VHDL）进行设计和综合。 本书将通过丰富的实例和习题，帮助读者深入理解这些概念，并具备实际的数字电路设计和分析能力，为进一步学习数字系统设计、嵌入式系统开发以及相关工程领域打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，学习一门技术，不仅要理解理论，更要掌握实践。这本书在这方面做得非常出色。它在讲解理论知识的同时，穿插了大量的实例，并且这些实例都非常贴近实际应用。我尤其喜欢书中关于数字电路仿真和调试的部分，这让我能够通过实际操作来验证我的设计，并且及时发现和修正错误。书中介绍的各种仿真工具和调试技巧，对于我这个动手能力比较强的人来说，简直是如鱼得水。我还在书中看到了关于电路板设计和PCB布局的介绍，这让我对数字电路的实现过程有了更全面的了解。另外，书中还提供了一些关于如何优化电路性能和降低功耗的建议，这对于我今后的项目设计非常有参考价值。我发现，通过这本书的学习，我不仅掌握了数字电路的设计方法，还学会了如何将这些知识应用到实际的项目中去。我非常期待能够利用书中所学的知识，设计出一些有实际意义的数字电路作品。这本书为我提供了一个非常好的起点，让我能够将理论知识转化为实际技能。

评分☆☆☆☆☆

我之前对数字电路的了解仅限于一些零散的知识点，总感觉自己像是雾里看花，摸不着门道。这本书的出现，就像是一盏明灯，照亮了我学习的道路。它的内容组织非常合理，从最基本的最简单的逻辑运算开始，一步一步地引导我深入了解数字电路的奥秘。我尤其喜欢书中对二进制、逻辑运算和布尔代数定理的讲解，让我对这些基础概念有了前所未有的清晰认识。我还发现在书中有很多不同类型的电路例子，比如组合逻辑电路和时序逻辑电路，并且对它们的特点和应用都进行了详细的阐述。这让我能够区分开不同类型的电路，并且知道它们分别适用于哪些场合。另外，书中的一些练习题也非常有挑战性，能够帮助我巩固所学知识，并且锻炼我的逻辑思维能力。我还在书中看到了很多关于数字电路的实际应用，比如在计算机、通信设备等方面的应用，这让我对数字电子技术的强大功能有了更深的体会。这本书让我从一个门外汉逐渐变成了一个对数字电路有了初步认识的学习者，我对未来继续深入学习充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书我拿到手就迫不及待地翻看了起来，虽然我不是电子工程专业的科班出身，但对数字电路一直抱有浓厚的兴趣。第一眼看到这厚实的封面，我就知道这一定是一本内容翔实的宝典。翻开书页，清晰的排版和丰富的插图立刻吸引了我。我最喜欢的是它循序渐进的讲解方式，从最基础的逻辑门概念，到复杂的集成电路设计，每一步都讲解得通俗易懂，即使是初学者也能快速掌握。尤其是书中大量的实例分析，让我能够将理论知识与实际应用相结合，更好地理解数字电路的工作原理。我特别注意到书中关于时序逻辑的部分，讲解得非常透彻，对于理解触发器、寄存器等核心概念非常有帮助。而且，书中的图例都非常精美，让我对电路的结构和信号的传递过程有了直观的认识，这对我这个视觉型学习者来说，简直是福音。我还在书中看到了很多关于数电设计流程的介绍，让我对整个设计过程有了初步的了解，这对于我未来可能接触到的项目非常有启发。总而言之，这本书为我打开了数字电子技术的大门，让我对这个领域充满了好奇和探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本书的时候，就被它沉甸甸的分量和厚实的内容所吸引。这本书的知识体系非常完整，几乎涵盖了数字电子技术的所有重要方面。从最基础的数字信号和逻辑电平，到复杂的微处理器和数字信号处理系统，这本书都进行了深入的讲解。我特别欣赏书中对不同数字系统架构的比较和分析，这让我能够更清晰地认识到不同设计方案的优劣。此外，书中还详细介绍了各种数字逻辑器件的性能特点和应用范围，这对于我在实际项目中进行元器件选型非常有帮助。我还在书中看到了关于数字电路可靠性和抗干扰性的讨论，这对于设计高品质的数字系统至关重要。让我印象深刻的是，书中还提供了一些关于数字系统测试和验证的策略，这让我认识到在实际开发过程中，测试的重要性。这本书不仅是一本技术手册，更像是一本数字电子技术的百科全书，让我能够随时查阅和参考，不断深化我对这个领域的理解。这本书为我提供了坚实的理论基础和广阔的视野，让我能够更加自信地面对未来的挑战。

评分☆☆☆☆☆

作为一名已经从业多年的硬件工程师，我一直在寻找一本能够帮助我梳理知识体系，并且能够提供一些前沿技术洞察的书籍。这本书的内容深度和广度都给我留下了深刻的印象。它不仅涵盖了数字电子技术的核心概念，还深入探讨了一些更高级的主题，比如FPGA设计和嵌入式系统中的数字信号处理。我特别赞赏书中对各种集成电路类型的详细介绍，以及它们在不同应用场景下的优缺点分析。这对于我们在实际项目中选择合适的芯片和设计方案非常有指导意义。此外，书中关于时序约束和时序分析的章节，对于解决高速数字电路设计中的时序问题非常有帮助，这正是我最近在工作中遇到的一个难点。我发现书中提供的解决思路和方法都非常实用，并且有大量的案例可以借鉴。让我惊喜的是，书中还涉及了一些最新的数字逻辑设计工具和方法论，这让我感觉这本书紧跟时代发展，能够帮助我不断提升自己的专业技能。总的来说，这本书是一本值得反复研读的参考书，对于提升我的专业素养和解决实际工程问题提供了极大的帮助。