内容简介
《数字电子技术基础简明教程(第三版)》前一版以通俗易懂、便于自学的特点广受全国高校师生欢迎,是电子技术基础课程比较有影响的教材之一。与上一版相比,主要有以下变化:
1.进一步删减比较陈旧和烦琐的内容。例如:器件内部工作原理介绍,基本分析设计方法举例数量等。
2.引入VHDL和EDA技术并溶入到有关章节中。3加强联系实际。例如:典型器件应用举例及器件选用等。全书内容共7章,分别是逻辑代数与EDA技术基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲产生与整形电路、数模与模数转换电路。
《数字电子技术基础简明教程(第三版)》简明扼要,深入浅出,便于自学,可作为高校电气信息类及相关专业“数字电子技术”课程教材,也可供从事电子技术工作的工程技术人员参考。
内页插图
目录
第1章 逻辑代数与EDA技术的基础知识
内容提要
概述
1.1 逻辑代数的基本概念、公式和定理
1.1.1 基本和常用逻辑运算
1.1.2 公式和定理
1.2 逻辑函数的化简方法
1.2.1 逻辑函数的标准与或式和最简式
1.2.2 逻辑函数的公式化简法
1.2.3 逻辑函数的图形化简法
1.2.4 具有约束的逻辑函数的化简
1.3 逻辑函数的表示方法及其相互之间的转换
1.3.1 几种表示逻辑函数的方法
1.3.2 几种表示方法之间的转换
1.4 EDA技术的基础知识
1.4.1 VHDL语言基础
1.4.2 MAX+plusⅡ的应用
本章小结
自我检查题
思考题与习题
第2章 门电路
内容提要
概述
2.1 半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性
2.1.1 理想开关的开关特性
2.1.2 半导体二极管的开关特性
2.1.3 半导体三极管的开关特性
2.1.4 MOS管的开关特性
2.2 分立元器件门电路
2.2.1 二极管与门和或门
2.2.2 三极管非门(反相器)
2.3 CMOS集成门电路
2.3.1 CMOS反相器
2.3.2 CMOS与非门、或非门、与门和或门
2.3.3 CMOS与或非门和异或门
2.3.4 CMOS传输门、三态门和漏极开路门
2.3.5 CMOS电路产品系列、主要特点和使用中应注意的几个问题
2.4 YTL集成门电路
2.4.1 TTL反相器
2.4.2 TTL与非门、或非门、与门、或门、与或非门和异或门
2.4.3 TTL集电极开路门和三态门
2.4.4 TTL集成电路和其他双极型集成电路
2.5 门电路的VHDL描述及其仿真
2.5.1 门电路的VHDL描述
2.5.2 门电路的仿真
本章小结
自我检查题
思考题与习题
第3章 组合逻辑电路
内容提要
概述
3.1 组合电路的基本分析方法和设计方法
3.1.1 组合电路的基本分析方法
3.1.2 组合电路的基本设计方法
3.2 加法器和数值比较器
3.2.1 加法器
3.2.2 数值比较器
3.3 编码器和译码器
3.3.1 编码器
3.3.2 译码器
3.4 数据选择器和分配器
3.4.1 数据选择器
3.4.2 数据分配器
3.5 用中规模集成电路实现组合逻辑函数
3.5.1 用数据选择器实现组合逻辑函数
3.5.2 用二进制译码器实现组合逻辑函数
3.6 只读存储器
3.6.1 ROM的结构及工作原理
3.6.2 ROM应用举例及容量扩展
3.7 组合电路中的竞争冒险
3.7.1 竞争冒险的概念及产生原因
3.7.2 消除竞争冒险的方法
3.8 组合逻辑电路的VHDL描述及其仿真
3.8.1 组合逻辑电路的VHDI..描述
3.8.2 组合逻辑电路的仿真
本章小结
自我检查题
思考题与习题
第4章 触发器
内容提要
概述
4.1 基本触发器
4.1.1 用与非门组成的基本触发器
4.1.2 用或非门组成的基本触发器
4.1.3 集成基本触发器
4.2 同步触发器
4.2.1 同步RS触发器
4.2.2 同步D触发器
4.3 边沿触发器
4.3.1 边沿D触发器
4.3.2 边沿JK触发器
4.3.3 边沿触发器的功能分类、功能表示方法及转换
4.4 触发器的电气特性
4.4.1 静态特性
4.4.2 动态特性
4.5 触发器的VHDL描述及其仿真
4.5.1 触发器的VHDL描述
4.5.2 触发器的仿真
本章小结
自我检查题
思考题与习题
第5章 时序逻辑电路
内容提要
概述
5.1 时序电路的基本分析和设计方法
5.1.1 时序电路的基本分析方法
5.1.2 时序电路的基本设计方法
5.2 计数器
5.2.1 计数器的特点和分类
5.2.2 二进制计数器
5.2.3 十进制计数器
5.2.4 Ⅳ进制计数器
5.3 寄存器和读/写存储器
5.3.1 寄存器的主要特点和分类
5.3.2 基本寄存器
5.3.3 移位寄存器
5.3.4 移位寄存器型计数器
5.3.5 读/写存储器
5.4 顺序脉冲发生器
5.4.1 计数型顺序脉冲发生器
5.4.2 移位型顺序脉冲发生器
5.4.3 用:MSI构成顺序脉冲发生器
5.5 可编程逻辑器件和时序电路的VHDL描述及其仿真
5.5.1 可编程逻辑器件
5.5.2 时序逻辑电路的VHDI,描述及其仿真
本章小结
自我检查题
思考题与习题
第6章 脉冲产生与整形电路
内容提要
概述
6.1 施密特触发器
6.1.1 用555定时器构成的施密特触发器
6.1.2 集成施密特触发器
6.1.3 施密特触发器应用举例
6.2 单稳态触发器
6.2.1 用555定时器构成的单稳态触发器
6.2.2 集成单稳态触发器
6.2.3 单稳态触发器应用举例
6.3 多谐振荡器
6.3.1 用555定时器构成的多谐振荡器
……
第7章 数模与模数转换电路
参考文献
前言/序言
在本书第三版修订工作中,主要依据“教育部高等学校电子信息与电气信息类基础课程教学指导分委员会”最新制订的“电子技术基础课程教学基本要求”,和本书第一、二版一贯坚持的编写原则——“保证基础,精选内容,加强概念,面向更新,联系实际,利于自学。”在具体内容和体系上,做了下列几方面的修订。
首先,引入了EDA技术的基础知识,并放在第1章。EDA技术为分析和设计数字电路提供了一种全新的方法,编入教材,一可适应数字化和专用集成电路新时代对“数字电子技术”课程提出的新要求;二可使读者在微型计算机上,对各章典型电路进行功能验证;三可为后续数字系统设计课的学习打下必要的基础。
其次,对传统分析、设计方法,则突出了主要思路,而避免了一些细节阐述,删去了一些分析、设计实例。在讲述基本概念、典型电路工作原理时,仍从传统分析综合思路出发进行讲解,以坚持“保证基础,加强概念”的原则。
最后,对课程内容进行了精选,删去了许多次要内容,例如逻辑代数中的异或运算公式、展开定理、对偶规则以及公式化简法和图形化简法中许多举例等;集成门电路中内部电路的定量估算、0c门负载电阻在各种情况下的定量计算等;第4章中的主从触发器、不同功能触发器之间的转换等;时序电路中异步计数器设计举例、三态逻辑和微机总线接口、可编程计数器等。对于第1-5章中的思考题与习题,也根据课程基本要求进行了较多删减。
本书可与《模拟电子技术基础简明教程》(第三版)一书配套使用,同时又有相对的独立性,可以作为高等院校理工科有关专业讲授“数字电子技术”课程的教材,也可供从事电子技术工作的工程技术人员学习参考。
参加本书修订工作的有袁海林(第1、5章)、李大义(第6章)、余孟尝(第2、3、4、7章)。阎捷、秦俭、陈莉平(仿真例题、习题与实验)。余孟尝担任主编,负责全书的策划、组织和定稿。安东凤、米琪玲参加了计算机输入及绘图工作。在修订过程中,华成英参加了大纲的讨论,并提出了许多宝贵意见,同时也得到了清华大学电子学教研组许多老师的关心和支持。
北京工业大学自动化系陆培新教授担任本书主审,他在百忙之中认真审阅了全部修订稿,提出了许多中肯的修改意见。对以上同志的关心、支持、指导和帮助表示衷心感谢。这里要特别感谢ALTERA国际有限公司中国区大学项目经理徐平波先生,他提供了ALTERA公司同意我们将该公司的MAx+plusⅡ软件制成光盘随本书发行的同意书。
由于编者水平有限,书中一定会有一些不妥之处,敬请广大读者批评指正,帮助我们不断改进。
《电子世界探秘:从开关到集成电路的旅程》 这是一本为初学者量身打造的电子技术入门读物,它将带领你踏上一段引人入胜的探索之旅,揭开电子世界的神秘面纱。本书以通俗易懂的语言、清晰直观的图示,以及贴近实际应用的案例,将复杂的电子概念化繁为简,让你轻松掌握电子技术的核心原理。 第一篇:微观世界的基石——数字信号的奥秘 我们生活在一个被信息包围的世界,而这些信息的载体,很多都离不开数字信号。本篇将从最基础的“开”与“关”出发,深入浅出地讲解数字信号的本质。 开关的故事: 你每天都在使用的开关,是数字世界的第一个启蒙者。我们将从机械开关开始,逐步过渡到电子开关,理解它们如何代表“0”和“1”这两个基本状态。这不仅是数字技术的基础,更是理解所有电子设备工作原理的起点。 二进制的魅力: 为什么电子世界只用“0”和“1”?我们将详细介绍二进制数制,并展示它与我们熟悉的十进制数是如何相互转换的。你将了解到,看似简单的二进制,却能构建出多么庞大和复杂的系统。 逻辑门:数字电路的积木: 像乐高积木一样,逻辑门是构建数字电路的基本单元。我们将一一介绍最核心的逻辑门,如与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT)、与非门(NAND)、或非门(NOR)以及异或门(XOR)。通过生动的图示和简单的实例,你将明白它们各自独特的逻辑功能,以及它们如何组合在一起完成各种计算和判断。 组合逻辑电路:从门到功能: 当逻辑门组合起来,就能实现更复杂的功能。我们将学习如何分析和设计简单的组合逻辑电路,例如: 编码器与解码器: 如何将一种信号编码成另一种,或者将编码信号还原。这在数据传输和控制系统中至关重要。 多路选择器(Multiplexer): 就像一个信号的“交通指挥”,它能根据控制信号从多个输入信号中选择一个输出。 加法器(Adder): 数字电路最基本也最重要的功能之一,我们将从半加器讲到全加器,理解计算机如何进行数学运算。 时序逻辑电路:记忆与状态: 数字系统不仅仅是进行计算,还需要“记忆”和“状态”。本节将引入时序逻辑电路的概念,它们能够根据过去的状态和当前的输入来决定输出。 触发器(Flip-flop): 这是时序逻辑电路中最基本的存储单元,能够记住一位二进制信息。我们将学习D触发器、JK触发器、T触发器等不同类型,并理解它们的工作原理。 寄存器(Register): 多个触发器组合起来,就构成了寄存器,它可以存储多个二进制数。这是CPU等核心部件的重要组成部分。 计数器(Counter): 能够按顺序或按特定规律计数,常用于定时、分频等场合。 状态机(State Machine): 一个更高级的概念,用于描述一个系统在不同状态之间如何转换,是设计复杂控制逻辑的关键。 第二篇:数字世界的构建块——基本电子元件的原理与应用 数字世界并非空中楼阁,它建立在一些基本电子元件之上。本篇将为你揭示这些“幕后英雄”的原理和它们在数字电路中的作用。 二极管:单向电流的守护者: 二极管允许电流朝一个方向流动,这使得它们在整流、信号钳位等应用中不可或缺。我们将了解PN结的形成,以及二极管的正向导通和反向截止特性。 三极管(晶体管):电子世界的开关与放大器: 三极管是现代电子技术的基石。它能够像一个由电流控制的开关,或者对微弱信号进行放大。我们将深入了解双极型晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)的工作原理,以及它们如何被用作数字电路的开关元件。 集成电路(IC):微型化的奇迹: 如今,我们使用的绝大多数电子设备都离不开集成电路。本节将为你介绍集成电路的由来,它如何将数以百万计甚至数十亿计的晶体管和其他电子元件集成在一块小小的芯片上,从而实现了前所未有的功能强大和体积小巧。我们将初步了解不同类型的集成电路,例如: 通用逻辑芯片: 许多基础的逻辑门和组合逻辑电路都被集成在标准的逻辑芯片中,方便电路设计。 微处理器(Microprocessor): 计算机的“大脑”,它包含执行指令、进行计算等核心功能。 存储器(Memory): 存储数据的芯片,如RAM和ROM。 第三篇:从理论到实践——数字电路的设计与分析 掌握了基本原理和元件后,我们就可以开始构建和分析更复杂的数字电路。本篇将引导你学习数字电路的设计流程和分析方法。 布尔代数:化繁为简的数学工具: 布尔代数是数字逻辑设计的核心数学工具。我们将学习如何使用布尔代数来化简逻辑表达式,从而设计出更精简、更高效的电路。 卡诺图(Karnaugh Map):可视化简化: 卡诺图是一种直观的图解方法,用于简化具有多个输入变量的布尔表达式。它能够帮助我们快速找到最优的电路实现。 时序电路的设计:解决问题的新思路: 学习如何设计满足特定时序要求的电路,例如: 移位寄存器: 如何将数据逐位移出或移入,这是数据处理和通信中的重要操作。 有限状态机(FSM)的设计: 学习如何根据需求设计一个完整的状态机,用于控制各种序列操作。 基本数字系统简介: 数码显示: 了解七段数码管的工作原理,以及如何驱动它们显示数字。 模数转换(ADC)与数模转换(DAC): 现实世界是模拟的,而数字系统处理的是数字信号。ADC和DAC是连接这两者的桥梁,我们将初步了解它们的功能和基本原理。 第四篇:数字技术的未来展望 电子技术正以前所未有的速度发展,本篇将简要介绍一些前沿领域,激发你的学习兴趣。 微控制器(MCU):嵌入式系统的核心: 了解微控制器如何将CPU、存储器和各种外设集成在一个芯片上,成为各种智能设备(如家电、汽车电子、物联网设备)的“大脑”。 数字信号处理(DSP):信息处理的强大引擎: 了解DSP在音频、视频处理,通信等领域的广泛应用。 数字逻辑设计的工具: 简单介绍一些现代电子设计自动化(EDA)工具,它们如何帮助工程师高效地设计和验证复杂的数字电路。 本书旨在为你打下坚实的数字电子技术基础,让你能够理解和分析日常生活中的各种电子设备,并为进一步深入学习数字信号处理、嵌入式系统、计算机体系结构等相关领域做好准备。让我们一起走进精彩的电子世界,开启你的探索之旅!