数字电子技术基础（第2版）/全国普通高校电子信息与电气学科基础规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李雪飞 著

图书标签:

• 数字电子技术
• 电子技术
• 基础
• 教材
• 电子信息
• 电气学科
• 高等教育
• 第2版
• 电路
• 逻辑电路

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302442745

版次：2

商品编码：12072448

包装：平装

丛书名： 全国普通高校电子信息与电气学科基础规划教材

开本：16开

出版时间：2016-11-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　本书在第一版内容的基础上，增加了常用半导体器件的工作原理和开关特性，同时对其他章节的内容也进行了修改和完善，增加了大量的习题和参考答案，在每章的结尾增加了小结，使本书的内容更加完善，结构更加合理。
　　全书共11章，具体的内容有： 逻辑代数基础，常用半导体器件的工作原理和开关特性，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，数/模和模/数转换，存储器和可编程逻辑器件，VHDL语言基础，VHDL在数字单元电路设计中的应用。书后附有参考答案。在附录部分还介绍了EDA工具软件MAX+plusⅡ使用简介。
　　本书编写简明扼要，内容深入浅出，注重能力的培养。可以作为电子、电气、自动化、计算机、通信工程、机电一体化等相关专业的应用型普通本科生的教材，也可作为高等职业技术学院教材，还可供社会读者阅读。

内页插图

目录

第1章逻辑代数基础
1.1概述
1.1.1数字电路和模拟电路
1.1.2数字信号与逻辑电平
1.1.3脉冲波形与数字波形
1.2数制和码制
1.2.1数制及数制间的转换
1.2.2码制
1.3逻辑代数中的基本运算
1.3.1逻辑与
1.3.2逻辑或
1.3.3逻辑非
1.3.4复合逻辑
1.4逻辑代数中的公式
1.4.1基本公式
1.4.2若干常用的公式
1.5逻辑代数中的基本定理
1.5.1代入定理
1.5.2反演定理
1.5.3对偶定理
1.6逻辑函数的表示方法
1.6.1逻辑函数
1.6.2逻辑真值表
1.6.3逻辑函数式
1.6.4卡诺图
1.6.5逻辑图
1.6.6各种表示方法间的互相转换
1.7逻辑函数的化简方法
1.7.1逻辑函数的种类及最简形式
1.7.2公式法化简
1.7.3卡诺图法化简
1.7.4具有无关项的逻辑函数及其化简
小结
习题
第2章常用半导体器件的工作原理和开关特性
2.1半导体的基本知识
2.1.1半导体的特性
2.1.2本征半导体
2.1.3杂质半导体
2.2半导体二极管
2.2.1PN结及其单向导电性
2.2.2二极管的结构
2.2.3二极管的伏安特性
2.2.4二极管的主要参数
2.2.5二极管的应用
2.2.6二极管的开关特性
2.3半导体三极管
2.3.1三极管的结构
2.3.2三极管的电流放大作用
2.3.3三极管的输入和输出特性曲线
2.3.4三极管的主要参数
2.3.5三极管的开关特性
2.4场效应管
2.4.1结型场效应管
2.4.2绝缘栅场效应管
2.4.3场效应管的主要参数
2.4.4场效应管的开关特性
小结
习题
第3章门电路
3.1概述
3.2分立元器件门电路
3.2.1二极管与门
3.2.2二极管或门
3.2.3三极管非门
3.3TTL门电路
3.3.1TTL非门的电路结构和工作原理
3.3.2TTL非门的外特性
3.3.3其他类型的TTL门电路
3.3.4TTL系列门电路
3.4CMOS门电路
3.4.1CMOS反相器的电路结构和工作原理
3.4.2其他类型的CMOS门电路
3.4.3CMOS传输门电路的组成和工作原理
3.4.4CMOS系列门电路的性能比较
3.5集成门电路实用知识简介
3.5.1多余输入端的处理方法
3.5.2TTL电路与CMOS电路的接口
3.5.3门电路带负载时的接口电路
小结
习题
第4章组合逻辑电路
4.1概述
4.2组合逻辑电路的分析和设计方法
4.2.1组合逻辑电路的分析方法
4.2.2组合逻辑电路的设计方法
4.3若干常用的组合逻辑电路
4.3.1编码器
4.3.2译码器
4.3.3数据分配器
4.3.4数据选择器
4.3.5加法器
4.3.6数值比较器
4.4组合逻辑电路中的竞争�裁跋障窒�
4.4.1竞争�裁跋障窒�
4.4.2竞争�裁跋障窒蟮呐斜鸱椒�
4.4.3消除竞争�裁跋障窒蟮姆椒�
小结
习题
第5章触发器
5.1概述
5.2触发器的电路结构与动作特点
5.2.1基本RS触发器的电路结构与动作特点
5.2.2同步RS触发器的电路结构与动作特点
5.2.3主从RS触发器的电路结构与动作特点
5.2.4主从JK触发器的电路结构与动作特点
5.2.5边沿触发器
5.3触发器的主要参数
5.4不同类型触发器之间的转换
5.4.1JK触发器转换成其他功能的触发器
5.4.2D触发器转换成其他功能的触发器
小结
习题
第6章时序逻辑电路
6.1概述
6.1.1时序逻辑电路的特点
6.1.2时序逻辑电路的组成和功能描述
6.1.3时序逻辑电路的分类
6.2时序逻辑电路的分析方法
6.2.1同步时序逻辑电路的分析方法
6.2.2异步时序逻辑电路的分析方法
6.3计数器
6.3.1同步计数器
6.3.2异步计数器
6.3.3任意进制计数器
6.4寄存器和移位寄存器
6.4.1寄存器
6.4.2移位寄存器
6.5移位寄存器型计数器
6.5.1环形计数器
6.5.2扭环形计数器
6.6顺序脉冲发生器和序列信号发生器
6.6.1顺序脉冲发生器
6.6.2序列信号发生器
6.7时序逻辑电路的设计方法
6.7.1同步时序电路的设计方法
6.7.2异步时序电路的设计方法
小结
习题
第7章脉冲波形的产生与整形
7.1概述
7.2555定时器
7.2.1555定时器的电路结构
7.2.2555定时器的工作原理
7.3施密特触发器
7.3.1施密特触发器的特点
7.3.2用555定时器构成的施密特触发器
7.3.3集成施密特触发器
7.3.4施密特触发器的应用
7.4单稳态触发器
7.4.1单稳态触发器的特点
7.4.2用555定时器构成的单稳态触发器
7.4.3集成单稳态触发器
7.4.4单稳态触发器的应用
7.5多谐振荡器
7.5.1多谐振荡器的特点
7.5.2用555定时器构成的多谐振荡器
7.5.3石英晶体多谐振荡器
7.5.4压控振荡器
小结
习题
第8章数/模和模/数转换
8.1概述
8.2数/模（D／A）转换器
8.2.1D/A转换器的主要电路形式
8.2.2D/A转换器的输出方式
8.2.3D/A转换器的主要技术指标
8.2.4集成D/A转换器
8.3模/数（A/D）转换器
8.3.1A／D转换器的基本工作原理
8.3.2A／D转换器的主要电路形式
8.3.3A/D转换器的主要技术指标
8.3.4集成A/D转换器
小结
习题
第9章存储器和可编程逻辑器件
9.1概述
9.1.1存储器
9.1.2可编程逻辑器件
9.2只读存储器的分类及工作原理
9.2.1只读存储器的分类
9.2.2只读存储器的电路结构及工作原理
9.2.3常用的只读存储器
9.3随机存储器
9.3.1RAM的电路结构及工作原理
9.3.2RAM的存储单元
9.3.3常用的随机存储器
9.4存储器的扩展
9.4.1位扩展方式
9.4.2字扩展方式
9.5可编程逻辑器件
9.5.1PLD的电路表示法
9.5.2低密度可编程逻辑器件
9.5.3高密度可编程逻辑器件
9.6可编程逻辑器件的编程
9.6.1并口下载电缆ByteBlaster的内部电路与信号定义
9.6.2编程配置方式
小结
习题
第10章VHDL语言基础
10.1概述
10.2VHDL设计实体的基本结构
10.2.1库和程序包
10.2.2实体
10.2.3结构体
10.3VHDL语言规则
10.3.1VHDL文字规则
10.3.2VHDL数据类型
10.3.3VHDL数据对象
10.3.4VHDL运算符和操作符
10.4VHDL的顺序语句和并行语句
10.4.1顺序语句
10.4.2并行语句
小结
习题
第11章VHDL在数字单元电路设计中的应用
11.1组合逻辑电路的设计
11.1.1基本逻辑门电路的设计
11.1.2优先编码器的设计
11.1.33��8译码器的设计
11.1.4显示译码器的设计
11.1.5数据选择器的设计
11.1.6加法器的设计
11.1.7数值比较器的设计
11.2时序逻辑电路的设计
11.2.1触发器的设计
11.2.2锁存器的设计
11.2.3寄存器的设计
11.2.4计数器的设计
11.3存储器的设计
11.3.1ROM的设计
11.3.2RAM的设计
小结
习题
附录MAX+plusⅡ使用简介
参考答案
参考文献

前言/序言

　　本书是在2011年出版的《数字电子技术基础》（清华大学出版社）的基础上，根据2005年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修订的“数字电子技术基础课程教学基本要求”，并结合多年的教学实践经验，以及众多使用本教材的师生提出的宝贵意见和建议进行修订的。修订后的教材仍然坚持注重理论联系实际，理论以应用为目的，以必需、够用为度，以讲清概念、强化应用为重点，难度适中，利于创新的原则。
　　考虑有些院校的一些专业不开设模拟电子技术基础课程，而是直接开设数字电子技术基础，这次修订增加了半导体二极管、三极管和场效应管基本知识的内容，同时对第一版其他章节的内容也进行了修改和完善，这样使得本教材的内容更加完善、合理，也为使用本教材的读者带来了很大方便。由于本课程属于专业基础课，学生需要做大量的练习，以更好地理解和消化所学的内容，因此本次修订增加了大量的习题。同时书后增加了习题的参考答案，方便学生检验自己的学习效果。另外，在每章的结尾都增加了小结，与每章开头的教学提示、教学要求前后呼应。这样教学提示会给读者一个启示作用，教学要求能使读者更好地把握每章的重点内容，小结能帮助读者归纳重要的知识点和结论，使得本书结构设计更加科学合理。
　　本书由李雪飞主编并统稿。其中第1～6章和附录由李雪飞编写，第7章由王海军编写，第8章由张贺东编写，第9章由崔永刚编写，第10章由戚基艳编写，第11章由王铭杰编写，参考答案由对应每章的作者合作编写。
　　在本书编写过程中，曾得到许多专家和同行的热情帮助，并参考和借鉴了许多国内外公开出版和发表的文献，在此一并表示感谢！
　　由于时间仓促，水平有限，书中难免存在不足或疏漏之处，恳请广大读者批评指正，以便再版时修订。
　　为方便选用本书作为教材的任课教师授课，编者还制作了与本书配套的电子课件。需要者可在清华大学出版社网站上下载。
　　编者
　　2016年4月

电路的魔法：探索数字世界的基石 想象一下，你手中操控的智能手机、驱动你工作学习的电脑，抑或是家中的智能电视，它们背后隐藏着一个怎样的世界？这个世界不是由齿轮和蒸汽组成的，而是由无数微小的“开关”——电子元件——构成，它们通过逻辑门电路的巧妙组合，实现了信息的传递、处理与存储。本书将带你一同踏入这个迷人而又严谨的数字电子技术领域，揭示电子世界运行的奥秘。 我们生活在一个信息爆炸的时代，数字技术已经渗透到我们生活的方方面面。从通信、医疗到工业自动化、人工智能，无一不依赖于精密的数字电路设计。理解这些电路的工作原理，掌握它们的设计方法，不仅是未来电子信息类专业学生必备的基础知识，更是对现代科技发展脉络的深刻洞察。本书正是一扇通往这个精彩世界的窗口，它将循序渐进地引导你，从最基本的概念出发，逐步构建起对数字电子技术的全面认识。 从简单到复杂：构建坚实的理论基础 本书的首要目标是为你打下坚实的基础。我们将从最基本的数制和编码开始，带你领略二进制、十进制、十六进制等不同数制之间的转换艺术。你将了解到，在数字世界里，一切信息最终都以0和1的形式存在，这如同数字世界的通用语言。接着，我们会深入探讨逻辑代数，这是数字电路设计的基础理论。布尔表达式、逻辑门（与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门）以及它们之间的运算规律，将成为你手中构建复杂电路的“积木”。你将学习如何利用这些逻辑门来实现各种逻辑功能，并将抽象的逻辑表达式转化为实际的电路图。 逻辑门的神奇组合：实现复杂功能 光有基本的逻辑门还不足以构建出强大的数字系统。本书将带领你深入理解组合逻辑电路。你将学会如何设计和分析组合逻辑电路，例如译码器、编码器、数据选择器（多路选择器）、比较器以及加法器等。这些电路在数据处理、信号选择和算术运算中发挥着至关重要的作用。例如，译码器可以根据输入信号的不同，激活相应的输出线路，就像一个开关盘；数据选择器则能根据控制信号，从多个输入信号中选择一个输出，如同一个精密的信号分配器。你将亲手设计这些电路，理解它们如何在微观层面实现宏观的功能。 记忆的魔力：触发式电路的探索 数字电路不仅仅是进行逻辑运算，它还需要能够“记忆”信息，以便在后续的运算中使用。本书将重点介绍触发器，这是数字电路中最基本的存储单元。你将学习不同类型的触发器，如SR触发器、JK触发器、D触发器和T触发器，以及它们的工作原理和状态转换。理解触发器如何通过时钟信号的触发来存储和改变状态，是理解更复杂的时序逻辑电路的关键。你将了解到，正是这些微小的存储单元，构成了计算机内存和寄存器的基础。 时间的艺术：时序逻辑电路的奥秘 在数字系统中，时间扮演着至关重要的角色。时序逻辑电路的状态不仅取决于当前的输入，还依赖于其过去的状态，而这种依赖正是通过时钟信号来同步的。本书将深入探讨移位寄存器和计数器。移位寄存器可以将存储的信息进行左移或右移操作，常用于数据串行传输和并行传输的转换。计数器则可以按照预设的顺序对时钟脉冲进行计数，广泛应用于频率分频、定时器和数字系统中。你将学习如何设计各种功能的计数器，例如同步计数器和异步计数器，理解它们如何在精确的时间节点上执行操作。 更高级的殿堂：有限状态机与脉冲信号 为了设计更复杂的数字系统，我们需要引入有限状态机（FSM）的概念。FSM是描述数字系统行为的一种数学模型，它能够根据当前状态和输入信号，决定系统的下一个状态以及输出信号。本书将引导你理解Mealy型和Moore型有限状态机的区别，并学会如何利用状态转移图和状态表来设计和分析FSM。这就像为系统设计了一套详细的操作手册，规定了它在不同情况下的反应。 同时，我们也将触及脉冲信号在数字电路中的应用。脉冲信号是数字系统中一种短暂而重要的信号，它能够触发特定的操作或指示事件的发生。你将学习如何产生、检测和利用脉冲信号，例如在同步电路中作为时钟信号，或在异步电路中作为事件指示信号。 从理论到实践：理解实际电路的构成 理论知识的掌握固然重要，但将这些理论转化为实际的电子元件和电路板，才能真正体会数字电子技术的魅力。本书将介绍常用的数字集成电路系列，如TTL（晶体管-晶体管逻辑）和CMOS（互补金属氧化物半导体）系列。你将了解这些不同逻辑系列的特点、工作电压、功耗以及它们在实际应用中的优势和局限性。 此外，本书还会触及一些基础的数字电路设计工具和方法，例如如何使用逻辑仿真软件来验证电路设计的正确性，以及一些基本的PCB（印刷电路板）设计概念。这有助于你将抽象的电路图转化为可实现的硬件，为未来的实践操作奠定基础。 学习的价值：为未来科技之路铺设基石 掌握数字电子技术基础，你将获得： 深刻的科技洞察力： 理解现代电子设备的工作原理，不再是“黑箱操作”，而是能洞察其内在逻辑。 强大的问题解决能力： 能够分析和诊断数字电路中的故障，并提出有效的解决方案。 创新的设计思维： 学习如何根据需求，设计出满足特定功能的数字电路。 广阔的职业发展前景： 为未来从事集成电路设计、嵌入式系统开发、计算机硬件工程、通信工程等领域打下坚实基础。 无论你是初次接触数字电子技术，还是希望系统梳理和巩固现有知识，本书都将是你宝贵的学习伙伴。它以严谨的逻辑、清晰的讲解和丰富的实例，帮助你穿越纷繁复杂的电路图，抵达数字世界的中心。让我们一起，用知识点亮电子的火花，探索那充满无限可能的数字未来。

评分☆☆☆☆☆

我当初选这本书，主要还是看中了它“全国普通高校电子信息与电气学科基础规划教材”的头衔，觉得内容肯定够权威、够扎实。拿到手之后，果然不负所望。首先，它的逻辑结构非常清晰，每一章都围绕着一个核心主题展开，过渡自然，读起来不会觉得跳跃。在讲解一些比较复杂的电路时，书里给出的分析步骤非常详细，而且配图也非常准确，几乎不需要自己再去查阅其他的参考资料。我尤其印象深刻的是，在讲到时序逻辑电路的时候，书中用了很多图示和时序图来辅助理解，把那种“时间”和“状态”的变化给清晰地展现出来，这对我这种一开始对时序逻辑感到头疼的人来说，简直是救星。而且，书后的习题也很有代表性，涵盖了各个知识点，做完之后能有效地检验自己对内容的掌握程度。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉是，它在理论深度和广度上都做得相当不错，但同时又非常注重实践的指导意义。在讲解集成电路的实现原理和基本逻辑功能时，作者们似乎花了不少心思，力求用最直观的方式来呈现。比如，在解释TTL和CMOS两种逻辑门电路的工作特性时，它不仅给出了详细的电路图和真值表，还用文字描述了它们在不同电压和输入信号下的具体表现，这对于理解它们在实际电路中的选型和应用至关重要。我注意到，书中还涉及到了一些实际的元器件参数和性能指标的介绍，这对于我们未来做硬件设计或者进行电路故障分析非常有帮助，能够让我们对实际的电路工作有更贴近的认识。总的来说，它是一本既能打好理论基础，又能为实际操作提供方向指引的好书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计挺简洁大方的，蓝白相间的配色，透着一股严谨和专业的气息。翻开目录，内容安排得相当系统，从最基础的逻辑门电路讲起，一步步深入到组合逻辑、时序逻辑，再到存储器、脉冲信号发生器等，覆盖面很广。我尤其喜欢它在讲解每个概念时，都会配上非常清晰的原理图和详细的文字说明，即使是初学者也能很容易理解。书中还穿插了不少实际应用案例，比如数字钟、计算器等等，这让我觉得学到的东西不只是理论，还能和实际联系起来，非常有成就感。而且，我注意到书中对于一些关键概念的解释，用了多种不同的方式来阐述，比如类比、表格对比等，这对于不同学习风格的同学来说都非常友好。我感觉它不像那种枯燥的教科书，而是更像一位循循善诱的老师，一步步引导你探索数字电子技术的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本教材给我最深刻的印象是它对于学习过程的引导非常到位。在讲述每一个新的逻辑单元或者电路模块时，它都会先从其基本功能入手，解释它为什么需要，然后再逐步深入到其内部结构和工作原理。书中在描述和解释时，语言风格非常平实易懂，即使是一些抽象的概念，也能通过作者的精心组织变得清晰明了。我尤其欣赏它在解释一些经典电路，如全加器、寄存器、计数器等时，不仅给出了详细的逻辑表达式和时序图，还结合了实际的集成电路型号进行说明，这让我感觉学习到的知识是有源头的，并且可以落地。同时，书中对于电路的分析和设计，也提供了很多实用的技巧和注意事项，这对于即将进入工程实践阶段的学生来说，是非常宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，一开始我拿到这本书时，对它抱着一种“实用就好”的心态。但深入阅读之后，我发现它远不止“实用”二字可以概括。书中对很多概念的引入都非常巧妙，比如在介绍数制转换的时候，它会先从我们日常生活中接触到的计数方式讲起，然后自然过渡到二进制、十进制等，这种循序渐进的方式，让我在学习过程中感到很轻松。而且，书中在讲解一些组合逻辑和时序逻辑的分析方法时，会提供多种不同的解题思路，比如卡诺图化简、状态图法等，并且会分析不同方法的优劣，这对于培养我们的分析问题和解决问题的能力非常有益。我特别喜欢它在章节末尾的“思考题”和“实验项目建议”，这些能极大地激发我的学习兴趣，让我主动去探索和实践。