普通高等教育“十一五”规划教材：数字电子技术基础 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《数字电子技术基础》为江苏省立项建设精品教材。《数字电子技术基础》共11章，内容包括：逻辑代数基础、数字集成门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形产生与变换电路、数／模和模／数转换器、半导体存储器、可编程逻辑器件、数字系统设计基础、数字电路测试与可测试性设计。《数字电子技术基础》适应现代电子技术的发展，引入当前我国高等学校工科电子技术课程教学内容与课程体系改革研究成果，根据国家教委颁布的电子技术课程教学基本要求，正确处理基础理论与实际应用之间的关系，精简部分中小规模数字电路教学内容，适度增加vHDI.语言、数字系统设计、数字电路测试与可测试性设计等新技术与新方法。
　　《数字电子技术基础》可作为高等学校电气信息类专业（包括自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、探测制导与控制技术、生物医学工程等）教材，也可供其他专业选用和相关工程技术人员阅读参考。

作者简介

　　王友仁，博士，教授，博士生导师，教学名师，英国曼彻斯特大学高级访问学者。
　　1987年至今在南京航空航天大学自动化学院工作，先后主讲模拟电子技术、数字电子技术、DSP技术应用、测控技术中的智能算法等7门课程。主编与参编国家级规划教材2部和省部级规划教材3部。主持省部级教学改革研究课题4项，发表教学研究文章10多篇，获得国家级教学成果二等奖2项、江苏省教学成果特等奖与一等奖等3项，是“数字电路与系统设计”江苏省精品课程负责人，为“电子线路”国家精品课程主讲教师。先后指导培养博士研究生11名、硕士研究生60名和留学生1名。
　　目前从事仪器科学与技术领域的科研工作，近几年主持国家自然科学基金项目、航空科学基金项目、企业合作开发课题等10多项.在国际期刊与国内重要期刊上发表学术论文100余篇，其中SCI收录4篇，EI收录30余篇。申报（含授权）国家发明专利10项，获批计算机软件著作权1项。获得江苏省科技进步三等奖等3项。
　　陈则王，副教授，硕士生导师。1995年毕业于哈尔滨理工大学电机专业，2007年7月获国家留学基金委资助赴澳大利亚斯文本工业大学进修，长期从事电子电路与计算机测控技术的教学与科研工作。先后承担国家自然科学基金、航空科学基金等科研项目多项，在国内外学术期刊上发表论文10多篇，获得国家级教学成果二等奖、江苏省教学成果一等奖各1项，是“数字电路与系统设计”江苏省精品课程主讲教师。

内页插图

目录

前言
本书主要符号说明
第1章 逻辑代数基础
1.1 概述
1.2 数制与码制
1.2.1 几种常用的计数制
1.2.2 数制间的相互转换
1.2.3 二进制算术运算
1.2.4 几种常用的编码制
思考题
1.3 基本逻辑运算
1.3.1 基本逻辑运算
1.3.2 常用复合逻辑运算
思考题
1.4 逻辑代数的基本定理及常用公式
1.4.1 逻辑代数的基本定律
1.4.2 逻辑代数中的基本规则
1.4.3 逻辑代数中的几个常用公式
思考题
1.5 逻辑函数及其表示方法
1.5.1 逻辑函数的定义
1.5.2 逻辑函数常用的表示方法
1.5.3 逻辑函数的卡诺图
思考题
1.6 逻辑函数的化简
1.6.1 化简的意义
1.6.2 代数化简法
1.6.3 卡诺图化简法
1.6.4 具有无关项的逻辑函数化简
思考题
本章小结
习题1

第2章 数字集成门电路
2.1 概述
2.2 MOS集成门电路
2.2.1 MOS管的开关特性
2.2.2 CMOS反相器
2.2.3 其他类型CMOS门电路
2.2.4 NMOS门电路
思考题
2.3 TTL集成门电路
2.3.1 双极型三极管的开关特性
2.3.2 TTL反相器
2.3.3 其他类型TTL门电路
思考题
2.4 集成门电路使用中的几个实际问题
2.4.1 集成门电路的使用
2.4.2 CMOS门电路与TTL门电路的接口
本章小结
习题2

第3章 组合逻辑电路
3.1 概述
思考题
3.2 组合逻辑电路分析
思考题
3.3 组合逻辑电路设计
3.3.1 不含有约束项的组合逻辑电路设计
3.3.2 含有约束项的组合逻辑电路设计
思考题
3.4 典型中规模组合逻辑集成电路
3.4.1 编码器和译码器
3.4.2 数据选择器和数据分配器
3.4.3 加法器
3.4.4 数值比较器
思考题
3.5 组合逻辑电路中的竞争与冒险
3.5.1 产生竞争与冒险的原因
3.5.2 竞争冒险现象的判别
3.5.3 竞争冒险现象的消除方法
思考题
本章小结
习题3

第4章 触发器
4.1 概述
4.2 基本RS触发器
4.2.1 基本RS触发器电路结构及工作原理
4.2.2 触发器功能的描述方法
4.2.3 典型集成基本RS触发器74LS279
思考题
4.3 同步触发器
4.3.1 同步RS触发器
4.3.2 同步D触发器
4.3.3 同步JK触发器
4.3.4 典型集成同步触发器74LS375
思考题
4.4 主从触发器
4.4.1 主从RS触发器
4.4.2 主从JK触发器
4.4.3 典型集成主从触发器SN7476
思考题
4.5 边沿触发器
4.5.1 利用门电路传输延迟时间的边沿触发器
4.5.2 维持阻塞结构的边沿触发器
4.5.3 由CMOS传输门构成的边沿触发器
4.5.4 典型边沿触发的集成触发器74LS74
思考题
4.6 触发器的逻辑功能分类及相互转换
4.6.1 触发器的逻辑功能分类
4.6.2 不同类型触发器之间的转换
思考题
4.7 触发器的动态特性
4.7.1 基本RS触发器的动态特性
4.7.2 同步触发器的动态特性
4.7.3 主从触发器的动态特性
4.7.4 边沿触发器的动态特性
思考题
本章小结
习题4

第5章 时序逻辑电路
5.1 概述
思考题
5.2 时序逻辑电路分析
5.2.1 同步时序逻辑电路分析方法
5.2.2 时序逻辑电路分析方法及描述工具
5.2.3 时序逻辑电路分析过程中的常见问题
思考题
5.3 时序逻辑电路设计
5.3.1 同步时序逻辑电路设计方法
5.3.2 时序逻辑电路设计过程中的常见
问题
思考题
5.4 典型中规模时序逻辑集成电路
5.4.1 寄存器和移位寄存器
5.4.2 计数器
思考题
本章小结
习题5

第6章 脉冲波形产生与变换电路
6.1 概述
6.2 单稳态触发器
6.2.1 由门电路组成的单稳态触发器
6.2.2 集成单稳态触发器
6.2.3 单稳态触发器的应用
思考题
6.3 施密特触发器
6.3.1 由CMOS门电路组成的施密特触发器
6.3.2 集成施密特触发器
6.3.3 施密特触发器的应用
思考题
6.4 多谐振荡器
6.4.1 由CMOS门电路组成的多谐振荡器
6.4.2 由施密特触发器组成的多谐振荡器
6.4.3 石英晶体多谐振荡器
思考题
6.5 555集成定时器及应用
6.5.1 555集成定时器的组成与功能
6.5.2 555集成定时器的应用
思考题
本章小结
习题6

第7章数／模和模／数转换器.
7.1 概述
7.2 D／A转换器
7.2.1 D／A转换器工作原理
7.2.2 权电阻网络D／A转换器.
7.2.3 倒T形电阻网络D／A转换器
7.2.4 权电流型D／A转换器
7.2.5 具有双极性输出的D／A转换器
7.2.6 D／A转换器的主要技术参数
7.2.7 典型集成D／A转换器
思考题
7.3 A／D转换器
7.3.1 A／D转换器工作原理
7.3.2 并联比较型A／D转换器
7.3.3 逐次渐近型A／D转换器
7.3.4 双积分型A／D转换器
7.3.5 A／D转换器
7.3.6 A／D转换器的主要技术参数
7.3.7 典型集成A／D转换器
思考题
本章小结
习题7

第8章 半导体存储器
8.1 概述
思考题
8.2 只读存储器
8.2.1 只读存储器的基本结构和工作原理
8.2.2 掩膜只读存储器
8.2.3 可编程只读存储器
8.2.4 可擦除的可编程只读存储器
8.2.5 用只读存储器实现组合逻辑函数
思考题
8.3 随机存储器
8.3.1 随机存储器的基本结构和工作原理
8.3.2 静态随机存储器
8.3.3 动态随机存储器
8.3.4 RAM容量的扩展
思考题
8.4 顺序存储器
8.4.1 顺序存储器的结构和工作原理
8.4.2 动态移存器和FIF0型顺序
存储器
思考题
本章小结
习题8

第9章可编程逻辑器件
9.1 概述
思考题
9.2 PLA与PAL
9.2.1 可编程逻辑器件的基本结构
9.2.2 可编程逻辑阵列(PLA)
9.2.3 可编程阵列逻辑(PAL)
思考题
9.3 通用阵列逻辑(GAL)
9.3.1 GAL的基本结构
9.3.2 输出逻辑宏单元(OLMC)
9.3.3 GAL器件的编程位地址和结构控制字
思考题
9.4 复杂可编程逻辑器件(CPLD)
9.4.1 CPLD的结构
9.4.2 CPLD在系统可编程技术
思考题
9.5 现场可编程门阵列(FPGA)
9.5.1 FPGA实现逻辑功能的基本原理
9.5.2 FPGA的结构
9.5.3 FPGA内嵌功能单元
9.5.4 FPGA器件的配置
思考题.
9.6 可编程逻辑器件的开发应用
9.6.1 可编程逻辑器件的设计过程与设计原则
9.6.2 应用设计举例
本章小结
习题9

第10章 数字系统设计基础
10.1 数字系统基本结构
10.2 数字系统设计方法
10.2.1 数字系统设计方法分类
10.2.2 算法状态机(ASM)
10.2.3 寄存器传输语言(RRL)
思考题
10.3 数字系统设计举例
10.3.1 数字逻辑功能电路的VHDL建模
10.3.2 数字密码锁系统设计
10.3.3 数字频率计系统设计
思考题
本章小结
习题10

第11章 数字电路测试与可测试性设计
11.1 数字电路测试基本概念
11.1.1 故障和故障模型
11.1.2 故障测试集
11.1.3 测试码生成
思考题
11.2 组合电路测试
11.2.1 敏化路径法
11.2.2 布尔差分法
思考题
11.3 时序电路测试
思考题
11.4 数字系统可测性设计
11.4.1 可控性和可观性
11.4.2 扫描设计法
11.4.3 内建自测试
11.4.4 SOC系统可测性设计
思考题
本章小结
习题11

附录
附录A VHDL硬件描述语言基础
A.1 VHDL语言基本结构
A.2 VHDL语言基本元素
A.3 VHDL语言描述语句
A.4 VHDL语言描述方式
附录B QuartusⅡ开发软件简介
参考文献

精彩书摘

　　1.半导体存储器的特点
　　半导体存储器是数字系统的核心部件之一，用以保存系统工作所需的程序和数据（通称为信息），这些信息以二进制的形式表示。半导体存储器具有集成度高、速度快、存储密度大、体积小、可靠性高、价格低、外围电路简单、易于批量生产等优点，已在数字系统中得到广泛应用，且重要性还在进一步提高。
　　半导体存储器由众多的存储单元按矩阵形式排列而成，信息的每一位二进制数保存在半导体存储器的一个存储单元中。存储单元常常按一定数目进行编组，每次读／写操作对一组存储单元中保存的数据同时进行，这个组称为字，一个字中所含的二进制数据的位数称为字长，表示这个字有多少位。为了区别各个不同的字，给每个字赋予了一个编号，称为地址。
　　由于半导体存储器具有高集成度、大存储密度的特性，一般一个存储器芯片中存储单元数目很多，但引脚数却很有限，所以，半导体存储器在结构上不可能像寄存器那样将每个存储单元的输入和输出直接引出，而是分时、分块复用，每次操作只对一个字进行，只有被输入地址码指定的那些存储单元才与输入／输出引脚接通，将该单元的数据读出或将数据写入该单元，因此，半导体存储器芯片所需的数据输入／输出引脚数应该与数据的字长相等。

前言/序言

　　电子技术与计算机技术的飞速发展，使得电子产品的更新周期曰益缩短、新产品开发速度加快，引起数字电子系统设计思想、方法、工具及所用器件的巨大变化，主要体现在数字电子系统实现方式和设计手段两个方面。数字电路设计正进入高度集成化的片上系统时代，电子设计自动化技术和可编程逻辑器件在电路设计中的应用越加广泛，而传统的数字电路设计方法将逐步淡出。因此，数字电子技术课程中应精简中小规模集成电路应用和传统的技巧性设计方法，突出数字电子系统设计方法和自动化设计技术。
　　数字电子技术课程是自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、电子信息工程等专业十分重要的一门技术基础课程。通过该课程的学习，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。
　　本书为江苏省立项建设精品教材，也是南京航空航天大学江苏省精品课程“数字电路与系统设计”配套教学用书。我们力争实现教学内容和课程体系的整体优化，力求教材的系统性、科学性、基础性和前瞻性。做到语言精练，重点突出，可读性好。在教材内容组织上，主要特点有：①在保证数字电子技术基础内容的同时，为适应数字电子技术的发展，拓展新知识，引入VHDL语言、数字系统概念和数字电路测试技术；②精简中小规模集成电路，突出CMOS集成电路、大规模集成电路与可编程器件的原理及应用；③淡化集成器件内部电路，注重理论联系实际，突出实际应用；④精简传统设计方法，淡化手工设计技巧，突出电子设计自动化技术和现代数字系统设计方法。
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