数字电子技术基础（第3版）

第3版前言

　　本书是在《数字电子技术基础（第2版）》的基础上修订而成的。这次修订的主导思想是在保持原来框架的基础上，力求增加教材内容的启发性与提高读者的阅读兴趣。按照这样的思路，进行了下述几方面的修订。

　　（1）在主要章节，增加了讨论与思考题。其目的是加深读者对主要内容的理解，开阔思路，举一反三，拓展教材正文没有介绍的相关内容。

　　（2）增加了典型习题分析，提出了阶梯形学习法，作为解题的指导原则。补充了部分讨论性的习题。

　　（3）对计数器部分内容进行了整合，按触发器组成的计数器及集成计数器进行分类介绍，系统性更明确；在时序逻辑电路应用举例中，增加了计数器电路实现形式灵活性的讨论，这样与组合逻辑电路中电路实现形式的多样性与灵活性相呼应。

　　（4）在DAC一节增加了DAC应用举例，扩展了对DAC应用的理解。

　　教材的本质不仅在于介绍有关基本知识，还应激发读者对相关问题的思考。编者希望使理论与实践紧密结合，培养学生的工程意识；注重单元电路的改进过程，启发学生创新思维；经典内容与新技术融合，引导学生学用结合。

　　参加本版修订工作的有杨照辉（第1、2、6、7章）、林涛（第3~5章）、林杉（第8~11章），林涛负责策划与统稿。

　　限于编者的水平，书中难免会有疏漏和不足之处，欢迎读者批评指正（邮箱： taolin@chd.edu.cn）。

编  者     

2017年10月    

本书根据新修订的《高等工业学校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编写而成。主要内容包括：数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、脉冲波形的产生与变换、A/D与D/A转换、可编程逻辑器件、VHDL简介、VHDL在数字系统分析与设计中的应用举例等。各章前有内容提要、学习提示，章末有小结、习题。 本书可作为高等学校电气信息类、电子信息类、计算机类及相近专业本科生数字电子技术基础教材和教学参考书，也可作为有关工程技术人员的参考书。

目录

第1章  数字逻辑基础          1

　　1.1  概述        1

　　1.1.1  数字技术的特点         1

　　1.1.2  数字电路的发展         2

　　1.1.3  数字电路的研究对象、分析工具及描述方法         3

　　1.2  数制与码制   3

　　1.2.1  基数、位权的基本概念    3

　　1.2.2  几种常用的数制         4

　　1.2.3  数制之间的相互转换         5

　　1.2.4  码制    8

　　1.3  三种基本逻辑运算        10

　　1.3.1  与运算         10

　　1.3.2  或运算         11

　　1.3.3  非运算         12

　　1.3.4  常用复合逻辑    13

　　1.4  逻辑代数的基本定理   14

　　1.4.1  逻辑代数的基本定律         14

　　1.4.2  基本规则    15

　　1.4.3  逻辑运算的优先级别         16

　　1.4.4  基本定律的应用         16

　　1.5  逻辑函数及其表示方法        18

　　1.5.1  逻辑函数的定义         18

　　1.5.2  逻辑函数的表示方法         18

　　1.6  逻辑函数的化简   21

　　1.6.1  逻辑函数化简的意义         21

　　1.6.2  代数化简法         22

　　1.6.3  卡诺图化简法    25

　　小结         33

　　习题         34

　　习题分析举例         36

第2章  逻辑门电路     40

　　2.1  简单的与、或、非门电路   40

　　2.1.1  二极管的开关特性    40

　　2.1.2  三极管的开关特性    41

　　2.1.3  简单的与、或、非门电路         43

　　2.2  TTL与非门电路     47

　　2.2.1  TTL与非门的工作原理      47

　　2.2.2  TTL与非门的外特性 50

　　2.2.3  TTL与非门的主要参数      52

　　2.2.4  抗饱和TTL电路          57

　　2.2.5  集电极开路与非门和三态与非门    58

　　2.3  CMOS门电路         62

　　2.3.1  NMOS逻辑门电路     62

　　2.3.2  CMOS逻辑门电路      64

　　2.3.3  CMOS传输门      67

　　2.4  逻辑门电路使用中的几个实际问题   68

　　2.4.1  各种门电路之间的接口问题    68

　　2.4.2  门电路带其他负载的问题         72

　　2.4.3  多余输入端的处理措施    72

　　小结         73

　　习题         73

　　习题分析举例         76

第3章  组合逻辑电路          79

　　3.1  概述        79

　　3.1.1  组合逻辑电路的特点         79

　　3.1.2  组合逻辑电路逻辑功能描述方式及各种描述方式的相互关系    80

　　3.2  组合逻辑电路的分析方法   83

　　3.3  组合逻辑电路设计的一般方法   87

　　3.4  编码器与译码器   90

　　3.4.1  编码器         90

　　3.4.2  译码器         94

　　3.5  数据分配器与数据选择器   104

　　3.5.1  数据分配器         104

　　3.5.2  数据选择器         104

　　3.6  算术运算电路        110

　　3.6.1  加法器         110

　　3.6.2  二进制减法运算         112

　　3.6.3  加法器应用举例         115

　　3.6.4  数值比较器         117

　　3.7  组合逻辑电路应用举例        121

　　3.7.1  奇偶发生器/校验器在数据传输中的应用       121

　　3.7.2  简易交通信号灯控制电路         122

　　3.7.3  全加器电路实现形式的多样性讨论         124

　　3.8  组合逻辑电路中的竞争-冒险       129

　　3.8.1  产生竞争-冒险的原因        129

　　3.8.2  冒险现象的判别         131

　　3.8.3  消除冒险现象的方法         132

小结         134

习题         135

　　习题分析举例         140

第4章  触发器     145

　　4.1  概述        145

　　4.2  触发器的电路结构与工作原理   146

　　4.2.1  基本RS触发器  146

　　4.2.2  同步RS触发器  149

　　4.2.3  主从触发器         153

　　4.2.4  边沿触发器         157

　　4.3  触发器的逻辑功能及其描述方法        160

　　4.3.1  RS触发器   161

　　4.3.2  JK触发器    163

　　4.3.3  D触发器     163

　　4.3.4  T触发器      164

　　4.4  触发器的脉冲工作特性        167

　　4.4.1  传输延迟时间    167

　　4.4.2  建立时间    168

　　4.4.3  保持时间    168

　　4.4.4  时钟频率    168

　　小结         169

　　习题         169

　　习题分析举例         174

第5章  时序逻辑电路          179

　　5.1  概述        179

　　5.1.1  时序逻辑电路的一般结构形式         179

　　5.1.2  时序逻辑电路的描述方法         180

　　5.2  时序逻辑电路的分析方法   182

　　5.2.1  同步时序逻辑电路分析举例    182

　　5.2.2  异步时序电路分析举例    185

　　5.3  寄存器和移位寄存器   187

　　5.3.1  寄存器         187

　　5.3.2  移位寄存器         188

　　5.4  计数器   192

　　5.4.1  触发器组成的计数器         192

　　5.4.2  集成计数器         195

　　5.4.3  计数器的设计方法    204

　　5.5  顺序脉冲发生器与序列信号发生器   213

　　5.5.1  顺序脉冲发生器         213

　　5.5.2  序列信号发生器         214

　　5.6  时序逻辑电路应用举例        216

　　5.6.1  定周期交通信号灯控制电路    216

　　5.6.2  多路脉冲信号形成电路    217

　　5.6.3  计数器电路实现形式的灵活性讨论         218

　　小结         225

　　习题         226

　　习题分析举例         229

第6章  半导体存储器          234

　　6.1  概述        234

　　6.2  只读存储器   237

　　6.3  随机存储器 &n