电子技术基础

随着计算机类专业的发展和教学改革的不断推进，不少院校将计算机相关专业的三门必修电路类课程“电路分析基础”“模拟电子技术基础”“数字电子技术基础” 合并为一门课程——“电子技术基础”，并且一般开设在学年，相应的教学时数也进一步缩减。与此同时，该课程又是重要的专业基础课，其重要性不仅体现在为后续课程的学习建立电路与电子技术基础知识，更体现在要培养和发展学生的计算机系统能力。
本书以应用和实际问题为背景，面向问题求解和系统能力训练，主要的特点体现在： 
（1） 内容编排适应计算机类专业课程体系对电子技术基础的内容覆盖面和教学时数调整要求。本书按照电路分析是基础、模拟电子技术是桥梁、数字逻辑电路是重点的指导思想，以必需、够用的原则对教学内容进行了取舍、调整，终由三者共同形成了一个有机整体。全书内容可在80课时之内完成教学。
（2） 强调在自主实验环境下的实践能力培养。“电子技术基础”是一门实践性很强的课程，而传统的实验一般在实验室以实验箱操作的方式进行教学，这种形式的实验存在的不足是： 一方面学生在实验中经常会碰到参数不易控制、元件调换不便、难以进行设计型和综合型实验的问题，另一方面也不便于学生在课外进行自主实验。为此，本书设计了基于Proteus ISIS软件进行电子线路设计与仿真实验的内容，在课程教学中注重发挥实验仿真的作用，引导学生提前通过软件仿真对实验内容进行预习，并对课后作业进行仿真验证，从而使得电子技术学习内容更加生动、直观，有助于激发学生的学习兴趣和探索、创新精神。
（3） 关注对学生进行问题求解方面的素质培养。本书在知识点讲述过程中，引导学生建立对基本概念的系统理解，开拓学生的开放性思维，有意识地培养学生用不同方法或不同思路来解决同一个问题的能力，提高学生的综合素质。
全书共8章： 第1章主要介绍电路分析和模拟电子技术的基本知识，同时为数字电路的学习奠定基础； 第2～7章是数字电子技术基础，主要介绍数字逻辑电路的基本知识和基本理论、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、可编程逻辑器件等； 第8章通过实例介绍Proteus在数字电路仿真实验中的应用。
本书的参考教学时数为80学时左右。对其中8～12学时的仿真实验内容，可根据教学安排的具体情况进行增删。
本书第1、2、7、8章由张晓帆编写，第3、4章由庞雅丽编写，第5、6章由李焱编写。
由于编著者水平有限，书中难免存在错误或不足之处，在内容的取舍上也难免存在考虑不周之处，恳请读者批评指正，以便再版时修正。
编著者
2021年8月

本书是面向普通高等学校计算机类专业“电子技术基础”课程的教材，在介绍电路分析和模拟电路基础知识和分析方法的基础上，系统介绍数字电路的基础知识、基本分析方法和设计方法。
全书由电路与电子学基础知识、数字逻辑基础、集成逻辑门、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、可编程逻辑器件和电路仿真软件的应用共8章组成。第1~7章均附有小结和习题，并附有习题参考答案。
本书力求叙述简明扼要，通俗易懂，理论知识与实际应用紧密结合，可作为高等院校计算机类、电子信息类专业的教材，也可供其他理工科专业学生或相关专业技术人员参考选用。

庞雅丽，女，讲师，硕士，研究方向为文本挖掘、智能教育，讲授《模拟电子技术基础》《数字电子技术基础》及相关课程已有21年，教学经验丰富。承担和参与国家自然科学基金项目、省重点研发计划等项目4项，承担和参与产学合作、省级本科质量提升工程等教学类项目5项，获甘肃省教学成果奖1项，在国内外重要期刊发表学术论文8篇。

第1章电路与电子学基础知识

1.1电路基础

1.1.1电路分析中的基本概念

1.1.2基本电路元件

1.1.3基尔霍夫定律及其应用

1.2半导体器件

1.2.1PN结

1.2.2半导体二极管

1.2.3双极型晶体管

1.3晶体管基本放大电路简介

1.3.1基本共射极放大电路

1.3.2基本共集电极放大电路

本章小结

习题

第2章数字逻辑基础

2.1数制与码制

2.1.1数制

2.1.2带符号数的代码表示

2.1.3几种常用的编码

2.2逻辑代数

2.2.1逻辑代数的基本概念

2.2.2逻辑代数的定理和规则

2.3逻辑函数的化简

2.3.1代数化简法

2.3.2卡诺图化简法

本章小结

习题

第3章集成逻辑门

3.1概述

3.1.1逻辑门和集成电路

3.1.2数字集成电路的分类

3.2半导体器件的开关特性

3.2.1二极管的开关特性

3.2.2三极管的开关特性

3.2.3场效应管的开关特性

3.3简单的逻辑门电路

3.3.1二极管与门

3.3.2二极管或门

3.3.3三极管非门

3.4TTL门电路

3.4.1TTL与非门电路

3.4.2集电极开路门（OC门）

3.4.3三态输出门（TS门）

3.5CMOS门电路

3.5.1CMOS反相器

3.5.2其他类型的CMOS门电路

3.5.3CMOS集成逻辑门

本章小结

习题

第4章组合逻辑电路

4.1概述

4.1.1组合逻辑电路的特点

4.1.2组合电路逻辑功能的描述

4.2组合逻辑电路的分析

4.3组合逻辑电路的设计

4.3.1组合逻辑电路的一般设计方法

4.3.2设计举例

4.4常用中规模组合逻辑电路

4.4.1加法器

4.4.2编码器

4.4.3译码器

4.4.4数据选择器和数据分配器

4.5组合逻辑电路中的竞争冒险

4.5.1竞争与冒险

4.5.2竞争冒险现象的判断

4.5.3冒险现象的处理方法

本章小结

习题

第5章触发器

5.1概述

5.2基本RS触发器

5.2.1基本RS触发器的逻辑结构和工作原理

5.2.2基本触发器功能的描述

5.3同步触发器

5.3.1同步RS触发器

5.3.2同步D触发器

5.3.3同步触发器的触发方式和空翻问题

5.4主从触发器

5.4.1主从触发器基本原理

5.4.2主从JK触发器及其一次翻转现象

5.4.3常用主从触发器芯片

5.5边沿触发器

5.5.1维持阻塞D触发器

5.5.2边沿JK触发器

5.5.3常用边沿触发器芯片

5.6触发器的类型及类型转换

5.6.1RS触发器

5.6.2JK触发器

5.6.3D触发器

5.6.4T触发器

5.6.5触发器的类型转换

5.7集成触发器的脉冲工作特性和动态参数

本章小结

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时序逻辑电路的功能描述方法

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

6.2.2异步时序逻辑电路的分析

6.3时序逻辑电路的设计方法

6.3.1同步时序逻辑电路的设计

6.3.2异步时序逻辑电路的设计

6.4常用中规模时序逻辑器件及应用

6.4.1寄存器和移位寄存器

6.4.2计数器

6.4.3序列信号发生器

本章小结

习题

第7章可编程逻辑器件

7.1概述

7.1.1PLD的发展

7.1.2PLD的一般结构

7.1.3PLD的电路表示法

7.2低密度可编程逻辑器件

7.2.1可编程只读存储器

7.2.2现场可编程逻辑阵列

7.2.3可编程阵列逻辑

7.2.4通用阵列逻辑

7.2.5高密度可编程逻辑器件

7.2.6可编程逻辑器件设计过程

本章小结

习题

第8章Proteus在数字电路仿真实验中的应用

8.1概述

8.2电路设计与仿真的基本过程

8.2.1一个简单的演示电路

8.2.2周期为1s的时钟信号发生器

8.2.3同步五进制加法计数器

8.3综合举例

8.3.1主要器件功能

8.3.2基本功能设计