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編輯推薦: |
本书着重介绍了数字逻辑系统分析与设计的基本理论和基本方法,同时对基于可编程逻辑器件的现代数字系统设计进行了适当介绍。全书共11章,包括数制与码制、逻辑函数及其化简、逻辑门电路、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、半导体存储器、基于可编程逻辑器件的现代数字系统设计、DA和AD转换器及应用、数字系统综合设计。
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內容簡介: |
本书着重介绍了数字逻辑系统分析与设计的基本理论和基本方法,同时对基于可编程逻辑器件的现代数字系统设计进行了适当介绍。全书共11章,包括数制与码制、逻辑函数及其化简、逻辑门电路、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、半导体存储器、基于可编程逻辑器件的现代数字系统设计、DA和AD转换器及应用、数字系统综合设计。
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關於作者: |
刘祝华,江西师范大学副教授,江西省级精品课程数字电子技术建设成员,中国电工学研究会江西分会第十届副秘书长。长期从事数字电子技术电子工艺实训FPGA与数字系统设计及相关实验课程的教学工作。编著出版本科教材三部,主持及参与国家级、省级及其他各类科研项目和教改项目共计10余项,在各类期刊上发表学术论文及教改论文共计20余篇。
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目錄:
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绪论 1
第1章 数制与码制 3
1.1 进位计数制 3
1.1.1 十进制数的表示 3
1.1.2 二进制数的表示 4
1.1.3 八进制数和十六制数的表示 4
1.1.4 二进制数的算术运算 5
1.2 数制转换 6
1.2.1 二进制数和十进制数之间的转换 6
1.2.2 八进制数、十六进制数与
二进制数的转换 8
1.3 带符号数的代码表示 8
1.3.1 真值与机器数 8
1.3.2 原码 8
1.3.3 反码 9
1.3.4 补码 10
1.3.5 机器数的运算 10
1.4 数码和字符的代码表示 13
1.4.1 十进制数的二进制编码 13
1.4.2 可靠性编码 14
1.4.3 字符代码 16
习题 16
第2章 逻辑函数及其化简 18
2.1 逻辑代数 18
2.1.1 逻辑变量与逻辑函数 18
2.1.2 基本逻辑运算 18
2.1.3 复合逻辑运算 21
2.1.4 逻辑函数与真值表 23
2.1.5 逻辑函数的相等 25
2.2 逻辑代数的定律及规则 25
2.2.1 逻辑代数的基本定律 25
2.2.2 逻辑代数的三个规则 27
2.2.3 逻辑代数的常用公式 28
2.3 逻辑函数的化简 28
2.3.1 逻辑函数的标准形式 28
2.3.2 逻辑函数的代数化简法 34
2.3.3 卡诺图化简法 36
习题 43
第3章 逻辑门电路 45
3.1 概述 45
3.2 门电路逻辑符号及其外部特性 45
3.2.1 简单逻辑门电路 45
3.2.2 复合逻辑门电路 47
3.2.3 正负逻辑问题 49
3.3 典型逻辑门电路及其主要技术参数 51
3.3.1 二极管门电路 53
3.3.2 三极管逻辑非门 55
3.3.3 TTL集成逻辑门 57
3.3.4 三态输出门(TS门) 66
3.3.5 MOS逻辑门 68
习题 76
第4章 组合逻辑电路 83
4.1 概述 83
4.1.1 什么是组合逻辑电路 83
4.1.2 组合逻辑电路逻辑功能的描述 83
4.2 组合逻辑电路的分析方法 83
4.2.1 组合逻辑电路的一般分析方法 84
4.2.2 组合逻辑电路分析举例 84
4.3 常用组合逻辑电路 85
4.3.1 加法器 85
4.3.2 编码器 87
4.3.3 译码器 91
4.3.4 数据选择器 99
4.3.5 数值比较器 101
4.4 组合逻辑电路的设计 105
4.4.1 采用小规模集成器件设计组合逻辑电路 105
4.4.2 采用中规模集成器件实现组合逻辑电路 114
4.5 组合逻辑电路的竞争冒险 119
4.5.1 竞争冒险的成因 119
4.5.2 判断是否存在冒险的方法 120
4.5.3 消除冒险的措施 121
习题 122
第5章 触发器 126
5.1 概述 126
5.2 RS触发器 126
5.2.1 基本RS触发器 126
5.2.2 钟控RS触发器 129
5.2.3 主从RS触发器 130
5.2.4 集成RS触发器 132
5.2.5 基本RS触发器的简单应用 132
5.3 JK触发器 134
5.3.1 钟控JK触发器的电路结构与工作原理 134
5.3.2 主从JK触发器 136
5.3.3 主从JK触发器的一次翻转现象 137
5.3.4 边沿JK触发器 138
5.4 D触发器 140
5.4.1 D触发器的电路结构与工作原理 140
5.4.2 边沿D触发器 141
5.5 T触发器 143
5.6 各类触发器的转换 144
5.6.1 JK触发器转换为其他触发器 144
5.6.2 D触发器转换为其他触发器 145
习题 146
第6章 时序逻辑电路 150
6.1 概述 150
6.2 同步时序逻辑电路分析 151
6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法 151
6.2.2 同步时序逻辑电路的分析举例 151
6.3 常用同步时序逻辑电路 156
6.3.1 寄存器 156
6.3.2 计数器 160
6.4 同步时序逻辑电路的设计 169
6.4.1 设计方法 169
6.4.2 设计举例 172
6.5 中规模同步时序逻辑电路的分析和设计 180
6.5.1 中规模同步时序逻辑电路的分析 180
6.5.2 中规模同步时序逻辑电路的设计 186
6.6 异步时序逻辑电路 188
6.6.1 脉冲异步时序逻辑电路 188
6.6.2 电平异步时序逻辑电路分析 193
习题 195
第7章 脉冲波形的产生与整形 199
7.1 概述 199
7.1.1 脉冲信号的特点 199
7.1.2 脉冲产生与整形电路的基本分析方法 199
7.2 单稳态触发器 200
7.2.1 用门电路构成的单稳态触发器 200
7.2.2 集成单稳态触发器 202
7.2.3 应用举例 204
7.3 多谐振荡器 205
7.3.1 用门电路构成的多谐振荡器 205
7.3.2 石英晶体多谐振荡器 206
7.3.3 应用举例 207
7.4 施密特触发器 207
7.4.1 用门电路构成的施密特触发器 208
7.4.2 集成施密特触发器 209
7.4.3 应用举例 210
7.5 555定时器及其应用 211
7.5.1 555定时器的内部电路结构与工作原理 211
7.5.2 555定时器构成单稳态触发器 213
7.5.3 555定时器构成施密特触发器 214
7.5.4 555定时器构成多谐振荡器 216
习题 219
第8章 半导体存储器 221
8.1 概述 221
8.1.1 半导体存储器的特点与技术指标 221
8.1.2 半导体存储器的分类 222
8.2 只读存储器(ROM) 223
8.2.1 ROM芯片基本结构和工作原理 223
8.2.2 各类ROM的存储单元结构及编程原理 224
8.3 随机存取存储器(RAM) 228
8.3.1 RAM的基本结构和工作原理 228
8.3.2 RAM的存储单元 229
8.3.3 RAM存储容量的扩展 230
习题 232
第9章 基于可编程逻辑器件的现代数字系统设计 233
9.1 概述 233
9.1.1 传统数字电路设计方法存在的问题 233
9.1.2 基于PLD的现代数字系统设计流程 234
9.1.3 传统与现代数字系统设计方法比较 234
9.2 可编程逻辑器件 235
9.2.1 PLD电路简介 235
9.2.2 通用阵列逻辑(GAL) 237
9.2.3 复杂可编程逻辑器件CPLD 240
9.2.4 现场可编程门阵列(FPGA) 241
9.2.5 PLD的编程与配置 243
9.3 Quartus Prime使用方法 245
9.3.1 Quartus Prime简介 245
9.3.2 原理图输入设计 246
9.3.3 HDL输入设计 260
9.3.4 原理图与HDL混合输入设计 261
9.4 数字电路的VHDL设计 262
9.4.1 VHDL概述 262
9.4.2 组合逻辑电路的VHDL设计 267
9.4.3 时序逻辑电路的VHDL设计 273
9.4.4 存储器的VHDL设计 280
习题 283
第10章 DA和AD转换器及应用 284
10.1 概述 284
10.2 DA转换器 284
10.2.1 权电阻网络DA转换器 284
10.2.2 倒T型电阻网络DA转换器 286
10.2.3 DA转换器的主要性能参数 287
10.2.4 常用DA转换器件及应用 289
10.3 AD转换器 293
10.3.1 AD转换原理 293
10.3.2 并联比较型AD转换器 295
10.3.3 反馈比较型AD转换器 296
10.3.4 双积分型AD转换器 297
10.3.5 AD转换器的主要性能参数 299
10.3.6 常用AD转换器件及应用 299
习题 301
第11章 数字系统综合设计 303
11.1 8位十进制频率计设计 303
11.1.1 测频原理 303
11.1.2 时序控制电路设计 304
11.1.3 8位十进制加法计数器设计 305
11.1.4 8位数码管显示驱动电路设计 306
11.1.5 整体电路设计与测试 308
11.2 简易正弦信号发生器设计 309
11.2.1 设计原理 309
11.2.2 定制ROM及其初始化 310
11.2.3 地址发生器设计 314
11.2.4 整体电路设计与测试 315
11.3 电压表的设计AD转换器的应用 315
11.3.1 数字电压表的基本组成 315
11.3.2 数字电压表的主要技术指标 316
11.3.3 设计方案比较 316
11.3.4 液晶显示数字电压表的电路设计 318
11.4 射频监视切换器设计 320
11.4.1 射频监视切换器的设计要求 320
11.4.2 设计方案比较 320
11.4.3 单元电路设计 321
11.4.4 总体电路设计 324
习题 325
参考文献 327
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內容試閱:
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第2版前言
数字电子技术是高等院校电子信息类及相关专业学生重要的专业基础课,是电子系统设计的基础理论之一。随着半导体技术和计算机技术的迅速发展,基于可编程逻辑器件的设计已经成为现代数字系统设计的重要方法和手段。
《数字电子技术》是江西省精品课程数字电子技术建设成果之一。本书是在《数字电子技术》第1版的基础上,按照教育部数字电子技术基础课程教学基本要求,同时借鉴国内外同类教材的选材和教学理念修订而成的。在保持原书理论体系的情况下,本书主要做了如下几方面的修订:
(1)第2章删除了逻辑函数的列表化简法,注重介绍逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法。
(2)第5章删除了边沿触发器的内部工作原理分析,注重介绍触发器外部特性及使用。
(3)第6章删除了大部分中规模功能芯片的内部电路图,倾向于器件的应用举例。
(4)考虑到VHDL语言有详细的语法和规定,本书不可能大篇幅进行介绍,需要了解和使用VHDL语言时可以参阅其他相关资料,因此第9章删除了有关VHDL语法介绍的相关内容。另外,9.3节对EDA工具软件的介绍从Quartus II版本升级到了Quartus Prime版本,并采用Quartus Prime对9.4节所有的设计实例重新进行了编译,同时更新了教材相关内容,如9.4节设计实例的元件符号和仿真波形等。
(5)采用Quartus Prime对11.1节和11.2节的综合实例重新进行了设计,同时更新了教材相关内容,包括元件符号、仿真波形及ROM的定制方法等。
(6)根据国标GB ∕ T 4728.32018电气简图用图形符号中的S00019和S00022标准,统一了全书图中T型连接和双T连接的绘制方法。另外,本次修订还更正了第1版中的笔误之处,规范了英文字母的字体,精练了一些文字表述。
本书由江西师范大学的刘祝华、袁文、谢芳森、王一凡和宜春学院的肖平平5位老师共同修订完成。我们通过广泛的调查研究,共同确定了第2版教材的修订大纲。在修订过程中,袁文完成了第5章和第6章的修订,谢芳森完成了第2章的修订,王一凡完成了第1章、第3章和第8章的修订,肖平平完成了第4章的修订,刘祝华完成了绪论、第7章、第9章、第10章和第11章的修订及全书的统稿工作。除引用编著者自己的相关研究成果外,本书的修订还参考了其他二十余种文献资料,在此谨向所有参考文献作者表示诚挚的谢意。
新版教材中一定会存在不少错误和疏漏,热忱欢迎广大读者给予批评指正。
编著者
2020年3月
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