数字电子技术是电气信息类专业的基础课程，本书内容覆盖了数字电子技术的全部基础内容。全书分为11章，分别介绍了数字电路的基础知识、组合逻辑电路、时序逻辑电路、半导体存储器、数/模转换器与模/数转换器、脉冲波形的产生与变换和可编程逻辑器件等内容。本书的最后两章对VHDL语言基础和EWB软件进行了详细的介绍，使读者能够获取数字电路方面的最新知识。本书适合作为高等院校计算机及电气信息类专业本科生教材，同时也可为从事电子工程的工程师和参加各类电子制作竞赛的学生提供有益的参考资料。

        当今数字技术已成为新技术发展的一个标志，数字技术的普及、微型计算机的迅速发展和应用使数字技术成为计算机应用和自动控制领域中不可缺少的专业基础知识和技术。本书本着“确保基础、精选内容、加强概念、侧重实践”的基本思想，结合新的课程体系和教学内容改革的要求编写而成。特点如下：（1）教材的编写以集成电路为主，把数字电路分析和设计的重点移到中规模集成电路中讲解。（2）注重理论与应用的结合，给出常用集成芯片的逻辑图和引脚分布，强调通过外特性来学习集成电路。（3）提出通过功能框图分析和设计较大规模数字电路，并引入数字系统概念。（4）适当引入了新概念、新器件和新技术，介绍了新的数字电路硬件描述语言VHDL和EWB电子仿真软件。本书分为11章。第1章和第2章介绍了数字电路的基础知识，内容包括数制和码制、逻辑代数和逻辑函数、门电路，这是研究数字逻辑电路的组成和应用所必备的。第3章组合逻辑电路，主要介绍了常用中、小规模组合逻辑电路及其应用。第4章和第5章主要介绍了触发器和常用中、小规模时序逻辑电路及其应用。第6章和第7章分别介绍了半导体存储器、数/模转换器与模/数转换器。第8章脉冲波形的产生与变换，主要介绍了施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的基本原理以及555定时器的应用。第9章主要介绍了可编程逻辑器件，第10章VHDL语言基础，主要介绍了VHDL程序基础及应用。第11章EWB软件教程，介绍了电子设计自动化技术。本书适合作为高等院校计算机和电气信息类专业本科生的教材，同时也可为从事电子工程的工程师和参加各类电子制作竞赛的学生提供有益的参考资料。本书由东北林业大学、黑龙江大学、黑龙江八一农垦大学三校联合编写。本书由张佳薇担任主编，吕景亮、蔡洪刚、仝志民任副主编。本书的第1、2、7章由张佳薇执笔，第3、4、11章由吕景亮执笔，第5、6章由仝志民执笔，第9、10章由蔡洪刚执笔，第8章由张佳薇、赵月容共同执笔。重庆理工大学余成波教授担任主审，为提高书稿的质量提出了许多宝贵的建议和修改意见。研究生刘方同学也参与了部分编写资料的整理工作。编者在编写本教材的过程中，参阅了大量相关教材和专著，在此向各位原编著者致谢。由于编者水平有限，书中难免存在一些缺点和错误，殷切希望广大读者批评指正。

第1章数字逻辑基础1

1.1数字技术1

1.1.1数字技术的发展概况1

1.1.2数字信号与数字电路2

1.2数制与码制2

1.2.1数制3

1.2.2码制6

1.2.3算术运算和逻辑运算7

1.3逻辑代数及其基本逻辑运算9

1.3.1基本逻辑运算10

1.3.2其他常用复合逻辑运算12

1.4逻辑函数及其表示方法14

1.4.1逻辑函数的建立14

1.4.2逻辑函数的表示方法及其相互转换15

1.5逻辑代数的基本公式和常用公式16

1.5.1逻辑代数的基本公式16

1.5.2逻辑代数的常用公式17

1.6逻辑代数的基本定理18

1.6.1代入定理18

1.6.2对偶定理18

1.6.3反演定理18

1.7逻辑函数的变换与公式化简法19

1.7.1逻辑函数表达式的变换19

1.7.2逻辑函数的公式化简法19

1.8逻辑函数的卡诺图21

1.8.1逻辑函数的标准形式——最小项21

1.8.2逻辑函数的卡诺图表示法22

1.8.3逻辑函数的卡诺图化简法24

1.9含无关项的逻辑函数及其卡诺图化简27

小结28

思考与练习28

第2章门电路32

2.1门电路概述32

2.2半导体二极管和晶体管的开关特性33

2.2.1二极管的开关特性33

2.2.2晶体管的开关特性34

2.3最简单的与、或、非门电路37

2.3.1二极管与门和或门电路37

2.3.2晶体管非门电路39

2.3.3 DTL与非门电路39

2.4TTL门电路40

2.4.1TTL 与非门的电路结构和工作原理41

2.4.2TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力43

2.4.3TTL与非门的带负载能力45

2.4.4TTL与非门举例——740047

目录数字电路与逻辑设计基础2.5其他类型的双极型数字集成电路48

2.6TTL集成逻辑门电路系列简介52

2.7CMOS门电路54

2.7.1NMOS门电路54

2.7.2CMOS非门55

2.8其他类型的CMOS 门电路56

2.9CMOS逻辑门电路的系列及主要参数62

2.10TTL电路与CMOS电路的接口63

小结65

思考与练习65

第3章组合逻辑电路72

3.1组合逻辑电路概述72

3.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法73

3.2.1组合逻辑电路的分析方法73

3.2.2组合逻辑电路的设计方法74

3.3常用组合逻辑功能器件76

3.3.1编码器76

3.3.2译码器80

3.3.3数据选择器88

3.3.4数值比较器91

3.3.5加法器94

3.4组合逻辑电路中的竞争冒险98

3.4.1竞争冒险现象及产生的原因98

3.4.2冒险现象的识别99

3.4.3竞争冒险现象消除的方法101

小结102

思考与练习102

第4章触发器106

4.1触发器概述106

4.1.1触发器的分类106

4.1.2触发器逻辑功能的描述107

4.2RS触发器107

4.2.1基本RS触发器107

4.2.2同步RS触发器109

4.3TTL时钟触发器111

4.3.1主从RS触发器111

4.3.2主从JK触发器113

4.4边沿触发器115

4.4.1维持?阻塞结构边沿触发器116

4.4.2利用传输延迟时间的边沿触发器118

4.4.3CMOS主从结构的边沿触发器119

4.5触发器的主要参数120

4.5.1同步RS触发器的动态参数120

4.5.2主从触发器的动态参数121

4.5.3边沿触发器的动态参数122

4.6不同类型触发器之间的转换123

小结124

思考与练习125

第5章时序逻辑电路128

5.1时序逻辑电路及其分类128

5.1.1时序逻辑电路概述128

5.1.2时序逻辑电路的分类129

5.2时序逻辑电路的分析方法129

5.2.1时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图和时序图129

5.2.2同步时序逻辑电路的分析方法130

5.2.3异步时序逻辑电路的分析举例135

5.3时序逻辑电路的设计方法136

5.3.1同步时序逻辑电路的设计方法136

5.3.2异步时序逻辑电路的设计方法140

5.4常用时序逻辑功能器件141

5.4.1寄存器和移位寄存器141

5.4.2计数器144

小结156

思考与练习156

第6章半导体存储器160

6.1存储器概述160

6.2只读存储器160

6.2.1掩膜只读存储器161

6.2.2可编程只读存储器162

6.2.3可擦除可编程只读存储器162

6.3随机存取存储器 163

6.3.1RAM基本结构163

6.3.2静态RAM164

6.3.3动态随机存储器 165

6.4存储器容量的扩展167

6.4.1位扩展167

6.4.2字扩展167

小结168

思考与练习168

第7章数/模转换器与模/数转换器170

7.1D/A转换器170

7.1.1倒T形电阻网络D/A转换器170

7.1.2权电流型D/A转换器172

7.1.3D/A转换器的主要技术指标175

7.1.4集成D/A转换器及其应用176

7.2A/D转换器177

7.2.1A/D转换器的一般工作过程178

7.2.2并联比较型A/D转换器181

7.2.3逐次渐近型A/D转换器183

7.2.4双积分型A/D转换器185

7.2.5A/D转换器的主要技术指标188

7.2.6集成A/D转换器及其应用188

小结193

思考与练习193

第8章脉冲波形的产生与变换196

8.1施密特触发器196

8.1.1由门电路组成的施密特触发器196

8.1.2集成施密特触发器198

8.1.3施密特触发器的应用200

8.2单稳态触发器201

8.2.1由集成门电路组成的微分型单稳态触发器201

8.2.2集成单稳态触发器204

8.3多谐振荡器208

8.3.1由门电路组成的多谐振荡器208

8.3.2石英晶体多谐振荡器213

8.4555定时器213

8.4.1555定时器概述213

8.4.2用555定时器组成的施密特触发器214

8.4.3用555定时器组成的单稳态触发器215

8.4.4用555定时器组成的多谐振荡器216

小结217

思考与练习218

第9章可编程逻辑器件222

9.1可编程逻辑器件的基本结构222

9.2现场可编程逻辑阵列223

9.3可编程阵列逻辑226

9.3.1PAL的基本电路结构226

9.3.2PAL的输出电路结构和反馈形式227

9.3.3PAL的应用举例229

9.4通用阵列逻辑235

9.4.1GAL的电路结构235

9.4.2输出逻辑宏单元237

9.4.3GAL的输入特性和输出特性240

9.5可擦除的可编程逻辑器件242

9.5.1EPLD的基本结构和特点242

9.5.2EPLD的与或逻辑阵列242

9.5.3EPLD的输出逻辑宏单元244

9.6现场可编程门阵列246

9.6.1FPGA的基本结构246

9.6.2FPGA的IOB和CLB247

9.6.3FPGA的互连资源250

9.6.4编程数据的装载252

9.7PLD的编程254

9.8在系统可编程逻辑器件255

9.8.1低密度ISP?PLD255

9.8.2高密度ISP?PLD257

9.8.3在系统可编程通用数字开关261

小结262

思考与练习263

第10章VHDL语言基础266

10.1VHDL语言概述266

10.1.1硬件描述语言的诞生267

10.1.2硬件描述语言的种类267

10.1.3VHDL语言上机操作条件268

10.2VHDL程序的实体268

10.2.1实体的组成270

10.2.2类型说明（可选）271

10.2.3端口说明271

10.2.4实体说明部分273

10.3VHDL的程序结构273

10.4VHDL的语言元素277

10.4.1VHDL的基本语句282

10.4.2属性的描述与定义287

10.4.3VHDL的子程序290

小结291

第11章EWB软件教程292

11.1EWB软件简介292

11.2EWB的主窗口293

11.2.1工具栏294

11.2.2元器件库和仪器库295

11.2.3电路描述窗口297

11.2.4电路运行控制开关297

11.3EWB的基本操作297

11.3.1调整元器件位置298

11.3.2连线操作298

11.4虚拟仪器的使用300

11.4.1数字万用表300

11.4.2函数信号发生器301

11.4.3示波器301

11.4.4频率特性（扫描仪）303

11.4.5字信号发生器304

11.4.6逻辑分析仪306

11.4.7逻辑转换器306

小结310

参考文献311

无