本书是高等院校数字逻辑电路基础课程教材，旨在帮助读者掌握数字系统设计的基础理论与实践技能。全书共7章，包括数字逻辑基础、逻辑门电路基础、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲产生和整形电路以及模数与数模转换电路，通过大量实例与习题解析，深入浅出地讲解了数字系统的分析与设计方法。书中配套微课视频和EDA仿真设计样例及习题参考答案，可帮助学生提升自主学习能力与工程实践能力。本书融合理论学习与实践应用，注重培养创新思维和动手能力，可助力学生为后续单片机课程学习及实际工程应用打下坚实基础。
本书适合作为普通高等院校电子信息类、计算机类、自动化类等专业的教材，也可供从事数字系统设计的工程技术人员参考。

随着信息技术的快速发展，数字系统已经成为现代电子技术的重要组成部分。从计算机硬件到通信设备，再到嵌入式系统和智能设备，数字系统在各类电子应用中都发挥着至关重要的作用。因此，掌握数字系统的基础知识是高等院校电子信息类、自动化类、计算机类等专业学生必修内容的一部分。在当前信息化与智能化高速发展的背景下，科技进步推动了社会的变革，数字技术在国防、工业、民生等各领域都发挥着核心作用。作为新时代的大学生，尤其是电子信息类、计算机类等专业的学生，应具备与时俱进的科学素养与社会责任感，以数字技术为桥梁，努力在学成后为中国智能制造和科技强国建设贡献力量。
本书作为一部高等院校数字逻辑电路课程的教材，旨在为学生打下坚实的数字系统设计基础，帮助学生掌握从基础理论到实际应用的技能。书中涵盖了逻辑代数、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路以及模数与数模转换等内容，同时介绍了数字系统的分析与设计方法，帮助学生从理论学习走向实践应用。
本书共分7章，内容安排如下：
第1章数字逻辑基础，介绍逻辑代数的基本定理、逻辑函数及其化简等内容。
第2章逻辑门电路基础，讲解与、或、非等逻辑运算规则及半导体元件的特性。
第3章组合逻辑电路，讲解组合逻辑电路的分析与设计原理及常见电路实例。
第4章触发器，讲解触发器的概念、不同类型及其工作原理。
第5章时序逻辑电路，讲解时序逻辑电路的设计步骤和应用电路。
第6章脉冲产生和整形电路，讲解555定时器、多谐振荡器等脉冲电路的工作原理。
第7章模数与数模转换电路，讲解模数转换器和数模转换器的基本原理和性能分析。
在理论与实践结合方面，本书注重通过大量的例题和配套习题解析帮助读者加深理解。此外，书中还配有丰富的微课视频（扫描二维码即可观看），以帮助学生在课堂之外自学核心内容，巩固学习效果。视频详细解析了每章的重点难点，学生可随时回顾，提升自主学习能力。同时，为了培养学生工程化的能力需求，本书还在例题中配备仿真图。读者可以通过EDA工具Proteus软件模拟和设计数字系统，在实践中加深理解并提升动手能力与创新思维，同时为后续单片机等课程的学习打好基础。
本书由谢玲、周广证、胡佳美、王广文任主编，栾迪、肖元秀、杨秀爽、李文亮、韦伟任副主编。其中，第1、6章由王广文编写，栾迪协助章节设计和编写等工作；第2、3、5章由周广证编写，肖元秀协助章节设计和规划、跟踪编写进度及质量把控等工作；第4、7章由胡佳美编写，杨秀爽、韦伟协助主编解答全书习题及提供参考答案，李文亮整理网络视频材料。全书由谢玲负责规划、统稿及视频材料组织工作，由楚天鹏负责审定。其中，李文亮为新大陆科技集团高级工程师，其余编者均来自南京理工大学紫金学院。感谢为本书提供文献和资料的作者与机构，衷心希望本书能助力学生掌握数字系统设计和应用技能，并为国家的科技创新和社会发展贡献力量。 
由于时间仓促，编者水平有限，书中难免存在疏漏与不妥之处，恳请广大读者批评指正。
编者
2024年10月

第1章数字逻辑基础11概述1

111模拟与数字1

112数字电路的特点2

113数字电路的分类2

12数制与码制2

121数制3

122不同数制之间的转换4

123常用码制6

13逻辑代数基础8

131基本逻辑运算8

132逻辑代数的基本定律和常用公式12

133逻辑代数的基本规则13

14逻辑函数14

141逻辑函数及其描述方法14

142逻辑函数的标准形式16

15逻辑函数的化简18

151公式法化简18

152卡诺图化简19

习题23

第2章逻辑门电路基础
21分立元件逻辑门电路26

211半导体元件的开关特性26

212分立元件基础逻辑门27

213分立元件复合逻辑门28

22TTL集成逻辑门电路29

221TTL集成与非门29

222TTL门电路的改进30

223TTL集成芯片型号说明32

习题33




数字逻辑电路基础


目录


第3章组合逻辑电路
31组合逻辑电路概述35

311组合逻辑电路基本概念35

312组合逻辑电路的工作原理36

313组合逻辑电路特点36

314组合逻辑电路应用领域36

32组合逻辑电路的分析37

321组合逻辑电路分析目的37

322组合逻辑电路分析方法37

323组合逻辑电路分析举例38

33组合逻辑电路的设计39

331组合逻辑电路设计步骤40

332组合逻辑电路设计举例41

34组合逻辑电路的竞争冒险现象43

341竞争冒险现象的产生43

342竞争冒险现象的判断44

343竞争冒险的消除策略45

35常见的组合逻辑电路器件46

351加法器46

352编码器50

353译码器56

354显示译码器63

355数值比较器68

习题71

第4章触发器
41基本触发器73

411双稳态电路73

412触发器的概念74

413基本RS触发器75

414触发器工程应用76

415触发器逻辑功能描述77

42同步触发器80

421同步RS触发器80

422同步D触发器83

423同步JK触发器85

424同步T及T′触发器87

425同步类触发器的空翻现象88

43主从触发器89

431主从RS触发器89

432主从JK触发器91

433主从JK触发器的一次翻转现象93

434CD4027芯片94

44边沿类型触发器94

45触发器类型转换97

451公式法97

452图表法98

习题100

第5章时序逻辑电路
51时序逻辑电路概述103

511时序逻辑电路的关键特性103

512时序逻辑电路的结构104

513时序逻辑电路的功能描述方法104

514时序逻辑电路的分类106

52时序逻辑电路的分析107

521时序逻辑电路的基本分析方法107

522同步时序逻辑电路的分析107

523异步时序逻辑电路的分析112

53时序逻辑电路的设计115

531时序逻辑电路设计的一般方法115

532同步时序逻辑电路的设计117

533异步时序逻辑电路的设计121

54常见的时序逻辑电路器件124

541计数器124

542寄存器137

习题146


第6章脉冲产生和整形电路
61概述149

62555定时器150

63施密特触发器152

631基于555定时器的施密特触发器152

632施密特触发器的应用154

64单稳态触发器154

641微分型单稳态触发器154

642集成单稳态触发器155

65多谐振荡器156

习题158

第7章模数与数模转换电路
71概述160

72模数转换器162

721模数转换的步骤163

722并联比较型ADC166

723逐次渐近型ADC168

724双积分型ADC169

725ADC的主要技术指标169

73数模转换器170

731数模转换基本原理170

732权电阻网络DAC172

733倒T形电阻网络DAC174

734DAC的主要技术指标175

习题176

附录A习题参考答案
附录B软件中图形符号与国家标准符号对照表
参考文献

谢玲，女，硕士，副教授，南京理工大学紫金学院教师。长期从事《数字系统与逻辑设计》、《数字逻辑电路》等本科课程教学，主持建设《数字逻辑电路》校级精品课程。曾作为主编参与《信息技术基础》教材的编写工作。指导学生参加中国机器人大赛暨RoboCup机器人世界杯中国赛、中国大学生计算机设计大赛、"蓝桥杯"全国软件和信息技术专业人才大赛等获得全国一等奖、二等奖若干。主持校级教改项目5项，获得校级教学成果奖一等奖1项、二等奖3项。获得江苏省微课大赛三等奖1项。周广证，男，硕士，工程师，主讲《数字逻辑电路》、《智能终端系统》、《无线传感网》等课程。任教前为华为高级工程师，曾主持和参与过多个项目，从华为第一代数通交换机核心代码设计与开发到新一代的交换机的设计研发，拥有多年的软件技术从业经验。已发表国内外发明专利10项；在校指导江苏省大学生创新创业训练项目3项；横向课题1项，多次指导学生参加全国电子学科竞赛并获奖，获优秀指导老师。发表学术论文8篇。王广文，男，硕士，讲师，2019年毕业于南京理工大学机械工程学院兵器发射理论与技术专业，现任南京理工大学紫金学院智能控制学院教师，主要从事教学科研工作，其中主要教授自动控制原理、数字逻辑电路、Linux操作系统应用等课程。主要研究方向为电液伺服系统控制，发表论文十余篇，其中EI收录3篇。从教以来积极参与指导学生竞赛和科研项目，具有丰富的一线教学经验。胡佳美，女，硕士，工程师。南京理工大学紫金学院自动化专业教师，从事自动化、物联网、人工智能应用技术等方面的科研与教学工作，曾在某央企从事物联网智慧工业解决方案相关工作，长期讲授《数字系统与逻辑设计》、《电子电路基础》等专业基础课程。秉承“以学生为中心”的教学理念，注重培养学生的创新思维和实践能力。曾获得校级教学进步奖、院级优秀毕设指导教师等奖项，并多次指导学生参加各类学科竞赛并获奖。主持校级科研项目1项。发表专业相关学术论文3篇。

在理论与实践结合方面，本书注重通过大量的例题和配套习题解析帮助读者加深理解。此外，书中还配有丰富的微课视频（扫描二维码即可观看），以帮助学生在课堂之外自学核心内容，巩固学习效果。