數字電子技術（簡體書）

《21世紀全國本科院校電氣信息類創新型應用人才培養規劃教材：數字電子技術》從當前的教學實際出發，將理論知識和實踐教學相結合，既強調理論基礎，又注重實踐應用。《21世紀全國本科院校電氣信息類創新型應用人才培養規劃教材：數字電子技術》重點介紹數字電子技術的基礎知識、基本理論以及數字電路的一般分析方法和設計方法。《21世紀全國本科院校電氣信息類創新型應用人才培養規劃教材：數字電子技術》共分10章，內容包括邏輯代數基礎、EDA技術的基礎知識、邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝波形的產生與整形、半導體存儲器、數，模和模／數轉換器及數字系統設計。本書可作為高等院校電子信息工程、電氣工程、通信工程、電子科學與技術、自動化、機電一體化及其他相關專業的本科生或專科生教材，也可作為自動化、通信、電子技術等行業的工程技術人員的參考書。．

《21世紀全國本科院校電氣信息類創新型應用人才培養規劃教材:數字電子技術》可作為高等院校電子信息工程、電氣工程、通信工程、電子科學與技術、自動化、機電一體化及其他相關專業的本科生或專科生教材，也可作為自動化、通信、電子技術等行業的工程技術人員的參考書。

第1章 邏輯代數基礎
1.1 數字電路概述
1.1.1 數字信號與數字電路
1.1.2 數字電路的發展和分類
1.2 數制和碼制
1.2.1 幾種常用的數制
1.2.2 不同數制間的相互轉換
1.2.3 二進制算術運算
1.2.4 幾種常用的編碼
1.3 邏輯代數的基本運算
1.3.1 3種基本邏輯運算
1.3.2 複合邏輯運算
1.4 邏輯代數的基本公式與定理
1.4.1 邏輯代數的基本公式
1.4.2 邏輯代數的常用公式
1.4.3 邏輯代數的基本定理
1.5 邏輯函數及其表示方法
1.5.1 邏輯函數
1.5.2 邏輯函數常用的表示方法
1.5.3 邏輯函數的兩種標準形式
1.5.4 邏輯函數形式的變換
1.6 邏輯函數的化簡
1.6.1 邏輯函數化簡的意義
1.6.2 代數化簡法
1.6.3 卡諾圖化簡法
1.6.4 具有無關項的邏輯函數及其化簡
本章小結
習題

第2章 EDA技術的基礎知識
2.1 EDA技術及其發展
2.2 Multisim10應用基礎
2.2.1 Multisim10概述
2，2.2 Multisim10操作與使用
2.2.3 Multisim10常用儀器介紹
2.3 硬件描述語言VHDL基礎
2.3.1 VHDL程序的基本結構
2.3.2 VHDL的數據對象和數據類型
2.3.3 VHDL的操作符
2.3.4 VHDL的基本語句
2.4 QuartusⅡ9.0應用基礎
2.4.1 QuartusⅡ9.0概述
2.4.2 QuartusⅡ9.0的用戶界面
2.4.3 QuartusⅡ9.0的工程設計
本章小結
習題

第3章 邏輯門電路
3.1 分立元件門電路
3.1.1 二極管的開關特性
3.1.2 雙極性晶體管的開關特性
3.1.3 二極管與門
3.1.4 二極管或門
3.1.5 三極管非門
3.2 TTL集成門電路
3.2.1 TTL與非門
3.2.2 其他類型的TTL門電路
3.3 CMOS集成邏輯門電路
3.3.1 MOS晶體管的開關特性
3.3.2 CMOS反相器
3.3.3 其他類型的CMOS門電路
3.3.4 CMOS集成邏輯門電路的主要特點
3.4 邏輯門電路的接口電路
3.4.1 TTL電路與CMOS電路的接口
3.4.2 邏輯門電路帶負載的接口電路
3.5 可編程邏輯器件
3.5.1 PLD電路的表示方法
3.5.2 低密度可編程邏輯器件
3.5.3 高密度可編程邏輯器件
3.6 門電路的VHDL描述
本章小結
習題

第4章 組合邏輯電路
4.1 組合邏輯電路的分析
4.1.1 組合邏輯電路的定義
4.1.2 組合邏輯電路的分析
4.2 組合邏輯電路的設計
4.2.1 組合邏輯電路的設計步驟
4.2.2 組合邏輯電路的設計舉例
4.3 常用集成組合邏輯器件及應用
4.3.1 編碼器
4.3.2 譯碼器
4.3.3 數據選擇器
4.3.4 數據分配器
4.3.5 加法器
4.3.6 數值比較器
4.4 組合邏輯電路中的競爭與冒險
4.4.1 產生競爭冒險的原因
4.4.2 消除競爭冒險的方法
4.5 用Multisim10分析組合邏輯電路
4.6 組合邏輯電路的VHDL描述及其仿真
本章小結
習題

第5章 觸發器
5.1 觸發器的特點與分類
5.1.1 觸發器的基本特點
5.1.2 觸發器的分類
5.2 觸發器的結構與觸發方式
5.2.1 基本RS觸發器
5.2.2 同步觸發器
5.2.3 主從觸發器
5.2.4 邊沿觸發器
5.3 觸發器的邏輯功能及其描述方法
5.3.1 RS觸發器
5.3.2 JK觸發器
5.3.3 D觸發器
5.3.4 T與T'觸發器
5.3.5 觸發器邏輯功能的轉換
5.4 觸發器的電氣特性
5.4.1 觸發器的靜態特性
5.4.2 觸發器的動態特性
5.5 用Multisim10測試觸發器功能
5.6 觸發器的VHDL描述及其仿真
本章小結
習題
第6章時序邏輯電路
6.1 時序邏輯電路概述
6.1.1 時序邏輯電路的特點
6.1.2 時序邏輯電路的分類
6.1.3 時序邏輯電路的功能描述
6.2 時序邏輯電路的分析
6.2.1 同步時序邏輯電路的分析方法
6.2.2 異步時序邏輯電路的分析方法
6.3 時序邏輯電路的設計
6.3.1 同步時序邏輯電路的設計方法
6.3.2 異步時序邏輯電路的設計方法
6.4 常用集成時序邏輯器件及應用
6.4.1 寄存器
6.4.2 計數器
6.4.3 順序脈衝發生器
6.4.4 序列信號發生器
6.5 用Multisim10分析時序邏輯電路
6.6 時序邏輯電路的VHDL描述及其仿真
本章小結
習題
……

第7章 脈衝波形的產生與整形
第8章 半導體存儲器
第9章 數／模和模／數轉換器
第10章 數字系統設計．

6.3.1 同步時序邏輯電路的設計方法
1.同步時序邏輯電路設計的步驟
同步時序邏輯電路設計的一般步驟可歸納如下。
（1）進行邏輯抽象，建立原始狀態轉換圖。首先，分析給定邏輯命題的因果關系，確定輸入邏輯變量、輸出邏輯變量和電路的狀態，狀態可以用數字或字母表示。其次，定義輸入邏輯變量、輸出邏輯變量的含義，進行狀態賦值，對電路的各個狀態進行編號。最后，根據實際的邏輯命題，分析每一種輸入信號作用下電路的輸出和狀態的變化，從而建立原始狀態轉換圖。原始狀態轉換圖反映了同步時序邏輯電路的邏輯關系，是其他設計步驟的基礎，因此，通過對電路工作情況進行全面的分析，列出正確的原始狀態圖是同步時序邏輯電路設計的關鍵。
（2）狀態化簡。原始狀態轉換圖不一定是最簡狀態轉換圖，可能包含多余的狀態，應先確定等價狀態。如果兩個或兩個以上的狀態在所有相同輸入條件下輸出狀態完全相同，并且狀態的轉移效果也相同，則這些狀態是等價狀態，等價狀態可以合并。然后合并等價狀態，畫最簡的狀態轉換圖。
（3）狀態編碼。狀態編碼也稱狀態分配，是指將最簡狀態轉換圖中的每一個狀態分配一個二進制代碼。首先，確定觸發器的個數n，時序邏輯電路的狀態是用觸發器輸出狀態的不同組合來實現的，n個觸發器可以組成2n個二進制編碼，如果最簡狀態轉換表中有M個狀態，則需要用M個二進制代碼來表示，因此，所需觸發器的個數必須滿足2n—1
然后對電路進行狀態編碼。從2n個二進制編碼中選取M個編碼分配給M個狀態，分配的方案有很多種，選擇的方案不同，所設計的電路結構和復雜程度就會不同。為了便于記憶和識別，一般選用自然二進制代碼的編碼方案，但在某些設計中，為了使輸出表達式簡單，可以將輸出相同的狀態分配為相鄰代碼。
（4）選擇觸發器。第一步，確定觸發器的類型。選擇不同類型的觸發器，設計出的電路不同，一般情況下可供選擇的是JK觸發器和D觸發器，JK觸發器的功能強大，可以很簡單地實現RS觸發器和T觸發器的功能，而D觸發器控制比較簡單。第二步，求出電路的狀態方程、輸出方程和驅動方程。可以從狀態轉換圖中規定的輸出、觸發器次態與現態和輸入變量的邏輯關系寫出輸出方程、狀態方程，并利用公式或卡諾圖等化簡方法對求得的方程進行化簡，化簡時可以將狀態分配中多余的代碼作為無關項，以便得到最簡的邏輯表達式。求出狀態方程的最簡表達式以后，將它變換為所選觸發器特性方程的標準形式，求出電路的驅動方程。
（5）畫邏輯電路圖。根據所選定的觸發器類型及所求的驅動方程和輸出方程，畫出邏輯電路圖。
（6）檢查電路能否自啟動。將電路的無效狀態代入狀態方程進行計算，檢驗無效狀態能否回到有效狀態，如果能回到有效狀態，說明電路能夠自啟動，電路設計正確。否則，說明電路不能自啟動，需要修改設計，使之能自啟動。
【例6—4】 利用JK觸發器設計一個帶有進位輸出的同步七進制計數器。