内容简介

《数字电子技术基础》共12章，分别介绍了数制和码制、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、可编程逻辑器件、脉冲波形发生与整形电路、数/模转换和模/数转换、Multisim仿真软件简介及硬件描述语言简介。本书面向应用型、复合型、创新型人才培养，注重数字逻辑基本理论和基本方法的同时，着力强化逻辑电路的分析和应用。

目录

目录第1章数制和码制1.1概述1.2十进制和二进制1.2.1十进制1.2.2二进制1.2.3十进制数与二进制数的相互转换1.3二进制算术运算1.4反码、补码和补码运算1.5八进制和十六进制1.5.1八进制1.5.2十六进制1.5.3八进制数、十六进制数与二进制数、十进制数之间的转换1.6数字编码1.6.1二十进制编码1.6.2格雷码1.6.3美国信息交换标准代码1.7误码检测习题第2章逻辑代数基础2.1概述2.2基本逻辑运算2.2.13种基本逻辑运算2.2.2常用复合逻辑运算2.3基本公式和常用公式2.3.1基本公式2.3.2若干常用公式2.4基本定理2.4.1代入定理2.4.2反演定理2.4.3对偶定理2.5逻辑函数及其表示方法2.5.1逻辑函数的定义2.5.2逻辑函数的表示方法2.6逻辑函数的标准形式2.6.1逻辑函数式的基本形式2.6.2逻辑函数的小项之和形式2.6.3逻辑函数的大项之积形式2.6.4逻辑函数形式的变换2.7逻辑函数的化简方法2.7.1公式化简法2.7.2卡诺图化简法2.8具有无关项的逻辑函数及其化简2.8.1无关项的定义2.8.2具有无关项逻辑函数的化简习题第3章逻辑门电路3.1概述3.2逻辑门电路的基本结构和工作原理3.2.1分立元件门电路3.2.2TTL门电路3.2.3CMOS门电路3.3能门电路3.3.1三态输出门3.3.2集电极开路门和漏极开路门3.3.3CMOS传输门3.4集成门电路产品及能参数3.4.1TTL数字集成电路的产品系列3.4.2CMOS数字集成电路的产品系列3.4.3其他种类数字集成电路的产品系列3.4.4逻辑器件的封装3.5集成门电路应用3.5.1集成门电路的正确使用3.5.2不同类型集成门电路间的接口习题第4章组合逻辑电路4.1概述4.2组合逻辑电路的分析方法4.3组合逻辑电路的设计方法4.4若干常用的组合逻辑电路4.4.1编码器4.4.2译码器4.4.3数据选择器4.4.4加法器4.4.5数值比较器4.5组合逻辑电路中的竞争冒险4.5.1竞争冒险现象的产生4.5.2检查竞争冒险现象的方法4.5.3消除竞争冒险现象的方法习题第5章触发器5.1概述5.1.1触发器的定义5.1.2触发器的分类5.1.3触发器的逻能表示方法5.2SR锁存器5.2.1SR锁存器的电路结构5.2.2SR锁存器的工作原理5.2.3SR锁存器的动作特点5.3电平触发器5.3.1电平触发器的电路结构5.3.2电平SR触发器的工作原理5.3.3电平触发方式的动作特点5.4脉冲触发器5.4.1脉冲触发器的电路结构5.4.2主从SR触发器的工作原理5.4.3主从JK触发器的电路结构和工作原理5.4.4脉冲触发方式的动作特点5.5边沿触发器5.5.1边沿触发器的电路结构和工作原理5.5.2边沿触发方式的动作特点5.6触发器的逻能5.6.1D触发器5.6.2JK触发器5.6.3T触发器5.6.4T′触发器5.6.5SR触发器5.6.6触发器能转换5.7常用触发器芯片习题第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时序逻辑电路的分类6.1.3时序逻辑电路的逻能表示方法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方法6.2.2异步时序逻辑电路的分析方法6.3寄存器6.3.1并行寄存器6.3.2移位寄存器6.4计数器6.4.1同步计数器6.4.2异步计数器6.4.3任意进制计数器6.5顺序脉冲发生器6.6序列信号发生器6.7同步时序逻辑电路6.7.1同步时序逻辑电路的设计方法6.7.2设计举例习题第7章半导体存储器7.1概述7.2ROM7.2.1ROM的基本结构7.2.2ROM的类型7.3RAM7.3.1SRAM7.3.2DRAM7.4存储器的应用7.4.1存储器容量的扩展7.4.2用存储器实现组合逻辑函数习题第8章可编程逻辑器件8.1概述8.2早期PLD原理8.2.1PLD的表示方法8.2.2PLA8.2.3PAL8.2.4GAL8.3CPLD8.4FPGA8.4.1查找表逻辑结构8.4.2FPGA的结构和工作原理习题第9章脉冲波形发生与整形电路9.1概述9.2施密特触发器及其应用9.2.1施密特触发器的组成和原理9.2.2施密特触发器的应用9.3单稳态触发器9.3.1门电路组成的单稳态触发器9.3.2集成单稳态触发器9.4多谐振荡器9.4.1门电路组成的多谐振荡器9.4.2由施密特触发器构成多谐振荡器9.4.3石英晶体多谐振荡器9.5555定时器电路结构及其应用9.5.1555定时器9.5.2由555定时器接成施密特触发器9.5.3由555定时器接成单稳态触发器9.5.4由555定时器接成多谐振荡器习题第10章数/模转换和模/数转换10.1概述10.2DAC10.2.1DAC的原理和结构10.2.2DAC的主要技术参数10.2.3集成DAC芯片介绍及使用10.3ADC10.3.1ADC的原理和结构10.3.2ADC的主要技术参数10.3.3集成ADC芯片介绍及使用习题第11章Multisim仿真软件简介11.1概述11.2Multisim软件的基本操作11.2.1建立设计文件并设置电路绘制界面11.2.2选取、放置元件和仪器11.2.3绘制电路11.2.4设置元件和仪器参数11.2.5运行仿真并分析结果11.3仿真分析示例11.3.1逻辑函数化简与变换11.3.2组合逻辑电路仿真分析11.3.3时序逻辑电路仿真分析习题第12章硬件描述语言简介12.1概述12.2Verilog HDL简介12.2.1基本程序结构12.2.2组合逻辑设计实例12.2.3时序逻辑设计实例12.3VHDL简介12.3.1基本程序结构12.3.2组合逻辑设计实例12.3.3时序逻辑设计实例习题参考文献

摘要与插图

第1章数制和码制

本章学习目标

·了解数制和码制的基本概念。

·熟悉常用数制及不同数制之间的转换方法，

·掌握二进制补码运算。

·了解常用数字编码。

本章首先介绍数字信号和模拟信号，然后介绍数制和码制的基本概念，接下来给出4种常用数制：二进制、十进制、八进制和十六进制，并讲述不同数制之间的转换方法，之后介绍二进制算术运算和二进制补码运算的原理和方法，后介绍4种常用的数字编码：BCD码、格雷码、ASCII码和校验码。

1.pan style="font-family:宋体">概述

数字电路是对数字信号进行存储、运算、处理的电子电路。所谓数字信号，是指描述数字物理量的信号，而数字物理量是指在时间上和数量上都取离散值的物理量。在自然界中，这一类物理量的变是发生在一系列离散的瞬间，在时间上不连续；而它们的取值和相对的增减变化都是某一个小计量单位的整数倍，小于该小计量单位的数值没有物理意义。例如，统计通过某一路口的人数，得到的是数字物理量，通过路口的人数在时间上是不连续的，在数量是小计量单位1的整数倍，小于1的数值没有任何物理意义。

自然界中大多数物理量并不是数字物理量，而是与之相对应的另一类物理量——模拟物理量。模拟物理量的变化在时间上和数量上都是连续的。例如，记录某个地方在一个时间段内的温度，得到的是模拟物理量，温度的变化在时间上是连续的，在数值上也是连续的。描述模拟物理量的信号称为模拟信号，以模拟信号为处理对象的电子电路称为模拟电路。

数字电路和模拟电路代电子工程中的两个大类。

随着计算机技术和数字存储技术的飞速发展，用数字电路对信号进行处理体现出越来越突出的优势，利用数字的方法对海量数据进行存储、传输、运算和处理，推动人类社会进入信息时代。为了更好地发挥和利用数字电路在信号处理上的优势，通常可以将模拟信号按照规则转换为数字信号，然后利括通用计算机、专用数字信号处理器、并行可编程数字运算电路等在内的各种数字电路对其进行处理，后再根据需要将处理结果按照规则转换为模拟信号输出。

在实际使用上，数字信号通常都是由数码形式表示的。不同的数码可以表示数量的不同大小。一般使用多位数码来表示更多的、不同大小的数量。多位数码表示数量时。其中每位数码的构成和低位到高位的进位都要进循的规则，这种规则称为数制，再数制规定了多位数码中每位数码的构成规则和低位向高位进位的规则。例如，人们熟悉的十进制，它规定每位可以是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这10个数码中的一个，还规定低位向高位“逢十讲ーw以ついにv、1いと、

多个数码分别表示不同的数量大小时，它们之间可以进行数量间的加、减、乘、除运算，这种运算称为算术运算。十进制的算术运算是人们熟悉的。但在数字电路中，更多使用的不是人们熟悉的十进制，而是二进制和十六进制，有时还要用到八进制。另外。目前数字电路中的算术运算终都是以二进制运算形式进行的。因此，这里将详细讨论二进制、十进制、十六进制、八进制在数量大小上的相互转换，以及在数字电路中二进制算术运算是如何进行的。

以上讨论的是不同数码表示数量的不同大小。如果数码不表示数量，还可以用来表示不同的事物或是事物的不同状态。例如，北京市固定电话区号为010，天津市固定电话区号为022，这里数码010和022不再表示数量大小，而是在固定电话系统里面用来代表北京和天津。这种不用于表示数量大小，而用于表示不同事物的数码，称为代码。

在实际使用中，人们编制代码要遵循的规则，这些规则被称为码制。例如，在学校体育比赛中，为每位参赛运动员编制代码。假如选择编制5位代码，前两位表示运动员所在学院（或系），中间一位表示别，后两位表示学院（或系）内部运动员代号。按照这样的编码规则，编制出的代码在本学校可以明确地代表的运动员。也是说，每个人都可以根据自己的需要制定编码规则并编制出一组代码。而在更多的情况下，还需要制定一些大家共同使用的通用代码。例如，每个人都在使用的居民身份证号码。这时，通用的码制必要了。将介绍几种在数字电路中常用的编码。

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