测控技术与仪器专业·本科系列教材：数字电子技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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姚娅川，吴培明 编

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• 数字电子技术
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• 电子技术
• 本科教材
• 电路分析
• 数字电路
• 电子工程
• 仪器仪表
• 模拟电路
• 高等教育

出版社： 重庆大学出版社

ISBN：9787562437284

版次：1

商品编码：11134029

包装：平装

开本：16开

出版时间：2006-11-01

用纸：胶版纸

页数：384

正文语种：中文

内容简介

　　《测控技术与仪器专业·本科系列教材：数字电子技术》为测控技术与仪器仪表类专业本科系列教材之一。内容包括各种TTL门电路与CMOS门电路的工作原理与特性，逻辑代数的基本公式、常用公式和基本定理、逻辑代数的表示方法、逻辑代数的公式化简法与卡诺图化简法。《测控技术与仪器专业·本科系列教材：数字电子技术》中有大量的设计实例，理论性和实践性较强，适宜作为高等院校教材，也适用于从事电路开发应用的工程技术人员参考。

目录

第1章　数字电路概述及逻辑代数基础
1.1　概述
1.2　数制及其编码
1.3　逻辑代数
1.4　逻辑函数的代数化简法
1.5　逻辑函数的卡诺图化简法
本章小结
习题

第2章　逻辑门电路
2.1　晶体二极管和三极管的开关特性
2.2　分立元件门电路
2.3　TTL集成逻辑门
2.4　发射极耦合逻辑（ECL）门与集成注入逻辑（I2L）电路
2.5　MOS逻辑门
2.6　CMOS电路
本章小结
习题

第3章　组合逻辑电路
3.1　组合逻辑电路的分析与设计
3.2　常用的组合逻辑电路
3.3　组合逻辑电路的竞争和冒险
本章小结
习题

第4章　集成触发器
4.1　基本触发器
4.2　钟控触发器
4.3　主从触发器
4.4　边沿触发器
本章小结
习题

第5章　时序逻辑电路
5.1　时序逻辑电路概述
5.2　时序逻辑电路的分析方法
5.3　若干常用时序逻辑电路
5.4　时序逻辑电路的设计
本章小结
习题

第6章　脉冲电路基础
6.1　概述
6.2　施密特触发器
6.3　单稳态触发器
6.4　多谐振荡器
本章小结
习题

第7章　半导体存储器
7.1　随机存取存储器（RAM）
7.2　顺序存取存储器（SAM）
7.3　只读存储器（ROM）
本章小结
习题

第8章　可编程逻辑器件及其应用
8.1　概述
8.2　可编程逻辑器件的基本结构
8.3　可编程逻辑器件的开发软件MAX-plusⅡ
8.4　可编程逻辑器件的设计
8.5　硬件描述语言（VHDL）
8.6　可编程逻辑器件的设计实例
本章小结
习题

第9章　数／模和模／数转换电路
9.1　数／模（D／A）转换器
9.2　模／数（A／D）转换器
本章小结
习题

第10章　数字系统综合设计实例
10.1　数码循环显示控制器
10.2　数字时钟
10.3　交通灯控制器
10.4　数字频率计
本章小结
习题

附录　国家标准GB4728.12-85
附录1　电气图用图形符号二进制逻辑单元简介
附录2　集成电路主要性能参数
附录3　常用逻辑符号对照表
附录4　国产半导体集成电路型号命名法
附录5　仿真软件EWB使用简介
参考文献

数字电子技术：探索逻辑世界的奥秘与应用 引言 在现代科技飞速发展的浪潮中，数字技术已成为驱动一切创新的核心力量。从我们日常使用的智能手机、电脑，到工业自动化、通信系统，乃至前沿的航空航天和人工智能领域，数字电子技术无处不在，深刻地改变着我们的生活和社会。它构筑了一个由0和1组成的逻辑世界，在这个世界里，信息得以高效、准确地传输、处理和存储。本书正是致力于带领读者进入这个奇妙而严谨的数字逻辑殿堂，深入剖析其基本原理，掌握核心技术，并揭示其在各个领域的广泛应用。 第一章：数字信号与逻辑基础 本章是开启数字电子技术之旅的基石。我们将首先探讨数字信号与模拟信号的本质区别，理解为何数字信号在现代电子系统中占据主导地位。通过对波形、幅度、时间等关键特征的分析，读者将建立对数字信号的直观认识。 随后，我们将深入学习数字逻辑的核心——逻辑代数，也称为布尔代数。这是理解数字电路工作原理的必备工具。我们将详细介绍逻辑变量、逻辑运算（与、或、非、异或、同或）及其基本定律和定理，如交换律、结合律、分配律、德摩根定理等。这些定律不仅是化简逻辑表达式的强大武器，也是设计和分析数字电路的理论基础。 在此基础上，我们将介绍逻辑门电路，这是实现基本逻辑运算的最基本单元。我们将逐一解析与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门的工作原理、逻辑符号、逻辑表达式和真值表。通过实际的逻辑门组合，读者将初步体验如何用这些简单的器件构建出复杂的逻辑功能。 第二章：组合逻辑电路的设计与分析 在掌握了逻辑门电路的基本原理后，本章将带领读者进入更为复杂的组合逻辑电路的世界。组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入状态，不包含记忆功能。 我们将学习如何分析给定的组合逻辑电路，即根据其电路结构推导出其逻辑功能。这通常涉及到简化逻辑表达式、绘制逻辑框图等步骤。 更重要的是，我们将学习如何设计满足特定逻辑功能的组合逻辑电路。我们将介绍卡诺图（Karnaugh Map）这一强大的逻辑化简工具，它能够直观地将逻辑表达式的化简过程可视化，帮助我们找到最简化的逻辑表达式，从而减少电路的复杂度和成本。 本章还将涵盖几种典型的组合逻辑电路，它们是构建更复杂数字系统的基本模块： 编码器（Encoder）：将多个输入信号转换为少数几位二进制码。例如，键盘编码器将按键信息转换为ASCII码。 译码器（Decoder）：将少数几位二进制码转换为多个输出信号中的一个。例如，存储器地址译码器用于选择特定的存储单元。 数据选择器（Multiplexer, MUX）：根据选择信号，将多个输入数据中的一个选择性地输出。 数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）：将一个输入数据根据选择信号分配到多个输出中的一个。 加法器（Adder）：实现二进制数的加法运算，包括半加器和全加器。 减法器（Subtractor）：实现二进制数的减法运算。 比较器（Comparator）：比较两个二进制数的大小。 通过对这些典型电路的学习，读者将能够将理论知识应用于实际的电路设计，解决具体的逻辑问题。 第三章：时序逻辑电路的概念与分析 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还取决于过去的输入状态，即它具有“记忆”功能。这种记忆功能通常通过触发器（Flip-Flop）来实现。 本章将首先介绍时序逻辑电路的基本概念，包括状态、时钟信号、同步和异步操作。时钟信号是时序逻辑电路正常工作的关键，它像一个节拍器，同步着电路中各个元件的状态变化。 我们将重点学习各种类型的触发器，这是时序逻辑电路的最基本存储单元： SR触发器（SR Flip-Flop）：最基本的触发器，有两个输入S（置位）和R（复位）。 JK触发器（JK Flip-Flop）：JK触发器是SR触发器的改进，消除了SR触发器的“无效”状态，功能更加强大。 D触发器（D Flip-Flop）：数据触发器，其输出状态直接跟随输入D，常用于数据存储。 T触发器（T Flip-Flop）：翻转触发器，当输入T为1时，输出状态翻转；为0时，保持不变。 我们将详细分析它们的结构、工作原理、状态转换图和时序图，理解它们如何根据时钟信号和输入信号存储和改变状态。 第四章：时序逻辑电路的设计 在掌握了触发器及其工作原理后，本章将引导读者设计更为复杂的时序逻辑电路。这将涉及到从需求规格到最终电路实现的整个设计流程。 我们将学习如何分析给定的时序逻辑电路，通过状态转换图和状态表来理解其工作过程。 而设计的核心在于如何设计满足特定时序逻辑功能的电路。我们将学习如何根据需求规格，绘制状态转换图（State Transition Diagram）和状态表（State Table）。 状态转换图：用图形化的方式表示时序逻辑电路的状态及其之间的转换。 状态表：用表格的形式列出所有可能的状态、输入和下一状态，以及输出。 根据状态表，我们可以推导出相应的逻辑表达式，并最终实现触发器和组合逻辑的组合，构成完整的设计。 本章还将介绍几种典型的时序逻辑电路： 寄存器（Register）：用于存储一组二进制数据，通常由多个D触发器组成。 计数器（Counter）：用于对输入脉冲进行计数，并将其计数值以二进制形式输出。我们将学习同步计数器和异步计数器，以及加法计数器、减法计数器、可逆计数器等。 移位寄存器（Shift Register）：可以将其存储的数据向左或向右移动。移位寄存器在串并转换、串行通信等领域有着广泛应用。 第五章：半导体存储器 存储器是数字电子系统不可或缺的组成部分，它负责存储数据和程序。本章将深入探讨半导体存储器的种类、结构和工作原理。 我们将区分随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。 RAM：可以进行读写操作，但断电后数据会丢失，属于易失性存储器。我们将详细介绍静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）的结构和工作原理，理解它们之间的差异和应用场景。 ROM：只能进行读操作，数据在生产时就被固化，断电后数据不会丢失，属于非易失性存储器。我们将介绍掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦写可编程ROM（EPROM）、电可擦写可编程ROM（EEPROM）以及闪存（Flash Memory）等不同类型的ROM，并分析它们的特点和应用。 本章还将介绍存储器的寻址方式，理解如何通过地址线来访问存储器中的特定单元。 第六章：数字逻辑集成电路（IC） 集成电路（IC）是将大量晶体管、电阻、电容等电子元件制作在一块很小的半导体芯片上，从而实现复杂的功能。本章将重点关注数字逻辑集成电路。 我们将介绍集成电路的封装形式和引脚定义，这是连接和使用IC的基础。 本章将重点介绍两种主要的数字集成电路系列： TTL（Transistor-Transistor Logic）系列：曾经非常流行，但由于功耗和速度等限制，在许多应用中已被CMOS取代。我们将介绍TTL的基本工作原理和主要器件。 CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）系列：目前是主流的数字集成电路技术，具有功耗低、抗干扰能力强等优点。我们将深入剖析CMOS器件的结构和工作原理，特别是CMOS门电路的构成。 此外，我们还将介绍可编程逻辑器件（PLD），这是一种能够根据用户需求进行编程，实现特定逻辑功能的集成电路。我们将了解可编程只读存储器（PROM）、通用阵列逻辑（GAL）、现场可编程门阵列（FPGA）等，以及它们在快速原型设计和定制逻辑设计中的优势。 第七章：模数转换与数模转换 数字电子系统在现实世界中与模拟信号交互是普遍存在的。例如，麦克风采集声音（模拟信号）需要转换为数字信号以便计算机处理，而计算机处理后的音频信号（数字信号）需要转换为模拟信号才能通过扬声器播放。本章将介绍模数转换（A/D Conversion）和数模转换（D/A Conversion）。 我们将详细介绍数模转换器（DAC）的工作原理，包括加权电阻型DAC和电阻梯型DAC等不同结构，以及它们的性能指标，如分辨率、转换速度和线性度。 接着，我们将深入探讨模数转换器（ADC）的工作原理，重点介绍几种常用的ADC类型： 逐次逼近型ADC（Successive Approximation ADC, SAR ADC）：速度和精度平衡，应用广泛。 双积分型ADC（Dual-Slope Integrator ADC）：精度高，常用于数字仪表。 闪速型ADC（Flash ADC）：转换速度极快，适用于高速信号采集。 Σ-Δ（Sigma-Delta）ADC：精度极高，常用于音频和精密测量。 我们将分析各种ADC的结构、工作流程以及各自的优缺点，帮助读者理解不同应用场景下ADC的选择依据。 第八章：微处理器与微控制器基础 微处理器（MPU）和微控制器（MCU）是现代数字系统的“大脑”，它们集成了复杂的逻辑功能，能够执行程序指令。本章将为读者提供这两个核心概念的基础知识。 我们将介绍微处理器的基本组成，包括运算器（ALU）、控制器和寄存器组。我们将了解指令的获取、译码和执行过程，理解CPU的工作流程。 微控制器是集成微处理器、存储器以及输入/输出接口于一体的芯片，它更加侧重于对外部设备的控制。我们将了解微控制器的典型架构，以及它们在嵌入式系统中的关键作用。 本章还将简要介绍总线的概念，它是系统中各部件之间进行数据和控制信息传输的通道，包括地址总线、数据总线和控制总线。 第九章：数字电路的实际应用与发展趋势 在掌握了数字电子技术的基础知识和核心技术后，本章将带领读者将所学知识应用于实际问题，并展望数字电子技术的未来发展。 我们将通过具体的案例，展示数字电子技术在各个领域的广泛应用，例如： 通信系统：数字信号处理、调制解调、编码解码等。 计算机系统：CPU、内存、显卡、硬盘控制器等。 工业自动化：PLC（可编程逻辑控制器）、传感器接口、驱动电路等。 消费电子产品：智能手机、数字电视、家用电器等。 医疗设备：数字成像、监测仪器等。 汽车电子：发动机控制单元、车载娱乐系统、自动驾驶辅助系统等。 最后，我们将探讨数字电子技术的发展趋势，包括超大规模集成电路（VLSI）的不断发展、低功耗设计的重要性、片上系统（SoC）的普及、嵌入式系统的智能化以及人工智能对数字电路设计提出的新挑战和机遇。 结语 数字电子技术是一个广阔而深邃的领域，它不仅是理解现代科技的关键，更是未来创新发展的无限可能。本书旨在为读者打下坚实的理论基础，培养解决实际问题的能力，并激发对数字世界更深层次的探索热情。愿本书能成为您在数字逻辑海洋中扬帆远航的有力导航。

评分☆☆☆☆☆

我之所以选择购买这本《数字电子技术》，是因为我了解到它是测控技术与仪器专业本科阶段的系列教材之一。这意味着它应该能够系统地、深入地讲解数字电子技术在测控领域的核心应用。在阅读过程中，我最看重的是它能否帮助我理解数字系统是如何工作的，以及如何利用这些基本原理来构建复杂的测控系统。我喜欢它在讲解逻辑代数和布尔表达式时，不仅给出了公式和运算规则，还详细解释了它们在电路简化和设计中的重要性，以及各种化简方法的适用场景。书中对于组合逻辑电路和时序逻辑电路的区分和讲解也非常到位，让我能够清晰地理解它们各自的特点和应用范围。我尤其欣赏书中关于数模转换和模数转换的章节，这对于测控仪器来说是至关重要的技术，而这本书对这部分的讲解既有理论深度，又不乏实践指导，让我受益匪浅。此外，书中的一些图例和表格都非常清晰，有助于快速掌握知识点。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个偶然的机会下看到了这本《数字电子技术》的。当时我正在为期末的数字电路考试而发愁，感觉很多概念都一知半解，尤其是关于时序逻辑和状态机的部分，总是让我感到困惑。我搜索了很多相关的学习资料，最终被这本书的题目所吸引。它不仅是“测控技术与仪器专业·本科系列教材”中的一本，更是以“数字电子技术”为核心内容，这正是我急需的。我喜欢这本书的一个方面是它对基础概念的解释非常透彻，不像是有些书那样只是简单地罗列公式和定义，而是深入浅出地讲解了每个概念背后的原理和逻辑。比如，在讲解触发器的时候，它不仅给出了不同类型的触发器（D触发器、JK触发器等）的逻辑图和真值表，还详细解释了它们的工作原理以及在实际应用中的不同优缺点。此外，书中还穿插了大量的图示和波形图，这些直观的工具极大地帮助了我理解抽象的电路行为。我特别欣赏的是它在讲解复杂电路时，能够将其分解为若干个简单的模块，然后逐个分析，最后再将它们组合起来，这种循序渐进的学习方法对我来说非常有效。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常简洁大方，深蓝色的背景搭配白色的书名，给人一种沉稳专业的感觉。我当初选择购买这本书，很大程度上是被它的“测控技术与仪器专业·本科系列教材”这个定位所吸引。我在这个专业学习，一直希望能找到一本能够系统性地梳理数字电子技术核心概念的教材。翻开书页，首先映入眼帘的是清晰的排版和高质量的纸张，阅读体验上就得分很高。内容方面，我最看重的是它是否能将抽象的数字电路原理，通过图文并茂的方式进行讲解，并且能否结合一些实际的应用案例，帮助我们理解理论与实践之间的联系。毕竟，作为测控专业的学生，我们最终的目标是将这些理论知识应用于实际的仪器设计和开发中。我希望这本书能够循序渐进地引导我掌握数字电路的基础，例如逻辑门、组合逻辑、时序逻辑等，并且能够提供足够多的例题和习题来巩固学习。如果有配套的在线资源，比如仿真软件或者实验指导，那就更完美了，这对于初学者来说是极大的福音。这本书的厚度也适中，既不会因为过于单薄而显得内容不足，也不会因为过于厚重而让人望而却步，恰到好处地平衡了知识的广度和深度。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对电子技术充满热情但又刚开始接触数字电路的学生，我对于教材的选择非常谨慎。我希望找到一本能够激发我的学习兴趣，并且能够让我真正理解数字电路工作原理的书。这本书的标题“测控技术与仪器专业·本科系列教材：数字电子技术”让我觉得它非常专业，而且针对性强。我喜欢它在讲解过程中，不仅仅是停留在理论层面，而是会穿插一些实际的电路设计实例，例如简单的报警电路、计数器设计等。这些实例让我能够看到理论知识是如何转化为实际应用的，这对我来说非常有启发性。而且，书中在讲解每一个概念时，都会有一个清晰的引入，解释这个概念的必要性以及它在数字电路系统中的作用，而不是突然出现一个我完全陌生的术语。这让我觉得这本书的编写者非常体贴，考虑到了初学者的感受。我特别喜欢它关于数字系统设计的部分，它详细介绍了如何从需求分析到最终的电路实现，这个过程让我对整个设计流程有了更深入的了解。

评分☆☆☆☆☆

收到这本书后，我最先关注的是它是否能够提供一个清晰的学习路径，能够让我从零基础逐步掌握数字电子技术。作为一名初次接触数字电路的学生，我对这门学科既感到好奇又有些畏惧。这本书的序言部分写得非常得体，强调了数字电子技术在现代电子系统中的重要性，以及它在测控仪器领域扮演的关键角色，这让我对学习这本书充满了期待。我仔细翻阅了目录，发现它涵盖了从最基本的逻辑门电路，到复杂的微处理器系统等一系列内容，这让我感到这本书的知识体系是完整且全面的。在阅读过程中，我特别注意书中是否提供了足够的练习题。我深知，理论知识的学习离不开大量的实践和练习，只有通过反复的思考和计算，才能真正将所学的知识内化。令人欣喜的是，这本书为每个章节都配备了不同难度等级的习题，而且答案解析也很详细，这让我能够及时检验自己的学习成果，并且在遇到困难时找到解决问题的思路。