具体描述
编辑推荐
适读人群 :高等院校电气工程、计算机科学与技术、控制科学与工程、电子信息工程、生物医学工程等
主要与Thomas L. Floyd主编的《Digital Fundamentals》配套使用,也可用于其他英文电子技术教材的学习指导。
西安交通大学重点教材
内容简介
本书是为配合数字电子技术双语和全英文教学的需要而编写的,主要与Thomas L. Floyd主编的《Digital Fundamentals》配套使用,也可用于其他英文电子技术教材的学习指导。书中各章对基本概念、主要知识点和重要内容进行了概括和总结,给出了专业词汇的英汉对照,并提供了自测题和综合性较强的习题供读者练习,同时提供全部习题答案。另外,本书选录了西安交通大学近年来数字电子技术双语课程考试题,供读者参考。
本书共8章,语言以英文为主。内容包括Digital Basics,Integrated Circuit Technologies,Combinational Logic Circuits and Functions,Latches&Flip-; Flops&Timers;,Counters & Shift Registers,Memory and Storage,Programmable Logic Devices,A/D and D/A Conversions。
本书可作为高等院校电气工程、计算机科学与技术、控制科学与工程、电子信息工程、生物医学工程等专业本科生数字电子技术双语和全英文课程的辅导教材,也可作为教师教学及相关技术人员的参考用书。
目录
前言
Chapter 1 Digital Basics 1
1.1 Key knowledge 1
1.1.1 Number systems, operations and codes 1
1.1.2 Logic gates 4
1.1.3 Laws and rules of Boolean algebra 5
1.1.4 Various logic descriptions 5
1.1.5 Simplifying the Boolean expressions 6
1.2 Key terms 7
1.3 Self-test questions 8
1.4 Problems and solutions 12
Chapter 2 Integrated Circuit
Technologies 21
2.1 Key knowledge 21
2.1.1 Fixed-function integrated circuit 21
2.1.2 Basic operational characteristics and
parameters 21
2.1.3 CMOS and TTL integrated gate
circuits 23
2.1.4 Open-collector gates 24
2.1.5 Tristate gates 26
2.1.6 Practical considerations 26
2.2 Key terms 27
2.3 Self-test questions 28
2.4 Problems and solutions 30
Chapter 3 Combinational Logics and
Functions 39
3.1 Key knowledge 39
3.1.1 Combinational logic analysis and
design 39
3.1.2 Adders 39
3.1.3 Comparators 40
3.1.4 Decoders 41
3.1.5 Encoders 44
3.1.6 Multiplexer 45
3.1.7 Demultiplexers 46
3.2 Key terms 47
3.3 Self-test questions 48
3.4 Problems and solutions 51
Chapter 4 Latches, Flip-Flops,
and Timers 64
4.1 Key knowledge 64
4.1.1 Latches 64
4.1.2 Edge-triggered flip-flops 68
4.1.3 Timers 73
4.2 Key terms 77
4.3 Self-test questions 78
4.4 Problems and solutions 81
Chapter 5 Counters and Shift Registers 92
5.1 Key knowledge 92
5.1.1 Asynchronous counters 92
5.1.2 Synchronous counters 94
5.1.3 Up/down synchronous counters 95
5.1.4 Cascaded counters 96
5.1.5 Shift registers 97
5.2 Key terms 99
5.3 Self-test questions 100
5.4 Problems and solutions 104
Chapter 6 Memory and Storage 116
6.1 Key knowledge 116
6.1.1 Memory basics 116
6.1.2 The random-access memory 118
6.1.3 The read-only memory 121
6.1.4 The flash memory and special types
of memories 122
6.1.5 Memory expansion 123
6.2 Key terms 123
6.3 Self-test questions 124
6.4 Problems and solutions 126
Chapter 7 Programmable Logic
Devices 135
7.1 Key knowledge 135
7.1.1 Introduction to programmable logic 135
7.1.2 SPLDs 137
7.1.3 CPLDs 140
7.1.4 FPGAs 141
7.2 Key terms 144
7.3 Self-test questions 145
7.4 Problems and solutions 147
Chapter 8 A/D and D/A Conversions 158
8.1 Key knowledge 158
8.1.1 Converting analog signals to digital 158
8.1.2 Converting digital signals to analog 160
8.2 Key terms 161
8.3 Self-test questions 161
8.4 Problems and solutions 163
Appendix Examination Papers and
Answers 174
Appendix 1 174
Appendix 2 182
Appendix 3 189
Answers to the Examinations 194
Appendix 1 194
Appendix 2 197
Appendix 3 200
References 203
前言/序言
随着高等教育迈向国际化,开设双语和全英文课程已成为高校教学中一个重要的发展方向。数字电子技术作为电子、通信、计算机等相关专业的一门重要的基础课程,具有知识技术更新快、实践性强等特点。学生在课程学习、电子产品研发等诸多方面都不可避免地需要阅读大量的英文资料和技术手册,因此数字电子技术实施双语和全英文教学既是数字时代的迫切需求,也有利于提高学生的专业技能和国际竞争力。
目前绝大多数高校开设的英文课程均选用国外原版英文教材,在突出理论与工程实际紧密结合的同时,可使学生更熟练地运用英语。但是,英文教材普遍存在篇幅过长,学生难以把握重点和难点的问题。另外,在习题的难度和综合性方面难以与中文教学要求相匹配,给实验教学和今后学生考研都可能带来一定困难。此外,目前针对英文教学的辅导教材匮乏,学生学习和备考均感觉难以把握方向。
针对上述问题,本书以英文教材为主线,同时兼顾中文教学大纲的要求和难度编写。本书主要是为了配合ThomasL.Floyd主编的电气工程类优秀国外原版教材《DigitalFundamentals》而编写的教学指导书,但同时也参照中文教材的编排对部分章节和内容进行了整合,既兼顾了英文教材的重要内容,同时也考虑到了中文教学的特点和要求。
本书共分八章,每章首先对基本概念、主要知识点和重要内容进行总结和提炼,以简练的文字帮助学生厘清思路,抓住重点。之后,给出了该章涉及的主要专业词汇的英汉对照,以帮助学生阅读英文教材,同时避免出现学了英文看不懂中文的问题。在习题部分,将一些考查基本概念、基本知识点、内容相对单一的问题作为自测题,以帮助学生自我检测对相关内容的掌握情况;将具有一定综合性和难度的问题放在习题部分,供教师布置作业和学生练习使用。本书同时提供了所有自测题和习题的答案,以便学生自学。最后,本书选录了部分全英文试卷,以帮助学生了解考试的常见题型、考核的主要知识点和内容。
本书由张虹编写,林显丰进行语言润色。对于给予指导和帮助的所有专家和参与编辑工作的老师和研究生,在此表示衷心的感谢。
限于时间和水平,书中难免存在不妥之处,恳请读者批评指正。
编者
《数字电子技术英文学习指导》 内容简介 本书旨在为广大希望掌握数字电子技术知识,并以此为基础提升英文专业阅读与交流能力的读者提供一套系统、实用的学习指南。我们深知,在日益全球化的科技交流环境中,扎实的专业知识与流利的英文表达能力同等重要。因此,本书并非仅仅罗列枯燥的数字电路原理,而是将这两者有机地融合,力求帮助读者在理解数字电子技术核心概念的同时,逐步建立起用英文进行技术学习、研究乃至工作的能力。 第一部分:数字电子技术基础概念与英文术语对应 本部分将从最基础的数字电子技术概念入手,循序渐进地介绍数字电路的基本构成、工作原理以及常用器件。我们并非简单地翻译技术名词,而是强调在实际语境中理解这些术语的含义和用法。 数字信号与模拟信号 (Digital Signals vs. Analog Signals):详细阐述两者的区别,并通过图示和实例说明数字信号的优势,以及其在现代电子系统中的核心地位。我们会引入诸如“binary digits (bits)”, “logic levels (high/low)”, “sampling”, “quantization”, “resolution”等关键英文术语,并配以相关的例句,帮助读者理解它们在英文文献中的具体表达方式。 逻辑门电路 (Logic Gates):这是数字电子技术的核心。我们将逐一介绍基本的逻辑门,如AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR门。对于每一种逻辑门,我们不仅会解释其真值表(truth table)和逻辑符号(logic symbol),还会提供其在英文教材和技术文档中常用的表达方式,例如“AND gate performs a logical conjunction”, “The output of a NOT gate is the inverse of its input”。此外,我们将探讨组合逻辑电路(combinational logic circuits)的基本构建,如加法器(adders)、减法器(subtractors)、译码器(decoders)和编码器(encoders),并在介绍这些电路时,自然融入相关的英文技术词汇,如“sum”, “carry”, “enable”, “select”, “output lines”, “input lines”。 时序逻辑电路 (Sequential Logic Circuits):这是理解更复杂数字系统(如存储器、微处理器)的关键。本部分将深入讲解触发器(flip-flops)和寄存器(registers)的工作原理,包括SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器等。我们将重点关注时序逻辑的时钟信号(clock signal)、状态(state)的转移(transition)等概念,并引入“synchronous”, “asynchronous”, “set-up time”, “hold time”, “propagation delay”等专业术语。此外,计数器(counters)和移位寄存器(shift registers)的设计与应用也将得到详细阐述,并提供相关的英文描述,如“a counter increments or decrements its count value”, “shift registers are used for data storage and manipulation”。 逻辑功能化简与实现 (Logic Function Minimization and Implementation):介绍卡诺图(Karnaugh maps, K-maps)和奎因-麦克拉斯基方法(Quine-McCluskey method)等逻辑函数化简技术。我们将展示如何使用这些方法来简化复杂的逻辑表达式,从而减少电路的元件数量和功耗。在这一过程中,我们将学习诸如“sum of products (SOP)”, “product of sums (POS)”, “minterms”, “maxterms”, “don't care conditions”等专业术语,并提供英文例题,引导读者理解英文文献中关于逻辑化简的表述。 存储器单元 (Memory Elements):从最基本的锁存器(latches)和触发器开始,延伸到更复杂的存储器结构,如SRAM(Static Random-Access Memory)、DRAM(Dynamic Random-Access Memory)和ROM(Read-Only Memory)。我们将解释它们的存储原理、读写操作过程,并介绍“address lines”, “data bus”, “write enable (WE)”, “output enable (OE)”等关键英文术语,以及它们在数据手册(datasheets)和技术文档中的常见用法。 第二部分:数字电子技术英文文献阅读与理解策略 本部分将聚焦于提升读者阅读和理解英文数字电子技术文献的能力,提供实用的阅读技巧和策略。 掌握核心技术词汇 (Mastering Core Technical Vocabulary):提供一个系统的数字电子技术英文词汇表,涵盖从基础逻辑门到高级集成电路的各类术语。词汇表将按照主题分类,并附带简明的英文定义和中文解释。我们还会讲解如何通过词根、词缀和上下文来推断生词的含义。 理解英文技术图表与符号 (Understanding English Technical Diagrams and Symbols):数字电子技术高度依赖图形化表示。我们将重点讲解英文技术图纸中的标准符号,如逻辑符号(ANSI, IEC标准)、电路原理图(schematic diagrams)中的元器件符号、时序图(timing diagrams)的解读方法。我们会分析图表中常见的英文标注,如“VCC”, “GND”, “CLK”, “DATA”, “OUTPUT”, “INPUT”, “HIGH”, “LOW”,以及如何理解它们所代表的含义和电路连接。 解析英文技术文档结构 (Analyzing the Structure of English Technical Documents): 数据手册 (Datasheets):讲解如何阅读和理解集成电路的数据手册,包括目录结构、电气特性(electrical characteristics)、绝对最大额定值(absolute maximum ratings)、推荐工作条件(recommended operating conditions)、逻辑框图(logic block diagrams)、引脚排列图(pin configuration)、时序图以及应用实例(application examples)等章节。我们将特别强调英文数据手册中常见术语的理解,如“power supply voltage”, “input current”, “output voltage”, “switching speed”, “temperature range”。 技术论文与研究报告 (Technical Papers and Research Reports):介绍英文技术论文的典型结构(摘要 Abstract, 引言 Introduction, 相关工作 Related Work, 方法 Methodology, 实验与结果 Experiments and Results, 讨论 Discussion, 结论 Conclusion, 参考文献 References)。我们将提供阅读技巧,如如何快速抓住论文的核心思想,理解实验设计,以及评估研究成果。 标准与规范 (Standards and Specifications):例如IEEE标准,讲解如何在英文标准文档中查找和理解关键技术要求和定义。 高效的英文技术阅读技巧 (Effective English Technical Reading Techniques): 主动阅读 (Active Reading):鼓励读者在阅读过程中做笔记、划重点、提问,并尝试用自己的话复述内容。 上下文推断 (Contextual Inference):通过句子结构、前后文以及专业知识来猜测生词或不确定词汇的含义。 利用专业术语表和词典 (Using Glossaries and Dictionaries):推荐一些优质的在线和离线专业词典,并指导读者如何高效地使用它们。 关注图表和公式 (Focusing on Diagrams and Formulas):图表往往是技术信息最直接的载体,公式则表达了精确的数学关系。理解它们比逐字翻译文本更为重要。 英文技术写作基础 (Fundamentals of English Technical Writing):提供一些基本的英文技术写作指导,包括如何清晰、准确地描述电路功能、工作原理和实验结果。我们将讲解一些常用句型和表达方式,如“The circuit is designed to…”, “It consists of…”, “The operation can be summarized as…”, “As shown in Figure 1…”, “The results indicate that…”。 第三部分:数字电子技术英文交流与实践 本部分旨在帮助读者将所学的知识和技能应用于实际的英文技术交流和实践中。 参与英文技术讨论 (Participating in English Technical Discussions):提供一些在技术会议、在线论坛或项目讨论中常用到的英文表达和交流技巧,例如如何提出问题、回答问题、表达观点、进行辩论和总结。 撰写英文技术报告与项目文档 (Writing English Technical Reports and Project Documents):指导读者如何撰写规范的英文技术报告,包括项目概述、设计思路、实现过程、测试结果和结论。我们将提供一些模板和范例,帮助读者构建自己的技术文档。 利用英文资源进行自主学习 (Independent Learning Using English Resources):鼓励读者利用英文的在线课程(如Coursera, edX上的数字电子技术相关课程)、技术博客、论坛(如Stack Exchange上的EE板块)和开源项目来深化理解和拓展知识面。我们将分享一些优秀的英文学习资源网站和社区。 掌握英文技术面试技巧 (Mastering English Technical Interview Skills):为希望在跨国公司或外资企业工作的读者提供英文技术面试的准备建议,包括如何介绍自己的项目经历、回答技术问题以及进行有效的自我推销。 本书特色: 理论与实践结合:将枯燥的理论知识融入实际应用场景,并通过英文术语的学习来加深理解。 注重语境:强调在真实的技术交流和文档阅读中理解英文术语的含义和用法,而非死记硬背。 循序渐进:内容从基础到进阶,适合不同水平的学习者。 实用性强:提供丰富的例句、图表解读和交流技巧,帮助读者快速提升实际应用能力。 中英对照:关键术语和概念提供中英对照,便于理解和查阅。 通过学习本书,读者将能够: 系统掌握数字电子技术的核心概念和原理。 熟练运用数字电子技术领域的核心英文专业术语。 自信地阅读和理解英文的数字电子技术文献、数据手册和技术报告。 有效地进行数字电子技术相关的英文技术交流和讨论。 为进一步的专业学习、研究或职业发展打下坚实的语言和技术基础。 我们相信,本书将成为您在数字电子技术领域深造和走向国际化舞台的得力助手。