数字电子技术基础(第2版)(工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目) 焦素敏 97 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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焦素敏 著

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115275233

商品编码：29294191263

包装：平装

出版时间：2012-08-01

基本信息

书名：数字电子技术基础(第2版)(工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目)

定价：34.80元

作者：焦素敏

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2012-08-01

ISBN：9787115275233

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.581kg

编辑推荐

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　　本书是根据国家教育部**制定的高职高专教育数字逻辑电路课程教学的基本要求和高职高专人才培养的规格和特点，并结合现代数字电子技术的发展趋势而编写的。本书的主要内容有数字电子技术理论基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与变换、数模和模数转换器、存储器及可编程逻辑器件和数字电路EDA简介等。本书各章还配有本章小结、自我检测题与参考答案、思考题与习题、技能训练、综合训练、实用资料速查、读图练习等内容。全书知识衔接紧凑，叙述通俗易懂，对数字电子技术的相关专业术语给出了英文表示，适合作为高职高专教育电子、通信、电气及计算机等各专业的教材，也适于成人自学和职业技术培训使用。

内容提要

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　　本书是为适应高职高专人才培养的需要，根据国家教育部*制定的高职高专教育数字电子技术课程教学的基本要求而编写的。在内容的编排上，充分考虑到高职高专教育的特点，并结合了现代数字电子技术的发展趋势。
　　本书内容共分9章，章是数字电子技术理论基础，第2章是逻辑门电路，第3章是组合逻辑电路，第4章是触发器，第5章是时序逻辑电路，第6章是脉冲波形的产生与变换，第7章是数模和模数转换器，第8章是半导体存储器及可编程逻辑器件，第9章是数字电路EDA简介。
　　本书配有技能训练、读图练习、综合训练、实用资料速查、本章小结、自我检测题及参考答案、思考题与习题等内容，以满足读者练习和实训的需要。
　　本书可作为电子、电气、通信和计算机等各专业的教材，也可供其他非电专业和成人教育、职业培训等选用。

目录

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章　数字电子技术理论基础 1.1　数字电路概述 1.1.1　数字信号与数字电路 1.1.2　数字电路的特点 1.2　数制和码制 1.2.1　数制 1.2.2　数制转换 1.2.3　码制 1.3　逻辑函数及其表示方法 1.3.1　逻辑代数 1.3.2　3种基本逻辑运算 1.3.3　常用的复合逻辑运算 1.3.4　逻辑函数的表示方法及相互转换 1.4　逻辑代数的基本定律和规则 1.4.1　逻辑代数的基本定律 1.4.2　逻辑代数的基本规则 1.5　逻辑函数的公式化简法 1.5.1　逻辑函数的不同表达方式 1.5.2　逻辑函数的公式化简法 1.6　逻辑函数的卡诺图化简法 1.6.1　逻辑函数的小项及其表达式 1.6.2　逻辑函数的卡诺图表示法 1.6.3　用卡诺图化简逻辑函数 1.7　具有无关项的逻辑函数及其化简 1.7.1　逻辑函数中的约束项 1.7.2　利用无关项化简逻辑函数 本章小结 自我检测题 习题第2章　逻辑门电路 2.1　二极管和三极管的开关特性 2.1.1　二极管的开关特性 2.1.2　三极管的开关特性 2.2　基本逻辑门电路 2.2.1　3种基本门电路 2.2.2　DTL与非门 2.3　TTL逻辑门电路 2.3.1　TTL与非门的工作原理 2.3.2　TTL与非门的外特性及有关参数 2.4　其他类型的TTL门电路 2.4.1　集电极开路与非门(OC门) 2.4.2　三态门(TS门) 2.4.3　TTL与或非门和异或门 2.5　CMOS反相器门电路 2.5.1　MOS管的开关特性 2.5.2　CMOS反相器 2.6　其他CMOS门电路 2.6.1　CMOS与非门 2.6.2　CMOS或非门 2.6.3　CMOS传输门(TG门) 2.7　正负逻辑问题 2.8　门电路在实际应用中应注意的问题 2.8.1　多余输入端的处理 2.8.2　TTL和CMOS电路外接负载问题 2.8.3　TTL与CMOS电路的接口技术 技能训练　集成门电路逻辑功能的测试 实用资料速查：集成门电路相关资料 本章小结 自我检测题 习题第3章　组合逻辑电路 3.1　组合逻辑电路的分析方法和设计方法 3.1.1　组合逻辑电路的基本概念 3.1.2　组合逻辑电路的分析方法 3.1.3　组合逻辑电路的设计方法 3.2　编码器 3.2.1　编码器的原理和分类 3.2.2　集成编码器 3.3　译码器和数据分配器 3.3.1　译码器的原理及分类 3.3.2　集成译码器 3.3.3　数据分配器 3.4　数据选择器 3.4.1　数据选择器的原理 3.4.2　集成数据选择器 3.5　数值比较器 3.5.1　数值比较器的原理 3.5.2　集成数值比较器 3.6　算术运算电路 3.6.1　半加器和全加器 3.6.2　集成算术运算电路 3.7　组合逻辑电路中的竞争与冒险 3.7.1　产生竞争冒险的原因 3.7.2　冒险的消除方法 技能训练1　组合逻辑电路的设计与测试 技能训练2　译码器的使用 技能训练3　编码器、显示译码器及数字显示电路 技能训练4　数据选择器 实用资料速查：常用组合逻辑电路功能部件相关资料 本章小结 自我检测题 习题第4章　触发器 4.1　触发器的电路结构及工作原理 4.1.1　基本RS触发器 4.1.2　同步RS触发器 4.1.3　主从触发器和边沿触发器 4.2　触发器的功能分类及相互转换 4.2.1　触发器的功能分类 4.2.2　不同类型时钟触发器的相互转换 4.2.3　集成触发器及主要参数 技能训练　触发器 本章小结 自我检测题 习题第5章　时序逻辑电路 5.1　时序逻辑电路的基本概念 5.2　时序逻辑电路的分析方法和设计方法 5.2.1　同步时序逻辑电路的分析 5.2.2　异步时序逻辑电路的分析 5.2.3　同步时序逻辑电路的设计方法 5.3　寄存器和锁存器 5.3.1　数码寄存器 5.3.2　移位寄存器 5.3.3　锁存器 5.3.4　寄存器集成电路介绍 5.4　计数器 5.4.1　二进制计数器 5.4.2　十进制计数器 5.4.3　集成计数器介绍 5.5　节拍脉冲发生器 技能训练　集成计数器及应用 实用资料速查：常用时序逻辑电路功能部件相关资料 本章小结 自我检测题 习题第6章　脉冲波形的产生与变换 6.1　555定时器 6.2　多谐振荡器 6.2.1　由555定时器组成的多谐振荡器 6.2.2　石英晶体多谐振荡器 6.2.3　多谐振荡器的应用 6.3　单稳态触发器 6.3.1　由555定时器组成的单稳态触发器 6.3.2　集成单稳态触发器 6.3.3　单稳态触发器的应用 6.4　施密特触发器 6.4.1　由门电路组成的施密特触发器 6.4.2　由555定时器构成的施密特触发器 6.4.3　集成施密特触发器 6.4.4　施密特触发器的应用 技能训练　555时基电路 读图练习　ASCII键盘编码电路 综合训练　数字钟的设计与实现 本章小结 自我检测题 习题第7章　数模和模数转换器 7.1　D/A转换器 7.1.1　二进制权电阻网络D/A转换器 7.1.2　R-2RT型网络D/A转换器 7.1.3　D/A转换器的主要技术参数 7.1.4　集成D/A转换器 7.2　A/D转换器 7.2.1　概述 7.2.2　常用的A/D转换器类型 7.2.3　集成A/D转换器及其应用 技能训练1　模数转换器ADC0809 技能训练2　数模转换器DAC0832 读图练习3位半数字电压表 本章小结 自我检测题 习题第8章　半导体存储器及可编程逻辑器件 8.1　存取存储器(RAM) 8.1.1　RAM的结构和工作原理 8.1.2　RAM的存储元 8.1.3　RAM的扩展 8.2　只读存储器(ROM) 8.2.1　ROM的结构和工作原理 8.2.2　ROM的扩展 8.3　可编程逻辑器件(PLD) 8.3.1　概述 8.3.2　PAL和GAL *8.3.3　CPLD/FPGA简介 本章小结 自我检测题 习题*第9章　数字电路EDA简介 9.1　HDL入门 9.1.1　组合逻辑电路设计举例 9.1.2　时序逻辑电路设计举例 9.2　EDA工具软件MAX plusⅡ使用入门 9.2.1　原理图输入设计方法 9.2.2　文本编辑——VHDL设计 本章小结 习题参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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掌控数字世界的基石：深入浅出解析电子信号的奥秘 本书旨在为初学者和希望系统梳理电子技术知识的读者提供一份全面而易懂的指南，内容涵盖了从最基本的电子元件特性到复杂数字系统的设计原理，旨在构建坚实的数字电子技术理论基础。我们不追求哗众取宠的“速成”技巧，而是注重原理的讲解和实践的结合，让您真正理解数字信号如何工作，以及如何利用它们创造出强大的电子设备。 第一部分：电子世界的入门——元器件与基础概念 我们将从最基础的电子元器件入手，逐一剖析它们的工作原理和在电路中的作用。 电阻 (Resistor)：作为电路中最普遍的元件，电阻通过阻碍电流的流动来控制电路的电压和电流。我们将探讨不同类型的电阻，如固定电阻、可变电阻（电位器、微调电阻）及其在分压、限流等电路中的应用。您将学习如何根据电路需求选择合适的电阻值，以及理解欧姆定律（Ohm's Law）这一电路分析的基石。 电容 (Capacitor)：电容器能够储存电荷，其作用类似于一个微型的“电荷水库”。我们将深入了解电容的构造，如介质材料、极板面积和间距如何影响电容值。学习电容器在滤波、耦合、去耦、定时等电路中的重要作用，以及交流电路中电容的容抗特性。 电感 (Inductor)：电感器能够储存磁场能量，其特性与电容恰好相反。我们将讲解电感器的基本原理，包括线圈的匝数、磁芯材料如何影响电感值，以及自感和互感现象。理解电感在储能、滤波、振荡和耦合电路中的应用，以及交流电路中电感的感抗特性。 二极管 (Diode)：二极管是一种具有单向导电性的半导体器件，是构成许多数字电路的基础。我们将详细讲解PN结的形成和工作原理，分析正向偏置和反向偏置下的导通特性。学习二极管在整流（将交流电变为直流电）、稳压、钳位（限幅）等方面的经典应用。 三极管 (Transistor)：三极管是电子电路的“瑞士军刀”，是实现信号放大和开关功能的核心元件。我们将重点介绍双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET），讲解它们的结构、工作原理、电-电特性曲线以及不同偏置方式下的工作区域（放大区、饱和区、截止区）。您将掌握如何利用三极管搭建放大电路和简单的开关电路。 集成电路 (Integrated Circuit, IC)：集成电路是将多个电子元器件集成在一块半导体芯片上的微小器件，极大地提高了电路的集成度和性能。我们将简要介绍集成电路的发展历程和基本分类，并重点关注在数字电子技术中占主导地位的逻辑集成电路。 第二部分：构建数字世界的语言——逻辑门与组合逻辑电路 数字电子技术的核心在于处理二进制信息，即“0”和“1”。本部分将带您进入逻辑的殿堂。 二进制数制与编码 (Binary Number System and Coding)：首先，我们将建立坚实的二进制数制基础，学习二进制、十进制、十六进制之间的相互转换。然后，我们将介绍常用的编码方式，如格雷码 (Gray Code)，以及它们在特定应用中的优势。 逻辑门 (Logic Gates)：逻辑门是实现基本逻辑运算的集成电路，是构建所有数字系统的基石。我们将逐一讲解最基本的逻辑门： 非门 (NOT Gate / Inverter)：实现信号的翻转，输出与输入相反。 与门 (AND Gate)：当所有输入都为“1”时，输出才为“1”。 或门 (OR Gate)：只要有任何一个输入为“1”时，输出就为“1”。 与非门 (NAND Gate)：与门的输出反向，是实现其他所有逻辑门的基础。 或非门 (NOR Gate)：或门的输出反向。 异或门 (XOR Gate)：当输入信号不同时，输出为“1”。 同或门 (XNOR Gate)：当输入信号相同时，输出为“1”。 我们将深入理解每个逻辑门的真值表 (Truth Table) 和逻辑符号，以及它们在实现逻辑功能中的作用。 布尔代数 (Boolean Algebra)：布尔代数是描述和分析数字逻辑电路的数学工具。我们将学习布尔代数的基本公理、定理和定律，如交换律、结合律、分配律、德摩根定理 (De Morgan's Theorems) 等。掌握如何使用布尔代数对逻辑表达式进行化简，从而简化电路设计，降低功耗和成本。 组合逻辑电路 (Combinational Logic Circuits)：组合逻辑电路由基本逻辑门组成，其输出仅取决于当前时刻的输入，与过去的输入状态无关。我们将学习分析和设计各种重要的组合逻辑电路： 编码器 (Encoder)：将一组输入信号转换为一组不同的输出信号，例如将十进制按键输入转换为二进制码。 译码器 (Decoder)：将一组输入信号转换为一组唯一的输出信号，例如将二进制地址码转换为选择某一路信号。 多路选择器 (Multiplexer / MUX)：根据选择输入信号，将其中一个数据输入信号路由到数据输出端。 全加器 (Full Adder)：实现二进制加法运算，能够处理进位输入。 减法器 (Subtractor)：实现二进制减法运算。 比较器 (Comparator)：比较两个二进制数的数位，输出指示它们的大小关系。 我们将通过实际例子，学习如何根据功能需求，利用布尔代数和逻辑门设计出这些组合逻辑电路。 第三部分：掌握时间序列——时序逻辑电路与状态机 数字系统往往需要记忆和处理随时间变化的信号，这便是时序逻辑电路的领域。 触发器 (Flip-Flop)：触发器是构成时序逻辑电路的基本存储单元，能够记住一个二进制状态。我们将深入讲解不同类型的触发器： SR触发器 (Set-Reset Flip-Flop)：最基本的触发器，具有置位和复位功能。 D触发器 (Data Flip-Flop)：输出等于输入，用于数据保持。 JK触发器 (JK Flip-Flop)：JK触发器功能强大，能够实现翻转、保持和置位/复位功能。 T触发器 (Toggle Flip-Flop)：输入为“1”时翻转状态，输入为“0”时保持状态。 我们将分析各种触发器的状态转换图 (State Transition Diagram) 和时序图 (Timing Diagram)，理解它们在时钟信号 (Clock Signal) 作用下的工作机制。 时钟信号 (Clock Signal)：时钟信号是同步数字电路的“心跳”，它决定了电路状态的更新和数据传输的时机。我们将讲解时钟信号的产生、分配以及时钟边沿触发 (Edge-Triggered) 和电平触发 (Level-Triggered) 的工作方式。 寄存器 (Register)：寄存器是由若干个触发器组成，用于存储一组二进制数据。我们将学习移位寄存器 (Shift Register)，它能够实现数据的左移、右移和并行输入/输出，是实现数据处理和传输的关键。 计数器 (Counter)：计数器是由触发器和组合逻辑组成，能够按照预定的序列对时钟脉冲进行计数。我们将介绍同步计数器 (Synchronous Counter) 和异步计数器 (Asynchronous Counter)，学习如何设计二进制计数器、十进制计数器以及各种模N计数器。计数器在频率分频、定时和事件计数等方面有着广泛的应用。 状态机 (State Machine)：状态机是一种描述和设计时序逻辑电路的抽象模型，它通过一组状态和状态之间的转移来表示系统的行为。我们将讲解有限状态机 (Finite State Machine, FSM) 的概念，包括米利型状态机 (Mealy Machine) 和摩尔型状态机 (Moore Machine)。学习如何根据系统需求，绘制状态转换图，并将其转换为实际的时序逻辑电路。状态机是设计复杂数字控制器和序列发生器的重要工具。 第四部分：数字系统设计与实践 在掌握了基本的逻辑门、组合逻辑和时序逻辑电路之后，我们将把这些知识融会贯通，学习如何设计和分析更复杂的数字系统。 存储器 (Memory)：我们将介绍不同类型的存储器，包括只读存储器 (ROM) 和随机存取存储器 (RAM)，了解它们的基本结构、读写操作以及在数据存储和程序执行中的作用。 微处理器基础 (Microprocessor Fundamentals)：我们将简要介绍微处理器的基本组成，如算术逻辑单元 (ALU)、控制器 (Control Unit) 和寄存器组，以及它们如何协同工作以执行指令。 可编程逻辑器件 (Programmable Logic Devices, PLDs)：我们将简要介绍可编程逻辑器件，如可编程只读存储器 (PROM)、可编程阵列逻辑 (PAL)、通用阵列逻辑 (GAL) 和现场可编程门阵列 (FPGA)，以及它们如何提供更灵活的硬件设计方案。 数字系统设计流程 (Digital System Design Flow)：我们将概述一个典型的数字系统设计流程，包括需求分析、功能设计、逻辑实现、仿真验证和硬件实现等环节。 实践指导 (Practical Guidance)：本书将穿插大量的实例分析和应用场景，帮助读者将理论知识转化为实际的电路设计能力。我们鼓励读者动手实践，通过搭建简单的电路或使用仿真软件来验证所学知识。 本书特点： 理论严谨，逻辑清晰：从最基本的概念出发，层层递进，构建完整的知识体系。 图文并茂，生动形象：大量精美的电路图、波形图和状态图，化抽象为具体，易于理解。 实例丰富，学以致用：结合实际应用场景，讲解各类逻辑电路的设计与分析，培养解决实际问题的能力。 循序渐进，适合入门：语言通俗易懂，即使是初学者，也能轻松掌握数字电子技术的核心要义。 学习数字电子技术，不仅是掌握一门技术，更是理解现代电子设备运作的底层逻辑。本书将为您打开一扇通往数字世界的大门，让您在数字信号的海洋中游刃有余，为后续更深入的专业学习打下坚实的基础。无论您是电子工程专业的学生，还是对数字技术充满兴趣的爱好者，本书都将是您宝贵的学习伙伴。

评分☆☆☆☆☆

我注意到书中在概念的解释上，有时显得有些过于抽象和理论化，缺少一些生动形象的比喻或者图示来辅助理解。比如，在讲解逻辑门的时序分析时，虽然有文字描述，但如果能配上一些动态的时序图，或者用一个简单的生活场景来类比，相信会让初学者更容易 grasp 其中的奥妙。又比如，在介绍数码管的驱动原理时，如果能有清晰的电路图配合讲解，并附带一个简单的实验步骤，让学生动手实践，肯定比纯粹的文字说明效果要好得多。学习理论知识很重要，但如何将这些理论转化为易于理解和应用的实践，更是关键。我期望未来的版本能够增加更多的可视化元素，比如高质量的插图、示意图、流程图，甚至是二维码链接到相关的教学视频或仿真实验，让抽象的概念变得具体可感，从而降低学习的门槛，提高学习效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书的练习题部分，我觉得还有一些不足之处。题目类型相对比较单一，大部分集中在概念性的记忆和简单的计算，对于考察学生对知识的理解深度和应用能力方面，略显不足。我希望能够增加更多开放性的题目，鼓励学生进行自主探索和设计。例如，可以设置一些需要学生根据实际需求，自己设计简单数字电路的题目，或者要求学生分析一段现有电路的功能并提出改进方案。另外，题目的难度梯度也可以设计得更明显一些，从基础巩固到能力提升，循序渐进，让不同水平的学生都能有所收获。对于一些综合性较强的题目，如果能提供一些解题思路或者提示，对学生而言将会非常有帮助。最终的目标是让练习题不仅仅是检验学习成果的工具，更是激发学习兴趣、培养解决问题能力的有效途径。

评分☆☆☆☆☆

关于书中对一些关键概念的论述，我认为在某些地方还可以进一步深化和完善。例如，在阐述时序逻辑电路的设计方法时，可以更详细地介绍状态转移图和状态转换表的绘制过程，并分析不同状态编码方式的优缺点。对于一些常用的时序电路，如移位寄存器、计数器等，除了基本的原理讲解，还可以引入一些实际的应用案例，比如在数码管显示、频率分频等方面的应用，让学生更直观地理解这些电路的实际价值。此外，对于一些容易混淆的概念，比如组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别，可以在书中用更明确的比喻和更清晰的图示来区分，避免学生产生误解。总而言之，在理论深度和实践联系方面，还有很大的优化空间，以期让学生对数字电子技术有一个更扎实、更全面的掌握。

评分☆☆☆☆☆

关于书中案例的选取，我个人觉得还有提升的空间。虽然书中提供了一些实际应用场景的案例，但它们似乎更偏向于传统的电子产品设计，对于当前蓬勃发展的物联网、智能家居、可穿戴设备等新兴领域涉猎不多。作为一本“十二五”规划教材，理应紧跟时代潮流，将更多前沿技术的应用融入教学内容。例如，在讲解微控制器时，可以引入树莓派、Arduino等平台，展示如何用它们实现一些有趣的物联网项目；在介绍传感器时，可以重点讲解不同类型传感器的原理及其在智能穿戴设备中的应用。此外，案例的深度和广度也可以再拓展一些，不仅仅是简单的原理介绍，而是能够引导学生进行更深入的思考和实践，比如，针对一个实际问题，提出几种不同的解决方案，并分析其优劣。这样做，不仅能让学生对数字电子技术有更全面、更深入的认识，也能培养他们的创新思维和解决实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计，恕我直言，实在是有待商榷。封面色彩的搭配显得有些沉闷，缺乏活力，对于一本面向年轻学生的教材来说，这样的视觉呈现无疑会打折扣。封面上的人物插画，风格也略显老套，并没有抓住当代年轻人的审美偏好。印刷质量方面，字迹的清晰度尚可，但纸张的质感却不够理想，摸起来有些粗糙，长时间阅读可能会让手指感到不适。而且，书页的排版布局也有些拥挤，字体大小和行间距的比例失调，导致阅读起来不够流畅，偶尔会出现眼神疲劳的感觉。我尤其希望出版社在后续的印制中，能够对封面设计和内页排版进行更细致的优化，引入更具现代感和吸引力的视觉元素，同时提升纸张的质量和印刷的精细度，让这本书在外观上就能给读者留下良好的第一印象，从而激发他们学习的兴趣。毕竟，教材的“颜值”在一定程度上也会影响学习的积极性。