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本書(shū)為適應(yīng)培養(yǎng)應(yīng)用型人才需要和高校教學(xué)改革新要求，根據(jù)授課團(tuán)隊(duì)多年的教學(xué)實(shí)踐和改革經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)而成，深入淺出地介紹了數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、基本理論、基本器件和基本方法，詳細(xì)介紹了各種邏輯電路的分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程。本書(shū)論述嚴(yán)謹(jǐn)，概念準(zhǔn)確，文句精練，題例豐富，內(nèi)容取舍兼顧相關(guān)知識(shí)的成熟性和先進(jìn)性。本書(shū)的突出特點(diǎn)是理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，通過(guò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和數(shù)字電路應(yīng)用實(shí)例加深對(duì)理論知識(shí)的深入理解和綜合應(yīng)用，既達(dá)到了對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的驗(yàn)證，又實(shí)現(xiàn)了對(duì)理論知識(shí)的升華。本書(shū)篇幅適中、可讀性強(qiáng)，可作為普通高等院校計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)、電氣自動(dòng)化技術(shù)和信息類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型本（專(zhuān)）科的教材或參考書(shū)，也可供從事電子技術(shù)工作的工程技術(shù)人員參考。

本書(shū)定位于應(yīng)用型本科層次，內(nèi)容簡(jiǎn)明、通俗易懂、由淺入深，突出集成器件的應(yīng)用，并且理論聯(lián)系實(shí)際。
全書(shū)共分為13章，分別為數(shù)字邏輯概論、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、邏輯門(mén)電路、組合邏輯電路、鎖存器與觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路、脈沖波形的產(chǎn)生與變換、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、可編程邏輯器件、數(shù)字電路的Multisim仿真研究、數(shù)字電路應(yīng)用實(shí)例和實(shí)驗(yàn)部分。
在內(nèi)容組織上，本書(shū)以講清組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法為主線來(lái)介紹各種邏輯器件的功能及應(yīng)用，貫徹理論聯(lián)系實(shí)際和少而精的原則，加強(qiáng)對(duì)中等規(guī)模集成電路的應(yīng)用。對(duì)教學(xué)目的和要求中指出必須掌握的基本概念、基本原理和基本分析方法，做到講深講透，并注意講清思路、啟發(fā)思維，以培養(yǎng)舉一反三的能力。本書(shū)始終貫徹講、學(xué)、練相結(jié)合的原則，從能力培養(yǎng)的角度出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
本書(shū)第1、2、4、6、9、10章由白彥霞編寫(xiě)，第7、11～13章由趙燕編寫(xiě)，第3、5、8章由陳曉芳編寫(xiě)。全書(shū)由白彥霞整理、定稿。此外，北京化工大學(xué)莫德舉教授和華北科技學(xué)院劉林生副教授對(duì)該書(shū)提出了許多寶貴的意見(jiàn)和建議，編者在此表示感謝。同時(shí)，感謝燕京理工學(xué)院李麗芬、云彩霞、張秋菊、劉繼超、王菊對(duì)本書(shū)編寫(xiě)工作的支持！
本書(shū)篇幅適中、可讀性強(qiáng)，可作為普通高等院校計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)、電氣自動(dòng)化技術(shù)和信息類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型本(專(zhuān))科的教材或參考書(shū)，也可供從事電子技術(shù)工作的工程技術(shù)人員參考。
為方便教學(xué)，本書(shū)配有免費(fèi)電子教案，可從清華大學(xué)出版社官方網(wǎng)站www.tup.com.cn下載。
雖然編者對(duì)書(shū)稿做了多次校核，但是由于編者水平有限，懇請(qǐng)使用本教材的師生和其他讀者予以批評(píng)指正，以便不斷提高和改進(jìn)。

編者2021年春

第1章數(shù)字邏輯概論/1
1.1數(shù)字電路與數(shù)字信號(hào)1
1.1.1數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用1
1.1.2數(shù)字集成電路的分類(lèi)及特點(diǎn)3
1.1.3模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)6
1.1.4數(shù)字信號(hào)的描述方法7
1.2數(shù)制10
1.2.1十進(jìn)制11
1.2.2二進(jìn)制11
1.2.3十六進(jìn)制和八進(jìn)制13
1.2.4進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換15
1.3二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算18
1.3.1無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算18
1.3.2帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算19
1.4二進(jìn)制代碼22
1.4.1自然二進(jìn)制碼22
1.4.2二十進(jìn)制編碼22
1.4.3格雷碼23
1.4.4ASCII碼24
1.5二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算24
1.6邏輯函數(shù)及其表示方法28
本章小結(jié)30
課后習(xí)題30
第2章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)/33
2.1邏輯代數(shù)33
2.1.1邏輯代數(shù)的基本定律和恒等式33
2.1.2邏輯代數(shù)的基本規(guī)則35
2.1.3邏輯函數(shù)的變換及代數(shù)化簡(jiǎn)法37
2.2邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)法40
2.2.1小項(xiàng)的定義及其性質(zhì)40
2.2.2邏輯函數(shù)的小項(xiàng)表達(dá)式42
2.2.3用卡諾圖表示邏輯函數(shù)42
2.2.4用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)44
本章小結(jié)47
課后習(xí)題47
數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)目錄第3章邏輯門(mén)電路/50
3.1MOS邏輯門(mén)電路50
3.1.1概述50
3.1.2MOS管的開(kāi)關(guān)特性52
3.1.3CMOS反相器和傳輸門(mén)53
3.1.4CMOS與非門(mén)、或非門(mén)和異或門(mén)55
3.1.5CMOS漏極開(kāi)路門(mén)電路和三態(tài)輸出門(mén)電路56
3.1.6CMOS門(mén)電路的電氣特性和參數(shù)61
3.2TTL邏輯門(mén)電路67
3.2.1三極管的開(kāi)關(guān)特性67
3.2.2反相器的基本電路68
3.2.3TTL邏輯門(mén)電路71
3.2.4集電極開(kāi)路門(mén)和三態(tài)門(mén)72
3.3邏輯描述中的幾個(gè)問(wèn)題74
3.3.1正負(fù)邏輯問(wèn)題74
3.3.2基本邏輯門(mén)電路的等效符號(hào)及其應(yīng)用75
3.4邏輯門(mén)電路使用中的幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題78
3.4.1各種門(mén)電路之間的接口問(wèn)題78
3.4.2抗干擾措施81
本章小結(jié)82
課后習(xí)題83
第4章組合邏輯電路/85
4.1概述85
4.2組合邏輯電路的分析86
4.3組合邏輯電路的設(shè)計(jì)88
4.4組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)93
4.4.1產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因93
4.4.2競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象的識(shí)別94
4.4.3競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的消去方法96
4.5常用組合邏輯集成電路98
4.5.1編碼器99
4.5.2譯碼器/數(shù)據(jù)分配器104
4.5.3數(shù)據(jù)選擇器117
4.5.4數(shù)值比較器123
4.5.5算術(shù)運(yùn)算電路128
本章小結(jié)133
課后習(xí)題134
第5章鎖存器與觸發(fā)器/142
5.1概述142
5.1.1鎖存器與觸發(fā)器142
5.1.2鎖存器和觸發(fā)器邏輯功能描述方法143
5.1.3雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路143
5.2鎖存器144
5.2.1基本SR鎖存器144
5.2.2鎖存器和觸發(fā)器邏輯功能描述145
5.2.3邏輯門(mén)控SR鎖存器同步觸發(fā)器147
5.2.4D鎖存器149
5.3觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理151
5.3.1主從觸發(fā)器151
5.3.2維持阻塞觸發(fā)器152
5.3.3利用傳輸延遲的觸發(fā)器154
5.4觸發(fā)器的邏輯功能155
5.4.1D觸發(fā)器156
5.4.2JK觸發(fā)器156
5.4.3T觸發(fā)器158
5.4.4T觸發(fā)器158
5.4.5SR觸發(fā)器159
5.4.6觸發(fā)器功能轉(zhuǎn)換159
本章小結(jié)160
課后習(xí)題161
第6章時(shí)序邏輯電路/165
6.1時(shí)序邏輯電路的基本概念165
6.1.1時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)165
6.1.2時(shí)序邏輯電路的分類(lèi)166
6.1.3時(shí)序邏輯電路的功能描述168
6.2同步時(shí)序邏輯電路的分析170
6.2.1分析同步時(shí)序邏輯電路的一般步驟171
6.2.2同步時(shí)序邏輯電路分析舉例171
6.3異步時(shí)序邏輯電路的分析176
6.4若干典型的時(shí)序邏輯電路178
6.4.1寄存器和移位寄存器179
6.4.2計(jì)數(shù)器186
6.5同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)202
6.5.1設(shè)計(jì)同步時(shí)序邏輯電路的一般步驟203
6.5.2同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)舉例204
本章小結(jié)212
課后習(xí)題213
第7章脈沖波形的產(chǎn)生與變換/220
7.1概述220
7.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器221
7.2.1用門(mén)電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器221
7.2.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器225
7.2.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用228
7.3施密特觸發(fā)器230
7.3.1用門(mén)電路組成的施密特觸發(fā)器230
7.3.2施密特觸發(fā)器的應(yīng)用232
7.4多諧振蕩器234
7.4.1用門(mén)電路組成的多諧振蕩器234
7.4.2用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器237
7.4.3石英晶體振蕩器238
7.5555定時(shí)器及其應(yīng)用239
7.5.1555定時(shí)器239
7.5.2用555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器241
7.5.3用555定時(shí)器組成的施密特觸發(fā)器242
7.5.4用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器243
本章小結(jié)244
課后習(xí)題245
第8章數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換/254
8.1概述254
8.2D/A轉(zhuǎn)換器255
8.2.1D/A轉(zhuǎn)換的基本原理255
8.2.2權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器256
8.2.3倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器257
8.2.4權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器258
8.2.5雙極性D/A轉(zhuǎn)換器260
8.2.6D/A轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)262
8.2.7集成D/A轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用264
8.3A/D轉(zhuǎn)換器267
8.3.1A/D轉(zhuǎn)換的基本原理267
8.3.2并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器269
8.3.3逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器271
8.3.4雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器272
8.3.5A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)275
8.3.6集成A/D轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)介276
本章小結(jié)277
課后習(xí)題278
第9章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器/282
9.1概述282
9.1.1半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類(lèi)282
9.1.2半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)283
9.1.3常用概念283
9.2只讀存儲(chǔ)器283
9.2.1ROM的定義與基本結(jié)構(gòu)283
9.2.2二維譯碼285
9.2.3可編程ROM286
9.2.4集成電路ROM290
9.2.5ROM的讀操作與時(shí)序圖291
9.3隨機(jī)存儲(chǔ)器292
9.3.1靜態(tài)存儲(chǔ)器292
9.3.2動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器293
9.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展295
9.4.1位擴(kuò)展方式295
9.4.2字?jǐn)U展方式296
9.4.3字位同時(shí)擴(kuò)展297
本章小結(jié)297
課后習(xí)題297
第10章可編程邏輯器件/299
10.1概述299
10.1.1數(shù)字集成電路的分類(lèi)299
10.1.2PLD開(kāi)發(fā)系統(tǒng)299
10.2可編程邏輯器件的基本特點(diǎn)300
10.3可編程邏輯陣列300
10.4可編程陣列邏輯301
10.5復(fù)雜的可編程邏輯器件301
10.5.1CPLD的結(jié)構(gòu)301
10.5.2CPLD編程簡(jiǎn)介310
本章小結(jié)311
課后習(xí)題312
第11章數(shù)字電路的Multisim仿真研究/313
11.1邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)與變換的Multisim仿真研究313
11.1.1仿真電路313
11.1.2仿真內(nèi)容313
11.1.3仿真結(jié)果314
11.1.4結(jié)論315
11.2組合邏輯電路的Multisim仿真研究315
11.2.1仿真電路315
11.2.2仿真內(nèi)容316
11.2.3仿真結(jié)果316
11.2.4結(jié)論317
11.3時(shí)序邏輯電路的Multisim仿真研究318
11.3.1仿真電路318
11.3.2仿真內(nèi)容319
11.3.3仿真結(jié)果319
11.3.4結(jié)論321
11.4微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的Multisim仿真研究321
11.4.1仿真電路321
11.4.2仿真內(nèi)容321
11.4.3仿真結(jié)果321
11.4.4結(jié)論322
11.5555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的Multisim仿真研究324
11.5.1仿真電路324
11.5.2仿真內(nèi)容324
11.5.3仿真結(jié)果324
11.5.4結(jié)論324
第12章數(shù)字電路應(yīng)用實(shí)例/326
12.1遮擋式紅外聲光報(bào)警裝置326
12.1.1目的326
12.1.2電路原理326
12.1.3元器件清單327
12.1.4安裝與調(diào)試327
12.1.5思考題328
12.230秒倒計(jì)時(shí)器328
12.2.1目的328
12.2.2電路原理328
12.2.3元器件清單330
12.2.4安裝與調(diào)試330
12.2.5思考題330
12.3汽車(chē)尾燈控制電路331
12.3.1目的331
12.3.2設(shè)計(jì)要求331
12.3.3設(shè)計(jì)步驟331
12.3.4元器件清單336
12.3.5安裝與調(diào)試336
12.3.6思考題336
第13章實(shí)驗(yàn)部分/337
13.1常用電子儀器的使用338
13.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?38
13.1.2實(shí)驗(yàn)原理339
13.1.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備340
13.1.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容340
13.1.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求342
13.2TTL與非門(mén)的參數(shù)及電壓傳輸特性的測(cè)試342
13.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?43
13.2.2實(shí)驗(yàn)原理343
13.2.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備345
13.2.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容345
13.2.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求347
13.3SSI組合邏輯電路的設(shè)計(jì)347
13.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?47
13.3.2實(shí)驗(yàn)原理347
13.3.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備348
13.3.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容348
13.3.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求348
13.4譯碼器及其應(yīng)用349
13.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?49
13.4.2實(shí)驗(yàn)原理349
13.4.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備350
13.4.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容350
13.4.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求351
13.5數(shù)據(jù)選擇器及其應(yīng)用351
13.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?51
13.5.2實(shí)驗(yàn)原理351
13.5.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備352
13.5.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容352
13.5.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求353
13.6鎖存器和觸發(fā)器邏輯功能測(cè)試353
13.6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?54
13.6.2實(shí)驗(yàn)原理354
13.6.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備357
13.6.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容357
13.6.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求359
13.7寄存器邏輯功能測(cè)試359
13.7.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?59
13.7.2實(shí)驗(yàn)原理360
13.7.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備360
13.7.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容361
13.7.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求363
13.8計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)363
13.8.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?63
13.8.2實(shí)驗(yàn)原理364
13.8.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備367
13.8.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容368
13.8.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求371
13.9RC環(huán)形多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器371
13.9.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?71
13.9.2實(shí)驗(yàn)原理372
13.9.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備375
13.9.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容376
13.9.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求377
13.10555定時(shí)器的應(yīng)用378
13.10.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?78
13.10.2實(shí)驗(yàn)原理378
13.10.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備383
13.10.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容383
13.10.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求385
13.11脈沖發(fā)生器以及計(jì)數(shù)、譯碼驅(qū)動(dòng)和顯示綜合實(shí)驗(yàn)385
13.11.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?85
13.11.2實(shí)驗(yàn)原理385
13.11.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備388
13.11.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容389
13.11.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求389
13.12搶答器389
13.12.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?89
13.12.2實(shí)驗(yàn)原理389
13.12.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備390
13.12.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容390
13.12.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求390
附錄A常用邏輯符號(hào)對(duì)照表/391
附錄BCMOS和TTL門(mén)電路的技術(shù)參數(shù)表/393
附錄C本書(shū)常用符號(hào)表/394
附錄D實(shí)驗(yàn)設(shè)備/395
D.1UT39A 型數(shù)字式萬(wàn)用表395
D.1.1概述395
D.1.2特點(diǎn)395
D.1.3外表結(jié)構(gòu)及功能按鍵396
D.1.4使用方法397
D.2YB2172B型數(shù)字交流毫伏表398
D.2.1技術(shù)指標(biāo)398
D.2.2面板圖及操作鍵作用說(shuō)明398
D.2.3基本操作方法399
D.3YB1700系列直流穩(wěn)壓電源399
D.3.1概述399
D.3.2技術(shù)指標(biāo)400
D.3.3面板圖400
D.3.4按鍵或旋鈕的名稱(chēng)和功能400
D.3.5基本操作方法401
D.4TFG6000系列DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器401
D.4.1概述401
D.4.2技術(shù)指標(biāo)402
D.4.3面板圖402
D.4.4屏幕顯示說(shuō)明402
D.4.5鍵盤(pán)說(shuō)明403
D.4.6基本操作404
D.5GOS6021型雙通道示波器405
D.5.1概述405
D.5.2技術(shù)指標(biāo)405
D.5.3前面板各按鍵和旋鈕的名稱(chēng)和功能406
D.5.4后面板各按鍵和旋鈕的名稱(chēng)和功能412
D.6THD1型數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱412
D.6.1面板圖及組成412
D.6.2使用注意事項(xiàng)414
D.7色環(huán)電阻與電容415
參考文獻(xiàn)/417

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