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| 內容簡介： |
内容简介
本书从应用角度出发，在保持数字电路教材经典内容的基础上增加VHDL语言程序设计。主要内容有：逻辑代数基础与信息表示、半导体集成门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、DA与AD转换、半导体存储器与可编程逻辑器件、硬件描述语言VHDL等。
本书以独特的视角，采用提出问题、逻辑抽象、推导演绎的方法展开讲述，以区别于其他教材。特别是在各章节中插入的说明具有概括和提升作用，阅读材料具有拓展视野和加深理解的作用。本书力图克服知识的简单堆砌，注重学科方法论的灌输，提出的一些方法是其他教材没有的。考虑到数字电路后续的重要课程有单片机技术，所以有些理论结合单片机原理进行分析，为后续学习单片机技术做一定的铺垫。
本书精炼实用、深入浅出，插图规范美观，章节布局合理，系统完善，可作为电子类、电气类、计算机类等专业的本科教材。
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| 目錄：
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目 录
第1章 逻辑代数基础与信息表示 1
1.1 概
述 1
1.1.1 模拟信号与数字信号 1
1.1.2 进制转换 2
1.1.3 数字系统中信息的表示 4
1.2 逻辑代数中的基本运算及公式 6
1.2.1 逻辑函数 6
1.2.2 基本运算及公式 6
1.2.3 常用公式及定理 8
1.2.4 逻辑真值表转换为逻辑函数 9
1.3 逻辑函数的标准式及化简 10
1.3.1 逻辑函数的标准式 10
1.3.2 逻辑函数的卡诺图表示 11
1.3.3 逻辑函数的公式化简 12
1.3.4 逻辑函数的卡诺图化简 13
1.3.5 多输出逻辑函数的化简 16
习 题 17
第2章 半导体集成门电路 19
2.1 半导体开关元件 19
2.1.1 晶体二极管 19
2.1.2 晶体三极管 19
2.1.3 MOS管 20
2.2 TTL集成门电路 21
2.2.1 TTL非门 22
2.2.2 常见TTL门电路 23
2.3 CMOS集成门电路 29
2.3.1 CMOS非门 29
2.3.2 常见CMOS门电路 30
2.4 集成门电路的连接* 33
2.4.1 TTL门电路的带负载能力 33
2.4.2 TTL电路与CMOS电路的连接和比较 35
习 题 37
第3章 组合逻辑电路 39
3.1 组合逻辑电路的分析与设计 39
3.1.1 组合逻辑电路的分析 39
3.1.2 组合逻辑电路的设计 40
3.2 常用组合逻辑电路 42
3.2.1 优先编码器 42
3.2.2 译码器 45
3.2.3 数据选择器 48
3.2.4 数据比较器* 49
3.2.5 加法器 52
3.2.6 函数发生器 55
3.2.7 奇偶校验电路 55
3.3 用MSI芯片设计组合逻辑电路 56
3.3.1 用译码器设计组合逻辑电路 56
3.3.2 用数据选择器设计组合逻辑电路 57
3.4 组合逻辑电路中的竞争与险象* 58
3.4.1 竞争与险象的成因 58
3.4.2 消除竞争与险象的方法 59
习 题 60
第4章 时序逻辑电路 62
4.1 存储元件?触发器 62
4.1.1 RS触发器及时钟电平控制的触发器 62
4.1.2 时钟边沿控制的触发器 66
4.1.3 各类触发器的替换 68
4.2 同步时序逻辑电路 70
4.2.1 同步时序逻辑电路的分析 70
4.2.2 寄存器 73
4.2.3 计数器 77
4.2.4 节拍发生器 85
4.3 异步时序逻辑电路 86
4.3.1 异步时序电路的分析 86
4.3.2 异步计数器 87
4.4 时序逻辑电路的设计 88
4.4.1 基于触发器级的时序逻辑电路设计 88
4.4.2 基于芯片级的时序逻辑电路设计 91
习 题 93
第5章 脉冲波形的产生与整形 98
5.1 555时基电路 98
5.1.1 矩形脉冲的特性参数 98
5.1.2 555时基电路的结构及功能 98
5.2 脉冲波形的产生 99
5.2.1 环形振荡器 99
5.2.2 石英晶体振荡器 102
5.2.3 555时基电路组成的多谐振荡器 102
5.3 脉冲波形的整形 104
5.3.1 施密特触发器 104
5.3.2 单稳态触发器 107
习 题 109
第6章 DA与AD转换 112
6.1 集成运算放大器 112
6.1.1 集成运算放大器介绍 112
6.1.2 运算电路 113
6.2 DA与AD转换的基本原理 114
6.2.1 DA与AD转换原理 114
6.2.2 DAC主要技术指标 114
6.2.3 倒T形电阻网络DAC的转换原理 115
6.2.4 DAC芯片及连接 116
6.3 AD转换器 118
6.3.1 采样与保持 118
6.3.2 AD转换 119
习 题 124
第7章 半导体存储器与可编程逻辑器件 125
7.1 半导体随机存储器 125
7.1.1 半导体随机存储器介绍 125
7.1.2 存储器的扩展 129
7.1.3 相联存储器* 130
7.2 半导体只读存储器 132
7.2.1 固定ROM与PROM 133
7.2.2 可擦除可编程的只读存储器* 134
7.3 可编程逻辑器件 136
7.3.1 简单可编程逻辑器件 136
7.3.2 大规模可编程逻辑器件* 140
习 题 144
第8章 硬件描述语言VHDL 146
8.1 VHDL程序结构 146
8.1.1 实体与结构体 146
8.1.2 库、程序包、配置 148
8.2 VHDL的数据对象、数据类型及操作符 149
8.2.1 VHDL文字 149
8.2.2 VHDL数据对象 150
8.2.3 VHDL数据类型 150
8.2.4 VHDL操作符 151
8.3 VHDL基本语句 153
8.3.1 顺序语句 153
8.3.2 并行语句 158
8.3.3 子程序 164
8.3.4 属性描述 165
习 题 169
附 录 170
附录1 教材实验使用的主要芯片引脚图 170
附录2 部分设计性实验的解 171
参考文献 175
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前 言
现代数字信息化时代，数字电子技术被广泛地应用于计算机、电子与通信、工业控制与检测、家用电器、物联网等诸多领域。数字电路成为高等院校计算机、电子通信、自动控制等电类专业的重要基础课程。要提高我国IC（Integrated Circuit）技术的国际竞争能力，需要大批的微电子工程师。
如何将数字逻辑设计的基本思想和方法有机地融入传统的数字电路课程之中，又避免篇幅冗长课时不足，是作者长期教学中积极实践探索的目标。本书力求回避以给定电路进行分析的模式来介绍常用的逻辑电路，而是采用提出问题、逻辑抽象、推导演绎的方法展开讲述。即在不缺失传统数字电路课程主体理论的基础上，突出数字逻辑设计方法论的融入。本书的另一特点是借鉴电影文学的旁白手法，在一些章节中恰当地插入说明，这对讲述的内容具有概括和提升作用。增加的阅读材料具有拓展视野和加深理解的作用。考虑到数字电路的后续课程有单片机技术，所以有些理论结合单片机原理进行分析，为后续学习单片机技术做一定的铺垫。
数字电路课程的实验环节非常重要。多年来作者在实验教学中，摒弃了传统的数字电路实验箱与实验指导书，采用电源 面包板 芯片 元器件与实验视频相结合，精选二十多个实验提供给学生课内课外完成，其中不乏实用电路的实验。这样做的好处主要有三点：其一，鼓励学生上网搜索芯片特性及元器件参数；其二，实验从每个元件每条线入手，利于培养学生一丝不苟的工匠精神；其三，相对实验箱增强了实验的灵活性，利于激发学生的探索与创新精神。
实验可分为验证性实验和设计性实验。验证性实验比较简单，一般是对常见的组合逻辑电路和时序逻辑电路的功能进行检验，故建议实验教学的重点放在设计性实验上。教材提供的许多例题和习题均可作为设计性实验，与教材配套的还有实验视频。教材中加*的为选学或自学内容。
本教材为广州工商学院十三五质量工程资助项目，即在广州工商学院十三五课程与教材建设立项的资助下出版发行。教材的出版承蒙广州工商学院各级领导大力支持，承蒙电子信息工程系全体参编教师辛勤付出，承蒙电子信息工程系邹芳红教授对书稿精心审阅，在此深情鸣谢！
书中疏漏之处在所难免，恳切读者批评指正。
作 者
2019年1月于广州工商学院
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