本書主要內(nèi)容包括數(shù)字電路基礎、邏輯代數(shù)和邏輯函數(shù)化簡、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路、半導體存儲器和可編程邏輯器件、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、EDA設計與數(shù)字系統(tǒng)綜合實例等,共8章,學習時數(shù)約50學時。
本書是在作者長期從事“數(shù)字邏輯”課程教學經(jīng)驗總結(jié)的基礎上編寫而成的,做到了精選教學內(nèi)容,突出數(shù)字邏輯的分析方法和數(shù)字集成器件邏輯功能分析,具有概念清晰、重點突出、難點分散、簡明易懂和實用等特點。為了幫助學生掌握本書的核心內(nèi)容,本書從培養(yǎng)學生學習能力出發(fā),把每節(jié)的重點教學內(nèi)容精心設計成思考題,并配有適量的例題和習題供學生學習與訓練。
本書適合作為計算機科學與技術、軟件工程等信息類專業(yè)和相近專業(yè)的本、?啤皵(shù)字邏輯”課程的教材,也可作為相關讀者學習“數(shù)字邏輯”課程的自學參考書。
本書是江西省高等學校“數(shù)字邏輯”精品課程教材(“數(shù)字邏輯”精品課程網(wǎng)址:wwwjxaueducn),并于2013年獲江西省普通高校第五屆優(yōu)秀教材二等獎。
“數(shù)字邏輯”(數(shù)字邏輯電路)課程是計算機科學與技術、軟件工程等電氣信息類本科專業(yè)的必修主干課程,在專業(yè)課程體系中是系列硬件課程的先修課。根據(jù)上述專業(yè)的人才培養(yǎng)目標,以培養(yǎng)學生能力為宗旨,本書力求做到與時俱進,精選教學內(nèi)容,通俗易懂,適于讀者自學,使讀者掌握數(shù)字邏輯的基本知識、基本分析方法的同時具備應用數(shù)字集成芯片設計邏輯電路的能力。本次修訂我們主要做了以下工作:
(1)將第二版中第2章“邏輯運算門電路”內(nèi)容進行了修改。刪除了三極管TTL門電路的內(nèi)部線路的分析。由于該類專業(yè)屬于用戶端,既要使讀者掌握TTL集成芯片的選擇與應用,又要使讀者理解邏輯運算在電路上是如何實現(xiàn)的,因此,將二極管與、或和三極管非邏輯的實現(xiàn)電路移至第1章基本邏輯運算電路部分中介紹,在講述數(shù)字電路基本邏輯運算的同時,結(jié)合邏輯運算電路的實現(xiàn)進行講解,這樣不但內(nèi)容結(jié)構緊湊,而且能使讀者更深入地了解數(shù)字邏輯運算的本質(zhì)是邏輯電路的作用。
(2)將第二版中第4章的“應用舉例”內(nèi)容進行了分解。編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、全加器和數(shù)值比較器的應用內(nèi)容分別移至相應的章節(jié)中,這樣突出了理論聯(lián)系實際。
(3)刪除了第二版的習題答案,有利于培養(yǎng)讀者獨立思考和獨立作業(yè)的能力。
(4)對第二版中存在的個別漏字及錯別字進行了糾正。
本書具有內(nèi)容精練、知識點全面、易讀易懂、理論結(jié)合實際等特色,可培養(yǎng)讀者具備初步設計數(shù)字系統(tǒng)的能力。
本書由江西農(nóng)業(yè)大學何火嬌任主編,華晶、殷華、肖志勇任副主編。全書共分8章,其中,第1、2、4、5章由何火嬌編寫,第3章由華晶編寫,第6、8章由殷華編寫,第7章由肖志勇編寫。全書由何火嬌統(tǒng)稿。第三版的修訂工作得到江西農(nóng)業(yè)大學軟件學院、江西農(nóng)業(yè)大學教務處和中國鐵道出版社的大力支持,在此表示衷心的感謝!
對于書中存在的疏漏和不足,敬請廣大讀者批評指正,郵箱:hhojj@sinacom。
編者
2017年2月
何火嬌,教授,碩士生導師,從事本科專業(yè)該課程的教學工作近40年,主要研究方向為計算機應用技術。先后擔任江西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)工程學院副院長、計算機與信息學院院長、軟件學院院長、江西省高等學校農(nóng)業(yè)信息技術重點實驗室主任。曾任江西省計算機學會副理事長、江西省軟件行業(yè)協(xié)會常務理事、江西省自動化學會常務理事,江西省高等教育計算機考試專家組專家。
長期從事科學研究工作,主持和參加國家自然科學基金研究項目5項、主持江西省農(nóng)業(yè)科技支撐計劃研項目3項、江西省自然科學基金研究項目1項、江西省教育廳科學技術研究項目6項和江西省級質(zhì)量工程研究項目3項等。發(fā)表學術研究論文30多篇,編寫教材8部,曾獲江西省級教學成果一等獎1項、二等獎4項,中國高等教育學會優(yōu)秀成果獎1項等多個獎項。
第1章數(shù)字電路基礎1
11數(shù)字電路概述1
111數(shù)字邏輯電路的發(fā)展史1
112數(shù)字信號與數(shù)字電路3
113邏輯變量、常量和邏輯函數(shù)4
12基本邏輯和復合邏輯5
121基本邏輯5
122復合邏輯7
13基本邏輯運算電路10
131二極管與門電路10
132二極管或門電路11
133三極管非門電路12
14數(shù)字電路的分析方法與測試技術13
15數(shù)字電路中的常用編碼13
151二十進制碼(BCD碼)14
152奇偶校驗碼15
小結(jié)15
習題16
第2章邏輯代數(shù)和邏輯函數(shù)化簡17
21邏輯代數(shù)的基本定律17
211邏輯代數(shù)運算法則17
212三個基本法則20
213邏輯代數(shù)的應用舉例20
22邏輯函數(shù)的最小項標準表達式22
221最小項的定義及其性質(zhì)22
222最小項標準式23
23邏輯函數(shù)的化簡24
231最簡邏輯函數(shù)24
232邏輯代數(shù)化簡法25
233卡諾圖的結(jié)構26
234邏輯函數(shù)的卡諾圖表示27
235與或邏輯函數(shù)的化簡28
236無關項的化簡31
小結(jié)32
習題33
第3章組合邏輯電路35
31組合邏輯電路的結(jié)構與特點35
32組合邏輯電路的分析36
321組合邏輯電路的分析方法36
322組合邏輯電路的分析舉例36
33組合邏輯電路的設計39
331組合邏輯電路的設計方法39
332組合邏輯電路的設計舉例40
34組合邏輯電路中的競爭與冒險43
341產(chǎn)生競爭冒險現(xiàn)象的原因44
342冒險的分類44
343冒險現(xiàn)象的判別45
344冒險現(xiàn)象的消除46
35常用中規(guī)模組合邏輯器件47
351編碼器47
352譯碼器52
353數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器62
354加法器70
355數(shù)值比較器77
小結(jié)80
習題81
數(shù)字邏輯(第三版)
目錄
第4章觸發(fā)器84
41基本RS觸發(fā)器84
411基本RS觸發(fā)器的結(jié)構84
412觸發(fā)器邏輯功能分析85
42可控RS觸發(fā)器88
421可控RS觸發(fā)器的結(jié)構88
422邏輯功能分析88
423帶直接置位、復位的可控RS觸發(fā)器89
424觸發(fā)器的空翻問題90
43集成觸發(fā)器91
431維持阻塞D觸發(fā)器91
432JK觸發(fā)器93
433觸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換95
434觸發(fā)器分析舉例97
435觸發(fā)器的選用和使用注意事項101
小結(jié)102
習題102
第5章時序邏輯電路105
51概述105
511時序邏輯電路的組成105
512時序邏輯電路的分類106
52時序邏輯電路分析107
521分析步驟107
522同步時序邏輯電路分析107
523異步時序邏輯電路分析110
53寄存器112
531數(shù)碼寄存器112
532集成移位寄存器113
54計數(shù)器114
541同步二進制計數(shù)器115
542異步計數(shù)器117
55中規(guī)模集成計數(shù)器119
551同步四位二進制計數(shù)器74LS161119
552二進制可逆計數(shù)器74LS169123
553異步集成計數(shù)器74LS90124
554十進制可逆集成計數(shù)器74LS192126
小結(jié)128
習題128
第6章半導體存儲器和可編程邏輯器件131
61概述131
62半導體存儲器132
621只讀存儲器132
622隨機存儲器133
623存儲器的內(nèi)部結(jié)構134
63存儲器容量擴展139
631存儲器與CPU的連接139
632存儲容量的擴展140
633存儲空間物理地址范圍的計算144
64可編程邏輯器件145
641可編程邏輯器件的發(fā)展145
642VHDL語言簡介146
643可編程邏輯器件的開發(fā)流程147
小結(jié)148
習題148
第7章數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路150
71概述150
72數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路151
721數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的原理與結(jié)構151
722數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的性能指標152
723典型數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的應用153
73模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路155
731模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的原理與結(jié)構155
732模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能指標156
733典型模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的應用156
小結(jié)158
習題158
第8章EDA設計與數(shù)字系統(tǒng)綜合實例159
81EDA概述159
811EDA技術的發(fā)展概況159
812EDA常用軟件160
82Protel輔助電路板設計軟件簡介161
83Protel軟件設計舉例161
831原理圖設計161
832PCB設計163
84數(shù)字系統(tǒng)綜合設計實例:八路數(shù)字搶答器167
841數(shù)字搶答器的功能需求與工作過程167
842數(shù)字搶答器的設計168
843原理分析169
小結(jié)170
習題170
附錄A數(shù)字集成電路的型號命名法171
參考文獻173