本書(shū)主要內(nèi)容包括數(shù)字電路基礎(chǔ)、邏輯代數(shù)和邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、EDA設(shè)計(jì)與數(shù)字系統(tǒng)綜合實(shí)例等,共8章,學(xué)習(xí)時(shí)數(shù)約50學(xué)時(shí)。
本書(shū)是在作者長(zhǎng)期從事“數(shù)字邏輯”課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成的,做到了精選教學(xué)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(diǎn)突出、難點(diǎn)分散、簡(jiǎn)明易懂和實(shí)用等特點(diǎn)。為了幫助學(xué)生掌握本書(shū)的核心內(nèi)容,本書(shū)從培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力出發(fā),把每節(jié)的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計(jì)成思考題,并配有適量的例題和習(xí)題供學(xué)生學(xué)習(xí)與訓(xùn)練。
本書(shū)適合作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、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(guān)讀者學(xué)習(xí)“數(shù)字邏輯”課程的自學(xué)參考書(shū)。
本書(shū)是江西省高等學(xué)!皵(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(jiǎng)。
“數(shù)字邏輯”(數(shù)字邏輯電路)課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、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(biāo),以培養(yǎng)學(xué)生能力為宗旨,本書(shū)力求做到與時(shí)俱進(jìn),精選教學(xué)內(nèi)容,通俗易懂,適于讀者自學(xué),使讀者掌握數(shù)字邏輯的基本知識(shí)、基本分析方法的同時(shí)具備應(yīng)用數(shù)字集成芯片設(shè)計(jì)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(yùn)算門(mén)電路”內(nèi)容進(jìn)行了修改。刪除了三極管TTL門(mén)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(yīng)用,又要使讀者理解邏輯運(yùn)算在電路上是如何實(shí)現(xiàn)的,因此,將二極管與、或和三極管非邏輯的實(shí)現(xiàn)電路移至第1章基本邏輯運(yùn)算電路部分中介紹,在講述數(shù)字電路基本邏輯運(yùn)算的同時(shí),結(jié)合邏輯運(yùn)算電路的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行講解,這樣不但內(nèi)容結(jié)構(gòu)緊湊,而且能使讀者更深入地了解數(shù)字邏輯運(yùn)算的本質(zhì)是邏輯電路的作用。
(2)將第二版中第4章的“應(yīng)用舉例”內(nèi)容進(jìn)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(yīng)用內(nèi)容分別移至相應(yīng)的章節(jié)中,這樣突出了理論聯(lián)系實(shí)際。
(3)刪除了第二版的習(xí)題答案,有利于培養(yǎng)讀者獨(dú)立思考和獨(dú)立作業(yè)的能力。
(4)對(duì)第二版中存在的個(gè)別漏字及錯(cuò)別字進(jìn)行了糾正。
本書(shū)具有內(nèi)容精練、知識(shí)點(diǎn)全面、易讀易懂、理論結(jié)合實(shí)際等特色,可培養(yǎng)讀者具備初步設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的能力。
本書(shū)由江西農(nóng)業(yè)大學(xué)何火嬌任主編,華晶、殷華、肖志勇任副主編。全書(shū)共分8章,其中,第1、2、4、5章由何火嬌編寫(xiě),第3章由華晶編寫(xiě),第6、8章由殷華編寫(xiě),第7章由肖志勇編寫(xiě)。全書(shū)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(xué)軟件學(xué)院、江西農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處和中國(guó)鐵道出版社的大力支持,在此表示衷心的感謝!
對(duì)于書(shū)中存在的疏漏和不足,敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正,郵箱:hhojj@sinacom。
編者
2017年2月
何火嬌,教授,碩士生導(dǎo)師,從事本科專業(yè)該課程的教學(xué)工作近40年,主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。先后擔(dān)任江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院副院長(zhǎng)、計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院院長(zhǎng)、軟件學(xué)院院長(zhǎng)、江西省高等學(xué)校農(nóng)業(yè)信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。曾任江西省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、江西省軟件行業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)理事、江西省自動(dòng)化學(xué)會(huì)常務(wù)理事,江西省高等教育計(jì)算機(jī)考試專家組專家。
長(zhǎng)期從事科學(xué)研究工作,主持和參加國(guó)家自然科學(xué)基金研究項(xiàng)目5項(xiàng)、主持江西省農(nóng)業(yè)科技支撐計(jì)劃研項(xiàng)目3項(xiàng)、江西省自然科學(xué)基金研究項(xiàng)目1項(xiàng)、江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目6項(xiàng)和江西省級(jí)質(zhì)量工程研究項(xiàng)目3項(xiàng)等。發(fā)表學(xué)術(shù)研究論文30多篇,編寫(xiě)教材8部,曾獲江西省級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)4項(xiàng),中國(guó)高等教育學(xué)會(huì)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)1項(xiàng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。
第1章數(shù)字電路基礎(chǔ)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(hào)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(fù)合邏輯5
121基本邏輯5
122復(fù)合邏輯7
13基本邏輯運(yùn)算電路10
131二極管與門(mén)電路10
132二極管或門(mén)電路11
133三極管非門(mén)電路12
14數(shù)字電路的分析方法與測(cè)試技術(shù)13
15數(shù)字電路中的常用編碼13
151二十進(jìn)制碼(BCD碼)14
152奇偶校驗(yàn)碼15
小結(jié)15
習(xí)題16
第2章邏輯代數(shù)和邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)17
21邏輯代數(shù)的基本定律17
211邏輯代數(shù)運(yùn)算法則17
212三個(gè)基本法則20
213邏輯代數(shù)的應(yīng)用舉例20
22邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式22
221最小項(xiàng)的定義及其性質(zhì)22
222最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式23
23邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)24
231最簡(jiǎn)邏輯函數(shù)24
232邏輯代數(shù)化簡(jiǎn)法25
233卡諾圖的結(jié)構(gòu)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(jiǎn)28
236無(wú)關(guān)項(xiàng)的化簡(jiǎn)31
小結(jié)32
習(xí)題33
第3章組合邏輯電路35
31組合邏輯電路的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)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(shè)計(jì)39
331組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法39
332組合邏輯電路的設(shè)計(jì)舉例40
34組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)43
341產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象的原因44
342冒險(xiǎn)的分類44
343冒險(xiǎn)現(xiàn)象的判別45
344冒險(xiǎn)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(xí)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(gòu)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(gòu)88
422邏輯功能分析88
423帶直接置位、復(fù)位的可控RS觸發(fā)器89
424觸發(fā)器的空翻問(wèn)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(xiàng)101
小結(jié)102
習(xí)題102
第5章時(shí)序邏輯電路105
51概述105
511時(shí)序邏輯電路的組成105
512時(shí)序邏輯電路的分類106
52時(shí)序邏輯電路分析107
521分析步驟107
522同步時(shí)序邏輯電路分析107
523異步時(shí)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(jì)數(shù)器114
541同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器115
542異步計(jì)數(shù)器117
55中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器119
551同步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161119
552二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS169123
553異步集成計(jì)數(shù)器74LS90124
554十進(jìn)制可逆集成計(jì)數(shù)器74LS192126
小結(jié)128
習(xí)題128
第6章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件131
61概述131
62半導(dǎo)體存儲(chǔ)器132
621只讀存儲(chǔ)器132
622隨機(jī)存儲(chǔ)器133
623存儲(chǔ)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)134
63存儲(chǔ)器容量擴(kuò)展139
631存儲(chǔ)器與CPU的連接139
632存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展140
633存儲(chǔ)空間物理地址范圍的計(jì)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(yǔ)言簡(jiǎn)介146
643可編程邏輯器件的開(kāi)發(fā)流程147
小結(jié)148
習(xí)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(gòu)151
722數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)152
723典型數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的應(yīng)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(gòu)155
732模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)156
733典型模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用156
小結(jié)158
習(xí)題158
第8章EDA設(shè)計(jì)與數(shù)字系統(tǒng)綜合實(shí)例159
81EDA概述159
811EDA技術(shù)的發(fā)展概況159
812EDA常用軟件160
82Protel輔助電路板設(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)介161
83Protel軟件設(shè)計(jì)舉例161
831原理圖設(shè)計(jì)161
832PCB設(shè)計(jì)163
84數(shù)字系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)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(guò)程167
842數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)168
843原理分析169
小結(jié)170
習(xí)題170
附錄A數(shù)字集成電路的型號(hào)命名法171
參考文獻(xiàn)173