本書是為高等學校電氣類、電子類、自動化類和其它相近專業而編著的《數字電子技術基礎》教材。本書分為十章。第一章主要介紹數制和編碼數；第二章邏輯門電路；第三章組合邏輯電路；第四章觸發器；第五章時序邏輯電路本原理；第六章脈衝電路；第七章半導體存儲器；第八章可編程邏輯器件；第九章數/摸、摸/數轉換；第十章VHDL程序設計及應用。本書可作為本科生教材，同時也作為從事電子工程的工程師和參加各類電子制作競賽本科優秀生提供有益的參考資料。

高吉祥，國防科技大學電子科學與工程學院教授，出版教材二十多本。因科研成績突出，先後出席全國科技大會、武漢軍區科技大會、武漢軍區後勤、長沙市科技大會、先後被評為武漢軍區後勤、武漢市、武漢軍區、長沙市先進科技工作者。

第1章 數字邏輯基礎
1．1 數制與編碼
1．1．1 數制
1．1．2 數制間的轉換
1．1．3 編碼
1．2 邏輯代數
1．2．1 邏輯變量與邏輯函數概念
1．2．2 三種基本邏輯及其運算
1．2．3 復合邏輯及其運算
1．2．4 邏輯函數的描述
1．2．5 邏輯代數的定律、規則及常用公式
1．3 邏輯函數化簡
1．3．1 邏輯函數的最簡形式
1．3．2 邏輯函數的代數化簡法
1．3．3 圖解化簡法(卡諾圖化簡法)
1．3．4 具有無關項的邏輯函數及其化簡
本章小結
習題一
第2章 邏輯門電路
2．1 概述
2．2 半導體器件的開關特性
2．2．1 半導體二極管的開關特性
2．2．2 雙極型三極管的開關特性
2．2．3 MOS管的開關特性
2．3 件門電路
2．3．1 二極管與門
2．3．2 二極管或門
2．3．3 三極管非門
2．4 TTL集成門電路
2．4．1 TTL集成門電路的結構
2．4．2 TTL門電路
2．5 MOS門電路
2．5．1 NMOS門電路
2．5．2 CMOS門電路
2．5．3 CMOS集成電路的主要特點和使用中應注意的問題
2．6 TTL電路與CMOS電路的接口
本章小結
習題二
第3章 組合邏輯電路
3．1 概述
3．2 組合邏輯電路的基本分析和設計方法
3．2．1 組合邏輯電路的基本分析方法
3．2．2 組合邏輯電路的基本設計方法
3．3 若干常用的組合邏輯電路
3．3．1 全加法器
3．3．2 編碼器
3．3．3 數值比較器
3．3．4 譯碼器
3．3．5 數據分配器
3．3．6 數據選擇器
3．4 組合電路中的競爭―冒險
3．4．1 競爭―冒險的概念及其產生原因
3．4．2 消除競爭―冒險的方法
本章小結
習題三
第4章 觸發器
4．1 概述
4．2 電平型基本RS觸發器
4．2．1 與非門構成的基本RS觸發器
4．2．2 或非門構成的基本RS觸發器
4．2．3 電平型基本RS觸發器的動作特點
4．3 時鐘控制的電平觸發器(同步觸發器)
4．3．1 同步RS觸發器
4．3．2 同步D觸發器
4．3．3 同步JK觸發器
4．3．4 同步T觸發器和T′觸發器
4．3．5 同步觸發器的動作特點
4．4 主從觸發器
4．4．1 主從RS觸發器
4．4．2 主從D觸發器
4．4．3 主從JK觸發器
4．5 邊沿觸發器
4．5．1 維持阻塞結構正邊沿觸發器
4．5．2 利用傳輸延遲時間的負邊沿觸發器
4．6 CMOS觸發器
4．6．1 帶使能端的CMOS型D觸發器
4．6．2 CMOS主從D觸發器
4．6．3 CMOS主從JK觸發器
4．7 鐘控觸發器的邏輯功能及其描述方法
4．7．1 鐘控觸發器按邏輯功能的分類
4．7．2 觸發器的電路結構和邏輯功能的關繫
4．8 不同類型觸發器之間的轉換
4．8．1 D型觸發器轉換成JK型觸發器
4．8．2 JK型觸發器轉換成D觸發器
4．9 觸發器的動態參數
本章小結
習題四
第5章 時序邏輯電路
5．1 概述
5．2 時序邏輯電路的狀態轉換表、狀態轉換圖和時序圖
5．2．1 狀態轉換表(state table)
5．2．2 狀態轉換圖(state diagram)
5．2．3 時序圖(timing diagram)
5．3 同步時序邏輯電路的分析和設計方法
5．3．1 同步時序邏輯電路的分析方法
5．3．2 同步時序邏輯電路的設計方法
5．4 異步時序電路的分析和設計方法
5．4．1 脈衝型異步時序電路的分析方法
5．4．2 脈衝型異步時序電路的設計方法
5．5 幾種常用的時序邏輯電路
5．5．1 寄存器和移位寄存器(Register and Shift Register)
5．5．2 計數器
*5．5．3 順序脈衝發生器
*5．5．4 序列信號發生器
*5．6 時序邏輯電路中的競爭―冒險現像
本章小結
習題五
第6章 脈衝信號的產生與整形
6．1 概述
6．2 時基集成電路的結構和工作原理
6．2．1 555時基電路的特點和封裝
6．2．2 555時基電路的工作原理
6．2．3 雙極型555和CMOS型555的性能比較
6．3 施密特觸發器
6．3．1 集成施密特觸發器
6．3．2 用555定時器接成的施密特觸發器
6．3．3 施密特觸發器的應用
6．4 單穩態觸發器
6．4．1 用門電路組成的單穩態觸發器
6．4．2 集成單穩態觸發器
6．4．3 用555時基電路構成的單穩態觸發器
6．4．4 單穩態觸發器的應用
6．5 多諧振蕩器
6．5．1 對稱式多諧振蕩器
6．5．2 非對稱式多諧振蕩器
6．5．3 環形振蕩器
6．5．4 用施密特觸發器構成的多諧振蕩器
6．5．5 石英晶體多諧振蕩器
6．5．6 用555時基電路構成的多諧振蕩器
*6．5．7 壓控振蕩器
本章小結
習題六
第7章 半導體存儲器
7．1 概述
7．2 隻讀存儲器(ROM)
7．2．1 隻讀存儲器的電路結構
7．2．2 掩模隻讀存儲器
7．2．3 可編程隻讀存儲器(PROM)
7．2．4 可擦除的可編程隻讀存儲器(EPROM)
7．2．5 電信號擦除的可編程隻讀存儲器(EEPROM)
7．2．6 快閃存儲器(Flash Memory)
7．3 隨機存儲器(RAM)
7．3．1 靜態隨機存儲器(SRAM)
7．3．2 動態隨機存儲器（DRAM）
7．4 存儲器容量的擴展
7．4．1 位擴展方式
7．4．2 字擴展方式
7．5 用存儲器實現組合邏輯函數
本章小結
習題七
第8章 可編程邏輯器件
8．1 概述
8．2 可編程邏輯器件的基本結構和電路表示方法
8．2．1 可編程邏輯器件的基本結構
8．2．2 PLD電路的表示方法
8．3 可編程陣列邏輯(PAL)
8．3．1 基本的PAL電路
8．3．2 帶寄存器輸出的PAL電路
8．3．3 兩種輸出結構的PAL電路
8．3．4 帶異或輸出的PAL電路
8．3．5 運算選通反饋結構
8．3．6 PAL的應用舉例
8．4 可編程通用陣列邏輯(GAL)
8．4．1 GAL器件的基本結構
8．4．2 輸出邏OLMC
8．4．3 GAL器件的結構控制字
8．4．4 輸出邏(OLMC)的組態
8．4．5 GAL器件行地址映射圖
8．5 復雜可編程邏輯器件(CPLD)
8．5．1 XC9500繫列器件結構
8．5．2 功能塊FB
8．5．3
8．5．4 乘積項分配器(PT)
8．5．5 Fast CONNECT開關矩陣
8．5．6 輸入/輸出塊(IOB)
8．5．7 JTAG邊界掃描接口
8．6 現場編程門陣列(FPGA)
8．6．1 FPGA的基本結構
8．6．2 可配置邏輯塊（CLB）結構
8．6．3 輸入／輸出塊(IOB)結構
8．6．4 FPGA的互連資源
8．7 在繫統可編程邏輯器件(ISP?PLD)
8．7．1 ispLSI的基本結構
8．7．2 通用邏輯塊(GLB)
8．7．3 全局布線區GRP
8．7．4 輸出布線區ORP
8．7．5 輸入／
8．7．6 時鐘網絡
8．7．7 邊界掃描
8．7．8 用戶電子標簽（UES）和保密位
本章小結
習題八
第9章 數/模轉換與模/數轉換
9．1 概述
9．2 數/模轉換器(DAC)
9．2．1 數/模轉換器基本原理
9．2．2 數/模轉換器的主要技術指標
9．2．3 集成DAC典型芯片
9．2．4 集成DAC的應用
9．3 模/數轉換器(ADC)
9．3．1 模/數轉換器基本原理
9．3．2 模/數轉換器的主要技術指標
9．3．3 集成ADC典型芯片
9．3．4 集成ADC的應用
本章小結
習題九
附錄A 部分習題參考答案
附錄B 文字符號及其說明
參考文獻

第4版前言

本書是為了高等學校電氣與電子類、自動化類、計算機類和其他相近專業而編著的基礎教材。為“普通高等教育‘十一五’國家級規劃教材”。

自《數字電子技術》（第一版）出版至今，已經過去了十多個年頭。根據廣大讀者提出的寶貴意見，本書曾做了多次修訂。深受讀者喜愛。

第4版修訂中，為了保證教學的體繫完整及學時的要求，將1.4節VHDL語言基礎及第2章至第9章有關電路的VHDL的描述全部刪除，因為這部分內容在後續課程——虛擬實驗及仿真模擬會進行講解。修訂後全書共分為9章。第1章為數字邏輯基礎，主要介紹數制與碼制、邏輯代數（布爾代數）、邏輯函數及化簡；第2章為邏輯門電路，主要介件門邏輯、TTL集成門電路、ECL門電路和CMOS門電路；第3章為組合邏輯電路，主要介紹組合邏輯電路的分析方法和設計方法、若干組合邏輯電路及組合邏輯電路中的競爭—冒險現像；第4章為觸發器，主要介紹觸發器的電路結構與動作特點、觸發器的邏輯功能及其描述方法和觸發器的動態參數；第5章為時序邏輯電路，主要介紹同步、異步時序邏輯電路的分析方法和設計方法，分析了幾種常用的時序邏輯電路和時序邏輯電路的競爭—冒險現像；第6章為脈衝信號的產生與整形電路，主要介紹施密特觸發器、單穩態觸發器和多諧振蕩器的基本原理，以及用模擬運放、邏輯門電路、石英晶體、555定時器構成各種觸發器和多諧振蕩器；第7章為半導體存儲器，主要介紹隻讀存儲器（ROM）和隨機存儲器（RAM）的原理和構成，以及存儲的擴展方式；第8章為可編程邏輯器件，主要介紹可編程邏輯器件的基本結構，PLD電路的表示方法，可編程通用陣列邏輯GAL，復雜可編程邏輯器件CPLD、現場可編程門陣列（FPGA）、在繫統可編程邏輯器件（ISPPLD）的結構和原理；第9章為數/模轉換和模/數轉換，主要介紹各種數/模和模/數轉換器的結構和原理。

在本次修訂過程中，對各章的習題組織一次全面繫統的演算和對附錄A習題參考答案進行了一次全面的核對。

第4版修訂主要由高吉祥、丁文霞擔任主編，王彥、莊友誼、董招輝、王文虎參與編著。本次修訂工作的指導思想是：依據教育部有關電子信息科學與電氣信息類基礎課程教學的基本要求，同時繼續遵循本書前三版的編寫原則“確保基礎、精選內容、加強概念、推陳出新、聯繫實際、側重集成、避免遺漏、防止重復、統一符號、形成繫統”。

為方便學生學好該門課程，課程組還編寫了實驗與課程設計教材、學習輔助教材、拓寬教材、教師參考用書以及多媒體課件。與本書配套的教材有：

1. 《電子技術基礎實驗與課程設計》（第三版）高吉祥、庫錫樹主編，丁文霞、陸珉、劉安芝、劉菊榮編著，電子工業出版社出版；

2. 《數字電子技術學習輔導及習題詳解》高吉祥主編，丁文霞、陳忠澤、黃智偉編著，電子工業出版社出版；

3. 《全國大學生電子設計競賽培訓繫列教程——數字繫統與自動控制繫統設計》高吉祥主編，丁文霞、關永峰、潘中銀編著，電子工業出版社出版；

4. 《數字電子技術》教師參考用書（內部資料）；

5. 《數字電子技術》多媒體教學課件(光盤)。

選用本教材的學校，可免費獲取多媒體教學課件及教師參考用書，但必須由用書學校教務處出具證明，與電子工業出版社高等教育分社聯繫，或登錄www.hxedu.com.cn索取。

2009年3月29日在長沙由凌永順院士、傅豐林、王志功、甘良纔、蔡自興、劉力等幾位教授對整個電子繫列教材進行成果鋻定，對這套教材給予了極高的評價。詳見“電子技術基礎”繫列教材成果鋻定意見。張晉民教授在繫列叢書的修訂工作中，對叢書知識體繫的調整、內容結構的配比，提出了寶貴的建議，在些一並表示感謝。

本書適合課時數為40~60個學時。書中帶“*”的小節為拓寬內容，可根據學時數的要求選講。

新版教材中一定還有不少缺點和不足之處，懇請廣大讀者給予批評指正。

編 著 者

2016年5月