•內容力求少而精，在“精練”上取勝。精選內容，優選講法，以符合教學基本要求為準。

•為了解決內容多與學時緊的矛盾，并突出學生的個性培養，在每章的最后設置輔修內容。在學時多的情況下，教師也可選講該部分自學材料，真正做到好教好學。

•在保證基礎內容的前提下，加重中大規模數字集成電路的相關內容。

•提出數字系統的組成的概念，對數字系統的模塊化擴展、分析與設計方法進行重點、系統的介紹。

•教材中引入了超高速硬件描述語言VHDL，在相關章節的輔修內容中給出有關基本數字功能器件及數字系統的VHDL語言描述，便于學生循序漸進地自學。

“數字電子技術基礎”是工科院校電氣電子信息類專業的一門重要的技術基礎課，研究各種數字器件、數字電路、數字系統、模數混合系統的工作原理和分析與設計方法。為適應電子信息科學技術的飛速發展和21世紀對高素質創新人才培養的要求，我們結合多年的教學實踐經驗，編寫了本書。本書具有以下特點：

（1）力求少而精，在“精練”上取勝。精選內容，優選講法，以符合教學基本要求為準。

（2）為了解決內容多與學時緊的矛盾，并突出學生的個性培養，在每一章的最后一節提供了輔修內容。在學時多的情況下，教師也可選講該部分內容，真正做到好教好學。

（3）在保證基礎內容的前提下，加重中大規模數字集成電路的相關內容。

（4）提出數字系統組成的概念，對數字系統的模塊化擴展、分析與設計方法進行重點、系統的介紹。

（5）教材中引入了超高速硬件描述語言VHDL，在相關章節的輔修內容中給出有關基本數字功能器件及數字系統的VHDL語言描述，便于學生循序漸進地自學。

本書共有10章。第1章為邏輯代數基礎，包括邏輯代數的基本概念、公式定理，邏輯函數的表示法及化簡法，VHDL語言基礎；第2章為門電路，包括TTL、CMOS兩種集成門電路的電路結構、工作原理、有關特性與參數，重點介紹了三種特殊結構（OC、TSL、TG）數字集成電路技術，并涉及門電路的VHDL語言的描述；第3章為組合邏輯電路，包括組合邏輯電路的分析與設計方法，重點講述幾種常用的中規模集成組合邏輯芯片及其VHDL語言的描述；第4章為觸發器，包括各種不同類型觸發器的電路結構、動作特點、邏輯功能和VHDL語言的描述；第5章為時序邏輯電路，包括時序邏輯電路的分析與設計方法，側重介紹幾種常用的中規模集成時序邏輯芯片和VHDL語言的描述；第6章為半導體存儲器，包括ROM、RAM的電路結構、工作原理、特點和VHDL語言的描述；第7章為數字系統的分析與設計，介紹數字系統組成的概念，數字系統模塊化的分析與設計方法，數字系統的擴展方法，VHDL語言在數字系統模塊化分析與設計中的應用；第8章為可編程邏輯器件，包括各種可編程邏輯器件的結構、工作原理及特點；第9章為脈沖波形的產生與整形，介紹施密特觸發器、單穩態觸發器、多諧振蕩器的特點、作用和電路構成；第10章為數模與模數轉換，包括ADC、DAC的特點、電路構成和工作原理等。

本書是在總結中南大學信息科學與工程學院電工電子教學與實驗中心教師多年教學實踐經驗的基礎上于2015年完成編寫工作。該書由陳明義任主編，覃愛娜、陳革輝任副主編。其中，覃愛娜負責第1章、第2章、第3章的編寫；陳革輝負責第4章、第5章、第6章的編寫；陳明義負責第7章、第8章、第9章、第10章的編寫。該書在編寫過程中得到了羅桂娥、張亞明、李飛、劉獻如、彭衛超、余迪、朱利香等老師的幫助和支持。最后，由陳明義統稿定稿。

本書可作為高等學校電氣電子信息類專業“數字電子技術基礎”課程的教材，也可作為從事電子技術的工程技術人員及廣大電子技術愛好者的參考書。

本書在編寫過程中得到了全體同仁的大力支持，在此一并表示衷心的感謝。

由于編寫水平有限，加之時間倉促，書中難免有許多不妥與錯誤，殷切期望讀者批評與指正。

前言
第1章 邏輯代數基礎 1
1.1 邏輯變量和邏輯運算 1
1.1.1 邏輯變量 1
1.1.2 基本邏輯運算 1
1.1.3 復合邏輯運算 4
1.2 邏輯代數的公式和定理 6
1.2.1 邏輯代數的基本公式和常用公式 6
1.2.2 邏輯代數的基本定理 7
1.3 邏輯函數及其表示方式 8
1.3.1 邏輯函數的表示方法 9
1.3.2 邏輯函數的標準形式 12
1.4 邏輯函數的公式化簡法 16
1.4.1 最簡邏輯式的概念 16
1.4.2 邏輯函數的公式化簡法 16
1.5 邏輯函數的卡諾圖化簡 18
1.5.1 邏輯函數的卡諾圖表示法 19
1.5.2 用卡諾圖化簡邏輯函數 20
1.6 具有無關項的邏輯函數及其化簡 23
1.6.1 邏輯函數的無關項 23
1.6.2 具有無關項的邏輯函數的化簡 24
1.7 邏輯函數的變換與實現 25
1.7.1 邏輯函數的表達形式 25
1.7.2 邏輯函數的變換 27
1.8 輔修內容 28
1.8.1 數制和碼制 28
1.8.2 用Q-M法化簡邏輯函數 34
1.8.3 VHDL語言基礎 37
本章小結 43
習題一 44
第2章 門電路 48
2.1 數字電路的二值邏輯狀態表示 48
2.2 半導體器件的開關特性 49
2.2.1 半導體二極管的開關特性 49
2.2.2 半導體三極管的開關特性 51
2.2.3 MOS管的開關特性 54
2.3 分立元件門電路 56
2.3.1 二極管與門 56
2.3.2 二極管或門 57
2.3.3 晶體三極管非門 58
2.4 TTL集成門電路 59
2.4.1 TTL反相器 59
2.4.2 其他邏輯功能的TTL門電路 68
2.4.3 特殊邏輯功能的TTL門電路 71
2.5 CMOS集成門電路 74
2.5.1 CMOS反相器 74
2.5.2 其他邏輯功能的CMOS門電路 80
2.5.3 特殊邏輯功能的CMOS門電路 83
2.6 輔修內容 86
2.6.1 改進型的TTL門電路 86
2.6.2 其他類型的雙極型數字集成電路 90
2.6.3 其他類型的MOS電路 95
2.6.4 邏輯門電路的正確使用 98
2.6.5 門電路的VHDL語言描述 105
本章小結 111
習題二 111
第3章 組合邏輯電路 116
3.1 組合邏輯電路的特點 116
3.2 組合邏輯電路的分析 116
3.3 組合邏輯電路的設計 120
3.4 若干常用組合邏輯電路及其應用 122
3.4.1 編碼器 123
3.4.2 譯碼器 128
3.4.3 加法器 139
3.4.4 數值比較器 143
3.5 輔修內容 146
3.5.1 組合邏輯電路中的競爭和冒險 146
3.5.2 常用組合邏輯電路的VHDL語言描述 148
本章小結 153
習題三 154
第4章 觸發器 158
4.1 概述 158
4.2 觸發器電路的結構及動作特點 159
4.2.1 基本RS觸發器 159
4.2.2 同步RS觸發器 161
4.2.3 主從觸發器 163
4.2.4 邊沿觸發器 166
4.3 觸發器的邏輯功能及描述方法 169
4.3.1 觸發器的邏輯功能及描述 169
4.3.2 觸發器的電路結構與邏輯功能的關系 172
4.4 觸發器邏輯功能的轉換 173
4.5 輔修內容 175
4.5.1 觸發器的動態特性 175
4.5.2 觸發器的VHDL語言描述 177
本章小結 183
習題四 184
第5章 時序邏輯電路 189
5.1 概述 189
5.2 同步時序邏輯電路的分析 191
5.2.1 同步時序邏輯電路分析的一般步驟 192
5.2.2 同步時序邏輯電路的分析舉例 192
5.3 同步時序邏輯電路的設計 196
5.3.1 同步時序邏輯電路設計的一般步驟 196
5.3.2 同步時序邏輯電路設計舉例 197
5.4 若干常用時序邏輯電路及應用 203
5.4.1 寄存器和移位寄存器 203
5.4.2 計數器 208
5.5 輔修內容 225
5.5.1 異步時序邏輯電路的分析 225
5.5.2 時序邏輯電路中的競爭與冒險 227
5.5.3 常用時序邏輯電路的VHDL語言描述 230
本章小結 233
習題五 234
第6章 半導體存儲器 238
6.1 概述 238
6.2 只讀存儲器 240
6.2.1 掩膜只讀存儲器 240
6.2.2 可編程只讀存儲器（PROM） 242
6.2.3 可擦除的可編程只讀存儲器（EPROM） 244
6.2.4 EPROM集成芯片簡介 247
6.3 隨機存儲器 248
6.3.1 靜態隨機存儲器 249
6.3.2 動態隨機存儲器 253
6.4 存儲器的應用 257
6.4.1 作函數運算表電路 257
6.4.2 實現任意組合邏輯函數 259
6.5 輔修內容 264
6.5.1 順序存取存儲器（SAM） 264
6.5.2 存儲器的VHDL語言描述 268
本章小結 270
習題六 271
第7章 數字系統的分析與設計 273
7.1 概述 273
7.2 數字系統的擴展 274
7.2.1 中規模集成組合邏輯電路的功能擴展 274
7.2.2 中規模集成時序邏輯電路的功能擴展 277
7.2.3 存儲器容量的擴展 280
7.3 數字系統的分析 282
7.4 數字系統的設計 288
7.5 輔修內容 291
7.5.1 鍵盤編碼器的分析 291
7.5.2 數字時鐘電路的設計 296
7.5.3 簡易交通信號燈控制電路的設計 309
本章小結 315
習題七 316
第8章 可編程邏輯器件 321
8.1 概述 321
8.2 現場可編程邏輯陣列（FPLA） 324
8.3 可編程陣列邏輯（PAL） 326
8.3.1 PAL器件的基本結構 326
8.3.2 PAL器件的類型 327
8.3.3 PAL器件的應用實例 328
8.4 通用陣列邏輯（GAL） 332
8.4.1 GAL器件的基本結構 332
8.4.2 GAL的行地址映射圖 337
8.5 輔修內容 339
8.5.1 高密度可編程邏輯器件（HDPLD） 339
8.5.2 可編程邏輯器件的開發與編程 351
本章小結 356
習題八 357
第9章 脈沖波形的產生與整形 361
9.1 概述 361
9.2 施密特觸發器 362
9.2.1 用門電路組成的施密特觸發器 362
9.2.2 施密特觸發器的應用 365
9.3 單穩態觸發器 367
9.3.1 微分型單穩態觸發器 367
9.3.2 積分型單穩態觸發器 370
9.4 多諧振蕩器 372
9.4.1 對稱式多諧振蕩器 372
9.4.2 石英晶體多諧振蕩器 376
9.5 555定時器及其應用 377
9.5.1 555定時器的電路結構與功能 377
9.5.2 555定時器構成的施密特觸發器 379
9.5.3 555定時器構成的單穩態觸發器 380
9.5.4 555定時器構成的多諧振蕩器 382
9.6 輔修內容 385
9.6.1 集成施密特觸發器 385
9.6.2 集成單穩態觸發器 389
9.6.3 壓控振蕩器 394
本章小結 399
習題九 400
第10章 數模與模數轉換 404
10.1 概述 404
10.1.1 ADC與DAC的應用 404
10.1.2 ADC與DAC的性能指標 406
10.1.3 ADC與DAC的分類 406
10.2 數模轉換器（DAC） 406
10.2.1 數模轉換原理與一般組成 406
10.2.2 權電阻網絡DAC 408
10.2.3 R-2R倒T形電阻網絡DAC 411
10.2.4 DAC的轉換精度與轉換速度 413
10.3 模數轉換器（ADC） 416
10.3.1 模數轉換基本原理 416
10.3.2 并聯比較型ADC 419
10.3.3 逐次逼近型ADC 422
10.3.4 雙積分型ADC 424
10.3.5 ADC的轉換精度和轉換速度 428
10.4 輔修內容 429
10.4.1 集成DAC 429
10.4.2 集成ADC 434
本章小結 440
習題十 440
參考文獻 445

1. 電路與電子技術Ⅲ——模擬電子技術 [主編 劉峰]
2. 數字電子技術 [主編 覃愛娜]
3. 電路與電子技術Ⅰ—數字電子技術 [主編 鄭玉珍 王淑琴]
4. 電子技術實訓指導書（第二版） [主編 胡敏 肖楊 李艷]
5. 模擬電子技術（第二版） [主編 羅桂娥]
6. 電工電子技術實驗指導書 [主編 李翠英 聶玲 魏 鋼 羅]
7. 電工電子技術 [主編 吳培剛 許弟建]
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9. 數字設計基礎及應用 [主 編 余建坤]
10. 電路與電子技術實驗及Multisim仿真 [胡淑均 周天慶 戴哲轉 夏秋華]
11. 電工與電子技術基礎實驗教程 [胡淑均 夏秋華 周天慶 戴哲轉]
12. 電路與模擬電子技術基礎 [主編 劉獻如 羅桂娥]
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19. 電路與電子技術實驗教程 [主編 張靜秋]
20. 電子技術基礎 [主編 楊云英 鄒紅艷]
21. 電子技術項目教程（Proteus版） [主編 郭志勇]
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27. 模擬電子技術基礎 [何碧貴 韓德勛]
28. 實用電子技術與電子創新設計 [劉磊 劉延武 郭紅英]
29. 數字電子技術案例教程 [主 編 劉曉陽 王平]
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