本書是21世紀高等學校電子信息類規(guī)劃教材。為適應應用型人才培養(yǎng)的需要,以及新的課程體系和教學改革的需要,本書力求知識性、趣味性、實用性相結(jié)合。通過本書的學習,學生能在規(guī)定學時內(nèi)掌握具有實用價值的數(shù)字電子技術(shù)基礎知識和技能。
全書共8章,主要內(nèi)容包括邏輯代數(shù)基礎、邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路、脈沖波形的產(chǎn)生與整形、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換以及可編程邏輯器件。為適應應用型人才培養(yǎng)的需要,書中穿插了典型例題和習題,并提供了多媒體教學課件。
本書可作為應用型本科計算機科學與技術(shù)、通信、電子信息、自動化等相關(guān)專業(yè)的本科生教材,也可作為成人教育及自學考試教材以及電子工程技術(shù)人員的參考用書。
本教材主要介紹數(shù)字電子技術(shù)的基本理論和基礎知識,包括數(shù)制、邏輯代數(shù)、邏輯電路、脈沖電路及可編程邏輯器件等知識。全書共分8章。第一章邏輯代數(shù)基礎,主要介紹數(shù)制、邏輯代數(shù)的基本定理和化簡方法,約50千字。第二章邏輯門電路,主要介紹二極管和三極管的開關(guān)作用及各種與非邏輯門電路,約15千字。第三章組合邏輯電路,主要介紹組合邏輯電路的分析和設計以及常用組合邏輯器件,約75千字。第四章觸發(fā)器,主要介紹RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)及邏輯功能,約50千字。第五章時序邏輯電路,主要介紹時序邏輯電路的分析和設計以及常用時序邏輯器件,約80千字。第六章脈沖波形的產(chǎn)生與整形,主要介紹施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器、555定時器的電路結(jié)構(gòu)及其應用,約60千字。第七章A/D和D/A轉(zhuǎn)換,主要介紹A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)及應用,約50千字。第八章可編程邏輯器件,主要介紹可編程邏輯器件基礎,約60千字。再版教材和原版權(quán)相比,增加了應用型案例,刪除了原教材中的故障診斷內(nèi)容。
第2版前言
本書在第1版基礎上修訂而成。2015年11月,教育部、國家發(fā)改委、財政部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于引導部分地方普通本科高校向應用型轉(zhuǎn)變的指導意見》。指導意見指出: 當前我國已經(jīng)建成了世界上最大規(guī)模的高等教育體系,為現(xiàn)代化建設做出了巨大貢獻。但隨著經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài),人才供給與需求關(guān)系深刻變化,面對經(jīng)濟結(jié)構(gòu)深刻調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級加快步伐、社會文化建設不斷推進,特別是創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的實施,高等教育結(jié)構(gòu)性矛盾更加突出,同質(zhì)化傾向嚴重,畢業(yè)生就業(yè)難和就業(yè)質(zhì)量低的問題仍未有效緩解,生產(chǎn)服務一線緊缺的應用型、復合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機制尚未完全建立,人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量尚不適應經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級的要求。
為適應應用型人才培養(yǎng)的需要以及新的課程體系和教學改革的需要,本書力求知識性、趣味性、實用性相結(jié)合。在第1版的基礎上,面向應用技術(shù)型高校建設,增加了貼近實際的應用實例。通過本書的學習,學生能在規(guī)定學時內(nèi)掌握具有實用價值的數(shù)字電子技術(shù)基礎知識和技能。為適應應用技術(shù)型人才培養(yǎng)的需要,書中穿插了典型例題和習題,并提供了多媒體教學課件。
本書共8章,第1、2章由天津理工大學中環(huán)信息學院李曉江編寫,第3章由天津理工大學中環(huán)信息學院申倩偉編寫,第4~6章由天津理工大學中環(huán)信息學院渠麗巖編寫,第7、8章由南開大學濱海學院李文燕編寫,全書由渠麗巖擔任主編,并完成全書的修改及統(tǒng)稿,李曉江擔任副主編。
在本書的編寫過程中得到南開大學濱海學院李維祥教授、北京科技大學天津?qū)W院許學東教授的多方支持,在此表示衷心的感謝。同時也向參與第1版編寫的所有老師表示感謝。
本書在編寫過程中參考了眾多讀者提出的寶貴意見,也查閱和參考了眾多的文獻資料,得到許多教益和啟發(fā),在此向廣大讀者和參考文獻的作者致以誠摯的謝意。本書在編寫過程和出版過程中,還得到清華大學出版社的大力支持和幫助,在此表示衷心的感謝。
本版雖有所改進提高,但離教學改革的要求距離尚遠,殷切希望使用本教材的師生和讀者給予批評指正。
編者
2017年7月
第1版前言
本書是“21世紀高等學校計算機應用型本科教材精選”的規(guī)劃教材。本書旨在貫徹實施“質(zhì)量工程”,適應應用型人才培養(yǎng)的需要,深化教育教學改革,推進應用型本科課程體系和教材體系建設。
本書充分考慮應用型本科培養(yǎng)應用型人才的需要,根據(jù)計算機專業(yè)對“數(shù)字電子技術(shù)”課程的基本要求和學習特點,著重培養(yǎng)學生應用理論知識分析和解決實際問題的能力,按照循序漸進原則,突出“從理論到實踐再到應用”的應用性教學,教材內(nèi)容以適量、實用為度,注重理論知識的運用。在編寫過程中力求敘述簡練,概念清晰,通俗易懂,便于自學。對于數(shù)字系統(tǒng)的分析和設計,做到步驟清楚,結(jié)果正確,在例題的選擇上力求深淺適度、接近實際應用并具有典型性。
全書突出知識性、系統(tǒng)性與趣味性相結(jié)合。每章開頭的 “趣味知識”,介紹了電子技術(shù)發(fā)展史上的重要歷史人物、重大事件以及電子技術(shù)前沿科技展望等內(nèi)容,讓學生在學習專業(yè)知識的同時,增加社會人文知識,培養(yǎng)人文素養(yǎng)。在每一章最后都有與課程知識相關(guān)的故障診斷、數(shù)字系統(tǒng)設計等知識,以求盡量縮短學校教育與社會人才需求的距離。
本書共8章,第1、3章由天津理工大學代紅麗編寫,第2章由天津理工大學中環(huán)信息學院高夕慶編寫,第4、5章由天津理工大學中環(huán)信息學院渠麗巖編寫,第6~8章由南開大學任立儒編寫,全書由渠麗巖擔任主編,完成全書的修改及統(tǒng)稿,本書由天津理工大學中環(huán)信息學院孫富元擔任主審。
在本書編寫過程中得到天津師范大學津沽學院王慧芳教授、南開大學濱海學院朱耀庭教授、天津商業(yè)大學寶德學院常守金教授的多方支持,在此表示衷心的感謝。
本書在編寫過程中查閱和參考了眾多的文獻資料,得到許多教益和啟發(fā),在此向參考文獻的作者致以誠摯的謝意。本書在編寫過程和出版過程中,還得到清華大學出版社和天津理工大學中環(huán)信息學院的大力支持和幫助,在此表示衷心的感謝。
由于作者水平有限,加之時間倉促,書中難免有錯誤和不妥之處,殷切希望使用本教材的師生和讀者,給予批評指正。
編者
2009年3月
第5章時序邏輯電路
本章要點
掌握時序邏輯電路的分析與設計方法;
掌握計數(shù)器的原理與應用,能夠利用中規(guī)模集成電路自行設計任意進制計數(shù)器;
掌握寄存器的原理與應用。
前面討論的組合邏輯電路,如編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器等,電路在任意時刻的輸出狀態(tài)只取決于當前時刻的輸入信號組合。本章將討論另一類數(shù)字邏輯電路——時序邏輯電路,簡稱時序電路,其輸出狀態(tài)不僅與電路當前輸入信號組合有關(guān),而且與輸入信號作用前電路原有的狀態(tài)有關(guān)。稱這樣的電路具有“記憶”功能,因為它可以記住電路過去的狀態(tài)。例如,樓房電梯的控制就是一個典型的時序邏輯問題,電梯的升降不僅取決于當前各按鍵的輸入信號,而且取決于電梯運行的歷史狀態(tài)。如果電梯正在從低樓層向高樓層運行,這時若電梯內(nèi)已有人按下更高樓層的按鍵,或者更高樓層有人召喚,電梯則繼續(xù)向高樓層運行而暫時忽略電梯內(nèi)要求下行的按鍵輸入或低樓層的召喚信號?梢娖淇刂齐娐肪哂小坝洃洝惫δ,可以記住當前電梯所在樓層和運行狀態(tài)。
在數(shù)字邏輯系統(tǒng)中,時序電路應用非常廣泛,可以完成存儲、排序、計數(shù)等功能。和組合邏輯電路一樣,時序邏輯電路也有很多種,計數(shù)器和寄存器是數(shù)字系統(tǒng)中兩種主要的時序邏輯電路。
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