《21世纪大学本科计算机专业系列教材：数字电子技术基础》紧密围绕数字电子技术的核心知识，在选材和内容安排上注重基本理论与实际应用相结合，注意反映数字电子技术的最新发展。全书详细介绍了数制与编码、逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计、脉冲信号的产生与整形以及数／模和模／数转换等方面的基本内容。在此基础上，专门编写了“硬件描述语言VHDL基础”和“可编程逻辑器件及其开发工具”两章内容。
《21世纪大学本科计算机专业系列教材：数字电子技术基础》特点：注重基础坚持“基础是根本”的教学理念，强化知识整合，精心选择课程的核心知识和关键技术。 反映新技术在注重讲解基本概念的同时，也十分注意反映现代数字电子技术的新知识、新技术，如硬件描述语言VHDL、高性能可编程逻辑器件及其开发技术等。 激发创新以能力培养为核心，启迪学生的自主学习潜能。 在全书内容的安排上注重引导和激发学生的创新意识。可读性强语言精炼，叙述严谨，深入浅出，容易阅读。
随着电子技术的迅速发展和计算机技术的广泛应用，“数字电子技术”已成为高等学校理工科各专业的一门重要的技术基础课程。
当前，数字电子技术领域中的新概念、新器件和新方法不断涌现，特别是可编程逻辑器件和电子设计自动化（EDA）技术的普遍应用，对数字电路和系统的设计理念、设计方法产生了很大影响，其中一个重要变化是设计者更加注重对描述方法的理解和掌握。硬件描述语言是数字技术领域一种新的描述方法，它已成为现代数字电子系统设计和开发的重要方法和技术。
本书紧密围绕数字电子技术的核心知识，在选材和内容安排上注重基本理论与实际应用相结合，注意反映数字电子技术的最新发展。全书详细介绍了数制与编码、逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计、脉冲信号的产生与整形以及数/模和模/数转换等方面的基本内容。在此基础上，专门编写了“硬件描述语言VHDL基础”和“可编程逻辑器件及其开发工具”两章内容。
同其他程序语言类似，硬件描述语言有其自身的一套完整的语法体系，为了使初学者容易阅读和在教学中便于实施，本书将“硬件描述语言VHDL基础”单列一章。在实际教学中可根据具体情况选择该章相关内容和前面章节融合起来讲授，也可单独讲解。
关于逻辑器件的图形符号，本书除了EDA开发工具部分外，均采用国家标准（国标）逻辑图形符号。对于EDA开发工具部分，考虑到使用工具软件的方便，则直接采用了其元件库自身提供的图形符号。
书中每章后面的小结概括了全章的重点内容，供复习、总结时参考。每章后面的习题，多是为巩固和理解课程内容必做的练习，并没列出过难的习题，题量也不大，读者参考例题一般能独立完成。书后给出了部分习题的参考答案。此外，书中所有VHDL示例程序均已经过上机调试，并给出了典型示例程序的仿真波形图。
本书是作者在近年承担北京大学计算机系本科生、北京大学理科实验班教学实践基础上编写而成的，并参考和吸收了国内外优秀教材的有关内容。在此，特向有关作者一并致谢。 在本书的编写和出版过程中，承蒙北京大学信息科学技术学院及清华大学出版社领导的热情支持和帮助，谨向他们表示衷心的感谢。
由于时间及水平所限，书中一定存在不少缺点和错误，诚请读者和使用本书的教师批评、指正。
本书PPT课件及EDA开发工具已放于清华大学出版社网站(www.tup.com.cn )本书网页中，欢迎读者选用。
作 者
2012年9月于北京大学
王克义，北京大学信息科学技术学院教授、博士生导师。1970年本科毕业于北京大学，毕业后留校任教至今，长期从事计算机专业的教学与科研工作。曾于1992-1993年在美国乔治·华盛顿大学计算机科学与电子工程系进修（访问学者）；曾任中国计算机学会体系结构专委会委员。主持和参加多项国家重点科技攻关项目，荣获北京大学科学研究成果奖、国家教育部科技进步奖等奖项。主要研究方向为高性能微处理器结构与设计、嵌入式系统、数据通信与计算机网络等。
作者热爱并长期担任一线教学工作，先后被授予“北京市优秀教师”、“北京大学优秀教师”、“北京大学十佳教师”等荣誉称号。负责完成的主干基础课建设项目获北京大学教学成果一等奖，主讲的《微机原理》课程被评为北京市精品课程。出版译著和教材8部。其中，1部获国家教育部科技进步三等奖，1部被评为北京高等教育精品教材，1部被评为2011年普通高等教育精品教材。
第1章 数制与编码
1.1 进位记数制
1.1.1 进位记数制及其基数和权
1.1.2 几种常用的进位记数制
1.2 不同进位制数之间的转换
1.2.1 二进制数转换为十进制数
1.2.2 十进制数转换为二进制数
1.2.3 任意两种进位制数之间的转换
1.3 二进制数的算术运算和逻辑运算
1.3.1 二进制数的算术运算
1.3.2 二进制数的逻辑运算
1.3.3 移位运算
1.4 数据在计算机中的表示形式
1.4.1 机器数与真值
1.4.2 常见的机器数形式
1.4.3 数的定点表示与浮点表示
1.4.4 二一十进制编码
1.4.5 其他几种BCD码
1.5 字符代码
本章小结
习题1
第2章 逻辑代数的基本原理及应用
2.1 逻辑代数的基本概念
2.1.1 逻辑代数的特点
2.1.2 基本逻辑运算
2.1.3 逻辑函数
2.1.4 逻辑函数的相等
2.2 逻辑代数的基本公式
2.3 逻辑代数的3个重要规则
2.3.1 代入规则
2.3.2 反演规则
2.3.3 对偶规则
2.4 逻辑函数的代数化简法
2.4.1 代数化简法概述
2.4.2 “与或”表达式的化简
2.4.3 “或与”表达式的化简
本章小结
习题2
第3章 逻辑门电路
3.1 分立元件的门电路
3.1.1 二极管“与”门
3.1.2 二极管“或”门
3.1.3 “非”门
3.1.4 “与非”门
3.2 集成门电路
3.2.1 TTL“与非”门
3.2.2 其他类型的TTL门电路
3.2.3 ECL门电路
3.3 MOS门电路
3.3.1 MOS管与MOS反相器
3.3.2 CMOS传输门
3.4 逻辑门电路的性能指标
3.4.1 输出高电平和输出低电平
3.4.2 关门电平、开门电平和阈值电压
3.4.3 平均延迟时间
3.4.4 扇人系数和扇出系数
3.4.5 空载导通电源电流和空载截止电源电流
3.5 常用逻辑门的图形符号
本章小结
习题3
第4章 组合逻辑电路
4.1 几个基本概念
4.1.1 “积之和”与“和之积”
4.1.2 最小项和最大项
……
第5章 时序电路的基本单元——触发器
第6章 时序逻辑电路
第7章 时序逻辑电路的应用
第8章 脉冲信号的产生与整形
第9章 数／模和模／数转换器
第10章 硬件描述语言VHDL基础
第11章 可编程逻辑器件及其开发工具
附录A 常用逻辑符号对照表
附录B 部分习题参考答案
参考文献
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