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数字电子技术基础第5版核心内容是什么?

这本书是中国高校电子、通信、计算机、自动化等专业使用最广泛、最经典的教材之一,由阎石教授主编,高等教育出版社出版,它几乎是所有学习数字电路相关课程的学生的“圣经”。

数字电子技术基础第5版核心内容是什么?-图1
(图片来源网络,侵删)

下面我将从几个方面为您全面解析这本书。


书籍基本信息

  • 书名: 数字电子技术基础(第5版)
  • 主编: 阎石
  • 出版社: 高等教育出版社
  • 特点: 经典权威、体系完整、内容严谨、配套资源丰富。

主要内容与章节结构

第5版在保持经典内容的基础上,进行了一些优化和更新,以适应新技术的发展,其章节结构非常经典和系统,通常分为以下几大部分:

第一部分:数字逻辑基础

这是学习数字电路的入门,也是全书的理论基础。

  • 第1章:数字逻辑概论

    介绍数字信号、数字电路的特点和分类,以及数制和码制(二进制、八进制、十六进制及其相互转换,BCD码、ASCII码等)。

    数字电子技术基础第5版核心内容是什么?-图2
    (图片来源网络,侵删)
  • 第2章:逻辑代数基础

    讲解逻辑代数的基本定律、公式和规则,这是分析和设计数字电路的“数学工具”,重点掌握化简逻辑函数的方法(公式化简法和卡诺图化简法)。

第二部分:逻辑门电路

这部分是硬件实现的基础,介绍构成数字电路的基本单元——门电路。

  • 第3章:门电路
    • 介绍TTL、CMOS等不同类型的双极型和单极型半导体器件构成的基本逻辑门(与、或、非、与非、或非、异或等)。
    • 详细讲解它们的电气特性,如电压传输特性、输入/输出特性、负载能力等。
    • 学习如何正确使用门电路,包括不同类型门电路的接口问题和抗干扰问题。

第三部分:组合逻辑电路

这是数字电路设计的核心内容之一,研究输出只与当前输入有关的电路。

  • 第4章:组合逻辑电路
    • 介绍组合逻辑电路的分析方法和设计方法。
    • 讲解典型的中规模组合逻辑集成电路,如编码器、译码器、数据选择器、加法器、数值比较器等。
    • 重点学习如何利用这些MSI芯片实现更复杂的组合逻辑功能。
    • 讨论组合逻辑电路中的竞争-冒险现象及其消除方法。

第四部分:时序逻辑电路

这是数字电路设计的另一大核心,研究输出不仅与当前输入有关,还与电路原状态有关的电路。

数字电子技术基础第5版核心内容是什么?-图3
(图片来源网络,侵删)
  • 第5章:半导体存储器

    介绍只读存储器和随机存取存储器的基本结构、工作原理和典型应用。

  • 第6章:时序逻辑电路
    • 这是全书最核心的章节之一,首先介绍时序电路的基本结构和分析方法。
    • 然后重点讲解构成时序电路的核心单元——触发器,如SR锁存器、D触发器、JK触发器、T触发器等。
    • 最后介绍典型的中规模时序逻辑集成电路,如寄存器、移位寄存器、计数器等,并学习它们的应用。

第五部分:脉冲波形的产生与整形

这部分介绍如何获得所需的脉冲信号。

  • 第7章:脉冲波形的产生与整形
    • 重点讲解555定时器的内部结构和工作原理,以及用它构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的方法,这是非常重要的实践内容。

第六部分:数模与模数转换

这是连接模拟世界和数字世界的桥梁。

  • 第8章:数模和模数转换

    介绍D/A转换器和A/D转换器的基本原理、主要性能指标和典型电路。

第七部分:可编程逻辑器件与VHDL基础

这部分是第5版增加或重点更新的内容,以适应现代数字系统设计的发展。

  • 第9章:可编程逻辑器件与VHDL基础
    • 介绍简单可编程逻辑器件、复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列的基本概念。
    • 简要介绍硬件描述语言VHDL的基础语法,用于描述数字电路。

本书的特点与优势

  1. 权威性与经典性:阎石教授主编的这本教材是国内数字电路领域的“开山之作”,历经多版修订,内容体系非常成熟和权威,被绝大多数高校采纳。
  2. 内容全面且系统:从基础的数制码制到复杂的PLD和VHDL,内容覆盖了数字电子技术的方方面面,逻辑层次清晰,由浅入深。
  3. 理论与实践并重:不仅讲解抽象的理论(如逻辑代数),还详细介绍了具体的器件和电路(如TTL/CMOS门电路、555定时器),并配有丰富的例题和习题,便于学生巩固知识。
  4. 习题质量高:每章后都附有大量习题,从基础概念题到综合设计题,难度梯度合理,是检验学习效果和准备考试的重要资源。
  5. 配套资源丰富:通常配有学习辅导与习题解答,这对于自学和复习的学生来说是极大的帮助,很多高校也会提供配套的PPT课件和实验指导书。

适合读者

  • 电子信息类、计算机类、自动化类、电气类等专业本科生:作为专业基础课的必修教材。
  • 准备考研的学生:国内很多高校的考研专业课会直接或间接参考本书的内容,是复习的必备资料。
  • 相关领域的工程师或技术人员:作为一本经典的参考书,用于回顾基础知识或系统学习数字逻辑设计。
  • 自学者:如果你对数字电路感兴趣,想系统地学习,这本书是一个非常不错的选择,但需要配合辅导书和网络资源来克服自学中的困难。

如何更好地学习这本书?

  1. 抓住主线:全书的主线是“分析 → 设计 → 实现”,先学会分析给定电路的功能,再学习根据需求设计逻辑电路,最后学习用具体的芯片(MSI/PLD)来实现这个设计。
  2. 动手实践:数字技术是实践性很强的学科,一定要做习题,最好能自己动手搭一些简单的电路,例如用74系列芯片搭一个计数器或报警器,这能极大地加深理解。
  3. 理解概念,而非死记硬背:比如理解“竞争-冒险”产生的根本原因,比记住几个消除方法更重要,理解“建立时间”和“保持时间”的概念,才能明白为什么时序电路设计必须严格遵守时序约束。
  4. 结合仿真软件:使用Multisim、Proteus等仿真软件,可以在电脑上验证你的电路设计,非常方便且成本低廉。
  5. 善用辅导书:《数字电子技术基础(第5版)学习辅导与习题解答》是必备的辅助材料,可以帮助你检查作业,理解难题的解题思路。

《数字电子技术基础(第5版)》是一本不可多得的经典教材,它体系完整、内容严谨、讲解透彻,是构建数字电子技术知识体系的坚实基石,无论你是初学者还是希望深入复习,这本书都将是你的最佳伙伴。

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