本书在普通高等教育"十一五”国家级规划教材和国家精品课程教学成果《数字逻辑与数字系统》（第6版）基础上，依照2019年出版的《高等学校工科基础课程教学基本要求》，为适应数字电子技术的不断发展和应用水平的不断提高修订而成。全书共9章，内容包括数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、锁存器和触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、脉冲波形的产生与整形、数模转换和模数转换、数字系统分析与设计等。附录给出了GAL、CPLD和FPGA简介，电气简图用图形符号二进制逻辑元件简介，常用逻辑符号对照表等实用内容。本书提供多媒体课件，可登录华信教育资源网注册后免费下载。本书配套教材为《数字逻辑与数字系统学习指导及习题解答》（ISBN 978_7_121_46853_7）。杨丹，博士，副教授，长期从事模拟电子技术基础、数字电子技术基础等电类课程教学工作；现任国家一流本科线上课程"数字电子技术基础”（东北大学）课程负责人，辽宁省线上一流课程"集成电路测试与验证”课程负责人；多次参加全国及地区教学基本功竞赛，曾获全国高等学校青年教师电子技术基础、电子线路课程授课竞赛，东北赛区一等奖、全国三等奖；获第七届电工电子基础课程实验教学案例设计竞赛北部赛区二等奖。目前正在承担国家自然科学基金面上基金1项，区域联合基金子课题1项，已主持完成国家自然科学基金青年基金1项、中央高校基本科研业务费项目3项、企业科研合作项目10余项。参与国家重点研发计划2项，中央高校基本科研业务费重大项目2项。近5年，发表学术论文80余篇，曾赴美国俄克拉荷马大学(Oklahoma State University)高级感知、计算和控制(the Laboratory for Advanced Sensing, Computation and Control)实验室做一年访问研究工作；曾在东北大学计算机科学与技术博士后流动站工作一年。现任东北地区高等学校EDASOPC技术副理事会会长，东北大学Intel FPGA实验室负责人，中国电工技术学会生物电工专委会委员。目录 ???第1章 ?数字逻辑基础 ?1 ?1.1 ?计数制 ?1 ?1.1.1 ?十进制数 ?1 ?1.1.2 ?二进制数 ?1 ?1.1.3 ?八进制数和十六进制数 ?2 ?1.1.4 ?数制之间的转换 ?3 ?1.2 ?常用编码 ?4 ?1.2.1 ?二_十进制码(BCD码) ?4 ?1.2.2 ?循环码 ?5 ?1.2.3 ?ASCII码 ?5 ?1.3 ?逻辑代数基础 ?6 ?1.3.1 ?逻辑变量和逻辑函数 ?6 ?1.3.2 ?基本逻辑运算和基本逻辑门 ?7 ?1.3.3 ?逻辑代数的基本公式和常用公式 ?10 ?1.3.4 ?逻辑函数的表示方法 ?11 ?1.3.5 ?逻辑函数的化简 ?12 ?习题1 ?20 ?第2章 ?逻辑门电路 ?22 ?2.1 ?概述 ?22 ?2.2 ?CMOS门电路 ?23 ?2.2.1 ?MOS管的开关模型 ?23 ?2.2.2 ?CMOS反相器的电路结构和工作原理 ?23 ?2.2.3 ?CMOS反相器的传输特性曲线和抗干扰能力 ?24 ?2.2.4 ?CMOS反相器的输入特性曲线和输出特性曲线 ?26 ?2.2.5 ?CMOS反相器的动态特性 ?28 ?2.2.6 ?与非门 ?29 ?2.2.7 ?或非门 ?30 ?2.3 ?其他类型的CMOS门电路及其性能参数 ?31 ?2.3.1 ?三态门 ?31 ?2.3.2 ?CMOS传输门 ?32 ?2.3.3 ?漏极开路门（OD门） ?33 ?2.3.4 ?低电压CMOS门电路 ?36 ?2.3.5 ?CMOS门电路主要性能参数 ?37 ?2.4 ?TTL门电路 ?37 ?2.4.1 ?双极型三极管的开关特性 ?37 ?2.4.2 ?TTL与非门的电路结构和工作原理 ?38 ?2.4.3 ?TTL与非门特性曲线 ?39 ?2.4.4 ?TTL门电路主要性能参数 ?42 ?2.5 ?ECL门电路 ?43 ?2.5.1 ?ECL门电路工作原理 ?44 ?2.5.2 ?ECL门电路主要特点 ?45 ?2.6 ?Bi_CMOS门电路 ?46 ?2.6.1 ?Bi_CMOS门电路工作原理 ?46 ?2.6.2 ?Bi_CMOS门电路主要性能参数 ?47 ?2.7 ?数字电路使用中应注意的问题 ?47 ?2.7.1 ?CMOS门电路使用中应注意的问题 ?47 ?2.7.2 ?TTL门电路使用中应注意的问题 ?49 ?2.7.3 ?数字电路接口 ?49 ?习题2 ?50 ?第3章 ?组合逻辑电路 ?55 ?3.1 ?组合逻辑电路的特点 ?55 ?3.2 ?小规模集成电路构成的组合逻辑电路的分析与设计 ?55 ?3.2.1 ?分析方法 ?55 ?3.2.2 ?设计方法 ?57 ?3.3 ?编码器 ?59 ?3.3.1 ?二进制编码器 ?59 ?3.3.2 ?优先编码器 ?59 ?3.4 ?译码器 ?62 ?3.4.1 ?二进制译码器 ?62 ?3.4.2 ?二_十进制译码器 ?64 ?3.4.3 ?半导体数码管和七段字形译码器 ?65 ?3.5 ?数据分配器与数据选择器 ?68 ?3.5.1 ?数据分配器 ?68 ?3.5.2 ?数据选择器 ?69 ?3.6 ?数值比较电路 ?73 ?3.7 ?算术运算电路 ?75 ?3.7.1 ?二进制加法电路 ?75 ?3.7.2 ?二进制减法电路 ?78 ?3.7.3 ?算术逻辑单元 ?80 ?3.8 ?奇偶校验电路 ?83 ?3.8.1 ?奇偶校验的基本原理 ?83 ?3.8.2 ?中规模集成奇偶发生器/校验器 ?84 ?3.9 ?中规模集成电路构成的组合逻辑电路的设计 ?85 ?3.10 ?组合逻辑电路中的竞争_冒险 ?88 ?3.10.1 ?竞争_冒险的产生 ?88 ?3.10.2 ?竞争_冒险的判断 ?89 ?3.10.3 ?竞争_冒险的消除 ?89 ?3.11 ?用硬件描述语言设计组合逻辑电路 ?89 ?3.11.1 ?可编程逻辑器件（PLD） ?90 ?3.11.2 ?硬件描述语言Verilog HDL基础 ?92 ?3.11.3 ?用Verilog HDL实现组合逻辑电路的设计 ?100 ?习题3 ?105 ?第4章 ?锁存器和触发器 ?110 ?4.1 ?锁存器 ?110 ?4.1.1 ?闩锁电路及基本SR锁存器 ?110 ?4.1.2 ?门控SR锁存器 ?112 ?4.1.3 ?D锁存器 ?113 ?4.2 ?触发器 ?11 ?4 ?4.2.1 ?主从D触发器 ?11 ?4 ?4.2.2 ?边沿触发JK触发器 ?117 ?4.2.3 ?维持阻塞D触发器 ?119 ?4.3 ?其他功能的触发器 ?120 ?4.4 ?触发器逻辑功能的转换 ?121 ?习题4 ?122 ?第5章 ?时序逻辑电路 ?126 ?5.1 ?时序逻辑电路的特点和表示方法 ?126 ?5.1.1 ?时序逻辑电路的特点 ?126 ?5.1.2 ?时序逻辑电路的表示方法 ?126 ?5.2 ?时序逻辑电路的分析方法 ?128 ?5.3 ?寄存器 ?131 ?5.3.1 ?数码寄存器 ?132 ?5.3.2 ?移位寄存器 ?133 ?5.4 ?计数器 ?135 ?5.4.1 ?计数器分类 ?135 ?5.4.2 ?二进制计数器 ?137 ?5.4.3 ?十进制计数器 ?140 ?5.4.4 ?可逆计数器 ?142 ?5.4.5 ?中规模集成计数器构成的任意进制计数器 ?143 ?5.4.6 ?移位寄存器型计数器 ?145 ?5.5 ?顺序脉冲发生器 ?146 ?5.6 ?时序逻辑电路的设计方法 ?149 ?5.7 ?用Verilog HDL实现时序逻辑电路的设计 ?156 ?习题5 ?163 ?第6章 ?半导体存储器 ?167 ?6.1 ?概述 ?167 ?6.1.1 ?半导体存储器的特点和分类 ?167 ?6.1.2 ?半导体存储器的技术指标 ?167 ?6.2 ?只读存储器 ?168 ?6.2.1 ?固定只读存储器 ?168 ?6.2.2 ?可编程只读存储器 ?169 ?6.2.3 ?可擦可编程只读存储器 ?170 ?6.3 ?随机存取存储器 ?173 ?6.3.1 ?静态RAM ?173 ?6.3.2 ?动态RAM ?175 ?6.3.3 ?集成RAM简介 ?176 ?6.3.4 ?RAM的扩展 ?176 ?习题6 ?177 ?第7章 ?脉冲波形的产生与整形 ?180 ?7.1 ?集成 ?555定时器及其应用 ?180 ?7.1.1 ?电路组成和工作原理 ?180 ?7.1.2 ?集成 ?555定时器的应用 ?181 ?7.2 ?门电路构成的矩形波发生器与整形电路 ?186 ?7.2.1 ?多谐振荡器 ?186 ?7.2.2 ?单稳态电路 ?188 ?7.2.3 ?施密特触发电路 ?189 ?习题7 ?192 ?第8章 ?数模转换和模数转换 ?195 ?8.1 ?数模转换器（DAC） ?195 ?8.1.1 ?二进制权电阻DAC ?195 ?8.1.2 ?R_2R倒T型电阻网络DAC ?196 ?8.1.3 ?DAC的主要技术指标 ?197 ?8.1.4 ?DAC0832简介 ?198 ?8.1.5 ?DAC应用举例 ?200 ?8.2 ?模数转换器（ADC） ?203 ?8.2.1 ?几个基本概念 ?203 ?8.2.2 ?并行比较ADC ?206 ?8.2.3 ?反馈比较ADC ?206 ?8.2.4 ?双积分型ADC ?210 ?8.2.5 ?ADC的主要技术指标 ?211 ?8.2.6 ?ADC080 ?1简介 ?212 ?8.2.7 ?ADC应用举例 ?214 ?习题8 ?216 ?第9章 ?数字系统分析与设计 ?218 ?9.1 ?数字系统概述 ?218 ?9.2 ?数字系统设计语言――寄存器传送语言 ?218 ?9.2.1 ?基本语句 ?219 ?9.2.2 ?设计举例 ?222 ?9.3 ?简易计算机的功能分析与电路设计 ?227 ?9.3.1 ?简易计算机的基本结构 ?227 ?9.3.2 ?简易计算机框图设计 ?228 ?9.3.3 ?简易计算机控制器设计 ?230 ?9.3.4 ?简易计算机部件逻辑设计 ?233 ?9.3.5 ?简易计算机的实现 ?238 ?习题9 ?242 ?附录A ?GAL、CPLD和FPGA简介 ?243 ?A.1 ?GAL ?243 ?A.2 ?CPLD ?249 ?A.3 ?FPGA ?253 ?A.4 ?PLD开发的一般步骤 ?259 ?附录B ?《电气简图用图形符号第12部分：二进制逻辑元件》(GB/T 4728.12－2022)简介 ?261 ?B.1 ?符号的构成 ?261 ?B.2 ?逻辑约定 ?262 ?B.3 ?各种限定符号 ?263 ?B.4 ?关联标注法 ?266 ?B.5 ?常用器件符号示例 ?268 ?附录C ?常用逻辑符号对照表 ?269 ?参考文献 ?271