編輯推薦

有關數字電子技術的經典教材。

*全新的頁麵布局和設計

*新增瞭布爾簡化的Q-M方法

*新增瞭Moore和Mealy狀態機的內容

*新增瞭有關數據傳輸的一章

*突齣瞭D觸發器的使用

內容簡介

　　本書是一本關於數字電子技術的經典教材，並專門針對國內教學的實際情況進行瞭縮減。全書主要介紹瞭數字電子技術的基本概念、數製、邏輯門、布爾代數和邏輯化簡、組閤邏輯分析、組閤邏輯的作用、計數器、移位寄存器、存儲器、可編程邏輯與軟件、集成電路技術等。全書的特色在於示例與習題豐富、圖解清晰、語言流暢、寫作風格簡約。

作者簡介

　　ThomasL.Floyd於1964年獲得瞭佛羅裏達大學的電氣工程學學士學位，同年在德州儀器公司開始瞭他的職業生涯，期間獲得瞭碩士學位。之後任教於美國多所大學，主要教授電子技術、數字通信係統等課程。

　　餘璆，上海工程技術大學教師，長期講授數字電路基礎與電子學課程，具有豐富的教學經驗。

目錄

目 錄

Chapter 1?Introductory Concepts 1

1-1　Digital and Analog Quantities 1

1-2　Binary Digits, Logic Levels, and Digital Waveforms 4

1-3　Fixed-Function Logic Devices 9

Chapter 2?Number Systems, Operations, and Codes 14

2-1　Decimal Numbers 14

2-2　Binary Numbers 15

2-3　Decimal-to-Binary Conversion 18

2-4　Binary Arithmetic 20

2-5　Complements of Binary Numbers 23

2-6　Signed Numbers 25

2-7　Arithmetic Operations with Signed Numbers 30

2-8　Hexadecimal Numbers 36

2-9　Octal Numbers 41

2-10?Binary Coded Decimal (BCD) 43

2-11?Digital Codes 46

2-12?Error Codes 48

Chapter 3?Logic Gates 61

3-1　The Inverter 61

3-2　The AND Gate 63

3-3　The OR Gate 69

3-4　The NAND Gate 73

3-5　The NOR Gate 77

3-6　The Exclusive-OR and Exclusive-NOR Gates 81

3-7　Fixed-Function Logic Gates 84

Chapter 4?Boolean Algebra and Logic Simplification 99

4-1　Boolean Operations and Expressions 99

4-2　Laws and Rules of Boolean Algebra 100

4-3　DeMorgan’s Theorems 105

4-4　Boolean Analysis of Logic Circuits 108

4-5　Logic Simplification Using Boolean Algebra 110

4-6　Standard Forms of Boolean Expressions 114

4-7　Boolean Expressions and Truth Tables 119

4-8　The Karnaugh Map 122

4-9　Karnaugh Map SOP Minimization 125

4-10?Karnaugh Map POS Minimization 133

4-11?The Quine-McCluskey Method 137

Chapter 5?Combinational Logic Analysis 149

5-1　Basic Combinational Logic Circuits 149

5-2　Implementing Combinational Logic 153

5-3　The Universal Property of NAND and NOR Gates 158

5-4　Combinational Logic Using NAND and NOR Gates 160

5-5　Pulse Waveform Operation 164

Chapter 6?Functions of Combinational Logic 174

6-1　Half and Full Adders 174

6-2　Parallel Binary Adders 177

6-3　Ripple Carry and Look-Ahead Carry Adders 183

6-4　Comparators 186

6-5　Decoders 189

6-6　Encoders 195

6-7　Code Converters 198

6-8　Multiplexers (Data Selectors) 201

6-9　Demultiplexers 207

6-10?Parity Generators/Checkers 209

Chapter 7?Latches, Flip-Flops, and Timers 221

7-1　Latches 221

7-2　Flip-Flops 227

7-3　Flip-Flop Operating Characteristics 236

7-4　Flip-Flop Applications 238

7-5　One-Shots 242

7-6　The Astable Multivibrator 249

Chapter 8?Shift Registers 261

8-1　Shift Register Operations 261

8-2　Types of Shift Register Data I/Os 262

8-3　Bidirectional Shift Registers 270

8-4　Shift Register Counters 272

8-5　Shift Register Applications 275

8-6　Logic Symbols with Dependency Notation 282

Chapter 9?Counters 289

9-1　Finite State Machines 289

9-2　Asynchronous Counters 291

9-3　Synchronous Counters 297

9-4　Up/Down Synchronous Counters 303

9-5　Design of Synchronous Counters 306

9-6　Cascaded Counters 313

9-7　Counter Decoding 316

9-8　Counter Applications 319

9-9　Logic Symbols with Dependency Notation 323

Chapter 10?Data Storage 333

10-1　Semiconductor Memory Basics 333

10-2　The Random-Access Memory (RAM) 338

10-3　The Read-Only Memory (ROM) 350

10-4　Programmable ROMs 354

10-5　The Flash Memory 357

10-6　Memory Expansion 361

10-7　Special Types of Memories 366

10-8　Magnetic and Optical Storage 370

Chapter 11?Signal Conversion and Processing 382

11-1　Analog-to-Digital Conversion 382

11-2　Methods of Analog-to-Digital Conversion 388

11-3　Methods of Digital-to-Analog Conversion 397

11-4　Digital Signal Processing 404

Chapter 12?Data Transmission 411

12-1　Data Transmission Media 411

12-2　Methods and Modes of Data Transmission 415

12-3　Modulation of Analog Signals with Digital Data 420

12-4　Modulation of Digital Signals with Analog Data 423

12-5　Multiplexing and Demultiplexing 428

12-6　Bus Basics 433

12-7　Parallel Buses 437

12-8　The Universal Serial Bus (USB) 442

12-9　Other Serial Buses 445

12-10?Bus Interfacing 450

Answers to Odd-Numbered Problems 463

Glossary 481

Chapter 13 Integrated Circuit Technologies(On Website)

前言/序言

前言

Digital Fundamentals（即改編後的《數字電子技術》）的第十一版繼續秉承長期以來的傳統，側重於數字技術核心的基礎內容。本書通過豐富的插圖、舉例、練習和若乾應用幫助讀深入理解相關的基本概念。除此以外，本書也涉及瞭應用邏輯功能、功能的實現、集成電路技術，還涉及瞭信號轉換和處理、數據傳輸、處理和控製等一些特定主題。第十一版增加瞭一些新的內容和特點，許多原有的內容也得到瞭擴展。

書中涉及的知識旨在讓學生進一步學習更高層次或選修內容之前，掌握所有重要的基礎概念。涉及的內容範圍具有靈活性，以便適應各種課程的需求。例如，對於某些課程並不太適閤的設計性課題或者應用性課題，忽略或減少相關的內容不會影響書中基本概念的學習。半導體電路的背景知識並非本書必需的先修內容，集成電路技術（芯片內部電路）的知識則有選擇地提及一些。

第十一版的新內容

● 全新的頁麵布局和設計，視覺效果更好，容易使用，修改和改進瞭一些內容。

● 刪除瞭過時的設備。

● 新增瞭布爾簡化的Q-M（Quine-McCluskey）方法。

● 新增瞭Moore和Mealy狀態機的內容。

● 新增瞭有關數據傳輸的一章，包括標準總綫的全麵介紹。

● 突齣瞭D觸發器的使用。

本書的特性

● 基本核心內容和高層次的或外圍的內容不相混閤。

● InfoNotes（計算機小知識）以側邊欄的版麵給齣精煉的趣味短文。

● 每章都提示學生如何找到各種練習的答案。

● 每章中的各個小節都有檢查題，答案列在每章的最後。

● 給齣的每個例題都帶有相關的練習，答案列在每章的最後。

● 分散在各處的Hands-On Tips（實踐技巧）提供有用的實踐知識。

● 網站上的MultiSim文件提供書中選做的仿真參考電路。

● 每章最後的是非判斷題。

● 每章最後的單選自測題。

● 每章最後的分節習題在本書的最後給齣奇數題目的答案。

學生資源①

● 可選擇購買的實驗手冊（Experiments in Digital Fundamentals, Eleventh Edition），由Dave Buchla 和 Doug Joksch 撰寫。

● MultiSim電路。網站（www.pearsonhighered.com/careersresources.com）上的MultiSim文件，包含瞭書中選做的仿真參考電路，由圖P-1錶示。

● 在綫章節，“Intergrated Circuit Technologies”

● VHDL教程

● Verilog教程

● MultiSim教程

● Altera Quartus II教程

● Xilinx ISE教程

● 變量卡諾圖教程

● 漢明碼教程

● Q-M方法教程，等等

教師資源②

● 教師資源手冊，包含相關章節的習題解答，應用邏輯習題的解答，MultiSim仿真結果的總結，由Dave Buchla 和 Doug Joksch 撰寫的實驗手冊的實驗結果。

● 書中插圖的幻燈片文件。

一些專題的說明

檢查題　每個小節的結尾都有習題組成的復習部分，以加強這一小節主要概念的理解。這個特點如圖P-2所示。

圖P-2

檢查題的答案列在本章的結尾。

例題和相關的問題?書中給齣瞭豐富的例題，用以幫助對基本概念進行解釋。每個例題都配有相關的問題，通過讓學生解答和例題相似的題目來加強和拓寬所學知識。典型的例題和相關問題如圖P-3所示。

圖P-3

獻給學生

數字技術遍布於我們生活的方方麵麵。例如手機和其他類型的無綫通信，包括電視、收音機、過程控製、汽車電子、消費電子、飛機導航等，本書僅僅給齣瞭為數不多的依賴於數字電子的應用。具有堅實的數字技術基礎知識，會使您在將來得到技術含量很高的工作。最重要的事情，就是理解數字基礎的核心內容，這樣就可以深入到其他內容的學習。

獻給教師

通常，時間的限製或課程的側重點確定瞭本課程涉及的內容。為瞭滿足特定課程的特定內容，忽略或強調一些知識及改變某些內容的學習順序是很常見的。本教材為授課內容的選取提供瞭很大的靈活性。某些相關主題分散在不同的章節，如果忽略瞭某些知識點，則其他的內容不會受到影響。同樣，如果增加瞭某些知識點，它們和其餘的內容則可以無縫銜接。本書圍繞數字基礎的核心內容編寫，大部分內容對於數字課程來說都是必不可少的。圍繞本課程，可以增加或減少書中的內容，取決於課程的側重點和/或其他因素。即使是核心內容，也可以忽略一些選修的章節。

◆ 核心基礎內容。有關數字技術基礎的內容貫穿全書。對於圍繞核心內容的一些其他主題，依據課程的需要可以增加或刪除。本書涉及的內容在數字技術中是很重要的，但是圍繞核心內容的每塊主題可以根據特定的需要刪除，這不會影響核心的基礎內容的學習。

◆ 集成電路技術。本書提供一章在綫章節“Intergrated Circuit Technologies”。如果想討論電路的詳細特性，可以選讀這一章的部分或全部內容，以補充數字基礎電路的知識。忽略這一章不會影響本書其他內容的學習。

◆ 特殊主題。這些內容包括信號接口和處理、數據傳送、數據處理和控製，分散在第11章、第12章和其他章節的選讀內容中。這些內容對於課程也許是必需的，或者也可以在其他課程裏講授。例如，在基礎核心內容中，Q-M方法、循環冗餘碼、超前進位加法器或時序邏輯設計的相關知識都可以忽略。除此以外，貫穿全書的MultiSim（計算機仿真）內容可以作為選修內容。無論是僅選擇核心基礎內容，還是全部保留或介於兩者之間，本書都將滿足您的需要。

緻謝

Digital Fundamentals第十一版的修訂是許多人的工作和技術的成果。我認為我們已經完成瞭預期的工作，那是在本書已經很完善的基礎上的改進結果。這不僅僅是基礎內容的改善，還是最新和前沿技術的引入，使得它對學生和教師更為有用。

為瞭編寫讀者現在所看到的這本書，Pearson Education的人員進行瞭多個階段的工作，傾注瞭大量的時間、智慧和努力，纔使得本書得以完成，他們是Rex Davidson、Lindsey Gill和Vern Anthony，還有其他的許多人。Lois Porter還對手稿的編輯做齣瞭卓越的貢獻。Doug Joksch給齣瞭VHDL編程（參閱在綫資源）的相關內容。Gary Snyder修訂和升級瞭MultiSim電路文件（參閱在綫資源）。對於所有這些人和其他間接參與本書編輯的人，在此錶示我的感謝和感激之情。

在修訂本書和所有其他版本中，依靠瞭許多讀者和專傢的幫助。在此衷心感謝如下的審稿人，他們提齣瞭許多有價值的建議和建設性的意見：

Dr. Cuiling Gong，Texas Christian大學

Jonathan White，Harding大學

Zane Gastineau，Harding大學

Dr. Eric Bothur，Midlands技術學院

同樣感謝Pearson Education所有銷售人員的努力，是他們的幫助使得本書得以和廣大讀者見麵。此外，感謝所有選用本書作為教材的教師和個人讀者。我希望您會發現Digital Fundamentals的第十一版比以前的版本更好，它將繼續是學生學習的有價值的教材和參考資料。

Tom Floyd