《数字电子技术基础》是电子工程、通信工程、自动化等专业的重要教材,由阎石教授编著,目前出版至第五版。这本书系统地介绍了数字电子技术的基本原理、电路设计方法及其实现技术,是学习数字电子技术不可或缺的经典之作。下面,我们将深入探讨书中涉及的关键知识点。
### 1. 数字逻辑基础
数字逻辑是数字电子技术的核心,主要研究如何用数字信号(通常是二进制)来表示数据,并通过逻辑门电路实现对这些数据的处理。阎石教授在书中首先介绍了二进制数的概念,包括二进制数的加减运算,以及十进制与二进制之间的转换方法。随后,书中详细讲解了基本的逻辑门电路,如与门、或门、非门、异或门等,以及它们的真值表和逻辑表达式。此外,还介绍了复合逻辑门的构造和应用,例如与非门、或非门等。
### 2. 组合逻辑电路
组合逻辑电路是一种输入信号直接影响输出信号的电路,不具有记忆功能。阎石教授在书中详细阐述了组合逻辑电路的设计方法,包括编码器、译码器、加法器、比较器等典型电路的设计原理。同时,书中还介绍了卡诺图简化法,这是一种简化逻辑表达式的方法,能够有效地减少电路中的逻辑门数量,提高电路效率。
### 3. 触发器与时序逻辑电路
触发器是一种具有记忆功能的数字电路,可以存储一位二进制信息。阎石教授在书中详细讲解了基本触发器的结构和工作原理,包括RS触发器、D触发器、JK触发器等,以及如何利用触发器构建时序逻辑电路,如寄存器、计数器等。时序逻辑电路的特点是其输出不仅取决于当前的输入,还取决于电路过去的状态。
### 4. 半导体存储器
半导体存储器是现代数字系统中必不可少的组成部分,用于存储程序和数据。阎石教授在书中介绍了不同类型的半导体存储器,包括只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、闪存等,以及它们的工作原理和应用领域。此外,书中还讨论了存储器的扩展方法,即如何通过串联和并联的方式增加存储器的容量。
### 5. 数模转换与模数转换
数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)是实现数字信号与模拟信号之间转换的关键器件。阎石教授在书中详细解释了这两种转换器的基本原理、转换方法和性能指标。DAC将数字信号转换为模拟信号,而ADC则相反,将模拟信号转换为数字信号。书中还介绍了几种常见的转换器类型,如逐次逼近型ADC、双积分型ADC等。
### 6. 可编程逻辑器件
可编程逻辑器件(PLD)是一种可以由用户根据需要编程的集成电路,大大提高了电路设计的灵活性和效率。阎石教授在书中介绍了几种常见的PLD,包括PROM、PAL、GAL以及FPGA等,以及它们的特点和应用场景。
《数字电子技术基础》这本书不仅提供了丰富的理论知识,还配有很多实例和习题,帮助读者更好地理解和掌握数字电子技术的基础知识。对于初学者来说,这本书是一本极好的入门教材;对于已经有一定基础的读者,这本书同样能够提供深入的知识和启发。无论是自学还是课堂教学,《数字电子技术基础》都是一个不可多得的资源。