数字电子技术

　　《数字电子技术》特色：（1）突出思政元素。教材每章教学内容之前有“本章要点”“科学导读”，之后有“课后思考”和“习题”等版块。为了不影响教材教学内容的完整性，思政元素主要体现在“科学导读”和“课后思考”中。“科学导读”结合每章的知识点介绍一个科学知识或科学发现以及相关的科学人物，从中引出思政元素；“课后思考”对“科学导读”的内容进行扩展，也会结合本章其他知识点让学生思考其中蕴含的道理。教材各章结合教学内容提炼出相应的思政教学目标，包含马克思主义基本原理、科学精神、人生观、价值观和爱国主义精神等。（2）基础与工程应用并重。数字电子技术是一门传统学科，教材中必须要介绍经典的理论（逻辑代数基本公式和规则、逻辑函数化简）、基本电路结构（CMOS门电路的结构和原理、触发器的工作原理）和分析、设计方法（用门电路和触发器设计电路）。通过对这些内容的介绍，可以加深学生对数字电路早期发展的理解，并且可以培养学生的逻辑思维和推理能力，同时可以让学生掌握数字电路分析和设计的思路。随着集成制造技术和电子元件的快速发展，特别是当前智能设备在数字电路设计中的比例逐渐增大，出现了很多新技术、新器件，教材除了介绍基于中规模集成模块的电路设计之外，还详细介绍了FPGA结合VerilogHDL在智能设备电路设计中的应用。这部分内容结合当前数字电路发展趋势，可以引导学生进一步自主学习，让学生提升应用型能力。教材还介绍了数字系统的设计方法和设计过程，可以培养学生整体和宏观的思维方式。（3）以学生为中心，注重学生的思维特点。数字电子技术是一门系统性、整体性很强的学科，教材强调各知识点之间的连贯性，为方便学生的学习，让学生更快地抓住重难点，笔者结合其他教材，对教材讲授顺序做了一些调整。例如，逻辑代数中基本公式和逻辑函数代数化简法是紧密关联的，教材中这两部分内容放到同一小节中，而不是把代数化简和卡诺图化简放到同一小节中；组合逻辑电路中奇偶校验器在实际电路当中使用相当广泛，教材中在常用组合逻辑器件中把这部分单列一节，有些教材把这部分内容穿插到其他内容中讲解，这样不利于突出该功能模块的重要性；在同步时序逻辑电路设计中，采用分步骤讲解和举例的方式，可以让学生更清楚地掌握同步时序逻辑电路设计方法和步骤。本教材例题和习题数量较充足，兼顾各种题型，并且遵循循序渐进的原则，特别是设计类问题由浅入深，可以帮助学生一步步思考，逐渐深入，最终掌握较难的知识点；同时大部分题目都选自近些年的考研真题，让学生能够拓展思维，提高分析和解决问题的能力。除了教材中的习题外，我们还有已经建成的习题和试题库，让学生有充分的练习机会。（4）与微机基础知识相结合。现代数字电路的一个重要应用领域就是智能设备，其中涉及到计算机相关基础知识的应用。教材组合电路中包括了加法器和奇偶校验器内容，时序电路中包括了寄存器内容，这些都是计算机系统中使用非常广泛的器件。特别值得一提的是，在教材的VerilogHDL-章中，结合Quartusll开发工具，介绍了数字系统设计的方法和步骤，完整展示了一个简化CPU的设计和仿真过程，让学生对计算机核心部件的设计有了一个直观全面的认识，并且可以提高学生的兴趣，让学生有机会结合自己的专业知识在数字电路设计领域进一步去思考探索。本教材对数字电子技术的工作者、高校教材以及数字电子技术方面的研究者和从业人员有学习和参考价值。

　　宋静，男，45岁，2001年6月毕业于华中科技大学机械科学与工程学院机械电子工程专业，取得工学硕士学位。同年7月开始在安庆师范学院计算机系工作，主要担任《计算机组成原理》《计算机系统结构》《数字电子技术》《单片机原理与应用》《微机原理与接口技术》《计算机基础》等课程的教学与实验指导工作。2004年担任计算机系统结构教研室主任，2008年12月被评、聘为副教授。共发表论文数十篇，主持、参与省级、省厅级、局级、校级科研和教研项目若干。目前主要研究方向为嵌入式系统和网络安全。钱萌，安徽省省级教学名师，主要从事计算机科学与技术、物联网工程、通信工程等相关领域的教学、研究工作，主讲《数字电子技术》《微机原理与接口技术》等课程。在《重庆大学学报（自然科学版）》等刊物上公开发表论文20多篇；主持安徽省精品资源共享课程《数字电子技术》、教育部产学合作协同育人项目（201801037123）、安徽省高等学校省级重点教学研究项目（2007jyxm085）等；获安徽省教学成果奖省级三等奖4项。董小明，安徽怀宁人，1977年11月出生，博士，教授，硕士生导师，主要从事机器视觉与智能控制方面的研究。公开发表学术论文多篇，出版专著1部，主持（参与）省级以上教科研项目多项。

第1章 数字电路概论
1．1 数字电路
1．2 数字信号
1．3 数制与编码
第2章 逻辑代数基础
2．1 逻辑值与逻辑运算
2．2 逻辑函数及其表示方法
2．3 逻辑代数基本公式和规则
2．4 逻辑函数表达式的标准形式
2．5 逻辑函数的卡诺图化简法
2．6 逻辑电平的描述
第3章 逻辑门电路
3．1 逻辑门电路简介
3．2 CMOS逻辑门电路
3．3 CMOS门电路的电气特性
3．4 门电路使用的若干工程问题
第4章 组合逻辑电路
4．1 组合逻辑电路的分析
4．2 组合逻辑电路的设计
4．3 组合逻辑电路中的竞争冒险
4．4 常用组合逻辑器件
第5章 锁存器与触发器
5．1 概述
5．2 锁存器
5．3 触发器
第6章 时序逻辑电路
6．1 时序逻辑电路概述
6．2 同步时序逻辑电路的分析
6．3 同步时序逻辑电路的设计
6．4 异步时序逻辑电路的分析
6．5 常用的时序逻辑器件
第7章 硬件描述语言与数字系统设计基础
7．1 硬件描述语言概述
7．2 Verilog HDL
7．3 数字系统设计基础
参考文献