数字电路课程是电子工程、电气工程、自动化、计算机等电类专业和其他相关专业的主要技术基础课程。教委部曾多次组织重点院校的专家教授们编写出版过多部统编教材,对该课程的发展起到了重要的推动作用。本书依据教育部电子信息科学与工程类专业指导委员会公布的“专业教学指导规范”编写,全书分为9章。
随着电子科学技术的高速发展,近年来数字电路课程的教学内容有了较大变化,其中基于EDA技术和可编程逻辑器件的现代数字系统设计得到了广泛应用。但由于可编程逻辑器件等新型器件仍属于半导体器件,所以过去讲授的半导体器件工作原理的理论基础对这些新型器件仍然适用。同时,传统教材中的逻辑代数、逻辑门、触发器、组合电路和时序电路等基本概念、分析方法和设计方法也是使用新型器件时必备的基础理论。因此,本书在讲授这些内容时,一方面延续和保持了数字电路基础内容的完整性和理论的系统性,另一方面在每一章增加了数字电路基本内容的VHDL语言描述,使读者在学习数字逻辑单元电路时逐步掌握现代数字系统设计的基础知识。
此外,本书将存储器和可编程逻辑器件合并为一章介绍,重点介绍只读存储器、随机存储器的组成、工作原理及集成器件应用,FPLA、PAL器件及其应用,GAL、CPLD和FPGA的电路结构、工作原理和器件技术特性,并详细介绍应用可编程逻辑器件配置和基于MAX+plus Ⅱ、Quartus Ⅱ两种EDA平台的现代数字系统设计流程。第8章介绍数模和模数转换器的结构、原理和集成器件的使用方法。第9章介绍数字系统的几个典型应用,包含传统数字系统设计实例和利用EDA工具的设计实例,这些典型应用举例深入浅出地介绍了常用的中大规模集成电路的应用方法,它们可以作为课程设计和综合设计时的参考。本书的每章中有例题,每章之后附有习题,以利于学生联系实际,巩固所学如识。
带有的章节作为选讲的内容,在学时较少或要求不高的情况下,首先删减这些内容,或要求学生自学,删减的内容不会影响整个理论体系的完整性和内容的连贯性。
本书分为9章,第2章、第3章、第5章、第7章、第8章和第9章由范数字电路与逻辑设计前言文兵、李敏编写,第1章、第4章和第6章由李浩亮编写,全书由范文兵统稿、定稿,李敏校核。书中大量的实例实验由谭风杰、汪迎、王瀚在学校的EAD实验室开展了充分的研究和实验。本书在编写过程中得到Altera公司提供的有益的资料和软件。本书的编写得到了学校和学院领导的大力支持和指导,并参考了一些已经出版的教材和文献,在此作者谨向他们表示衷心的感谢。借此机会也向所有关心、支持和帮助本书编写、修改和出版的同志致以诚挚的谢意。
本书一定还有许多不完善之处,殷切地期望读者给予批评指正。
编者2013年8月