前言

当今世界已进入信息高速发展的时代，随着大规模集成技术的快速发展，逻辑门元件日趋智能化、生物化。它们被集成为数字系统，广泛应用于生物、化工、经济、生产、家庭等各个领域。以数字电路技术为基础的数字系统，最典型的应用是计算机系统。它以CPU微处理器、Nios II微处理器为核心，辅以大容量存储器，通过移动网络、以太网、Wi-Fi、蓝牙等外部信息设备，与外部交换信息。随着智能手机、机器人等智能产品的大量出现，意味着智能信息化时代的到来，这是一场新形式的工业革命。

现代电子产品在性能提高、复杂度增大的同时，价格却一直呈下降趋势，而且产品更新换代的步伐也越来越快，实现这种进步的主要因素是生产制造技术和电子设计技术的发展。前者以微细加工技术为代表，目前已进展到深亚微米阶段，可以在几平方厘米的芯片上集成数千万个晶体管。后者的核心就是EDA技术，EDA是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作：IC设计、电子电路设计、PCB设计。没有EDA技术的支持，想要完成上述超大规模集成电路的设计制造是不可想象的；反过来，生产制造技术的不断进步又必将对EDA技术提出新的要求。

综上所述，针对计算机相关专业，“数字电路与逻辑设计”课程在大学教学中具有极其重要的地位和作用。它以逻辑学为基础，通过逻辑抽象实现了数字电路研究内容的逻辑假设，包括逻辑变量和逻辑关系，并将电路的分析与设计转换为逻辑代数的表示过程。本课程以组合逻辑电路和时序逻辑电路分析、设计为主要学习目标，在传统教材的基础上，将逻辑学作为研究数字电路的主要依据，并为课程增加了数字电路的逻辑研究实现、时序电路的时间实现、触发器设计实现、接口电路的设计实现、电路扩展的逻辑实现等新的内容，使课程的学习更具逻辑化。

本书共分为7章，第1章“逻辑学基础”提出了具体过程和事物的逻辑抽象问题，并假定了逻辑问题的表示方法。利用逻辑常量“0”“1”去表达数据、条件及结果，引出逻辑代数这一门应用数学，全面讲述了逻辑代数的基本知识、表示方法、逻辑定律及规则、公式法化简、卡诺图化简等内容。第2章“电路逻辑表示与逻辑门”讲述了逻辑图与实际电路之间相互转换的方法、基本电路的设计实现、逻辑门组成及工作原理等内容。在技术层面上，本章讲述了数字电路的概念及电路的逻辑设计方法，为嵌入式设计提供了一定的技术手段。第3章“组合逻辑电路”主要讲解了组合电路的分析与设计方法，组合电路中存在的竞争与冒险，常用组合逻辑器件及应用。本章用逻辑抽象的方法实现了电路的设计与电路的扩展。第4章“时钟脉冲与触发器”讲述了脉冲的定义及如何利用脉冲使时间具象化，系统脉冲发生电路的设计实现，触发器的设计实现、工作原理及表示方法，脉冲波形的整形与输出。第5章“时序逻辑电路”主要讲述了时序逻辑电路的表示方法，同步时序电路分析与设计，异步时序电路分析与设计，常用时序电路元件计数器与寄存器的设计与应用。前面5章是电子技术设计的基础，必须能够达到熟练设计的要求，要认真分析每一个电路的设计过程，抽象或例化出芯片的引脚定义与内部行为及状态转换，把自己培养为一个真正的电子设计者。第6章“半导体存储器与大规模可编程逻辑器件”讲述了半导体存储的分类、RAM、ROM构造原理与容量扩展，PLD设计技术。第7章“接口电路设计技术”主要讲解了接口电路的设计思想和简单设计实例，介绍了两个接口电路A/D和D/A转换器的组成原理和应用。

本书第1章由唐松生编写；第2章由刘明华编写；第3章由江守寰编写；第4章由张春玲编写；第5章由庞志永编写；第6章由马浩编写；第7章由解本巨编写；王豫凌、周丽艳负责全书统稿。

由于编者的实际工作经验限制，本书还存在一些不当之处，敬请广大读者批评指正。

编者

2017年3月