《数字电子技术》课程是高校工科电类和偏电类各专业学生不可缺少的专业基础课，也是各高校相关专业研究生考试的必考课程，同时也是从事电子技术相关的工程技术人员和广大电子爱好者的参考课程。

课程以清华大学电子学教研组阎石老师主编的《数字电子技术基础（ 第六版）》 教材为蓝本，同时参考了其他教材的内容。阎石老师团队编写的《数字电子技术基础》教材，目前是面向21世纪课程教材，曾先后获得国家教委优秀教材一等奖、全国优秀教材奖、“ 十五 ” 国家级规划教材，被国内众多高校采用。

本课程按章共分59节，主要包括数制和码制、逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形电路等等。

除此之外，还包含实验箱介绍与实验操作过程等拓展资源。课程内容涵盖了数字电子技术的大部分基础理论，可为广大学习者进行数字系统的分析与设计、以及中大规模数字电路提供丰富的专业基础知识。

通过该课程的学习，可培养学生掌握电子器件的原理、基础数字电路的分析和设计方法以及电子电路在工程实践中的应用，培养学生具有一定的分析和解决电子工程中实际问题的能力。此外，通过该课程的学习，还可极大提高学生的逻辑思维能力。

电路或电工基础，半导体器件基础知识

[1] 阎石主编，数字电子技术基础（第六版），北京，高等教育出版社，2016

[2] 阎石，王红编，数字电子技术基础（第六版）学习辅导与习题解答，北京，高等教育出版社，2016

[3] 《Modern Digital Electronics》(Third Edition)，R.P.Jain，清华大学出版社，2008

为什么在数字电路中要采用二进制补码进行两个数值的加、减运算?

1. 首先，要回答为什么一定要采用二进制，而不是我们日常生活中熟悉的十进制。

由于一位二进制数只有1和0两个数值，可以用一个开关电路输出的高电平和低电平表示，所以用于表示1位二进制数值的单元电路结构非常简单，而且对电源电压的稳定度要求也比较低。因为只要能够正确区分出1和0两个不同状态，允许高、低电平在一定范围内波动，也就是说有一个允许的“噪声容限”。例如，在采用5V 电源电压系列的CMOS电路中，以4.4V表示1，以0.5V 表示0。若噪声容限为电源电压的30%，那么只要由于电源电压的波动、电路参数的变化以及外界的干扰导致输出电压的变化不超过1.5V，电路都能正常工作。

如果采用十进制，就要求每个单元电路能够给出十个不同电压等级的输出信号，以代表0~9十个数值。不难想象，组成这样一个单元电路是很困难的。至今尚未见有人设计出可以实际使用的十进制单元电路。而且，即使有这样的单元电路，在工作过程中无论对电源电压稳定度的要求，还是对电路参数精度和稳定性的要求都是比较高的。例如，同样也采用5V的电源电压，则需要将输出电压划分为10个等级，用来表示0~9。这时每个电压等级之间相差将不到0.5V。如果由于电源电压波动、电路参数变化以及外界干扰使输出电平的变化接近0.5V, 则输出电压所表示的数值就可能发生错误。

鉴于以上原因，目前在几乎所有的数字电路(包括各种数字计算机中，都采用二进制而不采用十进制。

虽然在有些数字电路的应用中有时也会提及“十进制”运算，其实只不过是用4位二进制数当中的十个状态表示十进制数的十个状态而已，本质上仍然是在用二进制数进行运算。

2.  为什么二进制算术运算要采用补码运算?

如果两个正数相加，则比较简单，用第四章中所讲的加法器电路就可以完成了。但如果是两个数相减(也就是两个不同符号的数相加)情况就不同了。首先必须比较两个数绝对值的大小，以确定哪一个作为被减数、哪一个作为减数。然后，让绝对值大的一个数减去绝对值小的一个数。这不仅需要用到比较电路和减法运算电路，而且运算过程也较复杂，影响运算速度。

我们在第二章中已经详细说明了，两个二进制数之间的减法运算可以用它们的补码相加实现。虽然这需要先求取两个数的补码，但产生补码的电路很简单，而且求取补码和两个数相加的操作可以合并为一步完成。

用补码相加进行减法运算不仅运算电路结构简单，而且运算可以一步完成。