对《数字电子技术》(第四版)修订细节的商榷

吴安岚， 吴文静， 苏俊杰

(厦门大学 嘉庚学院机电工程系， 福建 漳州 363105)

0 引言

西安电子科技大学出版社江晓安主编的《数字电子技术》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，通俗易懂、重点突出、例题充足、习题丰富且难度适中，受到教师和学生的普遍欢迎。这本教材从面世至今，已经重新印刷了40多次，近300000册。但是，我们在使用这部教材的第四版(以下简称“四版教材”)过程中，发现了一些值得商榷之处。首先建议恢复原版书中有关TTL与非门的原理图。其次对新增加的带符号四位二进制加减运算部分，我们认为阐述得不够完整，条理性也不好，为此，我们提出一种较简洁的解决思路。

1 删去TTL与非门原理图的弊端

原版教材第18页“图2-13是典型的TTL与非门原理图”，如图1所示[1]。这张图说明了 TTL与非门逻辑转换原理，后续的高电平最小值、低电平最大值、灌电流、拉电流、扇入系数、扇出系数、噪声容限、线与、OC门、三态门等诸多概念都要依据这张图来加以阐明。而四版教材删去了这张图，使学生在理解上缺少依据[2]。

图1 典型的TTL与非门

四版教材前言中有段说明：“第二章，主要变动是集成逻辑门部分，针对我们主要应用的是集成逻辑门电路，突出外特性和参数的描述、双极型三极管门电路和单极型MOS管门电路的性能比较以及应用较广泛的开路门和三态门，对集成逻辑门电路的内部电路基本不涉及”。这段说明中要“突出外特性和参数的描述”，但门电路的“外特性和参数”的成因，均源于内部电路，不给出内部电路如何讲得清外特性和参数呢？如为什么TTL门电路UoN=3.6～2.6 V，UoL=0.2～0.35 V；而不是UoN=5 V，UoL= 0 V？这之间的差值电压降到哪儿去了？再如不给出内部电路，四版教材中的图2-22、图2-23、图2-24、图2-25也讲不清楚，这些图阐明的概念“开路门和三态门”正是四版教材中“应用较广泛”的器件。

同理，原版教材中p29的图2-26、图2-27、图2-28，阐明的是MOS管门电路原理，四版教材中也被删去。那么四版教材前言中主张的“双极型三极管门电路和单极型MOS管门电路的性能比较”如何进行？为什么5 V电源供电的MOS管门电路UoN=5 V，UoL=0 V？MOS与TTL门电路的各种区别原因何在？

四版教材的思路符合当时的一种流行认识：这些理论知识学生难学懂，他们就不需知道“为什么”，只要记住这些参数，能应用就行。须知，理解才能更好记忆，如果学生没有理解就让他们强记，那我们只能培养“技工”。这样四版教材就可能会损失掉一些要求较高的应用型本科院校的教材市场份额。

其实原版教材中的图2-13、图2-26、图2-27、图2-28，都是开关电路，在理解难度上并不大，这几幅图也占不了多少篇幅。但要想让学生从原理上弄懂，就不能缺少这几幅图。

2 带符号二进制数加减运算辨析

四版教材第75页“全加器的应用”一节中，较原版教材增加了“带符号四位二进制数加减运算”的内容，填补了原版教材缺少的一个知识点。但该版最后的图4-19并没有讲清楚带符号的二进制数加减运算如何实现。

首先四版教材第75页倒数第13行的算式没有用下标表示出数的数制，应改为：

(+7)D=(+0111)B=(00111)B(-7)D=(-0111)B=(10111)B

再者，第10行给出了“两正数相加变成负数” 、“两负数相加变成正数”的算式，但正确的符号位应该在哪里体现，并没有给出完满的解决办法；也没有给出“两数均为负数如何相加”的逻辑电路图。

教学中，我们对四版教材第76页第10行给出的两个式子作如下改进。将要相加减的两个四位二进制数补码中的符号位连写两遍再相加，如下式：

十进制 8+9 = 17 -10-9 =-19

二进制 C1C1A1A2A3A4001000 110110

+C2C2B1B2B3B4+001001 +110111

S5S4S3S2S1S0010001 101101

→负数求原码：110011

其中C1是A1A2A3A4的符号位，C2是B1B2B3B4的符号位。答案S5S4S3S2S1S0为补码，是新的符号位，S4是四位二进制补码相加后的溢出位，S3S2S1S0是本位和，S1这一位若还有向前的进位就舍去。

图2是四版教材中说明二进制数加减运算的电路图，其实这个电路只能做两个正数的减法，并且没有说清楚新的符号位在哪里。图3是我们改进后在教学中使用的电路图，可以实现四版教材第76页第9行、第10行列出的四种计算类别。

图2 二进制数加减运算电路图

图3 带符号的任意四位二进制数加减运算电路图

3 四版教材印刷错误列表

教材难免会有少许印刷错误，应该列出勘误表，重印时及时校正，这样才有利于学生正确理解。表1列出了四版教材中出现的错误及勘误。

序号四版教材页码行数错误应改为1p7,表1-2,6行4列011001002p26,图2-25(b)EN处无小圆圈EN处添加小圆圈3p19,第4行最后一式1⊕A=01⊕1=04p108,图4-79右下逻辑门符号异或门再反为同或门,结果与有意义的答案不符最好去掉圆圈,结果为全加器5p95,倒数第4行、第5行四位二选一、二位四选一四个二选一、二个四选一6P26,图2-23交叉点缺少黑点交叉点应打黑点7p100,第6行数据管数码管8p174,图6-70第3片K3端输入矛盾去掉“1”,使 K3=Qn29p79,例10第1行最后将输入两位将输入一位10p79,例10第13行但C=0要求0为00011但C=0要求乙为001111p201,图8-16右上角G1、G5一个输入为Q6G1、G5一个输入为Q612p75,倒数第5行数据位取负数据位取反(或取非)13p199,图8-14最下面JK、D触发器JK的清零端与D相接D应接D/A最下输出端14p184,图7-8VD1、VD2阴极间连线去掉该连线

4 原版教材中有些符号值得商榷

以下讨论的不妥之处，四版教材与原版教材是相同的。

(1)四版教材第81页倒数第4、5、6行，第82页倒数第5、6、7、8行，第84页第2、3、4、5、6行，第85页倒数第2、3、4、5行以及第86页中部五式，所有这些式子中间的阿拉伯数字定义容易引起歧义，使学生产生误解。

(2)四版教材第92页至第94页的 图4-46、图4-47、图4-51、 图4-52中，在译码器输出端内侧标注变量的反码，与事实相反，容易使学生产生错误。应该改为在输出端外侧标注变量的反码。可以将上述4图与康华光主编的《电子技术基础》数字部分第五版第147页图4.4.10、第148页图4.4.11、第149页图4.4.12比较，后者标注的符号是规范的[3]。

5 结语

《数字电子技术》四版教材是受欢迎的教材，我校已选用两轮，如果在有关细节方面予以完善，相信这部教材会成为更多院校的首选。