数字电子技术/21世纪应用型本科人才培养规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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江小安 编

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• 数字电子技术
• 电子技术
• 电路分析
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• 高等教育
• 电子工程
• 数字电路
• 模拟电路
• 半导体

出版社： 西北大学出版社

ISBN：9787560427256

版次：1

商品编码：10692828

包装：平装

开本：16开

出版时间：2009-12-01

页数：199

正文语种：中文

内容简介

《21世纪应用型本科人才培养规划教材：数字电子技术》是陕西省教育厅为适应高等教育发展的需要，培养本科应用型人才而组织编写的高等教育规划教材。本书系统全面介绍了数字电路电子技术相关知识，本书主要作为应用型本科电子类及相关专业教材，同时还可作为高职高专、成人教育和自学考试相关专业学生的教材。

目录

第一章 数字逻辑基础知识
1．1 数制与编码
1．1．1 数制
1．1．2 数制转换
1．1．3 编码
1．1．4 算术运算和机器数
1．2 与、或、非三种基本逻辑运算
1．3 逻辑代数的基本公式和基本定理
1．3．1 逻辑代数的基本公式
1．3．2 逻辑代数的基本定理
1．4 逻辑函数及其化简
1．4．1 逻辑函数
1．4．2 逻辑函数的表示方法和表示形式
1．4．3 逻辑函数的代数化简法
1．4．4 逻辑函数的卡诺图化简法
1．5 约束项、任意项和无关项
本章小结
思考题和习题

第二章 逻辑门电路
2．1 分立元件门电路
2．1．1 二极管与门
2．1．2 二极管或门
2．1．3 三极管非门
2．2 TTL集成逻辑门
2．2．1 TTL集成逻辑非门
2．2．2 TTL集成逻辑与非门电路
2．2．4 TTL集成逻辑或非门电路
2．2．5 集电极开路的TTL与非门（OC门）
2．2．6 三态输出的TTL门（TS门）
2．3 CMOS逻辑门
2．3．1 CMOS倒相器
2．3．2 CMOS传输门（双向开关）
2．3．3 CMOS逻辑门电路
本章小结
思考题和习题

纂赢组合逻辑电路
3．1 组合逻辑电路的分析
3．2 组合逻辑电路的设计
3．3 常用中规模组合逻辑电路的原理与应用
3．3．1 加法器
3．3．2 编码器与译码器
3．3．3 数据选择器与多路分配器
3．3．4 数值比较器
3．4 组合逻辑电路中的竞争与冒险现象
3．4．1 竞争现象
3．4．2 冒险现象
3．4．3 冒险现象的判别
3．4．4 冒险现象的消除
本章小结
思考题和习题

第四章 集成触发器
4．1 基本触发器
4．1．1 电路组成和工作原理
4．1．2 工作波形和功能描述
4．2 时钟控制的触发器
4．2．1 钟控RS触发器
4．2．2 钟控JK触发器
4．2．3 钟控T触发器和T’触发器
4．2．4 钟控D触发器
4．2．5 钟控触发器的空翻现象
4．3 主从型触发器
4．3．1 主从RS触发器
4．3．2 主从JK触发器
4．3．3 主从JK触发器的脉冲工作特性
4．4 边沿触发器
4．4．1 维持阻塞D触发器
4．4．2 CMOS传输门构成的边沿触发器
本章小结
思考题和习题

第五章 时序逻辑电路
第六章 脉冲波形的产生与变换
第七章 半导体储存器和可编程逻辑器件
第八章 数/模与模/数转换
附录
参考文献

《集成电路设计与应用》 内容简介： 在当今信息技术飞速发展的时代，集成电路（Integrated Circuit, IC）作为现代电子系统的核心，其重要性不言而喻。从我们日常使用的智能手机、电脑，到工业自动化、通信基站、人工智能等前沿领域，都离不开高性能、低功耗的集成电路。《集成电路设计与应用》一书，旨在为读者，尤其是对集成电路设计与应用感兴趣的本科生、研究生以及相关领域的工程师，提供一个全面、深入的学习平台。本书不仅涵盖了集成电路设计的基本原理和流程，更聚焦于当前热门的应用领域，通过大量实例和实践指导，帮助读者掌握集成电路设计的关键技术，并能将其应用于实际工程项目中。 本书的编写宗旨是“理论与实践相结合”，在保证理论严谨性的同时，注重培养读者的动手能力和解决实际问题的能力。我们力求使本书内容贴近实际工程需求，紧跟行业发展趋势，为读者未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。 第一部分：集成电路设计基础 本部分将带领读者系统地学习集成电路设计的核心概念和方法。 第一章：集成电路概述与发展趋势 介绍集成电路的起源、发展历程以及在现代科技中的关键作用。 深入探讨摩尔定律的演进，以及当前集成电路技术面临的挑战和未来发展方向，如量子计算、神经形态计算、先进封装技术等。 分析不同类型的集成电路，包括模拟集成电路、数字集成电路、混合信号集成电路，并介绍它们在不同应用中的优势和局限性。 介绍半导体工艺的基本流程，包括晶圆制造、光刻、刻蚀、薄膜沉积等关键步骤，使读者对芯片的生产过程有一个宏观的认识。 讨论集成电路产业的生态系统，包括设计、制造、封装、测试等环节，以及EDA（Electronic Design Automation）工具的重要性。 第二章：数字逻辑设计基础 复习和深化布尔代数、逻辑门电路、组合逻辑和时序逻辑的设计原理。 重点介绍Verilog HDL和VHDL这两种主流硬件描述语言（HDL），包括语法、语义、常用的设计风格以及仿真和综合的基本流程。 讲解如何使用HDL进行复杂数字电路的设计，例如状态机、加法器、乘法器、存储器等。 介绍可编程逻辑器件（PLD），如FPGA（Field-Programmable Gate Array）和CPLD（Complex Programmable Logic Device）的基本原理、结构和开发流程。 结合实际案例，演示如何利用HDL语言和FPGA开发平台实现简单的数字系统，例如LED闪烁、数码管显示等。 第三章：超大规模集成电路（VLSI）设计流程 详细阐述VLSI设计的一般流程，包括系统级设计、RTL（Register Transfer Level）设计、逻辑综合、静态时序分析（STA）、物理设计（布局布线）、版图验证、流片等关键环节。 深入讲解逻辑综合的原理和常用工具，如何将HDL代码映射为门级网表，以及综合过程中的优化技术。 详细介绍静态时序分析（STA）的重要性，包括时序约束、建立时间（setup time）和保持时间（hold time）的概念，以及如何分析和解决时序违例。 深入讲解物理设计，包括布局（placement）和布线（routing）的算法和挑战，以及如何平衡面积、性能和功耗。 介绍版图设计规则（DRC）、电器连接规则（LVS）等验证技术，确保设计的物理实现符合制造要求。 探讨先进的VLSI设计方法学，如IP（Intellectual Property）核的使用、高层综合（High-Level Synthesis）等。 第四章：模拟集成电路设计基础 介绍模拟集成电路设计的基本概念，包括晶体管模型、电流镜、差分放大器、运算放大器等基本电路。 讲解模拟电路的性能指标，如增益、带宽、噪声、线性度、功耗等。 介绍数据转换器，包括模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的基本原理、结构和性能指标，以及不同的ADC/DAC架构（如逐次逼近型、流水线型、Σ-Δ型等）。 探讨射频（RF）集成电路设计的基本原理，包括匹配网络、低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）、混频器等。 介绍模拟电路的版图设计考量，包括器件匹配、寄生效应、衬底噪声等。 第二部分：集成电路设计的高级主题与应用 本部分将深入探讨一些更高级的集成电路设计技术，并聚焦于当前热门的应用领域，提供丰富的案例分析和实践指导。 第五章：低功耗集成电路设计 分析集成电路功耗的来源，包括动态功耗和静态功耗。 介绍各种低功耗设计技术，包括时钟门控（clock gating）、电源门控（power gating）、动态电压频率调整（DVFS）、选择性行为（selective behavior）等。 讲解功耗分析工具的使用，以及如何通过仿真和测量来评估和优化功耗。 探讨在嵌入式系统和移动设备中实现低功耗设计的策略。 第六章：高速数字电路设计与信号完整性 介绍高速数字电路设计中的关键挑战，如信号反射、串扰、电磁干扰（EMI）等。 深入讲解信号完整性（Signal Integrity, SI）的概念，包括阻抗匹配、端接技术、传输线模型等。 介绍高速接口技术，如DDR、PCIe、USB等，以及它们在集成电路设计中的应用。 演示如何使用SI仿真工具来分析和优化高速信号的质量。 第七章：嵌入式系统中的集成电路设计 将集成电路设计与嵌入式系统开发相结合。 介绍嵌入式处理器的架构（如ARM、RISC-V等）及其在SoC（System-on-Chip）设计中的地位。 讲解嵌入式系统中常见的接口和总线协议，如I2C、SPI、UART、CAN等。 通过实例，设计一个包含CPU、存储器、外设接口的简单SoC，并讨论其软件协同设计。 重点关注嵌入式系统中低功耗、实时性和可靠性的设计要求。 第八章：FPGA应用开发与实践 深入介绍FPGA开发平台和主流FPGA厂商（如Xilinx、Intel/Altera）。 详细讲解FPGA开发流程，包括项目创建、HDL代码编写、综合、实现（布局布线）、比特流生成、下载和调试。 提供一系列具有代表性的FPGA项目案例，例如： 图像处理加速器： 利用FPGA并行计算能力实现图像滤波、边缘检测等算法。 通信协议接口： 实现Ethernet、PCIe等高速通信接口。 数字信号处理（DSP）模块： 设计FIR/IIR滤波器、FFT等DSP模块。 机器学习推理加速： 利用FPGA部署轻量级神经网络模型。 介绍FPGA的软核和硬核处理器，以及如何利用它们构建异构计算平台。 强调调试技巧和性能优化方法在FPGA开发中的重要性。 第九章：人工智能与集成电路 探讨人工智能（AI）对集成电路设计的影响和驱动作用。 介绍AI芯片（如GPU、TPU、NPU）的设计原理和关键技术，包括并行计算架构、专用指令集、内存带宽优化等。 讲解如何利用AI技术辅助集成电路设计，例如： AI驱动的布局布线： 利用机器学习优化布局布线效率和结果。 AI辅助的时序收敛： 预测和修复时序违例。 AI用于功耗预测和优化。 分析AI硬件的功耗和性能挑战，以及如何通过新的计算范式（如存内计算、类脑计算）来解决。 第十章：集成电路的可靠性与测试 讨论集成电路在长期工作和极端环境下的可靠性问题，如EMC（Electromagnetic Compatibility）、ESD（Electrostatic Discharge）、Latch-up等。 介绍集成电路的测试方法，包括功能测试、性能测试、功耗测试、可靠性测试等。 讲解测试向量（test vector）的设计、扫描链（scan chain）技术以及可测试性设计（Design for Testability, DFT）。 讨论芯片制造过程中常见的缺陷类型以及如何通过测试来发现和定位这些缺陷。 实践性与可操作性： 本书的最大特色之一在于其强大的实践性。我们精选了多个具有代表性的设计案例，从简单的数字逻辑功能实现，到复杂的SoC和FPGA应用项目，贯穿全书。每个案例都提供了详细的设计思路、HDL代码、仿真波形、FPGA实现截图，甚至配套的硬件实验指导。读者可以通过跟随本书的步骤，亲手完成这些项目，从而加深对理论知识的理解，并锻炼实际动手能力。 对于FPGA实践部分，我们推荐使用主流的FPGA开发板和EDA工具（如Vivado、Quartus Prime），并提供了相应的工程文件和使用说明，确保读者能够顺利开展实验。 目标读者： 高等院校电子工程、微电子学、计算机科学等相关专业的本科生和研究生。 从事集成电路设计、FPGA开发、嵌入式系统开发的工程师。 对集成电路技术和应用感兴趣的科研人员和技术爱好者。 总结： 《集成电路设计与应用》将是一本集理论深度、实践广度和前沿性于一体的优秀教材。通过对本书的学习，读者将能够建立起扎实的集成电路设计理论基础，掌握先进的设计工具和方法，并能够胜任各种复杂的集成电路设计和应用项目。我们相信，本书将成为您在集成电路领域探索与创新的宝贵指南。

评分☆☆☆☆☆

对于我来说，选择一本好的教材，关键在于它能否激发我的学习兴趣，并且让我觉得学到的东西是有用的。这本书的优点在于它的语言风格非常生动有趣，不像很多教科书那样死板。它在讲解一些抽象概念的时候，常常会用类比或者生活中的例子来帮助我们理解。比如，在讲解二进制计数的时候，作者可能会用你数手指头来类比，告诉你二进制是如何工作的。这种方式让我觉得学习过程不那么枯燥，反而充满了探索的乐趣。而且，书中有很多“思考题”和“讨论题”，这些题目往往不只是简单的计算，而是需要我们去分析和思考，这大大提升了我的参与感。我个人非常喜欢书中关于“错误排查”的章节，它列举了很多数字电路设计中常见的错误，并且给出了相应的解决方案，这对于初学者来说非常有帮助，能够让我们在实践中少走弯路。总的来说，这本书的阅读体验非常好，它让我觉得学习数字电子技术是一件有趣且有意义的事情。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对这本《数字电子技术》的理解可能跟很多理工科学生不太一样，我更关注的是它在实际工业场景中的应用和落地性。这本书在这一点上做得相当不错，它不仅仅停留在理论推导，而是花了很大的篇幅去介绍各种数字电路器件的实际选型、工作原理以及在不同行业中的典型应用。比如，它在讲解ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）时，没有只给出几个公式，而是详细分析了不同类型ADC/DAC的优缺点，以及在数据采集、音频处理、通信系统中的具体选择依据。书中还穿插了不少“工程实践”或“案例分析”栏目，例如如何利用数字电路设计一个简单的温湿度监测系统，或者如何用FPGA实现一个简单的交通灯控制器。这些内容对于我这种喜欢动手实践、想把理论知识转化为实际产品的人来说，简直是宝藏。它让我明白，学习数字电子技术不仅仅是为了考试，更是为了解决现实世界中的工程问题。我个人特别看重书中的一些“注意事项”或“易错点”提示，这通常是作者根据教学经验总结出来的，能帮助我们避免走弯路，快速提升解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《数字电子技术》教材，第一感觉就是厚实，拿在手里沉甸甸的，让人顿时对内容充满期待。翻开目录，感觉编排得很系统，从最基础的逻辑门电路讲起，一步步深入到组合逻辑、时序逻辑，再到半导体存储器、微处理器等更复杂的概念。我特别喜欢的是它在每一章的开头都有一段引言，简单介绍本章的学习目标和在实际应用中的重要性，这能帮助我很快地把握学习的重点。而且，书中的插图和表格都非常清晰，很多都是彩色的，使得抽象的电路原理变得直观易懂。例如，在讲解JK触发器时，书中不仅有详细的逻辑图，还配有状态转换图和真值表，并且还给出了一个实际应用的小案例，比如在计数器中的应用，这让我对理论知识的理解更加透彻。我之前学过一些基础的模拟电路，但对数字电路一直觉得有些抽象，这本教材的引入方式很柔和，没有一上来就抛出大量公式，而是从概念入手，循序渐进，让我感觉学习的压力小了很多。我尤其期待后面关于CPLD和FPGA的部分，希望能通过这本书掌握一些实际的数字系统设计技巧，为将来的项目实践打下坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我是一名跨专业学习者，对数字电子技术完全是零基础。拿到这本《数字电子技术》时，我其实是抱着一种“看能不能看懂”的心态。让我欣慰的是，这本书的开篇内容非常友好。它没有直接跳入复杂的电路图，而是从最基础的“信息”和“编码”的概念讲起，用非常浅显易懂的语言解释了为什么我们需要数字电路。然后，它才慢慢引入二进制、逻辑门等基本元素。我特别欣赏它在讲解每一个新概念的时候，都会先给出直观的图示，再辅以文字解释。比如，在讲“与非门”的时候，它会先画一个简单的开关串联的示意图，然后才给出逻辑符号和真值表。这种方式让我能够非常快速地建立起对这些基本概念的理解。书中的每一章后面都附有一定数量的习题，而且这些习题的难度是循序渐进的，从最基本的概念巩固到一些简单的应用设计，让我能够一步步地检验自己的学习成果。我还在书的封底看到有配套的在线资源链接，这让我对后续的学习更有信心，相信能够通过这本书真正掌握数字电子技术的核心知识。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《数字电子技术》后，我最惊喜的是它内容的深度和广度都恰到好处，既不像某些理论性太强的书籍那样晦涩难懂，也不像一些过于简化的入门教材那样流于表面。这本书在逻辑清晰、循序渐进的编排上做得非常出色。比如，在介绍组合逻辑电路时，它先从最基础的门电路开始，然后是逻辑代数，接着是卡诺图化简，最后是实际的集成电路芯片介绍。每个部分之间的过渡都非常自然，让我能够轻松地理解复杂的概念。我尤其喜欢它在讲解时序逻辑电路时，对触发器、寄存器、计数器等基本单元的讲解非常细致，并且通过大量的时序图来帮助我们理解信号在不同时间点的状态变化。书中还涉及到了PLD（可编程逻辑器件）和微处理器等内容，这让我在学习的过程中，能够对数字电子技术的整体发展脉络有一个更清晰的认识。我认为这本书的价值在于，它能够帮助读者建立起一个扎实的数字电子技术知识体系，并且为进一步深入学习和研究打下坚实的基础。