數字電子技術/21世紀應用型本科人纔培養規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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江小安 編

圖書標籤:

• 數字電子技術
• 電子技術
• 電路分析
• 21世紀應用型本科
• 教材
• 高等教育
• 電子工程
• 數字電路
• 模擬電路
• 半導體

齣版社： 西北大學齣版社

ISBN：9787560427256

版次：1

商品編碼：10692828

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2009-12-01

頁數：199

正文語種：中文

內容簡介

《21世紀應用型本科人纔培養規劃教材：數字電子技術》是陝西省教育廳為適應高等教育發展的需要，培養本科應用型人纔而組織編寫的高等教育規劃教材。本書係統全麵介紹瞭數字電路電子技術相關知識，本書主要作為應用型本科電子類及相關專業教材，同時還可作為高職高專、成人教育和自學考試相關專業學生的教材。

目錄

第一章 數字邏輯基礎知識
1．1 數製與編碼
1．1．1 數製
1．1．2 數製轉換
1．1．3 編碼
1．1．4 算術運算和機器數
1．2 與、或、非三種基本邏輯運算
1．3 邏輯代數的基本公式和基本定理
1．3．1 邏輯代數的基本公式
1．3．2 邏輯代數的基本定理
1．4 邏輯函數及其化簡
1．4．1 邏輯函數
1．4．2 邏輯函數的錶示方法和錶示形式
1．4．3 邏輯函數的代數化簡法
1．4．4 邏輯函數的卡諾圖化簡法
1．5 約束項、任意項和無關項
本章小結
思考題和習題

第二章 邏輯門電路
2．1 分立元件門電路
2．1．1 二極管與門
2．1．2 二極管或門
2．1．3 三極管非門
2．2 TTL集成邏輯門
2．2．1 TTL集成邏輯非門
2．2．2 TTL集成邏輯與非門電路
2．2．4 TTL集成邏輯或非門電路
2．2．5 集電極開路的TTL與非門（OC門）
2．2．6 三態輸齣的TTL門（TS門）
2．3 CMOS邏輯門
2．3．1 CMOS倒相器
2．3．2 CMOS傳輸門（雙嚮開關）
2．3．3 CMOS邏輯門電路
本章小結
思考題和習題

纂贏組閤邏輯電路
3．1 組閤邏輯電路的分析
3．2 組閤邏輯電路的設計
3．3 常用中規模組閤邏輯電路的原理與應用
3．3．1 加法器
3．3．2 編碼器與譯碼器
3．3．3 數據選擇器與多路分配器
3．3．4 數值比較器
3．4 組閤邏輯電路中的競爭與冒險現象
3．4．1 競爭現象
3．4．2 冒險現象
3．4．3 冒險現象的判彆
3．4．4 冒險現象的消除
本章小結
思考題和習題

第四章 集成觸發器
4．1 基本觸發器
4．1．1 電路組成和工作原理
4．1．2 工作波形和功能描述
4．2 時鍾控製的觸發器
4．2．1 鍾控RS觸發器
4．2．2 鍾控JK觸發器
4．2．3 鍾控T觸發器和T’觸發器
4．2．4 鍾控D觸發器
4．2．5 鍾控觸發器的空翻現象
4．3 主從型觸發器
4．3．1 主從RS觸發器
4．3．2 主從JK觸發器
4．3．3 主從JK觸發器的脈衝工作特性
4．4 邊沿觸發器
4．4．1 維持阻塞D觸發器
4．4．2 CMOS傳輸門構成的邊沿觸發器
本章小結
思考題和習題

第五章 時序邏輯電路
第六章 脈衝波形的産生與變換
第七章 半導體儲存器和可編程邏輯器件
第八章 數/模與模/數轉換
附錄
參考文獻

《集成電路設計與應用》 內容簡介： 在當今信息技術飛速發展的時代，集成電路（Integrated Circuit, IC）作為現代電子係統的核心，其重要性不言而喻。從我們日常使用的智能手機、電腦，到工業自動化、通信基站、人工智能等前沿領域，都離不開高性能、低功耗的集成電路。《集成電路設計與應用》一書，旨在為讀者，尤其是對集成電路設計與應用感興趣的本科生、研究生以及相關領域的工程師，提供一個全麵、深入的學習平颱。本書不僅涵蓋瞭集成電路設計的基本原理和流程，更聚焦於當前熱門的應用領域，通過大量實例和實踐指導，幫助讀者掌握集成電路設計的關鍵技術，並能將其應用於實際工程項目中。 本書的編寫宗旨是“理論與實踐相結閤”，在保證理論嚴謹性的同時，注重培養讀者的動手能力和解決實際問題的能力。我們力求使本書內容貼近實際工程需求，緊跟行業發展趨勢，為讀者未來的學習和職業發展奠定堅實的基礎。 第一部分：集成電路設計基礎 本部分將帶領讀者係統地學習集成電路設計的核心概念和方法。 第一章：集成電路概述與發展趨勢 介紹集成電路的起源、發展曆程以及在現代科技中的關鍵作用。 深入探討摩爾定律的演進，以及當前集成電路技術麵臨的挑戰和未來發展方嚮，如量子計算、神經形態計算、先進封裝技術等。 分析不同類型的集成電路，包括模擬集成電路、數字集成電路、混閤信號集成電路，並介紹它們在不同應用中的優勢和局限性。 介紹半導體工藝的基本流程，包括晶圓製造、光刻、刻蝕、薄膜沉積等關鍵步驟，使讀者對芯片的生産過程有一個宏觀的認識。 討論集成電路産業的生態係統，包括設計、製造、封裝、測試等環節，以及EDA（Electronic Design Automation）工具的重要性。 第二章：數字邏輯設計基礎 復習和深化布爾代數、邏輯門電路、組閤邏輯和時序邏輯的設計原理。 重點介紹Verilog HDL和VHDL這兩種主流硬件描述語言（HDL），包括語法、語義、常用的設計風格以及仿真和綜閤的基本流程。 講解如何使用HDL進行復雜數字電路的設計，例如狀態機、加法器、乘法器、存儲器等。 介紹可編程邏輯器件（PLD），如FPGA（Field-Programmable Gate Array）和CPLD（Complex Programmable Logic Device）的基本原理、結構和開發流程。 結閤實際案例，演示如何利用HDL語言和FPGA開發平颱實現簡單的數字係統，例如LED閃爍、數碼管顯示等。 第三章：超大規模集成電路（VLSI）設計流程 詳細闡述VLSI設計的一般流程，包括係統級設計、RTL（Register Transfer Level）設計、邏輯綜閤、靜態時序分析（STA）、物理設計（布局布綫）、版圖驗證、流片等關鍵環節。 深入講解邏輯綜閤的原理和常用工具，如何將HDL代碼映射為門級網錶，以及綜閤過程中的優化技術。 詳細介紹靜態時序分析（STA）的重要性，包括時序約束、建立時間（setup time）和保持時間（hold time）的概念，以及如何分析和解決時序違例。 深入講解物理設計，包括布局（placement）和布綫（routing）的算法和挑戰，以及如何平衡麵積、性能和功耗。 介紹版圖設計規則（DRC）、電器連接規則（LVS）等驗證技術，確保設計的物理實現符閤製造要求。 探討先進的VLSI設計方法學，如IP（Intellectual Property）核的使用、高層綜閤（High-Level Synthesis）等。 第四章：模擬集成電路設計基礎 介紹模擬集成電路設計的基本概念，包括晶體管模型、電流鏡、差分放大器、運算放大器等基本電路。 講解模擬電路的性能指標，如增益、帶寬、噪聲、綫性度、功耗等。 介紹數據轉換器，包括模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）的基本原理、結構和性能指標，以及不同的ADC/DAC架構（如逐次逼近型、流水綫型、Σ-Δ型等）。 探討射頻（RF）集成電路設計的基本原理，包括匹配網絡、低噪聲放大器（LNA）、功率放大器（PA）、混頻器等。 介紹模擬電路的版圖設計考量，包括器件匹配、寄生效應、襯底噪聲等。 第二部分：集成電路設計的高級主題與應用 本部分將深入探討一些更高級的集成電路設計技術，並聚焦於當前熱門的應用領域，提供豐富的案例分析和實踐指導。 第五章：低功耗集成電路設計 分析集成電路功耗的來源，包括動態功耗和靜態功耗。 介紹各種低功耗設計技術，包括時鍾門控（clock gating）、電源門控（power gating）、動態電壓頻率調整（DVFS）、選擇性行為（selective behavior）等。 講解功耗分析工具的使用，以及如何通過仿真和測量來評估和優化功耗。 探討在嵌入式係統和移動設備中實現低功耗設計的策略。 第六章：高速數字電路設計與信號完整性 介紹高速數字電路設計中的關鍵挑戰，如信號反射、串擾、電磁乾擾（EMI）等。 深入講解信號完整性（Signal Integrity, SI）的概念，包括阻抗匹配、端接技術、傳輸綫模型等。 介紹高速接口技術，如DDR、PCIe、USB等，以及它們在集成電路設計中的應用。 演示如何使用SI仿真工具來分析和優化高速信號的質量。 第七章：嵌入式係統中的集成電路設計 將集成電路設計與嵌入式係統開發相結閤。 介紹嵌入式處理器的架構（如ARM、RISC-V等）及其在SoC（System-on-Chip）設計中的地位。 講解嵌入式係統中常見的接口和總綫協議，如I2C、SPI、UART、CAN等。 通過實例，設計一個包含CPU、存儲器、外設接口的簡單SoC，並討論其軟件協同設計。 重點關注嵌入式係統中低功耗、實時性和可靠性的設計要求。 第八章：FPGA應用開發與實踐 深入介紹FPGA開發平颱和主流FPGA廠商（如Xilinx、Intel/Altera）。 詳細講解FPGA開發流程，包括項目創建、HDL代碼編寫、綜閤、實現（布局布綫）、比特流生成、下載和調試。 提供一係列具有代錶性的FPGA項目案例，例如： 圖像處理加速器： 利用FPGA並行計算能力實現圖像濾波、邊緣檢測等算法。 通信協議接口： 實現Ethernet、PCIe等高速通信接口。 數字信號處理（DSP）模塊： 設計FIR/IIR濾波器、FFT等DSP模塊。 機器學習推理加速： 利用FPGA部署輕量級神經網絡模型。 介紹FPGA的軟核和硬核處理器，以及如何利用它們構建異構計算平颱。 強調調試技巧和性能優化方法在FPGA開發中的重要性。 第九章：人工智能與集成電路 探討人工智能（AI）對集成電路設計的影響和驅動作用。 介紹AI芯片（如GPU、TPU、NPU）的設計原理和關鍵技術，包括並行計算架構、專用指令集、內存帶寬優化等。 講解如何利用AI技術輔助集成電路設計，例如： AI驅動的布局布綫： 利用機器學習優化布局布綫效率和結果。 AI輔助的時序收斂： 預測和修復時序違例。 AI用於功耗預測和優化。 分析AI硬件的功耗和性能挑戰，以及如何通過新的計算範式（如存內計算、類腦計算）來解決。 第十章：集成電路的可靠性與測試 討論集成電路在長期工作和極端環境下的可靠性問題，如EMC（Electromagnetic Compatibility）、ESD（Electrostatic Discharge）、Latch-up等。 介紹集成電路的測試方法，包括功能測試、性能測試、功耗測試、可靠性測試等。 講解測試嚮量（test vector）的設計、掃描鏈（scan chain）技術以及可測試性設計（Design for Testability, DFT）。 討論芯片製造過程中常見的缺陷類型以及如何通過測試來發現和定位這些缺陷。 實踐性與可操作性： 本書的最大特色之一在於其強大的實踐性。我們精選瞭多個具有代錶性的設計案例，從簡單的數字邏輯功能實現，到復雜的SoC和FPGA應用項目，貫穿全書。每個案例都提供瞭詳細的設計思路、HDL代碼、仿真波形、FPGA實現截圖，甚至配套的硬件實驗指導。讀者可以通過跟隨本書的步驟，親手完成這些項目，從而加深對理論知識的理解，並鍛煉實際動手能力。 對於FPGA實踐部分，我們推薦使用主流的FPGA開發闆和EDA工具（如Vivado、Quartus Prime），並提供瞭相應的工程文件和使用說明，確保讀者能夠順利開展實驗。 目標讀者： 高等院校電子工程、微電子學、計算機科學等相關專業的本科生和研究生。 從事集成電路設計、FPGA開發、嵌入式係統開發的工程師。 對集成電路技術和應用感興趣的科研人員和技術愛好者。 總結： 《集成電路設計與應用》將是一本集理論深度、實踐廣度和前沿性於一體的優秀教材。通過對本書的學習，讀者將能夠建立起紮實的集成電路設計理論基礎，掌握先進的設計工具和方法，並能夠勝任各種復雜的集成電路設計和應用項目。我們相信，本書將成為您在集成電路領域探索與創新的寶貴指南。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我是一名跨專業學習者，對數字電子技術完全是零基礎。拿到這本《數字電子技術》時，我其實是抱著一種“看能不能看懂”的心態。讓我欣慰的是，這本書的開篇內容非常友好。它沒有直接跳入復雜的電路圖，而是從最基礎的“信息”和“編碼”的概念講起，用非常淺顯易懂的語言解釋瞭為什麼我們需要數字電路。然後，它纔慢慢引入二進製、邏輯門等基本元素。我特彆欣賞它在講解每一個新概念的時候，都會先給齣直觀的圖示，再輔以文字解釋。比如，在講“與非門”的時候，它會先畫一個簡單的開關串聯的示意圖，然後纔給齣邏輯符號和真值錶。這種方式讓我能夠非常快速地建立起對這些基本概念的理解。書中的每一章後麵都附有一定數量的習題，而且這些習題的難度是循序漸進的，從最基本的概念鞏固到一些簡單的應用設計，讓我能夠一步步地檢驗自己的學習成果。我還在書的封底看到有配套的在綫資源鏈接，這讓我對後續的學習更有信心，相信能夠通過這本書真正掌握數字電子技術的核心知識。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我對這本《數字電子技術》的理解可能跟很多理工科學生不太一樣，我更關注的是它在實際工業場景中的應用和落地性。這本書在這一點上做得相當不錯，它不僅僅停留在理論推導，而是花瞭很大的篇幅去介紹各種數字電路器件的實際選型、工作原理以及在不同行業中的典型應用。比如，它在講解ADC（模數轉換器）和DAC（數模轉換器）時，沒有隻給齣幾個公式，而是詳細分析瞭不同類型ADC/DAC的優缺點，以及在數據采集、音頻處理、通信係統中的具體選擇依據。書中還穿插瞭不少“工程實踐”或“案例分析”欄目，例如如何利用數字電路設計一個簡單的溫濕度監測係統，或者如何用FPGA實現一個簡單的交通燈控製器。這些內容對於我這種喜歡動手實踐、想把理論知識轉化為實際産品的人來說，簡直是寶藏。它讓我明白，學習數字電子技術不僅僅是為瞭考試，更是為瞭解決現實世界中的工程問題。我個人特彆看重書中的一些“注意事項”或“易錯點”提示，這通常是作者根據教學經驗總結齣來的，能幫助我們避免走彎路，快速提升解決問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《數字電子技術》後，我最驚喜的是它內容的深度和廣度都恰到好處，既不像某些理論性太強的書籍那樣晦澀難懂，也不像一些過於簡化的入門教材那樣流於錶麵。這本書在邏輯清晰、循序漸進的編排上做得非常齣色。比如，在介紹組閤邏輯電路時，它先從最基礎的門電路開始，然後是邏輯代數，接著是卡諾圖化簡，最後是實際的集成電路芯片介紹。每個部分之間的過渡都非常自然，讓我能夠輕鬆地理解復雜的概念。我尤其喜歡它在講解時序邏輯電路時，對觸發器、寄存器、計數器等基本單元的講解非常細緻，並且通過大量的時序圖來幫助我們理解信號在不同時間點的狀態變化。書中還涉及到瞭PLD（可編程邏輯器件）和微處理器等內容，這讓我在學習的過程中，能夠對數字電子技術的整體發展脈絡有一個更清晰的認識。我認為這本書的價值在於，它能夠幫助讀者建立起一個紮實的數字電子技術知識體係，並且為進一步深入學習和研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

對於我來說，選擇一本好的教材，關鍵在於它能否激發我的學習興趣，並且讓我覺得學到的東西是有用的。這本書的優點在於它的語言風格非常生動有趣，不像很多教科書那樣死闆。它在講解一些抽象概念的時候，常常會用類比或者生活中的例子來幫助我們理解。比如，在講解二進製計數的時候，作者可能會用你數手指頭來類比，告訴你二進製是如何工作的。這種方式讓我覺得學習過程不那麼枯燥，反而充滿瞭探索的樂趣。而且，書中有很多“思考題”和“討論題”，這些題目往往不隻是簡單的計算，而是需要我們去分析和思考，這大大提升瞭我的參與感。我個人非常喜歡書中關於“錯誤排查”的章節，它列舉瞭很多數字電路設計中常見的錯誤，並且給齣瞭相應的解決方案，這對於初學者來說非常有幫助，能夠讓我們在實踐中少走彎路。總的來說，這本書的閱讀體驗非常好，它讓我覺得學習數字電子技術是一件有趣且有意義的事情。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《數字電子技術》教材，第一感覺就是厚實，拿在手裏沉甸甸的，讓人頓時對內容充滿期待。翻開目錄，感覺編排得很係統，從最基礎的邏輯門電路講起，一步步深入到組閤邏輯、時序邏輯，再到半導體存儲器、微處理器等更復雜的概念。我特彆喜歡的是它在每一章的開頭都有一段引言，簡單介紹本章的學習目標和在實際應用中的重要性，這能幫助我很快地把握學習的重點。而且，書中的插圖和錶格都非常清晰，很多都是彩色的，使得抽象的電路原理變得直觀易懂。例如，在講解JK觸發器時，書中不僅有詳細的邏輯圖，還配有狀態轉換圖和真值錶，並且還給齣瞭一個實際應用的小案例，比如在計數器中的應用，這讓我對理論知識的理解更加透徹。我之前學過一些基礎的模擬電路，但對數字電路一直覺得有些抽象，這本教材的引入方式很柔和，沒有一上來就拋齣大量公式，而是從概念入手，循序漸進，讓我感覺學習的壓力小瞭很多。我尤其期待後麵關於CPLD和FPGA的部分，希望能通過這本書掌握一些實際的數字係統設計技巧，為將來的項目實踐打下堅實基礎。