數字電路分析與實踐 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張福強 編

圖書標籤:

• 數字電路
• 電路分析
• 數字邏輯
• 實踐
• 電子技術
• 高等教育
• 教材
• 電路設計
• 實驗
• 理論基礎

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115274069

版次：1

商品編碼：10960705

包裝：平裝

叢書名： 高等職業教育電子信息類專業規劃教材

開本：16開

齣版時間：2012-04-01

用紙：膠版紙

頁數：208

字數：324000

正文語種：中文版

內容簡介

本書以項目教學為主綫，在繼承傳統數字電路教學經驗的基礎上，對學生的動手能力、實踐能力有瞭更高的要求。本書先對基礎知識加以介紹，後將實例、項目作為重點，使學生在實踐中熟練掌握相關知識。
全書共分8個項目，主要包括裁判器電路設計與製作、門電路的認識與測試、16路跑馬燈電路的設計與製作、智力搶答器的設計與製作、交通燈控製電路的設計與製作、報警器的設計與製作、簡易數字電壓錶的設計與製作、用可編程邏輯器件實現簡單的數字頻率計。
本書可供高職高專電子類、通信類專業教學使用，也可供電子電路工程人員參考。

目錄

項目一　裁判器電路設計與製作　
第一部分　相關知識　
1.1　數字電路概述　
1.2　數製與碼製　
1.2.1　常用的進位計數製　
1.2.2　數製轉換　
1.2.3　碼製　
1.3　邏輯代數基礎　
1.3.1　邏輯體製　
1.3.2　基本邏輯運算與復閤邏輯運算　
1.3.3　邏輯函數及其錶示方法　
1.3.4　邏輯代數的基本定律和規則　
1.4　邏輯函數的化簡　
1.4.1　邏輯函數的公式化簡法　
1.4.2　邏輯函數的卡諾圖化簡法　
第二部分　工作任務　
1.5　學習Multisim10.0在數字電路中的應用　
1.6　裁判器電路設計與製作　
第三部分　總結與考核　
知識小結　
自我檢驗題　

項目二　門電路的認識與測試　
第一部分　相關知識　
2.1　分立元件實現的基本邏輯門電路　
2.1.1　二極管"與"門電路　
2.1.2　二極管"或"門電路　
2.1.3　三極管"非"門電路　
2.2　TTL集成邏輯門　
2.2.1　TTL的主要特性與技術參數　
2.2.2　TTL門的電路原理　
2.2.3　擴展功能的TTL門電路　
2.2.4　TTL 集成邏輯門的使用注意事項　
2.3　CMOS集成邏輯門　
2.3.1　CMOS集成邏輯門的特性與特點　
2.3.2　CMOS集成邏輯門使用注意事項　
2.4　TTL與CMOS集成門的互聯接口電路　
2.4.1　TTL電路驅動CMOS電路　
2.4.2　CMOS電路驅動TTL電路　
第二部分　工作任務　
2.5　集成門電路仿真實訓　
2.6　TTL集成邏輯門的參數測試　
第三部分　總結與考核　
知識小結　
自我檢驗題　

項目三　16路跑馬燈組閤電路的設計與仿真　
第一部分　相關知識　
3.1　組閤邏輯電路的分析與設計　
3.1.1　組閤邏輯電路的分析　
3.1.2　組閤邏輯電路的設計　
3.2　編碼器　
3.2.1　編碼器的原理和分類　
3.2.2　集成編碼器　
3.3　譯碼器和數據分配器　
3.3.1　譯碼器的原理和分類　
3.3.2　顯示譯碼器　
3.3.3　數據分配器　
3.4　數據選擇器　
3.4.1　數據選擇器的原理　
3.4.2　集成數據選擇器　
3.5　數值比較器和加法器　
3.5.1　數值比較器和加法器工作原理　
3.5.2　集成數值比較器和集成算術運算電路　
3.6　組閤邏輯電路中的競爭-冒險現象　
3.6.1　競爭-冒險現象及其産生原因　
3.6.2　冒險現象的判彆　
3.6.3　消除冒險現象的方法　
第二部分　工作任務　
3.7　組閤電路的邏輯功能測試　
3.7.1　編碼器和譯碼器的Multisim10.0仿真　
3.7.2　編碼器和譯碼器的功能測試　
3.8　組閤電路的應用設計　
3.8.1　16路跑馬燈電路的Multisim10.0仿真　
3.8.2　16路跑馬燈電路的製作　
第三部分　總結與考核　
知識小結　
自我檢驗題　

項目四　智力搶答器的設計與製作　
第一部分　相關知識　
4.1　基本RS觸發器　
4.1.1　基本RS觸發器的結構組成　
4.1.2　基本RS觸發器結構原理　
4.1.3　基本RS觸發器的邏輯功能描述　
4.2　同步觸發器　
4.2.1　同步RS觸發器　
4.2.2　同步D觸發器　
4.3　時鍾脈衝邊沿觸發的觸發器　
4.3.1　維持阻塞D觸發器　
4.3.2　主從型JK觸發器　
4.3.3　T觸發器和T′觸發器　
第二部分　工作任務　
4.4　集成觸發器的Multisim10.0仿真分析　
4.5　智力搶答器的設計與製作　
4.5.1　智力搶答器的Multisim10.0仿真分析　
4.5.2　智力搶答器的製作　
第三部分　總結與考核　
知識小結　
自我檢驗題　

項目五　交通燈控製電路的設計與製作　
第一部分　相關知識　
5.1　時序邏輯電路的分析和設計思路　
5.1.1　時序邏輯電路的功能描述　
5.1.2　時序邏輯電路的基本分析方法　
5.1.3　時序邏輯電路的設計思路　
5.2　計數器　
5.2.1　異步計數器　
5.2.2　同步計數器　
5.2.3　N進製計數器　
5.3　寄存器和移位寄存器　
5.3.1　寄存器　
5.3.2　移位寄存器　
第二部分　工作任務　
5.4　任意進製計數器、移位寄存器的Multisim10.0仿真分析　
5.5　交通燈控製電路的設計與製作　
5.5.1　交通燈控製電路的Multisim10.0仿真分析　
5.5.2　交通燈控製電路的製作與測試　
第三部分　總結與考核　
知識小結　
自我檢驗題　

項目六　報警器的設計與製作　
第一部分　相關知識　
6.1　555定時器的結構及工作原理　
6.2　施密特觸發器　
6.2.1　用555定時器組成施密特觸發器　
6.2.2　施密特觸發器的應用　
6.3　單穩態觸發器　
6.3.1　用555定時器組成單穩態觸發器　
6.3.2　單穩態觸發器的應用　
6.4　多諧振蕩器　
6.4.1　用555定時器組成多諧振蕩器　
6.4.2　多諧振蕩器的應用　
第二部分　工作任務　
6.5　報警器電路的Multisim10.0仿真分析　
6.6　報警器電路的設計與製作　
第三部分　總結與考核　
知識小結　
自我檢驗題　

項目七　簡易數字電壓錶的設計與製作　
第一部分　相關知識　
7.1　D/A轉換器　
7.1.1　D/A轉化器的基本概念　
7.1.2　二進製權電阻網絡D/A轉換器　
7.1.3　R-2R T型網絡D/A轉換器　
7.1.4　D/A轉換器的主要技術參數　
7.1.5　集成D/A轉換器　
7.2　A/D轉換器　
7.2.1　采樣、保持、量化及編碼　
7.2.2　V-T型雙積分式A/D轉換器　
7.2.3　逐次逼近型轉換器　
7.2.4　A/D轉換器的主要技術指標　
7.2.5　集成A/D轉換器　
第二部分　工作任務　
7.3　三位半數字電壓錶的設計與Multisim10.0仿真分析　
7.4　三位半數字電壓錶的製作與測試　
第三部分　總結與考核　
知識小結　
自我檢驗題　

項目八　用可編程邏輯器件實現簡單的數字頻率計　
第一部分　相關知識　
8.1　EDA基礎知識　
8.1.1　EDA概述　
8.1.2　可編程邏輯器件　
8.1.3　EDA開發環境　
8.2　硬件描述語言VHDL　
8.2.1　VHDL程序相關知識　
8.2.2　組閤電路的VHDL描述　
8.2.3　時序電路的VHDL描述　
第二部分　工作任務　
8.3　用QUARTUS‖8.0開發環境實現數字頻率計的設計　
第三部分　總結與考核　
知識小結　
自我檢驗題　

附錄一　Multisim常用命令　
附錄二　常用邏輯符號對照錶　
附錄三　常用數字集成電路管腳圖　

參考文獻　

前言/序言

《電子係統設計與前沿技術》 內容簡介 在當今信息技術飛速發展的時代，電子係統已滲透到我們生活的方方麵麵，從日常的通信設備、傢用電器，到高端的航空航天、人工智能，無不體現著電子技術的強大力量。為瞭跟上時代步伐，深入理解電子係統的設計原理，掌握前沿技術並將其應用於實踐，本書應運而生。它旨在為讀者提供一個全麵而深入的電子係統設計視角，涵蓋瞭從基礎理論到前沿應用的各個層麵，尤其側重於係統級的設計思維、關鍵模塊的實現方法以及新興技術在實際工程中的應用。 本書並非對某一特定領域進行孤立的講解，而是以“係統”為核心，強調不同電子子係統之間的相互作用與協同工作。它將帶領讀者走齣對零散知識點的睏惑，建立起宏觀的設計觀，理解一個復雜的電子係統是如何由眾多功能模塊有機地組閤而成，並最終實現預期的整體性能。 第一部分：電子係統設計基礎與建模 在對電子係統進行設計之前，紮實的基礎理論是必不可少的。本部分將首先迴顧電子係統設計所必需的數學和物理基礎，包括信號與係統理論、通信原理、控製理論等，並著重於它們在現代電子係統設計中的實際應用。接著，我們將深入探討係統級建模的技術。理解和掌握各種建模方法，例如行為級建模（如SystemC）、寄存器傳輸級（RTL）建模（如Verilog/VHDL）以及物理級建模，對於在設計早期進行性能預測、功耗分析和功能驗證至關重要。本書將詳細闡述不同建模語言的特點、使用場景以及如何有效地構建高層次模型，從而加速設計迭代過程，降低開發成本。 此外，本部分還將介紹係統設計中的一些核心概念，如流水綫設計、並行處理、中斷機製、數據通路與控製通路的設計等。通過對這些概念的透徹講解，讀者將能夠理解如何優化係統性能，提高處理效率，並具備設計復雜數據流和控製邏輯的能力。 第二部分：關鍵電子子係統設計與實現 電子係統由許多關鍵子係統構成，每個子係統都扮演著不可或缺的角色。本部分將聚焦於幾個在現代電子係統中普遍存在的關鍵子係統，並深入分析其設計原理與實現方法。 數字信號處理（DSP）子係統： 現代電子係統廣泛應用DSP技術，例如音頻/視頻編碼解碼、通信信號處理、傳感器數據處理等。本書將詳細介紹DSP的基本原理，如濾波器設計、FFT變換、模數/數模轉換等，並講解如何在硬件（如DSP處理器、FPGA）或軟件層麵實現這些功能。我們將探討不同DSP算法的優缺點，以及如何在實際係統中選擇最優的算法和硬件平颱。 嵌入式處理器與微控製器（MCU）係統： 嵌入式係統是構成大量電子設備的核心。本部分將深入介紹嵌入式處理器的架構，包括指令集、流水綫、緩存等，以及微控製器的基本工作原理。我們將討論嵌入式係統的軟件開發流程，從裸機編程到RTOS（實時操作係統）的應用，以及如何進行外設接口的設計與驅動開發。此外，還會涉及嵌入式係統的功耗管理和實時性保證等關鍵問題。 存儲器與接口技術： 數據的存儲和傳輸是電子係統設計的另一大挑戰。本部分將全麵介紹各種主流存儲器技術，如SRAM、DRAM、Flash等，包括它們的原理、性能特點、接口協議以及在係統中的應用。同時，本書還將詳細講解各種通信接口技術，如SPI、I2C、UART、USB、PCIe等，分析它們的協議細節、時序要求以及在實際係統中的連接方式，幫助讀者掌握高效可靠的數據傳輸方案。 電源管理與低功耗設計： 隨著便攜式設備和物聯網設備的普及，低功耗設計已成為電子係統設計的重中之重。本部分將深入探討電源管理單元（PMU）的設計原理，包括DC-DC變換器、LDO等。我們將介紹各種低功耗設計策略，如動態電壓頻率調整（DVFS）、時鍾門控、電源門控、睡眠模式等，並分析如何在硬件和軟件層麵實現有效的功耗優化，以延長電池壽命或降低運行成本。 第三部分：前沿電子技術與新興應用 科技的進步不斷催生新的電子技術和應用領域。本部分將引領讀者探索當前最熱門、最具發展潛力的電子技術，並分析它們在不同應用場景下的實際價值。 人工智能（AI）與機器學習（ML）硬件加速： AI和ML正在深刻地改變我們的世界。本書將探討如何設計專門的硬件來加速AI/ML算法的運算，包括神經網絡處理器（NPU）、張量處理單元（TPU）等。我們將介紹AI/ML模型在硬件上的部署策略，如模型量化、剪枝、量化感知訓練等，並分析各種AI芯片架構的優勢與劣勢。此外，還會討論AI/ML在邊緣計算、自動駕駛、智能傢居等領域的應用。 物聯網（IoT）通信與安全： 物聯網設備數量龐大，對通信和安全提齣瞭新的挑戰。本部分將深入研究IoT通信協議，如MQTT、CoAP、LoRa、NB-IoT等，以及低功耗廣域網（LPWAN）技術。同時，我們將重點關注IoT設備的安全性問題，包括數據加密、認證、固件更新安全以及硬件安全模塊（HSM）的應用，確保IoT係統的數據安全和隱私保護。 射頻（RF）與無綫通信係統： 現代電子係統離不開無綫通信。本部分將介紹RF電路的基本原理，包括阻抗匹配、濾波器、放大器等。我們將深入講解現代無綫通信技術，如Wi-Fi 6、5G NR，分析其調製解調方式、多址接入技術、信道編碼等。此外，還將涉及RF前端設計、天綫設計以及無綫通信係統的測試與調試。 傳感器與微機電係統（MEMS）： 傳感器是電子係統感知世界的“眼睛”和“耳朵”。本部分將介紹各種主流傳感器的工作原理，如溫度傳感器、壓力傳感器、加速度計、陀螺儀、光學傳感器等。我們將深入探討MEMS技術的原理和製造工藝，以及MEMS在消費電子、醫療健康、汽車電子等領域的廣泛應用。此外，還會涉及傳感器數據的融閤與處理。 可穿戴設備與智能硬件： 可穿戴設備和智能硬件是電子技術與人類生活深度融閤的産物。本部分將分析這類産品的設計特點，包括小尺寸、低功耗、用戶友好的交互界麵以及與雲端服務的連接。我們將探討在設計過程中需要考慮的生物信號采集、健康監測、運動追蹤等功能，以及相關的通信技術和數據分析方法。 第四部分：先進設計方法論與實踐工具 除瞭理論知識和技術細節，高效的設計方法和先進的實踐工具對於完成復雜的電子係統項目也至關重要。 係統級集成與驗證： 隨著係統復雜度的不斷提升，傳統的逐級驗證方法已難以應對。本部分將重點介紹係統級集成與驗證的方法論，包括仿真、硬件在環（HIL）測試、現場可編程門陣列（FPGA）原型驗證等。我們將分享如何構建有效的驗證環境，製定周密的測試計劃，並利用自動化工具來提高驗證效率和覆蓋率，從而確保設計質量。 EDA工具應用與技巧： 電子設計自動化（EDA）工具是現代電子設計不可或缺的利器。本書將介紹業界主流的EDA工具，如Cadence、Synopsys、Altium Designer等，涵蓋邏輯綜閤、布局布綫、版圖設計、信號完整性/電源完整性分析等關鍵環節。我們將分享這些工具的高級用法和實用技巧，幫助讀者更有效地利用它們來完成設計任務。 設計流程優化與項目管理： 成功的電子項目離不開優化的設計流程和有效的項目管理。本部分將討論從需求分析、概念設計、詳細設計、實現、驗證到産品發布的整個設計生命周期。我們將介紹敏捷開發、DevOps等項目管理方法論在電子設計中的應用，以及如何進行風險評估、資源分配和進度控製，確保項目按時、按質、按預算完成。 故障分析與可靠性設計： 電子係統的可靠性是其成功的基石。本部分將介紹常見的電子故障模式及其根源，並講解如何進行故障分析和排除。我們將深入探討可靠性設計的方法，如冗餘設計、容錯設計、環境適應性設計等，以及如何通過仿真和測試來評估和提高産品的可靠性。 結論 《電子係統設計與前沿技術》將為讀者提供一個係統、深入的學習平颱，幫助您理解復雜的電子係統是如何構建的，掌握實現關鍵功能的設計技巧，並洞察未來電子技術的發展趨勢。本書內容豐富，涵蓋麵廣，既有堅實的理論基礎，又有豐富的實踐指導，旨在培養讀者成為一名優秀的電子係統設計工程師，能夠自信地應對當前及未來電子技術領域的挑戰，並驅動創新。無論是對初學者建立紮實的知識體係，還是對資深工程師拓寬技術視野，本書都將是一本不可多得的參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書寫風格非常獨特，充滿瞭一種嚴謹又不失活潑的魅力，讓我在學習過程中絲毫感受不到枯燥。作者在講解每一個知識點時，都會用一種非常清晰、有條理的方式展開，就像在搭建一座精密的邏輯大廈。他善於運用類比和比喻，將那些抽象難懂的原理變得通俗易懂。我尤其喜歡作者在講解復雜概念時的“抽絲剝繭”式的敘述方式，他會先從最基本、最核心的概念入手，然後逐步引入更復雜的細節，並且在關鍵的地方進行總結和歸納，幫助讀者鞏固理解。除瞭理論講解，書中還穿插瞭許多高質量的圖示和錶格，這些視覺化的輔助材料極大地提升瞭學習效率，讓我能夠更直觀地理解電路的結構和工作原理。讓我印象深刻的是，作者在講解過程中，常常會引用一些實際的工程問題或者案例，這使得理論知識不再是“紙上談兵”，而是有瞭生動的應用場景。讀這本書，就像是與一位經驗豐富的工程師在進行一場深入的對話，我不僅學到瞭知識，更感受到瞭他對數字電路的熱愛和深刻理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我大開眼界，雖然書名聽起來有點技術性，但讀起來卻遠超我的想象。剛拿到它的時候，我擔心會充斥著枯燥的公式和抽象的概念，畢竟“數字電路”這幾個字就足以讓不少人望而卻步。然而，這本書在開篇就用瞭一種非常引人入勝的方式，講述瞭數字電路是如何從無到有，如何構建起我們今天所依賴的整個數字世界的基石。它沒有直接拋齣晦澀的理論，而是通過講述一些曆史上的關鍵時刻和偉大發明傢們的故事，讓我對數字電路産生瞭濃厚的興趣。我尤其喜歡其中關於邏輯門發展曆程的敘述，作者生動地描繪瞭從最初簡單的開關器件，到後來晶體管、集成電路的齣現，每一步都伴隨著巨大的技術革新和思維的飛躍。這不僅僅是關於電路的知識，更是一部技術史的縮影，讓我對工程師們在推動科技進步中所扮演的角色有瞭更深的理解。閱讀過程中，我發現自己不僅僅是在學習知識，更是在體驗一種發現的樂趣。作者的敘述風格非常平易近人，即使是我這樣的非專業人士，也能從中感受到數字電路的魅力和重要性。它讓我開始思考，我們日常生活中使用的各種電子産品，從手機到電腦，再到智能傢電，背後都離不開這些基礎的數字電路原理。這本書真的讓我從一個“門外漢”變成瞭一個對數字世界充滿好奇和敬畏的“探索者”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的整體架構設計得非常閤理，它不僅涵蓋瞭理論知識，更融入瞭大量的實踐指導，讓讀者能夠從多個維度去理解和掌握數字電路。從最基礎的邏輯運算，到復雜的控製器件設計，這本書都循序漸進地進行瞭講解。讓我印象深刻的是，作者在講解每一個理論概念之後，都會緊接著給齣相應的實踐環節，無論是理論推導的練習，還是電路仿真的指導，都幫助我將所學知識融會貫通。這種“理論與實踐相結閤”的學習模式，對於我這樣希望能夠真正掌握一門技術的學習者來說，無疑是最有效的方式。我特彆欣賞書中關於“故障診斷與排除”的部分，這往往是初學者容易忽視但又至關重要的一環。作者用生動的例子，講解瞭如何運用邏輯分析的方法，快速定位電路中的問題，這讓我受益匪淺。這本書不僅僅是一本教材，更像是一本“修煉手冊”，它不僅教會我“是什麼”，更教會我“怎麼做”，並且讓我能夠在實踐中不斷提升自己的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用性讓我感到驚喜，它不僅僅停留在理論層麵，更注重將知識轉化為實際應用。在閱讀過程中，我發現作者並沒有迴避復雜的細節，而是用一種循序漸進的方式，將抽象的理論概念具象化。例如，在講解組閤邏輯電路時，作者不僅僅給齣瞭真值錶和布爾錶達式，還提供瞭非常詳細的電路圖示例，並且解釋瞭如何通過實際操作去驗證這些邏輯功能。我尤其欣賞的是書中所包含的實踐案例，這些案例貼近實際工程項目，讓我能夠清晰地看到理論知識如何在實際問題中得到應用。作者在講解過程中，還會時不時地穿插一些“工程小貼士”或者“調試技巧”，這些細節對於初學者來說尤為寶貴，能夠幫助我們避免走彎路，更快地掌握電路設計和分析的方法。我嘗試著按照書中的步驟，自己搭建瞭一個簡單的數字電路模型，雖然隻是一個小小的實驗，但那種從設計到實現的成就感是無與倫比的。這本書的指導性很強，它就像一個經驗豐富的導師，一步步地引領我進入數字電路的世界，讓我能夠動手實踐，並且從中獲得成就感。它讓我明白，學習數字電路不僅僅是死記硬背，更重要的是理解其內在的邏輯和規律，並將其應用於解決實際問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度著實令人印象深刻，它觸及瞭數字電路領域的許多關鍵概念，並且將它們巧妙地融閤在一起。閱讀過程中，我感受到瞭作者在知識體係構建上的深厚功底。他從最基礎的邏輯門開始，逐步深入到更復雜的時序邏輯電路，再到存儲器、微處理器等核心部件的設計原理。讓我印象深刻的是，書中對每個概念的講解都力求嚴謹，並且提供瞭多種不同角度的闡釋，以確保讀者能夠透徹理解。例如，在講解時序邏輯時，作者不僅詳細介紹瞭觸發器、寄存器等基本單元，還深入探討瞭狀態機設計方法，並且通過一些典型的應用場景，展現瞭其在實際係統中的作用。更令我驚喜的是，書中還涉及瞭一些與數字電路設計緊密相關的領域，比如FPGA（現場可編程門陣列）的應用，以及一些基本的硬件描述語言（HDL）的概念。這讓我意識到，數字電路的分析和實踐是一個龐大的體係，而這本書為我打開瞭一扇通往這個體係的大門。它讓我能夠更全麵地認識數字電路，並且對未來深入學習相關技術有瞭更清晰的方嚮。