数字电子技术基础:系统方法

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[美] Thomas L. Floyd 著,娄淑琴,盛新志,申艳 译
图书标签:
  • 数字电子技术
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111464846
版次:1
商品编码:11487291
品牌:机工出版
包装:平装
丛书名: 国外电子与电气工程技术丛书
开本:16开
出版时间:2014-06-01
用纸:胶版纸
页数:600
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  《数字电子技术基础:系统方法》是世界著名优秀教材,结合数字电子技术的发展趋势,从数字电子技术系统性的角度,对数字技术和数字系统内容进行重新组织,系统阐述数字电子技术的基础知识。主要内容包括:数字电子技术的基本概念、组合逻辑、锁存器、触发器、定时器、计数器、移位寄存器、数据传输、信号处理等。

内页插图

目录

出版者的话
译者序
前言
第1章 数字系统简介
1.1 数字和模拟信号及系统
1.2 二进制数字、逻辑电平和数字波形
1.3 逻辑运算
1.4 组合和时序逻辑功能
1.5 可编程逻辑
1.6 固定功能逻辑器件
1.7 数字系统举例
1.8 测量仪器
小结
关键术语
是非测试题
自测题
习题
各节测试题答案
相关问题答案
是非测试题答案
自测题答案
第2章 数制、运算和编码
2.1 十进制
2.2 二进制
2.3 十进制与二进制间的转换
2.4 二进制算术运算
2.5 二进制数的反码和补码
2.6 带符号数
2.7 带符号数的算术运算
2.8 十六进制
2.9 八进制
2.10 二十进制码
2.11 数字编码
2.12 误码检测
小结
关键术语
是非测试题
自测题
习题
各节测试题答案
相关问题答案
是非测试题答案
自测题答案
第3章 逻辑门和组合门
3.1 布尔代数简介
3.2 反相器
3.3 与门
3.4 或门
3.5 与非门
3.6 或非门
3.7 异或门和同或门
3.8 门的性能特性及参数
3.9 可编程逻辑
3.10 故障排除
小结
关键术语
固定功能逻辑器件
是非测试题
自测题
习题
拓展题
Muitisim故障排除练习
各节测试题答案
相关问题答案
是非测试题答案
自测题答案
第4章 组合逻辑
4.1 基本组合逻辑电路
4.2 布尔表达式和真值表
4.3 摩根定理
4.4 与非门和或非门的通用特性
4.5 脉冲波形运算
4.6 用VHDL和Verilog描述组合逻辑
4.7 储液罐系统
4.8 故障排除
小结
关键术语
是非测试题
自测题
习题
拓展题
Muitisim故障排除练习
各节测试题答案
相关问题答案
是非测试题答案
自测题答案
第5章 组合逻辑功能模块
5.1 药片瓶装系统
5.2 半加器与全加器
5.3 并行加法器
5.4 串行进位与超前进位加法器
5.5 比较器
5.6 译码器
5.7 编码器
5.8 码转换器
5.9 复用器(数据选择器)
5.10 解复用器
5.11 奇偶发生器/校验器
5.12 逻辑功能模块的VHDL和Verilog描述
5.13 故障排除
小结
关键术语
固定功能逻辑器件
是非测试题
自测题
习题
拓展题
Muitisim故障排除练习
各节测试题答案
相关问题答案
是非测试题答案
自测题答案
第6章 锁存器、触发器与定时器
6.1 交通信号控制系统
6.2 锁存器
6.3 触发器
6.4 触发器的工作特性
6.5 定时器
6.6 双稳态逻辑的VHDL和Verilog描述
6.7 交通信号控制系统的VHDL和Verilog描述
6.8 故障排除
小结
关键术语
是非测试题
自测题
习题
拓展题
Muitisim故障排除练习
各节测试题答案
相关问题答案
是非测试题答案
自测题答案
第7章 移位寄存器
7.1 安全系统
7.2 基本移位寄存器的工作原理
7.3 移位寄存器的类型
7.4 双向移位寄存器
7.5 移位寄存器型计数器
7.6 安全系统的VHDL和Verilog描述
7.7 故障排除
小结
关键术语
固定功能逻辑器件
是非测试题
自测题
习题
拓展题
Multisim故障排除练习
各节测试题答案
相关问题答案
是非测试题答案
自测题答案
第8章 计数器
8.1 计时系统
8.2 有限状态机
8.3 异步计数器
8.4 同步计数器
8.5 加/减同步计数器
8.6 级联计数器
8.7 计数器译码
8.8 计数器的VHDL和Verilog描述
8.9 故障排除
小结
关键术语
固定功能逻辑器件
是非测试题
自测题
习题
拓展题
Multisim故障排除练习
各节测试题答案
相关问题答案
是非测试题答案
自测题答案
第9章 可编程逻辑
9.1 简单可编程逻辑器件
9.2 复杂可编程逻辑器件
9.3 宏单元模式
9.4 现场可编程门阵列
9.5 可编程逻辑软件
9.6 边界扫描逻辑
9.7 故障排除
小结
关键术语
是非测试题
自测题
习题
各节测试题答案
相关问题答案
是非测试题答案
自测题答案
第10章 存储器
10.1 存储系统层次结构
10.2 半导体存储器基础
10.3 随机存取存储器
10.4 只读存储器
10.5 可编程ROM
10.6 闪速存储器
10.7 存储器扩展
10.8 特殊类型的存储器
10.9 磁和光存储器
10.10 故障排除
小结
关键术语
是非测试题
自测题
习题
各节测试题答案
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是非测试题答案
自测题答案
第11章 数据传输
11.1 数据传输媒质
11.2 数据传输方式与传输模式
11.3 数字信号调制模拟信号
11.4 模拟信号调制数字信号
11.5 复用与解复用
11.6 传输媒质对数据质量的影响
小结
关键术语
是非测试题
自测题
习题
各节测试题答案
相关问题答案
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自测题答案
第12章 信号转换与处理
12.1 太阳方位跟踪系统
12.2 模拟信号转换成数字信号
12.3 模数转换方法
12.4 数模转换方法
12.5 数字信号处理
12.6 数字信号处理器
小结
关键术语
是非测试题
自测题
习题
各节测试题答案
相关问题答案
是非测试题答案
自测题答案
第13章 数据处理与控制
13.1 基本计算机系统
13.2 实际计算机系统的考虑因素
13.3 CPU的基本操作
13.4 CPU的寻址模式
13.5 CPU的特定操作
13.6 操作系统和硬件
13.7 编程
13.8 微控制器和嵌入式系统
小结
关键术语
是非测试题
自测题
习题
各节测试题答案
相关问题答案
是非测试题答案
自测题答案
第14章 总线、网络和接口
14.1 总线基础
14.2 总线接口
14.3 并行总线
14.4 通用串行总线
14.5 其他串行总线
14.6 网络拓扑结构
14.7 网络协议技术
小结
关键术语
是非测试题
自测题
习题
各节测试题答案
相关问题答案
是非测试题答案
自测题答案
术语表
附录A 转换��
附录B 安全系统组件的程序��
奇数编号习题答案

前言/序言




电子系统设计与实现:从理论到实践 本书旨在为读者提供一套全面而深入的电子系统设计与实现方法论,重点关注现代电子工程中复杂系统的构建、分析与优化。本书内容涵盖了从基础的信号处理原理到高级的系统级集成技术,强调理论知识与工程实践的紧密结合。 --- 第一部分:现代电子系统的基础理论与建模 本部分内容侧重于为理解复杂的电子系统奠定坚实的理论基础。我们不局限于描述单个元件的行为,而是着眼于系统层面的抽象与建模。 1.1 信号流与信息论基础回顾 本章首先回顾了必要的信号处理基础,但侧重点在于如何将这些概念应用于系统级的信道建模。讨论了香农-哈特利定理在实际通信系统中的局限性,以及在面对非理想信道(如噪声、干扰、失真)时,如何利用先进的编码与调制技术来提升系统性能。重点分析了数字信道容量的确定性与统计学意义。 1.2 状态空间表示与系统辨识 针对多输入多输出(MIMO)系统的复杂性,本章深入探讨了状态空间方法作为系统描述的优势。详细阐述了连续时间与离散时间状态空间模型的建立过程,包括能控性与能观测性的判据。此外,引入了系统辨识的基本概念,介绍如何通过实验数据对未知系统进行精确建模,特别关注了基于卡尔曼滤波器的在线系统参数估计技术,这对于自适应电子系统至关重要。 1.3 频域分析的系统视角 虽然时域分析提供了直观的瞬态响应信息,但频域分析在理解系统稳定性与滤波特性方面不可或缺。本章超越了简单的傅里叶变换,重点讨论了广义频谱分析,包括短时傅里叶变换(STFT)和小波变换在分析非平稳信号(如射频脉冲、瞬态故障信号)中的应用。深入剖析了功率谱密度(PSD)的估计方法,以及如何利用这些工具评估系统噪声源的分布特性。 1.4 系统的非线性效应与混沌分析 真实的电子系统往往包含非线性元件,这可能导致意想不到的行为,如谐波失真、振荡或混沌。本章引入了动力系统理论的基本工具,包括相平面分析、李雅普诺夫指数的计算,用于量化系统的稳定性与混沌程度。讨论了如何通过设计适当的反馈机制来抑制或利用非线性效应,例如在PLL(锁相环)设计中对相位噪声的控制。 --- 第二部分:电子系统级联、集成与架构设计 本部分转向更宏观的视角,探讨如何将基础模块有效地组织成一个功能完善、性能优越的电子系统。 2.1 模块化设计与接口协议的标准化 系统的复杂性要求采用严格的模块化设计范式。本章详细讨论了如何定义清晰、低耦合的模块接口。内容覆盖了电气层面的阻抗匹配、电磁兼容性(EMC)考虑,以及信息层面的数据结构和握手机制。重点对比了不同系统间的数据传输协议(如SPI, I2C, PCIe, Ethernet)在延迟、带宽和错误处理机制上的系统级权衡。 2.2 实时性约束下的任务调度与资源分配 对于嵌入式和控制系统,实时性是系统的核心指标。本章分析了硬实时与软实时系统的区别,并深入探讨了各种调度算法(如固定优先级、轮询、最早截止时间优先EDF)在多核处理器环境下的性能表现。引入了资源竞争模型和死锁避免策略,确保系统在资源受限下的确定性行为。 2.3 层次化系统分解与自顶向下设计流程 有效的系统设计依赖于精细的层次分解。本章介绍了一种系统级的自顶向下设计流程,从用户需求规格出发,逐步细化为架构、子系统、模块乃至门电路的实现。重点讨论了如何在每一层级进行关键性能指标(KPIs)的分配与追踪,以确保最终实现符合初始设计目标。 2.4 混合信号系统中的隔离与噪声抑制 现代系统普遍集成模拟、数字和射频电路。本章聚焦于混合信号集成电路(Mixed-Signal IC)设计中面临的重大挑战——串扰与噪声耦合。深入分析了衬底噪声、电源传输网络(PDN)的噪声耦合路径,并提出了隔离技术,如地平面分割、屏蔽结构设计以及高速数字信号的回流路径优化策略。 --- 第三部分:系统的验证、测试与鲁棒性工程 系统的成功不仅在于其设计,更在于其在真实环境下的可靠运行能力。本部分关注如何确保设计质量和系统的长期稳定性。 3.1 仿真技术在系统验证中的应用深化 仿真工具是设计验证的基石,但需要正确的建模才能发挥效用。本章对比了 SPICE 级、行为级(如 Simulink/Stateflow)和 HDL 级的仿真技术。特别强调了联合仿真——将不同抽象层次的模型在同一时间域内进行协同验证,以捕获跨域交互的错误。讨论了蒙特卡洛分析在评估参数不确定性对系统性能影响中的作用。 3.2 形式化验证与模型检查 对于关键性或安全攸关的电子系统,仅靠仿真不足以证明设计的正确性。本章引入了形式化方法,特别是模型检查技术,用于对系统的控制逻辑和状态机进行穷尽性验证。阐述了如何用规范语言(如 LTL 或 CTL)来精确描述期望的行为属性,并使用工具自动证明这些属性在所有可能状态下的成立性。 3.3 生产测试与故障诊断策略 系统从设计走向量产,需要高效的测试向量和故障定位能力。本章探讨了可测试性设计(DFT)的先进技术,如边界扫描(Boundary Scan)和内置自测试(BIST)。重点分析了如何构建具有高故障覆盖率的测试方案,并介绍了基于机器学习的故障诊断模型,用于从测试数据中快速识别潜在的系统缺陷模式。 3.4 系统级鲁棒性与容错设计 面对不可预测的环境变化和随机硬件故障,系统必须具备抵抗能力。本章深入研究了容错技术,包括冗余编码(如汉明码、RS 码)、时间冗余和空间冗余(如三取二投票机制)。讨论了如何量化系统的鲁棒性指标,并设计主动的故障检测与恢复(FDIR)机制,确保系统在部分功能失效时仍能维持核心任务的执行。 --- 本书的读者对象包括致力于深入理解现代电子系统架构的电子工程专业本科高年级学生、研究生,以及需要从器件层面迈向系统级思考的工程技术人员。通过对这些核心议题的系统性探讨,读者将能够掌握设计、分析和优化下一代复杂电子系统的关键能力。

用户评价

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坦率地说,我过去对电子技术类的书籍总有一种畏惧感,总觉得那些密密麻麻的元器件符号和复杂的时序图是给“天才”看的。然而,这本教材成功地打破了我的这种心理防线。它的章节组织结构非常合理,知识的递进是螺旋上升的,而不是陡峭的攀登。每学完一个核心模块,书后都会附带一系列的思考题和实践练习,这些练习的设计也非常巧妙,难度梯度控制得非常好。它们不像有些习题那样只是对概念的简单复述,而是要求你进行小型综合设计,比如让你自己设计一个简单的2位同步加法器,并要求你用卡诺图和逻辑方程两种方式去实现和验证。完成这些练习后,那种成就感是无与伦比的,它不仅仅是掌握了一个知识点,更像是获得了一项解决实际问题的“技能证书”,极大地增强了我的学习信心。

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这本厚重的教材,我拿到手的时候,着实被它的分量震撼了一下。书脊上的装帧设计透露出一种严谨的学术气息,字体选用的是那种传统的、略显古朴的宋体,让人感觉这不是一本浮于表面的快餐读物,而是需要沉下心来啃的硬骨头。内页的纸张质量不错,是那种略带米黄色的铜版纸,印刷清晰,图表尤其突出,那些复杂的逻辑门电路图和波形图,在光线下看起来层次分明,即便是初学者也能大致分辨出信号的走向和状态的转换。尤其欣赏的是,书的开篇部分对数字信号与模拟信号的对比分析非常到位,用了很多生活中的类比来解释抽象的概念,比如用自来水阀门的开和关来比喻0和1,这个方法我后来在给同学讲解时也偷偷用过,效果出奇地好。第一章里关于布尔代数逻辑化的推导过程,作者的逻辑链条衔接得非常紧密,每一个公式的引入都有详尽的背景介绍,而不是生硬地扔给你一堆数学符号,这一点对于自学来说至关重要,它构建了一种从已知到未知的坚实桥梁,让人感觉数学的严谨性并非高不可攀,而是解决实际问题的有力工具。

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这本书的语言风格,怎么说呢,像是一位经验丰富、脾气极好的老工程师在耐心地指导一个略显笨拙但求知欲很强的徒弟。它并没有刻意使用大量晦涩难懂的术语来炫耀知识的深度,而是尽可能地将复杂的概念“翻译”成更容易被大脑吸收的语言。比如在讲解时序逻辑,特别是触发器的建立时间和保持时间时,很多书都会用一堆参数图来让你头疼,但这本书却用了一个非常形象的比喻,把这个过程描述成了“抓拍”数字信号瞬间的状态,强调了“时机”的重要性,生动得让人过耳不忘。而且,书中对于不同工艺技术(比如TTL和CMOS)的对比分析也非常到位,不是简单地罗列参数表,而是深入剖析了它们背后的物理原理差异,以及这种差异如何影响我们在实际电路设计中对元件的选择和限制,这使得我们对“为什么”而不是“是什么”有了更深的理解。

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这本书最让我感到贴心和实用的地方,在于它对“系统”二字的深刻诠释。很多数字电路书写到寄存器、计数器时就戛然而止,仿佛电路元件就是孤立存在的。但这本书的高明之处在于,它总能把所有的基础模块——译码器、多路选择器、寄存器、甚至早期的微处理器结构——串联起来,展示一个完整数据处理流程是如何形成的。它不只是教你如何搭积木,更是教你如何理解整个建筑的蓝图。特别是最后几章对并行处理和串行处理的对比分析,配上精心绘制的流程图,让我第一次清晰地认识到,底层逻辑元件是如何协同工作,最终支撑起现代复杂计算架构的宏伟体系的。这种宏观视野的培养,对于任何想深入这个领域的人来说,都是无价之宝,它让我从一个只关注“开关”的个体观察者,提升到了一个关注“系统运作”的架构师视角。

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我印象特别深的是书中关于组合逻辑电路设计那一章节的讲解方式,它摒弃了传统教材那种先讲理论公式再举例子的刻板模式。这本书采取了一种“项目驱动”的教学思路,从一开始就抛出了几个实际的应用场景,比如简易计算器的设计,或者简单的状态机的初步构想,然后引导我们去思考,为了实现这个功能,我们需要哪些逻辑元件,这些元件如何组合才能满足要求。这种倒推的思路极大地激发了我的探索欲,我不再是单纯地记忆卡诺图的化简步骤,而是理解了为什么要化简,化简的最终目的是什么——优化硬件资源,提高运算速度。书中的插图,特别是那些动态的逻辑图示(虽然是静态印刷品,但通过精妙的布局模拟出了动态效果),简直是教科书级别的示范。它们不仅仅是电路图,更像是对思维过程的可视化呈现,让你能在脑海中实时“看到”电流的流动和逻辑的判断过程,这种沉浸式的学习体验,是我之前翻阅其他资料时从未有过的。

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给力

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值得购买,很详细的讲解了相关技术

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这书挺好,内容丰富是学电子的必要书

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学习学习在学习!!!!!

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看看国外的电子书写得怎么样 是否通俗易懂

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挺好的,不错,还是可以

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纸张质量不咋地,书的内容还不错

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很好,昨天下单,今天就到了

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书好。

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