数字电子技术基础(第2版) 张宝荣 9787121254680 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张宝荣 著

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• 张宝荣
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• 数字电路
• 模拟电路
• 通信工程

店铺： 书逸天下图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121254680

商品编码：29522253142

包装：平装

出版时间：2015-02-01

基本信息

书名：数字电子技术基础(第2版)

定价：45.0元

作者：张宝荣

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-02-01

ISBN：9787121254680

字数：595000

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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传统技术课程融合EDA新技术的新编教材。
第2版，经多年实际教学检验的精品课程教材。

内容提要

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本书为高等学校“十二五”电气自动化类规划教材之一，也是燕山大学的“数字电子技术基础”河北省精品课程配套教材，是根据近年来数字电子技术的新发展和课程组多年的教学实践积累，针对数字电子技术课程教学基本要求和学习特点而编写的。
全书包括数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器与可编程逻辑器件、脉冲波形的产生与整形、数模和模数转换，共8章。考虑到EDA技术已成为数字电路设计的首要手段，本书加入了目前比较流行的EDA设计软件MAX+PLUSⅡ的内容，并结合具体章节给出了软件的应用方法。本教材可满足学时较少情况下的教学，适宜48～60学时的教学。为了方便教学和自学，配备有实用的电子课件和习题简解。

目录

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作者介绍

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张宝荣博士，燕山大学副教授，河北省首批精品课“数字电子技术基础”负责人，从事数字电子技术教学工作多年，经验丰富，注重传统教学与新技术的融合。

文摘

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序言

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版前言
为适应新形势下电子技术的高速发展和社会需求，高等教育对电气信息类人才的培养提出了更高要求，教材内容更新和定位面临新的挑战。“数字电子技术基础”是电气信息类学生的专业基础课程，也是实践性很强的技术基础课程。随着数字化和信息化技术的飞速发展，数字课程对学生知识和能力的提升凸显出更重要的作用。
遵照教育部对“电子技术基础课程教学的基本要求”，要把学生培养成为有理论基础，有较强的实战能力，有足够的创新意识的应用型人才。我们从事数字电子技术基础教学工作多年，并坚持教学改革实践，积累了丰富的经验，燕山大学“数字电子技术基础”课程于2002年获得河北省首批精品课程称号，并于2003年全面展开EDA实践教学，2004年的“数字电子技术基础课程设计”项目获河北省教学成果二等奖。
教学的实践和体会使我们感到，器件的更新、技术的发展使教学内容不断增加，而课内教学时数又在减少的形势下，编写一本适宜理论学时数较少，但密切联系实践，突出工程应用的教材是非常必要的。
本书具有以下几个特点：
1．适宜较少学时教学
本着“保基础，重实践，少而精”的原则，整合了教学内容。加强了绝缘栅场效应管的原理知识，可方便CMOS门教学并为先“数字”后“模拟”的教学模式创造条件；适当精简了CMOS门特性曲线讲解，以加大器件产品的比对和参数列表为补充；将555定时器及其脉冲电路作为“脉冲波形的产生与整形”一章的开篇主体部分，具有知识的完整性和独立性，不受章内后续内容的影响，便于教学内容的裁剪。本教材建议学时数为48～60学时。
2．增加教材的可读性
本书和传统教材相比，适度增大了图、表比例，强化知识对比和总结，并注重对“难点”内容进行细致的推理解析和附图说明。每章设有“内容提要”和“本章小结”，并给出“教学基本要求”和“重点内容”。教材附带习题和思考题简解、逻辑符号对照表及常用数字集成芯片列表，利于学生阅读和自学。
3．突出了集成电路内容
除门电路和触发器较多涉及内部电路外，全书加大了集成芯片及系列产品的介绍和应用举例，把侧重点放在对集成电路的认知和使用方面，以利于学生实战能力培养和工程意识加强。
4．融合EDA课程设计内容
可编程逻辑器件PLD近年来发展迅速，大容量、高速率的器件不断出现，在科技领域广泛应用。本书除在第6章介绍PLD的工作原理和电路结构外，还在其他章节介绍了可编程逻辑器件的编程软件的使用方法，在相关章节结合教学内容配备相应的EDA实用例题。这些例题来自我们多年的EDA课程设计教学实践，学生能够学以致用，为创新能力的培养打下必要的基础。
5．采用国际上常用的图形逻辑符号
为便于学生较快地适应实际工作，中、大规模集成电路的图形符号采用国外教材、技术资料和EDA软件中普遍使用的习惯画法，即示意性框图画法。本书基本运算和复合运算的逻辑符号均采用国际上常用的图形逻辑符号。
6．适宜多样化教学
教材配套提供电子课件、电子习题简解及EDA课程设计教学软件。
另外，教材中把EDA的相关知识和MAX+PLUSⅡ的设计举例、集成逻辑门电路的实际应用问题及组合和时序电路的综合设计等内容暂定为选学部分。因为这些内容应用性较强且占用学时较多，这样会方便教材使用院校根据学校EDA硬件环境是否具备，或EDA是否再单独设课，做灵活的教学安排，同时也方便学时较少的学校做必要的内容取舍而不影响本课程知识的整体性。
本书由燕山大学数字电子技术教研组全体老师共同完成。其中刘雪强编写章，李江昊编写第4、5章，黄震编写第6章及教材中EDA相关内容，郭璇编写第8章，常丹华编写了第2章并负责全书的组织和统稿工作，张宝荣编写第3、7章并负责全书的核查和修改工作。
对本书选用的参考文献的著作者，我们致以真诚的感谢。限于编者水平，书中难免有错误和不妥之处，敬请业界同仁和读者批评指正。


编 者
2011年1月


第2版前言
本书是在《数字电子技术基础》（版）的基础上修订而成，其知识体系结构与版一致。修订目的是为进一步方便教学，提高教学效率。
修订工作除了修正版的不足之外，主要针对以下几个方面进行：
章数字逻辑基础，主要是新增了关于任意项的内容和例题，补充了真值表到表达式转换更为通用的方法。第2章逻辑门电路，主要是充实了TTL反相器电路工作原理的分析方法，新增了驱动与负载关系部分，以加强数电和模电在内容上的联系。第3章组合逻辑电路，主要增加了对组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别的深入讨论。第4章触发器，主要是补充了触发器的存储核心电路，对触发器的动作特点与电路结构的对应关系进行了深入说明。第5章时序逻辑电路，主要是在时序逻辑电路设计部分新增了求驱动方程更为通用的方法；增加了计数器进位信号的构成原理，细化了构成任意进制计数器的过程，增加了在定时场合经常用到的“单次/触发计数器”内容。第6章半导体存储器与可编程逻辑器件，在VHDL部分增加了加法器程序，替换了计数器程序，新增了Signal和Variable内容的说明和习题。第7章脉冲波形的产生与整形和第8章数模和模数转换也进行了相应内容的调整。附录部分新增了附录C，主要内容为EDA软件元件库说明和部分常用逻辑符号及对应名称列表，以方便EDA实践教学。
本书由燕山大学数字电子技术教研组全体老师共同完成。其中刘雪强修订章，李江昊和付广伟修订第4、5章，郭璇修订第8章，张宝荣和高美静修订第3、7章。由于常丹华老师已经退休，第2章修订工作由刘燕燕负责。黄震和张保军修订第6章和教材中EDA相关内容，以及全书的组织和统稿工作。
感谢常丹华老师在本书版编写和第2版修订过程中做的大量工作。借此机会，祝常丹华老师退休生活快乐！
对本书选用的参考文献的著作者，我们致以真诚的感谢。限于编者水平，书中若有错误和不妥之处，敬请业界同仁和读者批评指正。



编 者
2015年1月

《嵌入式系统设计与开发实战》 内容简介 在当今科技飞速发展的时代，嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面，从智能手机、家用电器到汽车电子、工业自动化，无处不在。它们是实现智能化、自动化和数字化的关键技术。《嵌入式系统设计与开发实战》深入浅出地剖析了嵌入式系统的核心概念、关键技术与实际应用，旨在为读者构建一个全面而扎实的知识体系，并培养解决实际工程问题的能力。 本书结构严谨，内容丰富，循序渐进，从基础理论到高级应用，层层递进，确保读者能够逐步掌握嵌入式系统设计与开发的精髓。全书共分为十大章节，力求在有限的篇幅内，展现嵌入式系统开发的广阔图景。 第一章：嵌入式系统导论 本章首先对嵌入式系统进行概念性定义，阐述其与通用计算机系统的区别与联系。我们将探讨嵌入式系统的典型应用领域，例如消费电子、通信设备、工业控制、医疗仪器、汽车电子等，并通过具体的案例分析，让读者直观感受嵌入式系统在现代社会中的重要地位和广泛影响。接着，本章将深入剖析嵌入式系统的基本组成部分，包括嵌入式微处理器（MCU）、嵌入式微控制器（MPU）、存储器（RAM、ROM、Flash）、输入/输出（I/O）接口、外围设备以及软件等。我们将详细介绍这些组成部分的硬件特性、功能以及它们之间的协同工作原理。最后，本章将概述嵌入式系统开发的基本流程，从需求分析、系统设计、硬件选型、软件开发、调试测试到产品部署，为后续章节的学习奠定坚实的基础。 第二章：嵌入式微处理器体系结构 本章将聚焦于嵌入式系统中“大脑”——微处理器的体系结构。我们将从最基础的指令集架构（ISA）入手，介绍RISC（精简指令集计算）和CISC（复杂指令集计算）两种主流架构的原理、优缺点以及在嵌入式领域的应用差异。重点将放在ARM架构上，这是目前嵌入式领域最主流的处理器架构之一。我们将详细解析ARM处理器的内部结构，包括CPU核（如Cortex-M、Cortex-A系列）、流水线、缓存、中断控制器、DMA控制器等关键模块的功能和工作原理。此外，本章还将介绍其他常见的嵌入式处理器架构，如MIPS、x86等，并对其进行简要的比较分析。理解微处理器的体系结构对于进行高效的硬件选型和软件优化至关重要。 第三章：嵌入式存储器接口与设计 存储器是嵌入式系统中存储程序指令和数据的重要载体。本章将深入探讨嵌入式系统中常用的存储器类型，包括SRAM（静态随机存取存储器）、DRAM（动态随机存取存储器）、NOR Flash、NAND Flash以及EEPROM等。我们将详细介绍它们的存储原理、读写特性、接口方式以及在不同应用场景下的选型考量。重点将放在Flash存储器的设计与管理，包括其擦写机制、寿命限制、坏块处理等关键技术。此外，本章还将讲解内存控制器的工作原理，以及如何根据处理器和存储器的特性进行高效的接口设计，以满足不同应用对存储容量、速度和功耗的需求。 第四章：嵌入式I/O接口技术 I/O接口是嵌入式系统与外部世界进行信息交互的桥梁。本章将系统地介绍嵌入式系统中常用的I/O接口技术。我们将从通用的串行通信接口（如UART、SPI、I2C）和并行通信接口（如GPIO）讲起，详细讲解它们的工作原理、通信协议、时序以及在实际应用中的配置与驱动编写。在此基础上，我们将进一步深入到一些更专业的接口技术，例如ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）的原理与应用，用于处理模拟信号；以及USB、Ethernet、CAN总线等，用于实现更高速、更复杂的外部设备连接和数据通信。本章将通过大量实例，帮助读者理解如何根据具体需求选择合适的I/O接口，并掌握与之相关的硬件设计和软件驱动开发。 第五章：嵌入式实时操作系统（RTOS）原理与应用 对于复杂的嵌入式系统，一个高效的实时操作系统（RTOS）是必不可少的。本章将详细介绍RTOS的核心概念和关键技术。我们将从任务管理入手，讲解任务的创建、调度、切换、同步与通信机制（如信号量、互斥锁、消息队列）。接着，我们将深入探讨中断处理、定时器管理、内存管理等RTOS的重要功能。本章还将介绍几种主流的嵌入式RTOS，例如FreeRTOS、RT-Thread、VxWorks等，并对比分析它们的特点和适用场景。通过学习本章内容，读者将能够理解RTOS如何为嵌入式系统提供实时性、并发性和资源管理能力，并掌握在RTOS环境下进行嵌入式软件开发的基本方法。 第六章：嵌入式Linux系统开发 Linux作为一款强大而灵活的开源操作系统，在嵌入式领域扮演着越来越重要的角色。本章将聚焦于嵌入式Linux系统的开发。我们将介绍嵌入式Linux的构成，包括Bootloader、Kernel、Root File System以及用户空间应用程序。重点将讲解Bootloader（如U-Boot）的作用和开发过程，以及Linux Kernel的编译、配置与移植。本章还将详细介绍嵌入式Linux的文件系统，如yaffs2、jffs2、ext4等，并讲解如何构建Root File System。此外，我们将学习如何在嵌入式Linux环境下进行应用程序的开发，包括交叉编译、调试以及与硬件的交互。通过本章的学习，读者将能够掌握在嵌入式Linux平台上进行系统移植和应用开发的技能。 第七章：嵌入式系统驱动程序开发 驱动程序是连接硬件设备与上层软件的桥梁，其开发是嵌入式系统工程师的关键技能之一。本章将系统地讲解嵌入式系统驱动程序的开发。我们将从Linux设备驱动模型入手，介绍字符设备、块设备和网络设备驱动的编写框架。重点将讲解GPIO、UART、SPI、I2C等常用硬件接口的驱动开发，以及如何编写设备树（Device Tree）来描述硬件资源。此外，本章还将涉及中断处理、DMA使用、电源管理等驱动开发中的高级主题。通过大量的代码示例和实践指导，读者将能够独立完成各种嵌入式硬件设备的驱动程序开发。 第八章：嵌入式系统调试技术 调试是嵌入式系统开发过程中不可或缺的一环，它直接影响到项目的进度和质量。本章将全面介绍嵌入式系统的调试技术。我们将从基础的printf调试法讲起，逐步深入到更高级的调试工具和方法。重点将讲解JTAG/SWD调试器的使用，以及GDB（GNU Debugger）在嵌入式环境下的调试应用。本章还将介绍逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具的使用技巧，以及如何进行性能分析和功耗测量。此外，我们将探讨不同场景下的调试策略，包括裸机调试、RTOS调试和Linux驱动调试。通过本章的学习，读者将能够熟练掌握各种调试工具和方法，从而快速定位和解决嵌入式系统中的各种问题。 第九章：嵌入式系统项目实践 理论知识最终需要通过实践来检验和巩固。本章将通过几个典型的嵌入式系统项目，带领读者将前几章所学的知识融会贯通。我们将选择一些具有代表性的项目，例如：一个基于STM32微控制器的智能家居温湿度监测系统；一个基于树莓派的嵌入式Linux摄像头监控系统；以及一个基于RTOS的电机控制系统。每个项目都将详细介绍其需求分析、硬件选型、系统设计、软件开发、调试过程以及最终的实现效果。通过对这些项目的深入剖析，读者将能够更清晰地理解嵌入式系统开发的整个生命周期，并从中学习到解决实际工程问题的思路和方法。 第十章：嵌入式系统前沿技术与发展趋势 随着科技的不断进步，嵌入式系统领域也在持续演进。本章将对嵌入式系统的一些前沿技术和未来发展趋势进行展望。我们将介绍物联网（IoT）技术在嵌入式系统中的应用，包括传感器网络、通信协议（如MQTT、CoAP）以及云平台集成。此外，本章还将探讨人工智能（AI）在嵌入式设备中的落地，例如边缘计算、机器学习模型部署等。我们还将关注嵌入式安全、低功耗设计、新型处理器架构（如RISC-V）等热门话题。通过了解这些前沿技术，读者可以更好地把握行业发展方向，为未来的学习和职业发展做好规划。 《嵌入式系统设计与开发实战》不仅仅是一本技术书籍，它更是一本指导读者踏入嵌入式系统广阔世界的实践指南。通过阅读本书，您将获得扎实的理论基础、丰富的实践经验和前瞻性的技术视野，为成为一名优秀的嵌入式系统工程师奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的讲解风格非常独特，不是那种枯燥的教科书式叙述。作者似乎很擅长将复杂的概念拆解成易于理解的组成部分。我印象最深的是关于时序逻辑的部分，对于那些围绕着时钟信号翩翩起舞的触发器和寄存器，我以前总觉得是“黑盒子”。但是，通过书中对时钟上升沿、下降沿以及建立时间、保持时间的详细解释，我才终于理解了它们为何能够稳定地存储和传递信息。而且，书中不仅仅停留在这个层面，还引申到了竞争冒险和亚稳态等更深层次的问题，并给出了相应的解决方法，这对于深入理解数字电路的稳定性至关重要。我特别喜欢书中关于状态机的分析，它不仅仅是画出状态转移图，更重要的是如何将这些图转化为实际的逻辑电路，以及如何进行时序仿真和优化，这些实践性的指导对于学习者来说是无价的。这本书的优点在于，它既有理论的深度，又有实践的应用指导，能够满足不同层次读者的需求。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我接触数字电子技术不久，《数字电子技术基础（第2版）》是我接触的第一本深入介绍这个领域的书籍。一开始我对那些二进制、逻辑运算这些概念感到有些陌生，但是这本书的叙述方式非常有条理，从最基本的世界观构建开始，逐步将我带入数字电路的领域。我特别喜欢书中对于数制转换和编码方式的讲解，这些都是理解数字信息的基础。它并没有简单地给出公式，而是通过生动的类比和图示，让我深刻理解了不同数制之间的联系和转换过程。书中的图解非常精细，对于理解各个逻辑门电路的功能和工作方式有着极大的帮助。例如，关于与门、或门、非门这些基础元件，书中的讲解清晰明了，让我能够迅速掌握它们的作用。更让我感到惊喜的是，书中还涉及了一些实际的数电集成电路，比如像74系列逻辑门集成电路，让我看到了这些理论是如何在实际的电子元件上体现出来的。总的来说，这本书为我打下了坚实的数字电子技术基础，让我对这个领域充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电子工程专业的学生，在学习过程中，我发现《数字电子技术基础（第2版）》这本书是一本非常宝贵的学习资料。它的内容组织非常合理，从最基本的二进制数和逻辑运算开始，逐步深入到各种复杂的逻辑电路设计与分析。我尤其欣赏书中对各种集成电路芯片的介绍，比如74LS系列和CMOS系列，详细阐述了它们的逻辑功能、电气特性以及在实际应用中的注意事项。这对于我们实际动手制作电路非常有帮助，能够避免很多不必要的错误。书中的图例清晰，公式推导严谨，但又不失通俗易懂。我尤其喜欢书中关于状态机设计的讲解，作者通过一个简单的交通灯控制例子，将有限状态机的概念剖析得淋漓尽致，让我理解了如何将抽象的状态转移逻辑转化为具体的硬件电路。此外，书中还涉及了一些数字系统设计的工具和方法，比如时序分析和综合，这为我今后的学习和研究提供了重要的指导。总的来说，这本书不仅是一本教材，更是一本能够帮助我建立扎实数字电子技术功底的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字电子技术基础（第2版）》可以说是让我对数字世界有了全新的认识。我一直觉得数字电路听起来很枯燥，但这本书用非常生动形象的方式，从最基础的逻辑门开始，一步步引领我走进数字技术的奇妙殿堂。我特别喜欢作者在讲解布尔代数和逻辑函数化简时，用了大量的图示和实际例子，让那些抽象的概念变得触手可及。比如，他把一些复杂的逻辑表达式比喻成电路中的“开关组合”，这样一下子就理解了输入和输出的关系。而且，书中对于组合逻辑和时序逻辑的讲解，循序渐进，让我能够逐步掌握它们的设计思路和工作原理。我以前总觉得那些触发器、计数器之类的东西很难理解，但读完这部分，我才恍然大悟，原来它们是构建更复杂数字系统的基石。让我印象深刻的是，书中不仅讲了理论，还穿插了一些实际应用的案例，让我看到了这些理论是如何在现实生活中发挥作用的，比如在一些简单的电子设备中的应用。虽然我还没有完全掌握所有的细节，但这本书已经成功地激发了我深入学习数字电子技术的兴趣，并且给了我一个坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电子爱好者，一直对电子世界充满好奇。偶然的机会，我翻阅了《数字电子技术基础（第2版）》这本书，没想到它让我眼前一亮。这本书的内容虽然是“基础”，但讲解得却非常深入，而且一点也不晦涩。我最喜欢的是它对微处理器和微控制器工作原理的介绍，虽然我还没有深入研究它们的内部结构，但通过这本书，我大概了解了它们是如何执行指令、进行数据处理的。书中还提到了FPGA和CPLD等可编程逻辑器件，让我意识到数字电路的设计已经不再局限于固定的逻辑门电路，而是可以通过编程来实现更灵活和强大的功能。这对我来说是一个非常新颖的概念。我特别欣赏书中对一些经典数字电路设计的讲解，比如译码器、多路选择器、加法器等等，这些都是构建复杂数字系统的基本单元，理解它们的工作原理，就等于掌握了数字电路设计的“积木”。这本书就像一位耐心的老师，一步步引导我认识数字世界的奥秘，并且让我看到了更广阔的发展前景。