(教材)數字電路與邏輯設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

陳利永，陳傢禎，蔡銀河著 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
• 教材
• 電子技術
• 計算機基礎
• 電路分析
• 數字係統
• 高等教育
• 電子工程
• 嵌入式係統

店鋪： 炫麗之舞圖書專營店

齣版社： 中國鐵道齣版社

ISBN：9787113127930

商品編碼：29541761236

包裝：平裝

齣版時間：2011-06-01

基本信息

書名：(教材)數字電路與邏輯設計

定價：26.00元

作者：陳利永,陳傢禎,蔡銀河著

齣版社：中國鐵道齣版社

齣版日期：2011-06-01

ISBN：9787113127930

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.422kg

編輯推薦

---

陳利永、陳傢禎、蔡銀河編寫的《數字電路與邏輯設計》是21世紀高等院校規劃教材。本教材共分6章，內容包括：數字邏輯基礎，組閤邏輯基礎，時序邏輯電路，脈衝産生電路，數/模和模/數轉換器，用VerilogHDL語言設計頻率計的實例，門電路簡介。本書適閤作為電氣信息類各專業本科生學習數字電路與邏輯設計課程的教材。

內容提要

---

陳利永、陳傢禎、蔡銀河編寫的《數字電路與邏輯設計》主要介紹數字電子與邏輯設計的基礎知識。主要內容有數字邏輯基礎、組閤邏輯電路、時序邏輯電路、脈衝産生電路、數/模和模/數轉換器，用VerilogHDL語言設計頻率計的實例、門電路簡介。《數字電路與邏輯設計》除瞭介紹上述內容，在附錄部分還介紹瞭如何利用Multisim軟件和MATLAB軟件的仿真功能實現數字電路的仿真，並詳細介紹瞭如何利用QuartusII軟件進行簡單數字係統的編輯和時序仿真的方法，以幫助學生掌握EDA的基本概念和技術。《數字電路與邏輯設計》適閤作為電氣信息類各專業本科生學習數字電路與邏輯設計課程的教材。

目錄

---

章 數字邏輯基礎 1.1 概述 1.1.1 數字電路與邏輯設計課程所研究的問題 1.1.2 數製 1.1.3 數製的轉換 1.1.4 碼製 1.1.5 數值信息在數字係統中的錶示 1.1.6 實數在數字係統中的錶示 1.1.7 算術運算 1.2 邏輯代數基礎 1.2.1 邏輯“與”關係 1.2.2 邏輯“或”關係 1.2.3 邏輯“非”關係 1.2.4 邏輯運算的復閤關係 1.2.5 正邏輯和負邏輯 1.3 邏輯代數的基本關係式和常用公式 1.3.1 邏輯代數的基本關係式 1.3.2 基本定律 1.3.3 常用的公式 1.3.4 基本定理 1.4 邏輯函數的錶示方法 1.4.1 邏輯函數的錶示方法 1.4.2 邏輯函數的真值錶錶示法 1.4.3 邏輯函數式 1.4.4 邏輯圖 1.4.5 工作波形圖 1.5 邏輯函數式的化簡 1.5.1 公式化簡法 1.5.2 邏輯函數的卡諾圖化簡法 1.5.3 具有無關項的邏輯函數的化簡 1.6 研究邏輯函數的兩類問題 1.6.1 給定係統分析功能 1.6.2 給定邏輯問題設計係統 1.7 用Verlog HDL語言實現三態門的方法 小結 習題和思考題第2章 組閤邏輯基礎 2.1 概述 2.1.1 組閤邏輯電路的特點 2.1.2 組閤邏輯電路的分析和綜閤方法 2.2 常用的組閤邏輯電路 2.2.1 編碼器 2.2.2 優先編碼器 2.2.3 譯碼器 2.2.4 顯示譯碼器 2.2.5 數據選擇器 2.2.6 加法器 2.2.7 數值比較器 2.2.8 隻讀存儲器(ROM) 2.2.9 可編程邏輯器件(PLD) 2.3 綜閤例題 2.4 組閤邏輯電路中的競爭-冒險現象 2.4.1 競爭-冒險現象 2.4.2 競爭-冒險現象的判斷方法 小結 習題和思考題第3章 時序邏輯電路 3.1 概述 3.2 觸發器的電路結構和動作特點 3.2.1 基本RS觸發器的電路結構和動作特點 3.2.2 同步RS觸發器的電路結構和動作特點 3.2.3 主從RS觸發器的電路結構和動作特點 3.2.4 由S傳輸門組成的邊沿觸發器 3.3 觸發器邏輯功能的描述方法 3.3.1 RS觸發器 3.3.2 D觸發器 3.3.3 JK觸發器 3.3.4 T觸發器 3.3.5 觸發器邏輯功能的轉換 3.4 時序邏輯電路的分析方法 3.5 常用的時序邏輯電路 3.5.1 寄存器和移位寄存器 3.5.2 存取存儲器 3.5.3 同步計數器 3.5.4 移位寄存器型計數器和順序脈衝發生器 3.5.5 序列信號發生器 3.6 時序邏輯電路分析設計綜閤例題 小結 習題和思考題第4章 脈衝産生電路，數/模和模/數轉換器 4.1 方波信號發生器 4.1.1 石英晶體振蕩器 4.1.2 555定時器的應用 4.1.3 用555定時器組成施密特電路 4.1.4 用555定時器組成單穩態電路 4.1.5 用555定時器組成多諧振蕩器 4.2 模/數、數/模轉換器概述 4.2.1 權電阻網絡D/A轉換器 4.2.2 A/D轉換器的基本組成 4.2.3 直接A/D轉換器 4.3 A/D和D/A轉換器的使用參數 4.3.1 A/D和D/A轉換器的轉換精度 4.3.2 A/D和D/A轉換器的轉換速度 小結 習題和思考題第5章 用Verilog HDL語言設計頻率計的實例 5.1 數字係統的層次化結構設計 5.2 兩位十進製數字頻率計的層次結構框圖 5.2.1 在QuartusⅡ中實現計數器的電路 5.2.2 在QuartusⅡ中實現測頻時序控製電路的設計 5.2.3 頻率計顯示譯碼器電路的設計 5.2.4 頻率計頂層電路的設計 5.2.5 將設計文件下載到芯片上的方法第6章 門電路簡介 6.1 概述 6.2 TTL集成門電路 6.2.1 TTL門電路的組成及工作原理 6.2.2 TTL門電路的輸入特性麯綫和輸齣特性麯綫 6.2.3 集電極開路的門電路(OC門) 6.2.4 三態門電路(TS門) 6.3 S門電路 6.3.1 CMOS反相器電路的組成和工作原理 6.3.2 CMOS與非門電路的組成和工作原理 6.3.3 CMOS或非門電路的組成和工作原理 6.3.4 CMOS傳輸門電路的組成和工作原理 6.4 集成電路使用知識簡介 6.4.1 集成門電路的主要技術指標 6.4.2 多餘輸入腳的處理 6.4.3 TTL與CMOS的接口電路 小結 習題和思考題附錄A 期末練習題附錄B Multisim軟件在數字電路中的應用附錄C 用MATLAB的Simulink環境實現數字邏輯電路的仿真附錄D EDA技術在數字電路設計中的應用

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

引言 數字電路與邏輯設計是一門基礎的工程學科，它深刻地影響著我們今天所處的信息化社會。從掌上電腦到超級計算機，從傢用電器到航空航天係統，幾乎所有現代電子設備都離不開數字電路的支撐。理解數字電路的工作原理、設計方法以及其背後的邏輯基礎，不僅是電氣工程、計算機科學等相關專業學生必備的知識，對於任何希望深入瞭解現代科技奧秘的人來說，也是一條必經之路。 本書並非一本簡單的教科書，它旨在以一種深入淺齣的方式，引導讀者從最基本的概念齣發，逐步構建起對數字電路與邏輯設計完整而深刻的認識。我們不追求羅列繁多的公式和定理，而是更注重概念的清晰闡述、原理的直觀展示以及實際應用的聯係。希望通過本書的學習，讀者不僅能掌握理論知識，更能培養獨立分析和解決問題的能力，為未來的學習和工作打下堅實的基礎。 第一部分：數字世界的基礎——二進製與邏輯門 數字電路的核心在於“數字”，而數字電路最基本的錶現形式就是二進製。本部分將帶領讀者走進二進製的世界，理解為什麼計算機和數字係統如此鍾愛“0”和“1”。我們將探討二進製數係的構成，以及它如何通過簡單的“開”與“關”來錶示和處理信息。 二進製的魅力：我們會詳細介紹二進製數製，包括其如何錶示十進製數，以及二進製的加法、減法、乘法和除法運算。同時，也會簡要介紹其他數製（如八進製、十六進製）在計算機科學中的作用，幫助讀者建立更廣闊的數製認知。 邏輯的基石——布爾代數：在二進製的基礎上，邏輯運算是數字電路的靈魂。我們將引入布爾代數，這是數字邏輯設計的數學基礎。布爾代數中的基本邏輯運算，如“與”（AND）、“或”（OR）和“非”（NOT），將通過真值錶、邏輯符號和文字描述進行清晰講解。這些簡單的邏輯運算，是構建任何復雜數字係統的基石。 邏輯門的傢族：基於布爾代數的基本運算，我們將介紹實現這些運算的電子元件——邏輯門。本書將詳細闡述各種基本邏輯門（AND門、OR門、NOT門、NAND門、NOR門、XOR門、XNOR門）的符號、真值錶、功能特性以及它們在電路中的基本構造。我們會通過形象的比喻和生動的圖示，幫助讀者理解這些門電路是如何工作的，以及它們各自的優缺點。 組閤邏輯電路的設計：一旦掌握瞭基本的邏輯門，我們就可以開始組閤它們來構建更復雜的邏輯功能。本部分將介紹如何將布爾錶達式轉化為邏輯電路圖，以及如何從給定的邏輯功能描述反推齣所需的邏輯電路。我們將重點講解簡化邏輯錶達式的方法，如卡諾圖（Karnaugh Map）和布爾代數化簡法，以設計齣最優化、最高效的組閤邏輯電路。 第二部分：存儲與時序——構建動態的數字係統 數字係統不僅僅是瞬時的計算，更需要能夠存儲信息並根據時間進行狀態切換。本部分將深入探討數字電路中的存儲單元和時序邏輯，這是實現復雜功能，如計數器、寄存器和微處理器的關鍵。 組閤邏輯電路的應用：在深入時序邏輯之前，我們會通過一些實際的組閤邏輯電路應用來鞏固讀者的理解。這可能包括設計簡單的解碼器（Decoder）、編碼器（Encoder）、多路選擇器（Multiplexer, MUX）和分路選擇器（Demultiplexer, DEMUX）。這些電路在數據選擇、地址譯碼等領域有著廣泛的應用。 觸發器的世界——數據的記憶：觸發器是數字電路中最基本的存儲單元，它能夠記住“0”或“1”的狀態。我們將詳細介紹不同類型的觸發器，如SR觸發器、D觸發器、JK觸發器和T觸發器。通過分析它們的電路結構、時序圖和狀態轉換，讀者將深刻理解觸發器的工作原理，以及它們如何成為構建更復雜存儲器件的基礎。 時序邏輯電路的構建：時序邏輯電路的狀態會隨著時間（通常由時鍾信號驅動）而改變。本部分將介紹如何將觸發器組閤起來，構成各種功能強大的時序邏輯電路。 計數器的奧秘：計數器是時序邏輯電路中最常見也是最重要的應用之一。我們將介紹同步計數器和異步計數器，分析它們的設計原理、工作方式以及在各種應用中的作用，例如脈衝計數、分頻和定時。 寄存器的作用：寄存器是用於存儲一組二進製位的器件。我們將探討不同類型的寄存器，如並行輸入並行輸齣（PIPO）、並行輸入串行輸齣（PISO）、串行輸入並行輸齣（SIPO）和串行輸入串行輸齣（SISO）寄存器。理解寄存器對於數據存儲、轉移和移位操作至關重要。 第三部分：更高級的數字設計與係統化思考 在本部分，我們將超越基本的邏輯門和觸發器，開始接觸更高級的數字設計概念和方法。這包括如何設計更復雜的數字係統，以及如何利用現代設計工具來提高效率。 有限狀態機（Finite State Machine, FSM）：有限狀態機是一種強大的建模工具，用於描述和設計具有復雜行為的時序邏輯係統。我們將詳細介紹摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型有限狀態機的概念，包括狀態圖、狀態轉換錶以及如何根據FSM設計電路。通過實例，讀者將學會如何利用FSM來設計控製器、序列發生器等。 半加器、全加器與算術電路：數字電路的核心功能之一是進行算術運算。我們將從最基本的半加器和全加器開始，介紹它們的工作原理，並在此基礎上構建更復雜的加法器，如行波進位加法器（Ripple Carry Adder）和超前進位加法器（Lookahead Carry Adder）。我們將探討這些加法器在實現算術邏輯單元（ALU）中的作用。 存儲器的結構與原理：存儲器是數字係統的關鍵組成部分。我們將介紹隨機訪問存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）的基本結構和工作原理。讀者將瞭解靜態RAM（SRAM）和動態RAM（DRAM）的區彆，以及不同類型的ROM（如PROM, EPROM, EEPROM）的應用場景。 數字係統設計方法：隨著數字係統的復雜度不斷增加，手工設計變得越來越睏難。本部分將簡要介紹現代數字係統設計方法，包括硬件描述語言（HDL）如Verilog或VHDL的基礎概念，以及綜閤、仿真和實現的基本流程。這部分旨在為讀者提供一個更廣闊的視野，瞭解數字電路設計如何在工業界實現。 實際應用案例與展望：最後，我們將通過一些實際的數字電路應用案例，將所學知識串聯起來。這可能包括簡單的微處理器模型、數據采集係統、數字通信中的編碼/解碼器等。通過這些案例，讀者將能更深刻地體會到數字電路與邏輯設計的強大威力，以及它在現代科技中扮演的關鍵角色。同時，也會對數字電路的未來發展趨勢進行簡要展望。 學習方法建議 本書的學習並非易事，但通過科學有效的方法，定能事半功倍。 勤於思考，深入理解：在學習每一個概念時，不要滿足於死記硬背。嘗試去理解其背後的原理，通過提問“為什麼”來加深理解。 動手實踐，繪製電路：對於邏輯門和電路設計，一定要動手去畫。嘗試用不同的方法去實現同一個邏輯功能，比較它們的優劣。 仿真驗證，錯誤糾正：如果條件允許，可以利用一些電路仿真軟件來驗證你的設計。仿真不僅能幫助你發現錯誤，還能讓你看到電路的動態行為。 聯係實際，舉一反三：在學習過程中，積極思考所學知識在現實世界中的應用。例如，思考傢裏的遙控器、電視機等設備中可能應用瞭哪些數字邏輯。 循序漸進，持之以恒：數字電路的學習是一個積纍的過程。請按照章節順序，一步一步地學習，不要急於求成。堅持不懈的努力是取得成功的關鍵。 結語 數字電路與邏輯設計，是一門充滿魅力和挑戰的學科。它不僅是構建現代信息社會的基石，也是訓練邏輯思維和工程創新能力的絕佳平颱。希望本書能成為您探索數字世界的一盞明燈，引領您走進這個充滿智慧和創造力的領域。祝您學習愉快，收獲滿滿！

評分☆☆☆☆☆

這本書的開篇部分，作者並沒有直接拋齣復雜的公式和定理，而是從一個非常宏觀的視角，闡述瞭數字電路在現代科技中的重要地位和應用前景。我個人非常喜歡這種“大局觀”的引入方式，它能夠幫助我理解學習這門課程的意義和價值，從而激發學習的內在動力。接著，文章開始逐步深入，從最基礎的二進製定點錶示法講起，詳細解釋瞭二進製、十進製、十六進製之間的轉換，以及它們在計算機係統中是如何被錶示和處理的。這部分內容雖然基礎，但卻至關重要，如同建造高樓的地基。作者用瞭一些生活化的比喻來解釋這些概念，比如用燈的開關狀態來比喻二進製的0和1，讓我在理解上少走瞭很多彎路。此外，書中還提到瞭數字電路的一些基本術語，如“電平”、“信號”、“觸發器”等，並給齣瞭初步的定義。我還在好奇，後續的內容會不會講解如何利用這些基本元素構建齣更復雜的邏輯功能，比如實現加法、減法運算，或者控製信號的流動。目前來看，這本書的敘事風格比較平緩，有條不紊，適閤我這樣需要紮實打好基礎的讀者。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很樸實，字體和排版也比較傳統，第一眼看上去並不會讓人覺得眼前一亮，甚至有些許枯燥。我當時選擇它，很大程度上是因為它的標題——“數字電路與邏輯設計”。對於我這個初學者來說，這個名字聽起來就充滿瞭神秘感，又帶著一絲挑戰。拿到書後，我迫不及待地翻開，想一探究竟。書的紙張質量尚可，油墨印刷清晰，閱讀起來不會感到費力。雖然我還沒有深入學習到具體內容，但從目錄的設置來看，它似乎涵蓋瞭數字電路的基本概念、邏輯門、組閤邏輯、時序邏輯等核心知識點。每一章的標題都顯得專業且紮實，讓人感受到內容深度。我特彆關注瞭緒論部分，通常緒論會交代本書的學習目標、適用範圍以及學習方法，這些對於指引我如何更好地掌握這門課程至關重要。我希望這本書能夠像一位循循善誘的老師，將抽象的數字邏輯概念，用清晰易懂的方式呈現齣來，讓我能夠一步步建立起紮實的理論基礎，為後續更復雜的電路設計打下堅實的地基。我目前正處於一個學習的初期階段，對這個領域充滿瞭好奇和探索的欲望，期待這本書能成為我進入數字世界的第一塊敲門磚。

評分☆☆☆☆☆

這本書在後續章節中，對更復雜的數字係統設計方法進行瞭探討，這部分內容對我而言，無疑是學習道路上的一個重要裏程碑。它不再局限於單個的邏輯門或觸發器，而是將視角提升到整個係統的層麵。我注意到作者詳細介紹瞭狀態機（Finite State Machine, FSM）的設計方法，包括其兩種基本模型——摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型，並給齣瞭詳細的設計步驟和流程。書中通過一些實際的例子，比如交通燈控製係統，來演示如何利用狀態機來設計一個能夠根據輸入信號和內部狀態産生特定輸齣的復雜控製器。這讓我覺得，之前學習到的那些零散的邏輯單元，終於有瞭一個係統性的組織和應用框架。此外，書中還涉及瞭硬件描述語言（HDL）的概念，雖然並沒有深入講解具體的語法，但它讓我認識到，在實際的數字電路設計中，HDL是多麼重要的一種工具，能夠幫助工程師更高效地描述和仿真復雜的數字係統。我對書中關於如何進行時序約束、時鍾域處理以及係統級驗證的介紹充滿瞭期待，這對於我理解現代數字芯片的設計流程至關重要。

評分☆☆☆☆☆

當我翻閱到關於邏輯門的部分時，這本書的講解方式給我留下瞭深刻印象。它並沒有簡單地羅列齣AND、OR、NOT等基本邏輯門的功能，而是花瞭相當大的篇幅去介紹它們背後的物理實現原理，雖然我暫時還無法完全理解其中的細節，但這種追根溯源的方式讓我覺得非常有啓發性。書中以圖文並茂的方式，展示瞭不同邏輯門在晶體管級彆是如何工作的，配以簡潔明瞭的電路圖和波形圖，讓我在抽象的邏輯概念背後，看到瞭真實的物理電路。這對於我理解數字信號是如何在硬件層麵被處理的，起到瞭關鍵性的作用。我尤其注意到瞭作者在講解過程中，反復強調瞭“真值錶”和“邏輯錶達式”的重要性，並詳細演示瞭如何通過它們來描述和分析邏輯門的功能。我期待這本書能夠進一步講解如何將這些基本邏輯門組閤起來，構建齣更復雜的組閤邏輯電路，例如編碼器、譯碼器、加法器等等，並教會我如何運用卡諾圖等方法來化簡邏輯錶達式。

評分☆☆☆☆☆

關於時序邏輯電路的部分，作者引入瞭“狀態”和“時鍾”的概念，這對我來說是全新的領域。我瞭解到，與組閤邏輯電路的輸齣隻取決於當前輸入不同，時序邏輯電路的輸齣還會受到之前狀態的影響，而時鍾信號則起到瞭同步和控製的作用。書中詳細介紹瞭各種觸發器，如SR觸發器、JK觸發器、D觸發器和T觸發器，並通過詳細的圖示和時序圖，清晰地展示瞭它們的工作原理和狀態轉移過程。我特彆喜歡作者用“記憶單元”來比喻觸發器，這讓我更容易理解它在存儲信息方麵的作用。此外，書中還涉及瞭寄存器和計數器等基本時序邏輯模塊的構建，以及它們在數據存儲和處理中的應用。我還在思考，如何將這些基礎的時序邏輯單元組閤起來，設計齣更復雜的係統，比如移位寄存器、時鍾分頻器，甚至是簡單的微處理器中的控製單元。這本書在此方麵的講解，讓我對數字係統如何運作有瞭更深的認識。