数字电路的分析与应用 冯珊珊 9787568230056 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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冯珊珊 著

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• 9787568230056

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出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787568230056

商品编码：29573734283

包装：平装

出版时间：2016-08-01

基本信息

书名：数字电路的分析与应用

定价：42.00元

作者：冯珊珊

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2016-08-01

ISBN：9787568230056

字数：

页码：204

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《数字电路的分析与应用》采用“模块教学、项目驱动”的教学模式，改变了以往理论、实验、课程设计三者分离的教学方式。全书设计了基础、综合、进阶三个层次的模块，每个模块又由多个项目组成。在项目的学习中涵盖了真实、完整的实际工作任务并充分体现了基于工作过程的全新教学理念。教学项目分别以裁判表决电路、数码显示器、智力竞赛抢答器、具有整点报时功能的可校时数字钟、数字电压表的制作与调试等实际项目内容为载体，涵盖了数字电子技术的主要内容。每一项目配有相关内容的实验与量的习题，便于教师教学与读者自学。
　　《数字电路的分析与应用》内容覆盖面广、深浅度适中、实用性强，可作为高等工科院校电类专业数字电子技术类课程的教材。同时也可作为其他相关专业师生及工程技术人员参考用书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《数字逻辑设计：原理、方法与实践》 内容简介 本书旨在为读者提供一套全面而深入的数字逻辑设计理论体系与实践指导。从基础的逻辑门和布尔代数出发，逐步深入到组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计与分析，并最终拓展至可编程逻辑器件（PLD）的应用和复杂的数字系统构建。本书力求在理论严谨性与工程实践性之间取得平衡，使读者不仅理解数字逻辑背后的数学原理，更能掌握实际设计中的关键技术和方法。 第一篇 基础理论与构建模块 第一章 数字系统概览 本章将介绍数字系统在现代科技中的地位和发展趋势。我们将探讨数字信号与模拟信号的区别，数字系统为何在信息处理、通信、控制等领域占据主导地位。读者将了解数制及其转换（二进制、十进制、十六进制等）是数字电路分析和设计的基础。我们将详细阐述不同数制之间的转换原理和常用方法，为后续章节的学习奠定坚实基础。同时，本章还将初步介绍数字逻辑电平（高电平、低电平）的物理含义，以及数字电路的基本组成单元——逻辑门。 第二章 布尔代数与逻辑门 布尔代数是数字逻辑设计的数学基石。本章将系统介绍布尔代数的公理、基本定理（如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等）以及它们在化简逻辑表达式中的应用。我们将详细讲解三种基本逻辑门：与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）的工作原理、逻辑符号和真值表。在此基础上，我们将介绍由基本逻辑门组合而成的通用逻辑门：与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）以及同或门（XNOR）。通过大量实例，读者将学会如何利用布尔代数化简复杂的逻辑函数，降低电路复杂度，提高系统性能。 第三章 逻辑门的实现与特性 本章将深入探讨逻辑门的具体实现方式，即晶体管级电路。我们将介绍两种主流的晶体管逻辑家族：二极管-晶体管逻辑（DTL）和晶体管-晶体管逻辑（TTL），以及互补金属氧化物半导体（CMOS）逻辑。详细分析它们的电路结构、工作原理、优缺点（如功耗、速度、驱动能力）以及在实际应用中的选择依据。此外，本章还将介绍逻辑门的电气特性，包括电压阈值、噪声容限、传输延迟等，这些参数对于理解和分析实际电路的性能至关重要。 第二篇 组合逻辑电路设计 第四章 组合逻辑电路的分析与设计 组合逻辑电路由逻辑门构成，其输出仅取决于当前输入。本章将详细介绍组合逻辑电路的分析方法，即如何根据电路图推导出其逻辑功能表达式。我们将重点讲解组合逻辑电路的设计方法，包括使用卡诺图（Karnaugh Map）进行逻辑化简，这是最常用且高效的化简方法之一。读者将学习如何绘制不同变量数量的卡诺图，并掌握其化简规则，从而得到最简逻辑表达式。此外，本章还将介绍如何将化简后的逻辑表达式转化为实际的逻辑电路图。 第五章 常用组合逻辑电路模块 本章将介绍几种重要的、广泛应用于数字系统中的组合逻辑电路模块。我们将深入分析它们的设计原理、功能和应用场景。这些模块包括： 编码器（Encoder）：将一组输入信号（如按键信号）转换为特定格式的输出编码（如二进制码）。我们将讲解优先编码器（Priority Encoder）的设计。 译码器（Decoder）：将二进制输入码转换为对应的唯一输出信号。我们将重点介绍3-to-8译码器和BCD-to-7段显示译码器。 多路选择器（Multiplexer, MUX）：根据选择输入信号，将多个数据输入中的一个传递到数据输出。我们将讲解2-to-1、4-to-1和8-to-1多路选择器的设计和应用。 分路器（Demultiplexer, DEMUX）：将一个数据输入信号传递到多个数据输出中的一个，由选择输入信号决定。 通过学习这些模块的设计，读者将能够构建更复杂的数字系统。 第六章 加法器与减法器 算术运算是数字系统最基本的功能之一。本章将专注于加法器和减法器的设计。我们将从最基本的半加器（Half Adder）和全加器（Full Adder）开始，讲解它们的工作原理和实现方式。在此基础上，我们将介绍串行加法器和并行加法器（如行波进位加法器、超前进位加法器），分析它们的优缺点和性能差异。对于减法器，我们将讲解如何利用二进制补码（Two's Complement）来实现减法运算，以及如何设计二进制减法器。 第三篇 时序逻辑电路设计 第七章 触发器（Flip-Flop） 时序逻辑电路与组合逻辑电路最大的区别在于其具有“记忆”功能，即输出不仅取决于当前输入，还取决于之前的输入状态。触发器是时序逻辑电路的基本存储单元。本章将详细介绍各种类型的触发器： SR触发器：最基本的触发器，具备置位（S）和复位（R）功能。 D触发器：也称为数据触发器，其输出跟踪输入数据（D），通常用于延迟和数据存储。 JK触发器：通用性最强的触发器，功能类似SR触发器，但增加了翻转（Toggle）状态。 T触发器：在JK触发器的基础上，当J=K=1时，变为翻转触发器。 我们将分析它们的逻辑功能、状态图、状态表以及各种触发器之间的转换方法。 第八章 时序逻辑电路的分析与设计 本章将介绍时序逻辑电路的分析方法，即如何根据电路结构分析其输出序列和状态变化。我们将讲解使用状态图（State Diagram）和状态表（State Table）来描述和理解时序逻辑电路的行为。随后，我们将重点阐述时序逻辑电路的设计步骤，包括确定状态的个数、分配状态编码、设计触发器激励表、设计组合逻辑部分以及画出最终电路图。 第九章 同步时序逻辑与异步时序逻辑 根据时钟信号的控制方式，时序逻辑电路可分为同步和异步两种。本章将深入探讨同步时序逻辑电路的特点，包括统一的时钟信号、消除竞争冒险等问题，以及其在实际设计中的广泛应用。我们将重点介绍同步状态机的设计，包括Mealy模型和Moore模型。接着，我们将讨论异步时序逻辑电路的特点、优点（如速度快）和缺点（如设计难度大，易产生竞争冒险），并简要介绍异步电路的设计和分析方法。 第十章 有限状态机（FSM）的应用 有限状态机是描述和设计时序逻辑电路的强大工具。本章将通过实际的工程案例，展示FSM在解决实际问题中的强大能力。我们将设计各种类型的FSM，例如： 序列检测器（Sequence Detector）：检测特定输入序列的出现。 交通灯控制器（Traffic Light Controller）：模拟实际交通信号灯的控制逻辑。 寄存器（Register）：用于存储一组数据。 计数器（Counter）：用于对脉冲进行计数，包括异步计数器、同步计数器、二进制计数器、十进制计数器等。 通过这些实例，读者将更深刻地理解FSM的设计思想和工程实现。 第四篇 存储器与高级数字系统 十一章 存储器单元与存储器芯片 数据存储是数字系统的核心功能之一。本章将介绍各种存储器单元的原理，包括： 随机存取存储器（RAM）：包括静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM），详细分析它们的结构、读写操作和时序。 只读存储器（ROM）：包括掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦写可编程ROM（EPROM）和电擦写可编程ROM（EEPROM），介绍它们的特点和应用。 我们将进一步讲解存储器芯片的组织结构，如何通过地址线、数据线和控制线来访问存储器。 十二章 可编程逻辑器件（PLD） 可编程逻辑器件（PLD）为数字系统设计提供了高度的灵活性和集成度。本章将详细介绍PLD的类型和应用： 可编程只读存储器（PROM）：作为一种简单的PLD，用于实现组合逻辑功能。 通用阵列逻辑（GAL）：比PROM更灵活，可以进行多次编程，能够实现组合逻辑和部分时序逻辑。 复杂可编程逻辑器件（CPLD）：由多个宏单元组成，支持更复杂的逻辑功能和时序逻辑设计。 现场可编程门阵列（FPGA）：高度集成的可编程器件，拥有大量的逻辑单元、可配置的互连资源和丰富的IP核，适用于设计大规模、高性能的数字系统。 我们将介绍PLD的编程模型，以及使用硬件描述语言（HDL）如Verilog或VHDL进行PLD设计的流程。 十三章 微处理器基础 本章将简要介绍微处理器的基本结构和工作原理，作为更高级数字系统设计的入门。我们将探讨指令集架构（ISA）、寄存器、算术逻辑单元（ALU）、控制单元以及存储器接口。我们将解释微处理器如何执行指令，包括取指令、译码、执行和写回等阶段。这为理解现代数字系统的核心计算能力提供了基础。 十四章 数字系统设计流程与工具 本章将系统性地总结数字系统设计的整个流程，从需求分析、规格定义、逻辑设计、仿真验证、综合、布局布线到最终的硬件实现。我们将介绍常用的EDA（Electronic Design Automation）工具，如原理图编辑器、仿真器、逻辑综合工具、布局布线工具等，并简述它们在设计流程中的作用。通过本章，读者将对实际的数字电路设计项目有一个整体的认识。 附录 常用的布尔代数公式汇总 卡诺图化简示例 常见逻辑门的电气特性参数表 硬件描述语言（HDL）入门简介 本书适合于电子工程、计算机科学、自动化等专业本科生、研究生，以及从事数字电路设计、嵌入式系统开发、FPGA开发等相关工作的工程师阅读。通过对本书的学习，读者将能够掌握数字逻辑电路的设计、分析和应用能力，为进一步深入学习数字系统、微处理器、嵌入式系统等相关领域打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我之前在自学数字电路的时候，遇到过很多讲义，它们往往要么过于理论化，堆砌着晦涩的数学推导，要么就是只停留在概念的表面，缺乏实际应用的案例支撑。读完这本之后，我发现它在理论的深度和工程的实践之间找到了一个非常巧妙的平衡点。作者在讲解基础的逻辑门和布尔代数时，并没有仅仅停留在公式推演上，而是非常细致地解释了这些概念是如何在实际的芯片设计中被实现的。尤其是一些关于时序逻辑和组合逻辑电路的分析部分，讲解得逻辑性极强，每一步的推导都有清晰的上下文关联，让人很容易跟上思路，而不是在半路迷失方向。对于我们这些需要将理论知识转化为实际操作能力的学习者来说，这种“知其所以然”的教学方式，远比死记硬背公式要有效得多。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真的很有心，封面那种磨砂质感，拿在手里沉甸甸的，一看就知道是下了功夫的。内页的纸张质量也相当不错，摸起来很光滑，而且油墨印得很清晰，长时间阅读眼睛也不会觉得太累。我个人比较注重书籍的物理体验，对于教材或者专业书籍来说，好的纸张和印刷能大大提升学习的愉悦感，这本从细节上处理得非常到位。而且，书的整体版式设计也挺合理的，字体大小适中，段落间的留白把握得恰到好处，不像有些教材恨不得把所有信息都塞进一页里，让人喘不过气来。这种清晰、舒适的阅读体验，无疑为深入理解复杂的电路原理打下了个好基础，让人愿意一页一页地往下翻，而不是一上来就被密密麻麻的文字劝退。这种对细节的关注，体现了出版方对读者的尊重，确实值得称赞。

评分☆☆☆☆☆

我个人认为，评价一本技术教材的价值，最终还是要看它是否能真正地“赋能”读者解决实际问题。这本书不仅涵盖了核心的理论知识，还巧妙地融入了许多现代工程中的实际考量。比如，在讨论CMOS电路时，它没有回避实际应用中遇到的功耗和速度权衡问题；在介绍逻辑门电路时，也兼顾了不同工艺下的实际性能差异。这些内容让学习不再是脱离现实的空中楼阁，而是与当前电子设计领域的前沿保持着紧密的联系。它教会的不仅仅是“如何分析”一个已有的电路，更重要的是启发读者去思考“如何设计”一个更优化的系统，这种前瞻性的指导价值，让这本书超越了一本单纯的参考书，更像是一位经验丰富的工程师在耳边进行指导。

评分☆☆☆☆☆

作为一本专业技术书籍，图表的质量至关重要，而这本在这方面表现得尤为突出。很多教材中的电路图往往模糊不清，或者标注混乱，导致读者需要花费大量时间去猜测某个引脚或信号的含义。然而，这本书里的所有原理图、波形图和状态图都绘制得极其精细和规范。特别是一些复杂时序图的绘制，线条干净利落，关键点的时序关系标注得清清楚楚，即便是跨页的图表，其对齐和编号也做得非常一致。清晰的视觉辅助工具是理解数字系统动态行为的关键，它能把抽象的电信号变化过程可视化，帮助我们直观地把握电路的工作时序，避免了因图示不清而产生的理解偏差。

评分☆☆☆☆☆

最让我惊喜的是这本书在章节安排上的递进关系处理得极为流畅自然。它不是那种生硬地把不同知识点拼凑起来的集合体，而更像是一条精心铺设的道路。从最基础的数制系统开始，稳步过渡到组合逻辑、时序逻辑，再到后期的存储器和可编程逻辑器件（PLD）的应用，每当你感觉自己即将要掌握一个模块时，紧随其后的内容就会自然而然地引入下一个更高阶的概念，形成一种知识的“滚雪球”效应。这种结构安排极大地降低了学习曲线的陡峭程度，使得初学者也能在一个相对平缓的过程中建立起完整的知识体系，而不是在某一处被卡住而产生挫败感。这种结构设计，充分体现了作者对教学规律的深刻理解。