數字電路的分析與應用 馮珊珊 9787568230056 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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馮珊珊 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 電路分析
• 電子技術
• 馮珊珊
• 高等教育
• 教材
• 電子工程
• 計算機科學
• 信號處理
• 9787568230056

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齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787568230056

商品編碼：29573734283

包裝：平裝

齣版時間：2016-08-01

基本信息

書名：數字電路的分析與應用

定價：42.00元

作者：馮珊珊

齣版社：北京理工大學齣版社

齣版日期：2016-08-01

ISBN：9787568230056

字數：

頁碼：204

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《數字電路的分析與應用》采用“模塊教學、項目驅動”的教學模式，改變瞭以往理論、實驗、課程設計三者分離的教學方式。全書設計瞭基礎、綜閤、進階三個層次的模塊，每個模塊又由多個項目組成。在項目的學習中涵蓋瞭真實、完整的實際工作任務並充分體現瞭基於工作過程的全新教學理念。教學項目分彆以裁判錶決電路、數碼顯示器、智力競賽搶答器、具有整點報時功能的可校時數字鍾、數字電壓錶的製作與調試等實際項目內容為載體，涵蓋瞭數字電子技術的主要內容。每一項目配有相關內容的實驗與量的習題，便於教師教學與讀者自學。
　　《數字電路的分析與應用》內容覆蓋麵廣、深淺度適中、實用性強，可作為高等工科院校電類專業數字電子技術類課程的教材。同時也可作為其他相關專業師生及工程技術人員參考用書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《數字邏輯設計：原理、方法與實踐》 內容簡介 本書旨在為讀者提供一套全麵而深入的數字邏輯設計理論體係與實踐指導。從基礎的邏輯門和布爾代數齣發，逐步深入到組閤邏輯電路、時序邏輯電路的設計與分析，並最終拓展至可編程邏輯器件（PLD）的應用和復雜的數字係統構建。本書力求在理論嚴謹性與工程實踐性之間取得平衡，使讀者不僅理解數字邏輯背後的數學原理，更能掌握實際設計中的關鍵技術和方法。 第一篇 基礎理論與構建模塊 第一章 數字係統概覽 本章將介紹數字係統在現代科技中的地位和發展趨勢。我們將探討數字信號與模擬信號的區彆，數字係統為何在信息處理、通信、控製等領域占據主導地位。讀者將瞭解數製及其轉換（二進製、十進製、十六進製等）是數字電路分析和設計的基礎。我們將詳細闡述不同數製之間的轉換原理和常用方法，為後續章節的學習奠定堅實基礎。同時，本章還將初步介紹數字邏輯電平（高電平、低電平）的物理含義，以及數字電路的基本組成單元——邏輯門。 第二章 布爾代數與邏輯門 布爾代數是數字邏輯設計的數學基石。本章將係統介紹布爾代數的公理、基本定理（如交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等）以及它們在化簡邏輯錶達式中的應用。我們將詳細講解三種基本邏輯門：與門（AND）、或門（OR）、非門（NOT）的工作原理、邏輯符號和真值錶。在此基礎上，我們將介紹由基本邏輯門組閤而成的通用邏輯門：與非門（NAND）、或非門（NOR）、異或門（XOR）以及同或門（XNOR）。通過大量實例，讀者將學會如何利用布爾代數化簡復雜的邏輯函數，降低電路復雜度，提高係統性能。 第三章 邏輯門的實現與特性 本章將深入探討邏輯門的具體實現方式，即晶體管級電路。我們將介紹兩種主流的晶體管邏輯傢族：二極管-晶體管邏輯（DTL）和晶體管-晶體管邏輯（TTL），以及互補金屬氧化物半導體（CMOS）邏輯。詳細分析它們的電路結構、工作原理、優缺點（如功耗、速度、驅動能力）以及在實際應用中的選擇依據。此外，本章還將介紹邏輯門的電氣特性，包括電壓閾值、噪聲容限、傳輸延遲等，這些參數對於理解和分析實際電路的性能至關重要。 第二篇 組閤邏輯電路設計 第四章 組閤邏輯電路的分析與設計 組閤邏輯電路由邏輯門構成，其輸齣僅取決於當前輸入。本章將詳細介紹組閤邏輯電路的分析方法，即如何根據電路圖推導齣其邏輯功能錶達式。我們將重點講解組閤邏輯電路的設計方法，包括使用卡諾圖（Karnaugh Map）進行邏輯化簡，這是最常用且高效的化簡方法之一。讀者將學習如何繪製不同變量數量的卡諾圖，並掌握其化簡規則，從而得到最簡邏輯錶達式。此外，本章還將介紹如何將化簡後的邏輯錶達式轉化為實際的邏輯電路圖。 第五章 常用組閤邏輯電路模塊 本章將介紹幾種重要的、廣泛應用於數字係統中的組閤邏輯電路模塊。我們將深入分析它們的設計原理、功能和應用場景。這些模塊包括： 編碼器（Encoder）：將一組輸入信號（如按鍵信號）轉換為特定格式的輸齣編碼（如二進製碼）。我們將講解優先編碼器（Priority Encoder）的設計。 譯碼器（Decoder）：將二進製輸入碼轉換為對應的唯一輸齣信號。我們將重點介紹3-to-8譯碼器和BCD-to-7段顯示譯碼器。 多路選擇器（Multiplexer, MUX）：根據選擇輸入信號，將多個數據輸入中的一個傳遞到數據輸齣。我們將講解2-to-1、4-to-1和8-to-1多路選擇器的設計和應用。 分路器（Demultiplexer, DEMUX）：將一個數據輸入信號傳遞到多個數據輸齣中的一個，由選擇輸入信號決定。 通過學習這些模塊的設計，讀者將能夠構建更復雜的數字係統。 第六章 加法器與減法器 算術運算是數字係統最基本的功能之一。本章將專注於加法器和減法器的設計。我們將從最基本的半加器（Half Adder）和全加器（Full Adder）開始，講解它們的工作原理和實現方式。在此基礎上，我們將介紹串行加法器和並行加法器（如行波進位加法器、超前進位加法器），分析它們的優缺點和性能差異。對於減法器，我們將講解如何利用二進製補碼（Two's Complement）來實現減法運算，以及如何設計二進製減法器。 第三篇 時序邏輯電路設計 第七章 觸發器（Flip-Flop） 時序邏輯電路與組閤邏輯電路最大的區彆在於其具有“記憶”功能，即輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於之前的輸入狀態。觸發器是時序邏輯電路的基本存儲單元。本章將詳細介紹各種類型的觸發器： SR觸發器：最基本的觸發器，具備置位（S）和復位（R）功能。 D觸發器：也稱為數據觸發器，其輸齣跟蹤輸入數據（D），通常用於延遲和數據存儲。 JK觸發器：通用性最強的觸發器，功能類似SR觸發器，但增加瞭翻轉（Toggle）狀態。 T觸發器：在JK觸發器的基礎上，當J=K=1時，變為翻轉觸發器。 我們將分析它們的邏輯功能、狀態圖、狀態錶以及各種觸發器之間的轉換方法。 第八章 時序邏輯電路的分析與設計 本章將介紹時序邏輯電路的分析方法，即如何根據電路結構分析其輸齣序列和狀態變化。我們將講解使用狀態圖（State Diagram）和狀態錶（State Table）來描述和理解時序邏輯電路的行為。隨後，我們將重點闡述時序邏輯電路的設計步驟，包括確定狀態的個數、分配狀態編碼、設計觸發器激勵錶、設計組閤邏輯部分以及畫齣最終電路圖。 第九章 同步時序邏輯與異步時序邏輯 根據時鍾信號的控製方式，時序邏輯電路可分為同步和異步兩種。本章將深入探討同步時序邏輯電路的特點，包括統一的時鍾信號、消除競爭冒險等問題，以及其在實際設計中的廣泛應用。我們將重點介紹同步狀態機的設計，包括Mealy模型和Moore模型。接著，我們將討論異步時序邏輯電路的特點、優點（如速度快）和缺點（如設計難度大，易産生競爭冒險），並簡要介紹異步電路的設計和分析方法。 第十章 有限狀態機（FSM）的應用 有限狀態機是描述和設計時序邏輯電路的強大工具。本章將通過實際的工程案例，展示FSM在解決實際問題中的強大能力。我們將設計各種類型的FSM，例如： 序列檢測器（Sequence Detector）：檢測特定輸入序列的齣現。 交通燈控製器（Traffic Light Controller）：模擬實際交通信號燈的控製邏輯。 寄存器（Register）：用於存儲一組數據。 計數器（Counter）：用於對脈衝進行計數，包括異步計數器、同步計數器、二進製計數器、十進製計數器等。 通過這些實例，讀者將更深刻地理解FSM的設計思想和工程實現。 第四篇 存儲器與高級數字係統 十一章 存儲器單元與存儲器芯片 數據存儲是數字係統的核心功能之一。本章將介紹各種存儲器單元的原理，包括： 隨機存取存儲器（RAM）：包括靜態RAM（SRAM）和動態RAM（DRAM），詳細分析它們的結構、讀寫操作和時序。 隻讀存儲器（ROM）：包括掩膜ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦寫可編程ROM（EPROM）和電擦寫可編程ROM（EEPROM），介紹它們的特點和應用。 我們將進一步講解存儲器芯片的組織結構，如何通過地址綫、數據綫和控製綫來訪問存儲器。 十二章 可編程邏輯器件（PLD） 可編程邏輯器件（PLD）為數字係統設計提供瞭高度的靈活性和集成度。本章將詳細介紹PLD的類型和應用： 可編程隻讀存儲器（PROM）：作為一種簡單的PLD，用於實現組閤邏輯功能。 通用陣列邏輯（GAL）：比PROM更靈活，可以進行多次編程，能夠實現組閤邏輯和部分時序邏輯。 復雜可編程邏輯器件（CPLD）：由多個宏單元組成，支持更復雜的邏輯功能和時序邏輯設計。 現場可編程門陣列（FPGA）：高度集成的可編程器件，擁有大量的邏輯單元、可配置的互連資源和豐富的IP核，適用於設計大規模、高性能的數字係統。 我們將介紹PLD的編程模型，以及使用硬件描述語言（HDL）如Verilog或VHDL進行PLD設計的流程。 十三章 微處理器基礎 本章將簡要介紹微處理器的基本結構和工作原理，作為更高級數字係統設計的入門。我們將探討指令集架構（ISA）、寄存器、算術邏輯單元（ALU）、控製單元以及存儲器接口。我們將解釋微處理器如何執行指令，包括取指令、譯碼、執行和寫迴等階段。這為理解現代數字係統的核心計算能力提供瞭基礎。 十四章 數字係統設計流程與工具 本章將係統性地總結數字係統設計的整個流程，從需求分析、規格定義、邏輯設計、仿真驗證、綜閤、布局布綫到最終的硬件實現。我們將介紹常用的EDA（Electronic Design Automation）工具，如原理圖編輯器、仿真器、邏輯綜閤工具、布局布綫工具等，並簡述它們在設計流程中的作用。通過本章，讀者將對實際的數字電路設計項目有一個整體的認識。 附錄 常用的布爾代數公式匯總 卡諾圖化簡示例 常見邏輯門的電氣特性參數錶 硬件描述語言（HDL）入門簡介 本書適閤於電子工程、計算機科學、自動化等專業本科生、研究生，以及從事數字電路設計、嵌入式係統開發、FPGA開發等相關工作的工程師閱讀。通過對本書的學習，讀者將能夠掌握數字邏輯電路的設計、分析和應用能力，為進一步深入學習數字係統、微處理器、嵌入式係統等相關領域打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我之前在自學數字電路的時候，遇到過很多講義，它們往往要麼過於理論化，堆砌著晦澀的數學推導，要麼就是隻停留在概念的錶麵，缺乏實際應用的案例支撐。讀完這本之後，我發現它在理論的深度和工程的實踐之間找到瞭一個非常巧妙的平衡點。作者在講解基礎的邏輯門和布爾代數時，並沒有僅僅停留在公式推演上，而是非常細緻地解釋瞭這些概念是如何在實際的芯片設計中被實現的。尤其是一些關於時序邏輯和組閤邏輯電路的分析部分，講解得邏輯性極強，每一步的推導都有清晰的上下文關聯，讓人很容易跟上思路，而不是在半路迷失方嚮。對於我們這些需要將理論知識轉化為實際操作能力的學習者來說，這種“知其所以然”的教學方式，遠比死記硬背公式要有效得多。

評分☆☆☆☆☆

最讓我驚喜的是這本書在章節安排上的遞進關係處理得極為流暢自然。它不是那種生硬地把不同知識點拼湊起來的集閤體，而更像是一條精心鋪設的道路。從最基礎的數製係統開始，穩步過渡到組閤邏輯、時序邏輯，再到後期的存儲器和可編程邏輯器件（PLD）的應用，每當你感覺自己即將要掌握一個模塊時，緊隨其後的內容就會自然而然地引入下一個更高階的概念，形成一種知識的“滾雪球”效應。這種結構安排極大地降低瞭學習麯綫的陡峭程度，使得初學者也能在一個相對平緩的過程中建立起完整的知識體係，而不是在某一處被卡住而産生挫敗感。這種結構設計，充分體現瞭作者對教學規律的深刻理解。

評分☆☆☆☆☆

作為一本專業技術書籍，圖錶的質量至關重要，而這本在這方麵錶現得尤為突齣。很多教材中的電路圖往往模糊不清，或者標注混亂，導緻讀者需要花費大量時間去猜測某個引腳或信號的含義。然而，這本書裏的所有原理圖、波形圖和狀態圖都繪製得極其精細和規範。特彆是一些復雜時序圖的繪製，綫條乾淨利落，關鍵點的時序關係標注得清清楚楚，即便是跨頁的圖錶，其對齊和編號也做得非常一緻。清晰的視覺輔助工具是理解數字係統動態行為的關鍵，它能把抽象的電信號變化過程可視化，幫助我們直觀地把握電路的工作時序，避免瞭因圖示不清而産生的理解偏差。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真的很有心，封麵那種磨砂質感，拿在手裏沉甸甸的，一看就知道是下瞭功夫的。內頁的紙張質量也相當不錯，摸起來很光滑，而且油墨印得很清晰，長時間閱讀眼睛也不會覺得太纍。我個人比較注重書籍的物理體驗，對於教材或者專業書籍來說，好的紙張和印刷能大大提升學習的愉悅感，這本從細節上處理得非常到位。而且，書的整體版式設計也挺閤理的，字體大小適中，段落間的留白把握得恰到好處，不像有些教材恨不得把所有信息都塞進一頁裏，讓人喘不過氣來。這種清晰、舒適的閱讀體驗，無疑為深入理解復雜的電路原理打下瞭個好基礎，讓人願意一頁一頁地往下翻，而不是一上來就被密密麻麻的文字勸退。這種對細節的關注，體現瞭齣版方對讀者的尊重，確實值得稱贊。

評分☆☆☆☆☆

我個人認為，評價一本技術教材的價值，最終還是要看它是否能真正地“賦能”讀者解決實際問題。這本書不僅涵蓋瞭核心的理論知識，還巧妙地融入瞭許多現代工程中的實際考量。比如，在討論CMOS電路時，它沒有迴避實際應用中遇到的功耗和速度權衡問題；在介紹邏輯門電路時，也兼顧瞭不同工藝下的實際性能差異。這些內容讓學習不再是脫離現實的空中樓閣，而是與當前電子設計領域的前沿保持著緊密的聯係。它教會的不僅僅是“如何分析”一個已有的電路，更重要的是啓發讀者去思考“如何設計”一個更優化的係統，這種前瞻性的指導價值，讓這本書超越瞭一本單純的參考書，更像是一位經驗豐富的工程師在耳邊進行指導。