数字电子技术——面向21世纪高等学校精品规划教材 张建国,张素琴 978756401128 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张建国，张素琴 著

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出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564011284

商品编码：29583587732

包装：平装

出版时间：2007-06-01

基本信息

书名：数字电子技术——面向21世纪高等学校精品规划教材

定价：22.00元

作者：张建国,张素琴

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2007-06-01

ISBN：9787564011284

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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本书主要内容有数制与码制、数字逻辑运算基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑脉冲波形的产生和交换、数模和模数转换器、半导体存储器和可编程逻辑器件及应用等。在内容选取和安排上，编写时突出基本概念、基本理论和基本方法，主要讲述分析和设计的方法。为便于读者学习，着重讲清思路，交代方法，每章都有小结、习题和思考题，以帮助复习和巩固所学知识。
本书可作为电子信息工程、通信工程等相关专业本科生的教材，也可供从事电子技术的技术人员参考。

目录

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章　绪论
1.1 概述
1.2 数制和码制
本章小结
习题和思考题
第2章　数字逻辑基础
2.1　几个基本概念
2.2　逻辑代数及其运算
2.3　逻辑代数的公式和运算规则
2.4　逻辑函数及其表示方法
2.5　逻辑函数的公式化简法
2.6　逻辑函数的卡诺图化简法
本章小结
习题和思考题
第3章　逻辑门电路
3.1 二极管与三极管的开关特性
3.2　1TrL集成门电路
3.3　CMOS集成逻辑门电路
3.4 门电路使用及连接的问题
本章小结
习题和思考题
第4章　组合逻辑电路
4.1 组合逻辑电路的分析和设计方法
4.2　编码器和译码器
4.3　数据选择器与数据分配器
　4.4　加法器和数值比较器
　4.5　组合逻辑电路中的竞争冒险现象
　本章小结
　习题和思考题
第5章　触发器
5.1　概述
5.2　基本触发器
5.3　触发器的逻辑功能
5.4　时钟触发器的结构及触发方式
5.5　集成触发器及其应用
本章小结
习题和思考题
第6章　时序逻辑电路
6.1 概述
6.2　时序逻辑电路的分析方法
6.3　寄存器和移位寄存器
6.4　计数器
本章小结
习题和思考题
第7章　脉冲波形的产生与变换
7.1　多谐振荡器
7.2　单稳态触发器
7.3　施密特触发器
7.4　555定时器及其应用
本章小结
习题和思考题
第8章　数模和植辨转搀器
8.1　概述
8.2　数／模转换器（DAC）
8.3　模／数转换器（ADc）
……
第9章　半导体存储器
0章　可编程逻辑器件及应用
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字电路与逻辑设计》—— 开启数字世界的大门 前言 在信息爆炸的时代，数字技术已渗透到我们生活的方方面面，从智能手机、电脑到现代化的工业控制系统，无一不闪耀着数字技术的智慧之光。理解数字电路的基本原理和设计方法，是掌握现代电子技术、投身信息产业、乃至理解当今社会运转机制的关键。本书旨在为有志于深入探索数字世界奥秘的读者，提供一套系统、深入且实用的学习路径。 本书的编写，并非仅仅是对已有知识的简单梳理，更是力求站在时代的前沿，融合最新的教学理念和实践经验，以期为读者构建一个坚实的数字技术理论基础，同时培养其独立分析和解决实际问题的能力。我们相信，掌握了数字电路与逻辑设计，就如同掌握了开启未来无限可能的一把钥匙。 第一章：引言——数字世界的基石 本章将带领读者走进数字技术的世界，阐述其重要性、发展历程以及在现代社会中的广泛应用。我们将从最基本的概念入手，解释什么是数字信号和模拟信号，为何数字信号在现代技术中占据主导地位。读者将了解到数字技术如何从最初的简单计算设备发展到如今我们看到的复杂智能系统。 数字信号与模拟信号的本质区别： 深入剖析两者的表示方式、传输特性、抗干扰能力以及在存储和处理上的优势，为后续章节的学习奠定基础。 数字技术发展的里程碑： 回顾从真空管到晶体管，再到集成电路和超大规模集成电路的发展历程，理解摩尔定律的意义和深远影响。 数字技术在现代生活中的应用： 通过生动的案例，展示数字技术在通信、计算、控制、消费电子、医疗、军事等领域的应用，激发读者的学习兴趣。 学习数字电路与逻辑设计的意义： 强调掌握这门学科对于理解现代电子设备、进行硬件设计、软件开发以及未来科技创新至关重要。 第二章：数制与编码——数字信息的表示 数字电路的核心在于对信息的表示和处理。本章将详细介绍各种数制系统，以及如何将现实世界的各种信息转化为计算机能够理解和处理的数字编码。 二进制、十进制、十六进制及其相互转换： 学习二进制作为数字电路最基本运算语言的重要性，掌握不同数制间的精确转换方法，这是所有数字运算的基础。 数据编码： 介绍BCD码、ASCII码、海明码等常用编码方式，理解它们在表示数字、字符、控制信息以及实现错误检测与纠正中的作用。 数值表示： 探讨无符号数和带符号数的表示方法，包括原码、反码、补码等，理解计算机如何进行算术运算，以及负数表示带来的挑战和解决方案。 逻辑状态的抽象： 引入逻辑电平的概念，解释高电平与低电平如何对应数字信号的“1”和“0”，为理解逻辑门电路打下基础。 第三章：逻辑门电路——数字电路的基本单元 逻辑门电路是数字电路最基本的构建模块。本章将深入介绍各种基本逻辑门电路的功能、特性和实现方式，以及它们如何组合来实现更复杂的逻辑功能。 基本逻辑门： 详细讲解与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）的功能、真值表、逻辑符号和时序图。 通用逻辑门： 介绍与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）和同或门（XNOR）的功能，并重点说明它们作为通用逻辑门的优势，即仅用一种逻辑门即可构建所有逻辑功能。 逻辑门的物理实现： 简要介绍逻辑门电路在半导体器件（如晶体管）上的基本实现原理，让读者对硬件实现有一个初步的认识。 组合逻辑电路： 讲解如何将多个逻辑门组合起来，实现特定的逻辑功能，例如译码器、编码器、复用器等。 第四章：布尔代数与逻辑化简——简化逻辑表达式 布尔代数是分析和设计数字逻辑电路的数学工具。本章将介绍布尔代数的基本公理、定理以及各种逻辑化简方法，帮助读者用最简洁的逻辑表达式来实现所需功能，从而降低硬件成本、提高电路性能。 布尔代数的基本公理与定律： 掌握交换律、结合律、分配律、德摩根定律等，理解它们在逻辑运算中的作用。 逻辑表达式的化简： 介绍代数化简法、卡诺图（Karnaugh Map）法以及Quine-McCluskey算法等，学习如何系统地找到最优的逻辑表达式。 最小项、最大项的概念： 理解如何通过最小项和最大项来表示和化简逻辑函数。 卡诺图的应用： 详细讲解卡诺图的绘制、化简步骤，以及处理“Don't Care”条件的方法，使其成为设计中强大的可视化工具。 第五章：组合逻辑电路的设计与分析——实现特定功能 本章将深入探讨组合逻辑电路的设计流程和分析方法。读者将学会如何根据功能需求，从零开始设计出满足要求的组合逻辑电路。 组合逻辑电路的定义与特性： 强调组合逻辑电路的输出仅取决于当前输入，没有记忆功能。 组合逻辑电路的设计步骤： 从功能描述到真值表，再到逻辑表达式的推导和化简，最终到电路图的绘制，形成完整的 设计流程。 常用组合逻辑电路的分析与设计： 深入分析和设计译码器（Decoder）、编码器（Encoder）、数据选择器（Multiplexer/Selector）、数据分配器（Demultiplexer）、加法器（Adder）、减法器（Subtractor）等关键组合逻辑电路。 七段数码管显示： 学习如何设计驱动七段数码管的译码器，将其与数字电路结合，实现数字显示功能。 第六章：时序逻辑电路——引入“记忆”功能 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还与电路过去的状态有关，引入了“记忆”功能。本章将是理解复杂数字系统（如计算机）的关键。 触发器（Flip-Flop）： 详细介绍RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器等基本触发器的结构、工作原理、状态转移图和时序图。 触发器的类型： 区分电平触发和边沿触发，理解它们在时序电路设计中的不同应用场景。 寄存器（Register）： 学习如何由触发器构成并行输入/并行输出（PISO）、并行输入/串行输出（SIPO）、串行输入/并行输出（SISO）以及串行输入/串行输出（SISO）等各种类型的寄存器，实现数据的存储和转移。 计数器（Counter）： 介绍异步计数器（行波进位计数器）和同步计数器（行内进位计数器）的设计原理，包括加法计数器、减法计数器、可预置计数器以及十进制计数器等。 第七章：状态机设计——描述和控制动态系统 状态机是描述和控制具有不同状态的动态系统的有力工具。本章将引导读者掌握有限状态机（FSM）的设计方法，这是实现复杂控制器和数据通路的关键。 有限状态机的概念： 介绍Mealy模型和Moore模型，理解状态、输入、输出和状态转移等基本要素。 状态机的分析： 如何从时序逻辑电路分析出其对应的状态转移图和状态表。 状态机的设计： 从功能需求出发，设计状态转移图、状态表，进行状态分配，然后转换为触发器和逻辑门电路。 状态最小化： 学习如何简化状态机，减少硬件复杂度。 实际应用案例： 通过具体的例子，如交通灯控制器、序列检测器等，展示状态机在实际问题中的应用。 第八章：存储器芯片——数据的永久与临时存放 现代数字系统离不开存储器。本章将介绍不同类型的存储器芯片，包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），理解它们的工作原理、组织结构和在系统中的作用。 存储器的基本概念： 位、字节、字、存储容量、存取时间等。 随机存取存储器（RAM）： 详细介绍静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）的工作原理、读写操作，以及它们在计算机内存中的应用。 只读存储器（ROM）： 介绍掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）以及闪存（Flash Memory）等，理解它们的特点和用途。 存储器的扩展： 学习如何通过地址线和数据线的扩展，构建更大容量的存储器系统。 第九章：可编程逻辑器件（PLD）——灵活的数字电路实现 可编程逻辑器件（PLD）的出现极大地简化了数字电路的设计和实现。本章将介绍主流的PLD类型，如PAL、PLA、CPLD和FPGA，理解它们的结构、编程方式以及在现代电子设计中的重要地位。 PLD的概述： 介绍PLD的通用性、灵活性和高效性。 可编程阵列逻辑（PAL）和可编程逻辑阵列（PLA）： 理解它们的结构和编程原理。 复杂可编程逻辑器件（CPLD）： 介绍CPLD的宏单元、逻辑阵列和I/O块，理解其优势。 现场可编程门阵列（FPGA）： 重点介绍FPGA的基本结构，包括查找表（LUT）、可配置逻辑块（CLB）、布线资源和I/O接口，理解其高度的灵活性和并行处理能力。 硬件描述语言（HDL）： 简要介绍Verilog或VHDL等HDL语言，说明它们是如何用于描述和设计PLD的。 第十章：半导体存储器的工作原理与分类 本章将更深入地探讨半导体存储器的工作原理，包括其内部结构、信号时序以及各种类型的存储器是如何实现数据的存储和读取的。 存储单元的构成： 深入分析SRAM中存储单元（如六管CMOS SRAM单元）和DRAM中存储单元（如电容-晶体管结构）的原理，理解其数据保持机制。 存储器的读写时序： 详细分析地址选通、数据写入、数据读出等操作的时序图，理解其工作的精确性要求。 存储器的集成度与性能： 探讨存储器密度（集成度）和性能（速度、功耗）之间的权衡，以及如何通过技术进步不断提升。 存储器的物理制造： 简要提及半导体制造工艺，如光刻、刻蚀、掺杂等，为读者提供更全面的认识。 第十一章：数字系统设计流程与工具 成功的数字系统设计需要系统的方法和恰当的工具。本章将介绍典型的数字系统设计流程，以及常用的EDA（Electronic Design Automation）工具，帮助读者将理论知识转化为实际设计。 数字系统设计的层级： 从高层抽象到低层具体实现，介绍不同的设计层次。 需求分析与规格定义： 强调清晰的需求是成功设计的基础。 逻辑设计与验证： 介绍功能仿真、形式验证等验证技术。 综合与布局布线： 讲解如何将HDL代码转化为门级网表，以及如何在FPGA或ASIC上进行实际的物理实现。 调试与测试： 介绍在硬件原型上进行调试和测试的方法。 EDA工具的应用： 简要介绍常用的EDA软件，如Vivado、Quartus等，说明它们在设计流程中的作用。 第十二章：深入理解数字电路——特定主题探讨 本章将根据实际需要，对数字电路中的一些重要且具有挑战性的主题进行更深入的探讨，以期提升读者的综合理解能力。 时序约束与时序分析： 深入理解建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）等概念，以及如何在高速数字电路设计中进行时序分析和优化，避免亚稳态和时序违规。 异步电路设计基础： 简要介绍异步电路的设计理念，与同步电路进行对比，理解其在某些特定场合的优势。 低功耗数字电路设计： 探讨功耗在现代电子设备中的重要性，介绍一些降低数字电路功耗的常用技术，如时钟门控、动态电压频率调整（DVFS）等。 可重构计算与硬件加速： 介绍可重构计算的概念，以及如何利用FPGA等器件实现针对特定任务的硬件加速，提高计算效率。 结语 数字电子技术是一个充满活力和不断发展的领域。本书力求为读者打下坚实的理论基础，并激发其持续学习和探索的兴趣。我们希望通过对本书的学习，读者能够深刻理解数字信号的奥秘，熟练掌握逻辑设计的方法，并能够自信地步入数字技术的广阔天地，参与到未来的科技创新和产业发展中。 我们鼓励读者在学习过程中，积极动手实践，通过搭建电路、编写HDL代码、进行仿真和硬件实现，将书本上的知识转化为实际的能力。数字世界的精彩，正等待着你去发现和创造。

评分☆☆☆☆☆

我对电子技术的学习一直抱有一种“知其然，更要知其所以然”的态度。这本书在这一点上恰恰满足了我的需求。它不仅仅是罗列公式和电路图，而是从最根本的物理原理出发，讲解数字信号的产生、传输和处理。在介绍逻辑门电路时，书中并没有简单地给出真值表，而是从晶体管的开关特性出发，解释了MOS管和BJT在构建逻辑门中的作用。这种深入的讲解方式，让我对数字电路有了更深刻的理解，而不是仅仅停留在表面。同时，书中对不同逻辑家族的特性对比分析，也让我对各种电路的优劣势有了更清晰的认识。这种“溯本追源”的讲解风格，对于我这样的理论爱好者来说，无疑是莫大的福音。它帮助我建立了扎实的理论基础，为我未来进行更高级的电路设计和分析提供了坚实的支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的优点在于它能够激发读者的思考和探索精神。它在讲解基础知识的同时，也巧妙地设置了一些引人入胜的“知识拓展”和“思考题”，引导读者去主动地分析和解决问题。我记得在学习微处理器接口部分时，书中并没有直接给出完整的接口电路，而是通过一系列的问题，逐步引导我们去思考如何连接CPU与外围设备，如何进行数据传输和控制。这种“启发式”的学习方法，让我感觉自己不是在被动地接受知识，而是在主动地参与到知识的构建过程中。而且，书中对于一些前沿技术的介绍，虽然篇幅不长，但足以让我对未来的发展方向有所了解，激发了我进一步学习的动力。这本书的价值，不仅仅在于它传授了多少知识，更在于它如何点燃了我对数字电子技术的热情，让我愿意投入更多的时间和精力去深入研究。

评分☆☆☆☆☆

作为一名准备考研的学生，我对于教材的严谨性和全面性有着极高的要求。这本书在这一点上做得非常出色。它涵盖了数字电子技术领域的核心内容，并且在每个知识点上都进行了深入的剖析。对于那些容易混淆的概念，比如同步和异步逻辑的区别，书中用非常清晰的对比和图解来阐明，避免了学习过程中的误区。我特别欣赏书中对于例题的处理方式，题目类型多样，难度适中，并且提供了详细的解题步骤和思路分析，这对于我巩固知识、提升解题能力起到了至关重要的作用。在复习过程中，我发现书中对一些经典数字电路的讲解，如计数器、移位寄存器等，都非常到位，既有理论推导，又有实际应用分析。这让我能够更好地理解这些电路的工作原理，并为解决更复杂的电路设计问题打下坚实的基础。这本书无疑是我考研路上的得力助手，让我能够更自信地迎接挑战。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本书，就被它严谨的逻辑和清晰的脉络所吸引。我是一名工科背景的学生，接触数字电子技术的时间并不算长，很多概念在脑海中都显得有些模糊和零散。然而，这本书的编排方式，就像一位经验丰富的老师，循序渐进地引导我走入数字世界的奥秘。从最基础的逻辑门电路，到复杂的时序逻辑，再到常用的组合逻辑和寄存器，每一个章节的过渡都显得那么自然，仿佛前一个知识点是为下一个知识点铺垫的基石。特别是关于时序逻辑的部分，书中通过大量的实例和图示，将抽象的时钟信号和状态转移解释得淋漓尽致，让我这个曾经对“时序”感到头疼的学生，豁然开朗。即使是一些非常深入的概念，作者也尽量用通俗易懂的语言来阐述，并辅以生动的比喻，让学习过程不再枯燥乏味，反而充满了探索的乐趣。而且，书中在介绍基本原理的同时，也非常注重实际应用，常常会结合一些典型的数字电路设计案例，让我能够将理论知识与实践相结合，理解这些抽象的符号和电路图在现实世界中是如何发挥作用的。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对嵌入式系统开发充满兴趣的爱好者，常常在各种论坛和社区里看到关于数字电路的讨论。一直想系统地学习这方面的知识，但市面上教材众多，一时难以抉择。最终选择这本书，是因为它在内容深度和广度上都达到了一个相当不错的水平。它不仅仅停留在基础理论的讲解，而是深入到了许多工程实践中才会遇到的细节。比如，在介绍时序逻辑电路的优化和分析时，书中提供了多种方法和算法，并分析了它们各自的优缺点，这对于我进行实际的电路设计非常有帮助。此外，书中还涉及了一些数字系统设计的高级主题，例如状态机的设计与实现，以及一些常用的数字集成电路芯片的应用举例。这些内容让我意识到，数字电子技术远不止是简单的逻辑运算，它是一个庞大而精密的系统工程。阅读过程中，我经常会停下来思考，将书中的内容与我正在进行的项目联系起来，从中汲取灵感，解决遇到的技术难题。这本书就像一个宝库，每次翻阅都能发现新的惊喜和收获。