數字電子技術——麵嚮21世紀高等學校精品規劃教材 張建國,張素琴 978756401128 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張建國，張素琴 著

圖書標籤:

• 數字電子技術
• 電子技術
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• 張素琴
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齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787564011284

商品編碼：29583587732

包裝：平裝

齣版時間：2007-06-01

基本信息

書名：數字電子技術——麵嚮21世紀高等學校精品規劃教材

定價：22.00元

作者：張建國,張素琴

齣版社：北京理工大學齣版社

齣版日期：2007-06-01

ISBN：9787564011284

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.381kg

編輯推薦

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內容提要

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本書主要內容有數製與碼製、數字邏輯運算基礎、邏輯門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯脈衝波形的産生和交換、數模和模數轉換器、半導體存儲器和可編程邏輯器件及應用等。在內容選取和安排上，編寫時突齣基本概念、基本理論和基本方法，主要講述分析和設計的方法。為便於讀者學習，著重講清思路，交代方法，每章都有小結、習題和思考題，以幫助復習和鞏固所學知識。
本書可作為電子信息工程、通信工程等相關專業本科生的教材，也可供從事電子技術的技術人員參考。

目錄

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章　緒論
1.1 概述
1.2 數製和碼製
本章小結
習題和思考題
第2章　數字邏輯基礎
2.1　幾個基本概念
2.2　邏輯代數及其運算
2.3　邏輯代數的公式和運算規則
2.4　邏輯函數及其錶示方法
2.5　邏輯函數的公式化簡法
2.6　邏輯函數的卡諾圖化簡法
本章小結
習題和思考題
第3章　邏輯門電路
3.1 二極管與三極管的開關特性
3.2　1TrL集成門電路
3.3　CMOS集成邏輯門電路
3.4 門電路使用及連接的問題
本章小結
習題和思考題
第4章　組閤邏輯電路
4.1 組閤邏輯電路的分析和設計方法
4.2　編碼器和譯碼器
4.3　數據選擇器與數據分配器
　4.4　加法器和數值比較器
　4.5　組閤邏輯電路中的競爭冒險現象
　本章小結
　習題和思考題
第5章　觸發器
5.1　概述
5.2　基本觸發器
5.3　觸發器的邏輯功能
5.4　時鍾觸發器的結構及觸發方式
5.5　集成觸發器及其應用
本章小結
習題和思考題
第6章　時序邏輯電路
6.1 概述
6.2　時序邏輯電路的分析方法
6.3　寄存器和移位寄存器
6.4　計數器
本章小結
習題和思考題
第7章　脈衝波形的産生與變換
7.1　多諧振蕩器
7.2　單穩態觸發器
7.3　施密特觸發器
7.4　555定時器及其應用
本章小結
習題和思考題
第8章　數模和植辨轉攙器
8.1　概述
8.2　數／模轉換器（DAC）
8.3　模／數轉換器（ADc）
……
第9章　半導體存儲器
0章　可編程邏輯器件及應用
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《數字電路與邏輯設計》—— 開啓數字世界的大門 前言 在信息爆炸的時代，數字技術已滲透到我們生活的方方麵麵，從智能手機、電腦到現代化的工業控製係統，無一不閃耀著數字技術的智慧之光。理解數字電路的基本原理和設計方法，是掌握現代電子技術、投身信息産業、乃至理解當今社會運轉機製的關鍵。本書旨在為有誌於深入探索數字世界奧秘的讀者，提供一套係統、深入且實用的學習路徑。 本書的編寫，並非僅僅是對已有知識的簡單梳理，更是力求站在時代的前沿，融閤最新的教學理念和實踐經驗，以期為讀者構建一個堅實的數字技術理論基礎，同時培養其獨立分析和解決實際問題的能力。我們相信，掌握瞭數字電路與邏輯設計，就如同掌握瞭開啓未來無限可能的一把鑰匙。 第一章：引言——數字世界的基石 本章將帶領讀者走進數字技術的世界，闡述其重要性、發展曆程以及在現代社會中的廣泛應用。我們將從最基本的概念入手，解釋什麼是數字信號和模擬信號，為何數字信號在現代技術中占據主導地位。讀者將瞭解到數字技術如何從最初的簡單計算設備發展到如今我們看到的復雜智能係統。 數字信號與模擬信號的本質區彆： 深入剖析兩者的錶示方式、傳輸特性、抗乾擾能力以及在存儲和處理上的優勢，為後續章節的學習奠定基礎。 數字技術發展的裏程碑： 迴顧從真空管到晶體管，再到集成電路和超大規模集成電路的發展曆程，理解摩爾定律的意義和深遠影響。 數字技術在現代生活中的應用： 通過生動的案例，展示數字技術在通信、計算、控製、消費電子、醫療、軍事等領域的應用，激發讀者的學習興趣。 學習數字電路與邏輯設計的意義： 強調掌握這門學科對於理解現代電子設備、進行硬件設計、軟件開發以及未來科技創新至關重要。 第二章：數製與編碼——數字信息的錶示 數字電路的核心在於對信息的錶示和處理。本章將詳細介紹各種數製係統，以及如何將現實世界的各種信息轉化為計算機能夠理解和處理的數字編碼。 二進製、十進製、十六進製及其相互轉換： 學習二進製作為數字電路最基本運算語言的重要性，掌握不同數製間的精確轉換方法，這是所有數字運算的基礎。 數據編碼： 介紹BCD碼、ASCII碼、海明碼等常用編碼方式，理解它們在錶示數字、字符、控製信息以及實現錯誤檢測與糾正中的作用。 數值錶示： 探討無符號數和帶符號數的錶示方法，包括原碼、反碼、補碼等，理解計算機如何進行算術運算，以及負數錶示帶來的挑戰和解決方案。 邏輯狀態的抽象： 引入邏輯電平的概念，解釋高電平與低電平如何對應數字信號的“1”和“0”，為理解邏輯門電路打下基礎。 第三章：邏輯門電路——數字電路的基本單元 邏輯門電路是數字電路最基本的構建模塊。本章將深入介紹各種基本邏輯門電路的功能、特性和實現方式，以及它們如何組閤來實現更復雜的邏輯功能。 基本邏輯門： 詳細講解與門（AND）、或門（OR）、非門（NOT）的功能、真值錶、邏輯符號和時序圖。 通用邏輯門： 介紹與非門（NAND）、或非門（NOR）、異或門（XOR）和同或門（XNOR）的功能，並重點說明它們作為通用邏輯門的優勢，即僅用一種邏輯門即可構建所有邏輯功能。 邏輯門的物理實現： 簡要介紹邏輯門電路在半導體器件（如晶體管）上的基本實現原理，讓讀者對硬件實現有一個初步的認識。 組閤邏輯電路： 講解如何將多個邏輯門組閤起來，實現特定的邏輯功能，例如譯碼器、編碼器、復用器等。 第四章：布爾代數與邏輯化簡——簡化邏輯錶達式 布爾代數是分析和設計數字邏輯電路的數學工具。本章將介紹布爾代數的基本公理、定理以及各種邏輯化簡方法，幫助讀者用最簡潔的邏輯錶達式來實現所需功能，從而降低硬件成本、提高電路性能。 布爾代數的基本公理與定律： 掌握交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等，理解它們在邏輯運算中的作用。 邏輯錶達式的化簡： 介紹代數化簡法、卡諾圖（Karnaugh Map）法以及Quine-McCluskey算法等，學習如何係統地找到最優的邏輯錶達式。 最小項、最大項的概念： 理解如何通過最小項和最大項來錶示和化簡邏輯函數。 卡諾圖的應用： 詳細講解卡諾圖的繪製、化簡步驟，以及處理“Don't Care”條件的方法，使其成為設計中強大的可視化工具。 第五章：組閤邏輯電路的設計與分析——實現特定功能 本章將深入探討組閤邏輯電路的設計流程和分析方法。讀者將學會如何根據功能需求，從零開始設計齣滿足要求的組閤邏輯電路。 組閤邏輯電路的定義與特性： 強調組閤邏輯電路的輸齣僅取決於當前輸入，沒有記憶功能。 組閤邏輯電路的設計步驟： 從功能描述到真值錶，再到邏輯錶達式的推導和化簡，最終到電路圖的繪製，形成完整的 設計流程。 常用組閤邏輯電路的分析與設計： 深入分析和設計譯碼器（Decoder）、編碼器（Encoder）、數據選擇器（Multiplexer/Selector）、數據分配器（Demultiplexer）、加法器（Adder）、減法器（Subtractor）等關鍵組閤邏輯電路。 七段數碼管顯示： 學習如何設計驅動七段數碼管的譯碼器，將其與數字電路結閤，實現數字顯示功能。 第六章：時序邏輯電路——引入“記憶”功能 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還與電路過去的狀態有關，引入瞭“記憶”功能。本章將是理解復雜數字係統（如計算機）的關鍵。 觸發器（Flip-Flop）： 詳細介紹RS觸發器、JK觸發器、D觸發器、T觸發器等基本觸發器的結構、工作原理、狀態轉移圖和時序圖。 觸發器的類型： 區分電平觸發和邊沿觸發，理解它們在時序電路設計中的不同應用場景。 寄存器（Register）： 學習如何由觸發器構成並行輸入/並行輸齣（PISO）、並行輸入/串行輸齣（SIPO）、串行輸入/並行輸齣（SISO）以及串行輸入/串行輸齣（SISO）等各種類型的寄存器，實現數據的存儲和轉移。 計數器（Counter）： 介紹異步計數器（行波進位計數器）和同步計數器（行內進位計數器）的設計原理，包括加法計數器、減法計數器、可預置計數器以及十進製計數器等。 第七章：狀態機設計——描述和控製動態係統 狀態機是描述和控製具有不同狀態的動態係統的有力工具。本章將引導讀者掌握有限狀態機（FSM）的設計方法，這是實現復雜控製器和數據通路的關鍵。 有限狀態機的概念： 介紹Mealy模型和Moore模型，理解狀態、輸入、輸齣和狀態轉移等基本要素。 狀態機的分析： 如何從時序邏輯電路分析齣其對應的狀態轉移圖和狀態錶。 狀態機的設計： 從功能需求齣發，設計狀態轉移圖、狀態錶，進行狀態分配，然後轉換為觸發器和邏輯門電路。 狀態最小化： 學習如何簡化狀態機，減少硬件復雜度。 實際應用案例： 通過具體的例子，如交通燈控製器、序列檢測器等，展示狀態機在實際問題中的應用。 第八章：存儲器芯片——數據的永久與臨時存放 現代數字係統離不開存儲器。本章將介紹不同類型的存儲器芯片，包括隨機存取存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM），理解它們的工作原理、組織結構和在係統中的作用。 存儲器的基本概念： 位、字節、字、存儲容量、存取時間等。 隨機存取存儲器（RAM）： 詳細介紹靜態RAM（SRAM）和動態RAM（DRAM）的工作原理、讀寫操作，以及它們在計算機內存中的應用。 隻讀存儲器（ROM）： 介紹掩膜ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦除可編程ROM（EPROM）、電可擦除可編程ROM（EEPROM）以及閃存（Flash Memory）等，理解它們的特點和用途。 存儲器的擴展： 學習如何通過地址綫和數據綫的擴展，構建更大容量的存儲器係統。 第九章：可編程邏輯器件（PLD）——靈活的數字電路實現 可編程邏輯器件（PLD）的齣現極大地簡化瞭數字電路的設計和實現。本章將介紹主流的PLD類型，如PAL、PLA、CPLD和FPGA，理解它們的結構、編程方式以及在現代電子設計中的重要地位。 PLD的概述： 介紹PLD的通用性、靈活性和高效性。 可編程陣列邏輯（PAL）和可編程邏輯陣列（PLA）： 理解它們的結構和編程原理。 復雜可編程邏輯器件（CPLD）： 介紹CPLD的宏單元、邏輯陣列和I/O塊，理解其優勢。 現場可編程門陣列（FPGA）： 重點介紹FPGA的基本結構，包括查找錶（LUT）、可配置邏輯塊（CLB）、布綫資源和I/O接口，理解其高度的靈活性和並行處理能力。 硬件描述語言（HDL）： 簡要介紹Verilog或VHDL等HDL語言，說明它們是如何用於描述和設計PLD的。 第十章：半導體存儲器的工作原理與分類 本章將更深入地探討半導體存儲器的工作原理，包括其內部結構、信號時序以及各種類型的存儲器是如何實現數據的存儲和讀取的。 存儲單元的構成： 深入分析SRAM中存儲單元（如六管CMOS SRAM單元）和DRAM中存儲單元（如電容-晶體管結構）的原理，理解其數據保持機製。 存儲器的讀寫時序： 詳細分析地址選通、數據寫入、數據讀齣等操作的時序圖，理解其工作的精確性要求。 存儲器的集成度與性能： 探討存儲器密度（集成度）和性能（速度、功耗）之間的權衡，以及如何通過技術進步不斷提升。 存儲器的物理製造： 簡要提及半導體製造工藝，如光刻、刻蝕、摻雜等，為讀者提供更全麵的認識。 第十一章：數字係統設計流程與工具 成功的數字係統設計需要係統的方法和恰當的工具。本章將介紹典型的數字係統設計流程，以及常用的EDA（Electronic Design Automation）工具，幫助讀者將理論知識轉化為實際設計。 數字係統設計的層級： 從高層抽象到低層具體實現，介紹不同的設計層次。 需求分析與規格定義： 強調清晰的需求是成功設計的基礎。 邏輯設計與驗證： 介紹功能仿真、形式驗證等驗證技術。 綜閤與布局布綫： 講解如何將HDL代碼轉化為門級網錶，以及如何在FPGA或ASIC上進行實際的物理實現。 調試與測試： 介紹在硬件原型上進行調試和測試的方法。 EDA工具的應用： 簡要介紹常用的EDA軟件，如Vivado、Quartus等，說明它們在設計流程中的作用。 第十二章：深入理解數字電路——特定主題探討 本章將根據實際需要，對數字電路中的一些重要且具有挑戰性的主題進行更深入的探討，以期提升讀者的綜閤理解能力。 時序約束與時序分析： 深入理解建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）等概念，以及如何在高速數字電路設計中進行時序分析和優化，避免亞穩態和時序違規。 異步電路設計基礎： 簡要介紹異步電路的設計理念，與同步電路進行對比，理解其在某些特定場閤的優勢。 低功耗數字電路設計： 探討功耗在現代電子設備中的重要性，介紹一些降低數字電路功耗的常用技術，如時鍾門控、動態電壓頻率調整（DVFS）等。 可重構計算與硬件加速： 介紹可重構計算的概念，以及如何利用FPGA等器件實現針對特定任務的硬件加速，提高計算效率。 結語 數字電子技術是一個充滿活力和不斷發展的領域。本書力求為讀者打下堅實的理論基礎，並激發其持續學習和探索的興趣。我們希望通過對本書的學習，讀者能夠深刻理解數字信號的奧秘，熟練掌握邏輯設計的方法，並能夠自信地步入數字技術的廣闊天地，參與到未來的科技創新和産業發展中。 我們鼓勵讀者在學習過程中，積極動手實踐，通過搭建電路、編寫HDL代碼、進行仿真和硬件實現，將書本上的知識轉化為實際的能力。數字世界的精彩，正等待著你去發現和創造。

評分☆☆☆☆☆

這本書的優點在於它能夠激發讀者的思考和探索精神。它在講解基礎知識的同時，也巧妙地設置瞭一些引人入勝的“知識拓展”和“思考題”，引導讀者去主動地分析和解決問題。我記得在學習微處理器接口部分時，書中並沒有直接給齣完整的接口電路，而是通過一係列的問題，逐步引導我們去思考如何連接CPU與外圍設備，如何進行數據傳輸和控製。這種“啓發式”的學習方法，讓我感覺自己不是在被動地接受知識，而是在主動地參與到知識的構建過程中。而且，書中對於一些前沿技術的介紹，雖然篇幅不長，但足以讓我對未來的發展方嚮有所瞭解，激發瞭我進一步學習的動力。這本書的價值，不僅僅在於它傳授瞭多少知識，更在於它如何點燃瞭我對數字電子技術的熱情，讓我願意投入更多的時間和精力去深入研究。

評分☆☆☆☆☆

我對電子技術的學習一直抱有一種“知其然，更要知其所以然”的態度。這本書在這一點上恰恰滿足瞭我的需求。它不僅僅是羅列公式和電路圖，而是從最根本的物理原理齣發，講解數字信號的産生、傳輸和處理。在介紹邏輯門電路時，書中並沒有簡單地給齣真值錶，而是從晶體管的開關特性齣發，解釋瞭MOS管和BJT在構建邏輯門中的作用。這種深入的講解方式，讓我對數字電路有瞭更深刻的理解，而不是僅僅停留在錶麵。同時，書中對不同邏輯傢族的特性對比分析，也讓我對各種電路的優劣勢有瞭更清晰的認識。這種“溯本追源”的講解風格，對於我這樣的理論愛好者來說，無疑是莫大的福音。它幫助我建立瞭紮實的理論基礎，為我未來進行更高級的電路設計和分析提供瞭堅實的支撐。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對嵌入式係統開發充滿興趣的愛好者，常常在各種論壇和社區裏看到關於數字電路的討論。一直想係統地學習這方麵的知識，但市麵上教材眾多，一時難以抉擇。最終選擇這本書，是因為它在內容深度和廣度上都達到瞭一個相當不錯的水平。它不僅僅停留在基礎理論的講解，而是深入到瞭許多工程實踐中纔會遇到的細節。比如，在介紹時序邏輯電路的優化和分析時，書中提供瞭多種方法和算法，並分析瞭它們各自的優缺點，這對於我進行實際的電路設計非常有幫助。此外，書中還涉及瞭一些數字係統設計的高級主題，例如狀態機的設計與實現，以及一些常用的數字集成電路芯片的應用舉例。這些內容讓我意識到，數字電子技術遠不止是簡單的邏輯運算，它是一個龐大而精密的係統工程。閱讀過程中，我經常會停下來思考，將書中的內容與我正在進行的項目聯係起來，從中汲取靈感，解決遇到的技術難題。這本書就像一個寶庫，每次翻閱都能發現新的驚喜和收獲。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開這本書，就被它嚴謹的邏輯和清晰的脈絡所吸引。我是一名工科背景的學生，接觸數字電子技術的時間並不算長，很多概念在腦海中都顯得有些模糊和零散。然而，這本書的編排方式，就像一位經驗豐富的老師，循序漸進地引導我走入數字世界的奧秘。從最基礎的邏輯門電路，到復雜的時序邏輯，再到常用的組閤邏輯和寄存器，每一個章節的過渡都顯得那麼自然，仿佛前一個知識點是為下一個知識點鋪墊的基石。特彆是關於時序邏輯的部分，書中通過大量的實例和圖示，將抽象的時鍾信號和狀態轉移解釋得淋灕盡緻，讓我這個曾經對“時序”感到頭疼的學生，豁然開朗。即使是一些非常深入的概念，作者也盡量用通俗易懂的語言來闡述，並輔以生動的比喻，讓學習過程不再枯燥乏味，反而充滿瞭探索的樂趣。而且，書中在介紹基本原理的同時，也非常注重實際應用，常常會結閤一些典型的數字電路設計案例，讓我能夠將理論知識與實踐相結閤，理解這些抽象的符號和電路圖在現實世界中是如何發揮作用的。

評分☆☆☆☆☆

作為一名準備考研的學生，我對於教材的嚴謹性和全麵性有著極高的要求。這本書在這一點上做得非常齣色。它涵蓋瞭數字電子技術領域的核心內容，並且在每個知識點上都進行瞭深入的剖析。對於那些容易混淆的概念，比如同步和異步邏輯的區彆，書中用非常清晰的對比和圖解來闡明，避免瞭學習過程中的誤區。我特彆欣賞書中對於例題的處理方式，題目類型多樣，難度適中，並且提供瞭詳細的解題步驟和思路分析，這對於我鞏固知識、提升解題能力起到瞭至關重要的作用。在復習過程中，我發現書中對一些經典數字電路的講解，如計數器、移位寄存器等，都非常到位，既有理論推導，又有實際應用分析。這讓我能夠更好地理解這些電路的工作原理，並為解決更復雜的電路設計問題打下堅實的基礎。這本書無疑是我考研路上的得力助手，讓我能夠更自信地迎接挑戰。