数字电子技术 第2版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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梁淼，姜明 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111060185

商品编码：29612184608

包装：平装

出版时间：2008-10-01

基本信息

书名：数字电子技术 第2版

定价：25.00元

作者：梁淼,姜明

出版社：机械工业出版社

出版日期：2008-10-01

ISBN：9787111060185

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.440kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是《数字电子技术》的修订版，在版的基础上，精简了部分基础内容，加入了半导体存储器和可编程逻辑器件的内容。
全书共分为8章，分别为：数字电路基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲信号的产生和整形、数模与模数转换器、半导体存储器和可编程逻辑器件。各章后均配有习题。
本书和《模拟电子技术》第2版配套，可作为高等学校机电专业本科生“电子技术”课程的理论课教材，也可供其他相关专业选用以及从事机电工程专业的工程技术人员参考。

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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《数字逻辑设计原理与实践》 书籍简介： 本书旨在为读者提供坚实的数字逻辑设计基础，并引导其逐步掌握现代数字系统设计的工具与方法。本书内容涵盖了数字逻辑最核心的概念、基本运算、组合逻辑与时序逻辑电路的设计与分析，以及当前数字设计领域广泛应用的硬件描述语言（HDL）在实际项目中的应用。通过理论讲解、实例分析与实验指导相结合的方式，本书力求帮助读者深刻理解数字电子技术的底层原理，并能将其应用于解决实际工程问题。 第一部分：数字系统基础 本部分将带领读者从零开始，构建对数字世界的基本认识。 数字信号与模拟信号：我们将首先区分数字信号和模拟信号的本质区别，探讨它们各自的特点、优缺点以及在现实世界中的应用场景。理解为何数字信号在现代电子系统中占据主导地位，例如其抗干扰能力强、易于存储和处理、精度高等特性。 数制与编码：本章将详细介绍计算机和数字系统中常用的数制，包括二进制、十进制、十六进制等，并讲解它们之间的相互转换方法。在此基础上，我们将深入探讨各种编码方式，如二进制编码（BCD码）、格雷码、ASCII码等，理解它们在数据表示和传输中的作用。例如，BCD码如何方便地将二进制数转换为我们熟悉的十进制显示，而格雷码如何保证相邻数字之间只有一位比特发生变化，这在某些电机控制和通信系统中尤为重要。 逻辑门与逻辑运算：这是数字逻辑的基石。我们将一一介绍基本的逻辑门电路，包括与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）和同或门（XNOR）。对于每种逻辑门，我们将详细讲解其逻辑符号、逻辑真值表以及实现其功能的电子电路结构（尽管不会深入到晶体管级别，但会解释其基本原理）。在此基础上，我们将讲解逻辑代数（布尔代数）的基本定律和定理，如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等，并演示如何利用这些定律对逻辑表达式进行化简。化简逻辑表达式是优化电路性能、减少芯片面积和功耗的关键一步。 布尔代数及其应用：本章将进一步深化对布尔代数的理解，重点介绍卡诺图（Karnaugh Map）这一强大的逻辑函数简化工具。我们将学习如何根据函数变量的数量选择不同维度的卡诺图，如何将逻辑函数的最小项或最大项在卡诺图上进行分组，以及如何从中提取出最简的逻辑表达式。卡诺图的应用不仅限于理论推导，在实际电路设计中，它能够帮助工程师快速找到最优的逻辑实现方案。 第二部分：组合逻辑电路设计 在掌握了基本逻辑门和布尔代数后，本部分将引导读者进行更复杂的组合逻辑电路的设计。 组合逻辑电路的基本概念：我们将阐述组合逻辑电路的定义——其输出仅取决于当前的输入状态，与电路的历史状态无关。这将与后续的时序逻辑电路形成鲜明对比。我们将介绍组合逻辑电路的设计流程，包括需求分析、真值表建立、逻辑表达式推导（通过布尔代数化简或卡诺图）、电路图绘制和电路验证。 常用组合逻辑模块：本章将介绍几种广泛应用的组合逻辑电路模块，包括： 译码器（Decoder）：如何将n个输入线译成最多2^n个输出线，并举例说明其在地址解码、数据选择等方面的应用。 编码器（Encoder）：与译码器相反，如何将2^n个输入信号编码成n个输出信号，并讨论优先编码器的作用。 多路选择器（Multiplexer, MUX）：如何根据选择信号从多个输入数据线中选择一路送往输出端，并展示其在数据路由、并行-串行转换中的应用。 数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）：与多路选择器功能相反，如何根据选择信号将一路输入数据分发到多个输出端中的某一个。 加法器（Adder）：从半加器、全加器开始，逐步构建行波进位加法器、超前进位加法器等，讲解二进制加法运算的实现原理，以及其在算术逻辑单元（ALU）中的核心地位。 减法器（Subtractor）：如何利用加法器和二进制补码实现减法运算。 比较器（Comparator）：如何设计电路来比较两个二进制数的大小。 算术逻辑单元（ALU）：虽然ALU功能复杂，但我们将介绍其基本组成，讲解如何结合加法器、逻辑门等实现多种算术和逻辑运算，是CPU的核心部件之一。 PLA、PAL与FPGA初步：本章将初步介绍可编程逻辑器件（PLD），包括可编程逻辑阵列（PLA）、可编程阵列逻辑（PAL）。这些器件允许用户根据需要编程实现特定的逻辑功能，大大提高了设计的灵活性和集成度。我们将简要介绍它们的结构特点和应用场景，并为后续深入学习FPGA（现场可编程门阵列）打下基础。 第三部分：时序逻辑电路设计 本部分将引入“时钟”这一概念，探讨电路的记忆功能以及状态的变化。 时序逻辑电路基本概念：我们将定义时序逻辑电路——其输出不仅取决于当前输入，还取决于电路的历史状态。我们将讲解“状态”的概念，以及“时钟信号”在驱动电路状态变化中的关键作用。 触发器（Flip-Flop）：触发器是时序逻辑电路的最基本存储单元，能够存储一位二进制信息。我们将详细介绍各种类型的触发器： SR锁存器（SR Latch）：介绍基本的不受控锁存器，以及它为什么在实际应用中有局限性。 钟控SR触发器（Clocked SR Flip-Flop）：引入时钟信号，使其具有同步工作的能力。 JK触发器（JK Flip-Flop）：介绍JK触发器具有的“翻转”功能，并演示其如何工作。 D触发器（D Flip-Flop）：讲解D触发器作为数据锁存器的作用，是数字电路中最常用的触发器之一。 T触发器（T Flip-Flop）：介绍T触发器用于计数器的设计。 主从型触发器：解释主从触发器的结构，以及它如何解决边沿触发器可能出现的亚稳态问题。 边沿触发器（Edge-Triggered Flip-Flop）：重点介绍上升沿或下降沿触发的原理，这是现代数字电路设计中普遍采用的方式。 寄存器（Register）：介绍如何将多个触发器组合起来形成寄存器，用于存储多位二进制数据，如数据寄存器、地址寄存器等。 计数器（Counter）： 同步计数器：讲解行波进位计数器和全同步计数器的设计原理，分析它们的优缺点。 异步计数器（行波计数器）：介绍利用触发器之间时钟信号的传递来实现计数，其结构简单但速度受限。 移位寄存器（Shift Register）：介绍移位寄存器的基本功能，包括串行输入/串行输出（SISO）、串行输入/并行输出（SIPO）、并行输入/串行输出（PISO）和并行输入/并行输出（PIPO）模式，以及其在移位、数据转换等方面的应用。 有限状态机（Finite State Machine, FSM）： 摩尔（Moore）型状态机：讲解输出仅取决于当前状态的摩尔模型。 米利（Mealy）型状态机：讲解输出取决于当前状态和输入信号的米利模型。 我们将详细阐述有限状态机的设计步骤：状态图绘制、状态编码、状态转移表建立、输入输出逻辑设计，并提供实际的案例分析，如交通灯控制器、序列检测器等。 第四部分：硬件描述语言（HDL）及其应用 本部分将介绍业界主流的硬件描述语言，以支持读者进行更复杂、更高效的数字系统设计。 硬件描述语言概述：介绍HDL（如Verilog或VHDL，本章将以Verilog为例进行讲解）在现代数字设计中的地位，它是一种用于描述数字电路结构和行为的语言，而非传统的软件编程语言。讲解HDL的仿真、综合和实现流程。 Verilog HDL基础： 模块（Module）：讲解Verilog的基本设计单元——模块，以及如何定义模块的端口（输入、输出、双向）。 数据类型和运算符：介绍Verilog中常用的数据类型（如`reg`, `wire`, `integer`等）和各种逻辑、算术、比较、位运算符。 过程语句（Procedural Statements）：重点讲解`always`块，包括其触发条件（电平触发、边沿触发）的设置，以及在`always`块内如何使用`begin...end`语句块。 赋值语句：区分阻塞赋值（`=`）和非阻塞赋值（`<=`），并解释它们在不同场景下的用法和区别，这是避免仿真错误的关键。 组合逻辑建模：演示如何使用`assign`语句和`always @()`块来描述组合逻辑电路。 时序逻辑建模：演示如何使用`always @(posedge clk or negedge rst)`等边沿触发的`always`块来描述时序逻辑电路（如触发器、寄存器、计数器）。 Verilog HDL进阶设计： 实例化（Instantiation）：讲解如何将已有的模块实例化到另一个模块中，从而构建层次化的设计。 参数化设计（Parameterization）：介绍如何使用`parameter`关键字使设计具有通用性和可重用性。 任务（Tasks）和函数（Functions）：讲解如何定义任务和函数来封装可重用的代码段，提高代码的可读性和模块化程度。 常用IP核的HDL描述：通过实例，我们将演示如何使用Verilog描述简单的译码器、多路选择器、加法器等常用组合逻辑，以及D触发器、寄存器、计数器等时序逻辑。 FPGA与ASIC设计流程简介：简要介绍使用HDL进行FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（专用集成电路）设计的流程，包括设计输入、仿真验证、综合、布局布线和最终的下载/制版。 第五部分：数字电路分析与测试 本部分将关注如何对已有的数字电路进行分析，以及如何确保电路的正确性。 时序分析基础：介绍数字电路的时序特性，包括传播延迟（Propagation Delay）、建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time），并解释这些参数如何影响电路的稳定工作。 电路故障与测试：讨论数字电路中可能出现的常见故障类型，并介绍基本的测试方法，如输入向量测试、故障模拟等。 时序冒险（Race Condition）与亚稳态（Metastability）：深入分析在组合逻辑和时序逻辑电路中可能出现的时序冒险现象，以及在触发器电路中可能出现的亚稳态问题，并介绍避免这些问题的方法。 实践与项目 本书贯穿大量实例，并提供设计练习题，帮助读者巩固所学知识。在各章节末尾，还会鼓励读者尝试使用HDL语言进行简单的设计，例如设计一个简单的计算器、一个LED流水灯控制器等。 目标读者 本书适合电子工程、计算机科学、自动化等专业的本科生、研究生，以及对数字电子技术感兴趣的工程师和技术人员。具备一定的电路基础和C语言编程基础的读者将更容易理解本书内容。 学习本书后，您将能够： 深刻理解数字信号和逻辑运算的原理。 熟练运用布尔代数和卡诺图化简逻辑表达式。 独立设计各种组合逻辑和时序逻辑电路。 掌握使用Verilog HDL进行数字电路建模、仿真和综合。 理解FPGA等现代数字设计工具的基本工作流程。 初步具备分析和解决数字电路设计中常见问题的能力。 《数字逻辑设计原理与实践》将是一本您在数字电子技术学习道路上不可或缺的指南。

评分☆☆☆☆☆

初次捧读这本《数字电子技术》，就被它深入浅出的讲解风格所吸引。虽然我个人的专业背景并非电子工程科班出身，但在阅读过程中，那些原本感觉晦涩难懂的逻辑门、触发器、时序电路等概念，通过书中的图示和清晰的文字描述，变得异常直观。特别是它对组合逻辑电路设计流程的剖析，不仅停留在理论层面，还结合了大量实际应用案例，比如如何用最少的器件实现特定的逻辑功能，这对于我们这些需要跨界理解电子基础知识的读者来说，无疑是极大的帮助。作者似乎深谙读者的困惑点，总能在关键转折处设置小结和复习题，确保知识点的消化吸收。这本书的排版也十分考究，关键公式和定义都用醒目的方式突出显示，即使是快速翻阅时也能抓住重点。这本书无疑为我打开了一扇理解现代信息社会的“底层语言”的大门，让我对我们日常使用的所有数字设备的工作原理有了更深刻的认识。它不是一本让你看完就忘的工具书，而是一本可以反复咀嚼、常读常新的入门级圣经。

评分☆☆☆☆☆

我是在准备一个涉及嵌入式系统设计的项目时，被同事推荐阅读这本《数字电子技术》。坦白说，市面上的数字电路教材汗牛充栋，大多要么过于理论化，充斥着复杂的数学推导，要么过于基础，对高级应用场景的覆盖不足。然而，这本书在保持严谨性的同时，非常注重实践性。书中关于存储器（如SRAM和DRAM）的工作原理分析，以及对PLD（可编程逻辑器件）的介绍，层次分明，非常到位。我特别欣赏它对不同实现技术的对比分析，比如在功耗、速度和成本之间如何做出权衡取舍，这对于实际硬件选型至关重要。更让我惊喜的是，它对同步电路和异步电路的讨论，清晰地指出了系统设计中时序约束的重要性，这在高速数字系统中是核心难点。对于我这种需要快速将理论转化为原型设计的工程师来说，这本书提供了一个坚实的理论基础和一套实用的设计思维框架。它不仅仅是教材，更像是一位经验丰富的导师在身旁指导。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书完全是出于兴趣驱动，想了解一下现代计算机和电子设备的核心构建模块。我并非工科背景，因此对“技术”二字有些敬畏。然而，这本书的叙事方式极为友好。它没有一上来就抛出复杂的布尔代数，而是从最基本的开关概念入手，循序渐进地构建起数字系统的概念大厦。例如，它解释“或非门”时，会先用现实生活中简单的水管连接类比，再过渡到逻辑真值表，最后才展示晶体管层面的实现。这种多层次的解释方式，极大地降低了学习的心理门槛。虽然有些章节涉及到了更深入的脉冲和数制转换，但讲解的详尽程度确保了即使是零基础的读者也能跟上节奏。这本书的价值在于它成功地“普及”了数字电子学的核心思想，使得非专业人士也能对精密电子设备的工作原理产生敬畏和理解。它更像是一部优秀的科普著作，而非传统的教科书。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在校大学生，我手头上的教材通常都是厚重且内容略显陈旧的。更换到这本《数字电子技术》后，我感受到了明显的“时代感”。它的内容更新非常及时，特别是对CMOS技术在现代集成电路中的应用进行了深入探讨，这与我们实验室当前使用的芯片工艺是高度匹配的。书中对不同逻辑系列（如TTL和CMOS的对比）的介绍，不仅仅停留在参数罗列，而是细致地讲解了它们内部电路结构的差异，这对于理解底层电路行为至关重要。我个人非常喜欢它在每一章末尾设置的“设计挑战”环节。这些挑战往往需要综合运用前几章学到的知识点，迫使我们跳出书本的既定框架去思考问题。虽然一开始会觉得有些吃力，但一旦攻克，成就感和知识掌握程度是不可同日而语的。这本书的作者明显对当前教育改革的方向有所把握，强调了能力培养而非死记硬背。

评分☆☆☆☆☆

我对这本《数字电子技术》的评价是，它是一本真正做到了“理论与实践并重”的典范之作。我在使用过程中，发现它在讲解复杂概念时，总能巧妙地引用到具体的集成电路芯片型号和实际应用场景。比如在讲解译码器和编码器时，书中不仅给出了标准逻辑图，还提到了在实际电路板上如何利用这些芯片实现数据地址的快速定位。这种紧密的联系，使得学习过程不再是抽象的符号游戏，而是与真实世界的硬件紧密挂钩。此外，书中对数制和编码的讲解，特别是对BCD码、格雷码以及循环冗余校验码（CRC）的介绍，内容翔实且覆盖面广，对于从事数据通信相关工作的人员来说，提供了非常扎实的理论参考。总而言之，这本书的结构布局严谨，内容深度适中，是一本非常值得信赖的、能够支撑起扎实数字电路基础的优秀读物。