数字电子技术基础(21世纪高等学校规划教材 电子信息) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

李雪飞 著

图书标签:

• 数字电子技术
• 电子技术
• 电路分析
• 逻辑电路
• 半导体器件
• 数字系统设计
• 电子信息
• 教材
• 21世纪高等学校规划教材
• 高等教育

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302246077

商品编码：29729318586

包装：平装

出版时间：2011-07-01

基本信息

书名:数字电子技术基础(21世纪高等学校规划教材 电子信息)

：29.00元

售价：19.7元,便宜9.3元,折扣67

作者:李雪飞

出版社：清华大学出版社

出版日期：2011-07-01

ISBN：9787302246077

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：32开

商品重量：0.459kg

编辑推荐

内容提要

　　全书共分10章，首先介绍了经典的数字电子技术基础知识，然后介绍数字系统的EDA设计技术。具体的内容包括：逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、数/模和模/数转换、存储器和可编程逻辑器件、VHDL语言基础、VHDL在数字单元电路设计中的应用。另外，附录部分还简要介绍了EDA工具软件MAX plusⅡ的使用方法。书中还有相关例题，每章后附有大量的习题以利于学生巩固所学的知识。
　　本书的内容简明扼要、深入浅出，注重对学生能力的培养。本书可以作为应用型普通高等学校电子、电气、自动化、计算机、通信工程、机电一体化等相关专业的本科生的教材，也可作为高等职业技术学院相关专业的教材，还可供社会上的相关专业读者阅读。

目录

章逻辑代数基础
　1.1概述
　　1.1.1数字电路和模拟电路
　　1.1.2数字信号与逻辑电平
　　1.1.3脉冲波形与数字波形
　1.2数制和码制
　　1.2.1数制及数制间的转换
　　1.2.2码制
　1.3逻辑代数中的基本运算
　　1.3.1逻辑与
　　1.3.2逻辑或
　　1.3.3逻辑非
　　1.3.4复合逻辑
　1.4逻辑代数中的公式
　　1.4.1基本公式
　　1.4.2若干常用的公式
　1.5逻辑代数中的基本定理
　　1.5.1代入定理
　　1.5.2反演定理
　　1.5.3对偶定理
　1.6逻辑函数的表示方法
　　1.6.1逻辑函数
　　1.6.2逻辑真值表
　　1.6.3逻辑函数式
　　1.6.4卡诺图
　　1.6.5逻辑图
　　1.6.6各种表示方法间的互相转换
　1.7逻辑函数的化简方法
　　1.7.1逻辑函数的种类及简形式
　　1.7.2公式法化简
　　1.7.3卡诺图法化简
　　1.7.4具有无关项的逻辑函数及其化简
　……
第2章门电路
第3章组合逻辑电路
第4章触发器
第5章时序逻辑电路
第6章脉冲波形的产生与整形
第7章数/模和模/数转换
第8章存储器和可编程逻辑器件
第9章VHDL语言基础
0章VHDL在数字单元电路设计中的应用
附录AMAX plusⅡ使用简介
参考文献

作者介绍

文摘

序言

现代信息社会的基石：数字电子技术概览 我们生活在一个由信息驱动的时代，数字技术渗透到我们生活的方方面面，从掌中的智能手机到庞大的数据中心，从精密的医疗设备到自动驾驶汽车，无不依赖于其强大的支撑。而这一切数字世界的底层逻辑，都源自于一个古老而又至关重要的学科——数字电子技术。本书旨在深入浅出地剖析数字电子技术的核心概念、基本原理及其广泛应用，为读者构建一个坚实的理论基础，理解现代电子设备的工作机制，并为进一步探索相关领域打下坚实基础。 一、 数字世界的语言：数制与编码 任何数字系统的基础都是其独特的“语言”——数制和编码。我们日常使用的十进制（Decimal）数制，具有0到9十个数字符号，逢十进一。然而，在数字电子系统中，我们使用的是更为简洁高效的二进制（Binary）数制，它仅使用0和1两个数字符号，逢二进一。这种二值化的特性与电子电路中“开”和“关”两种状态天然契合，极大地简化了电路设计和信号处理。 本书将首先详细介绍二进制数制的运算规则，包括加法、减法、乘法和除法，并着重讲解如何进行不同数制之间的转换，如二进制与十进制、二进制与八进制（Octal）、二进制与十六进制（Hexadecimal）之间的相互转换。这些转换能力对于理解和分析数字电路至关重要。 除了数制，编码也是数字信息表示的关键。我们将探讨各种常用的编码方式，如： 无符号整数编码： 最直接的二进制表示，直接将数值转换为二进制序列。 带符号整数编码： 解决负数表示的问题，我们将深入分析原码、反码和补码这三种主流的带符号整数表示方法，并理解补码在计算机运算中的重要性。 BCD码（Binary Coded Decimal）： 一种用二进制代码表示十进制数的方法，在某些需要保留十进制直观性的应用中非常有用。 ASCII码（American Standard Code for Information Interchange）： 用于表示英文字母、数字和符号的字符编码，是早期计算机通信和文本处理的基础。 Unicode： 覆盖几乎所有语言字符的国际标准编码，解决了ASCII码的局限性。 理解这些数制和编码，如同掌握了打开数字世界大门的钥匙，能够让我们读懂数据在电路中的真实含义。 二、 数字世界的构建块：逻辑门电路 数字电子技术的核心在于利用能够执行逻辑运算的电子元件——逻辑门电路。这些门电路是构建任何数字系统的基本单元，它们根据输入的信号产生相应的输出信号，遵循着严格的布尔逻辑规则。 我们将系统地介绍最基本的逻辑门： 非门（NOT Gate）： 输入为0时输出1，输入为1时输出0，实现信号的“反转”。 与门（AND Gate）： 只有当所有输入都为1时，输出才为1，实现了“与”的关系。 或门（OR Gate）： 只要有一个输入为1，输出就为1，实现了“或”的关系。 在此基础上，我们将进一步介绍由基本门组合而成的更复杂的逻辑门： 与非门（NAND Gate）： 与门的反向，是“与”的否定。 或非门（NOR Gate）： 或门的反向，是“或”的否定。 异或门（XOR Gate）： 当输入不同时输出1，输入相同时输出0，常用于奇偶校验和加法运算。 同或门（XNOR Gate）： 异或门的否定，当输入相同时输出1，输入不同时输出0。 本书将详细阐述这些逻辑门的逻辑功能、真值表、逻辑表达式以及它们在电路中的符号表示。更重要的是，我们将学习如何利用这些逻辑门组合构建更复杂的逻辑功能，实现各种计算和控制任务。 三、 从基本逻辑到复杂系统：组合逻辑电路 在掌握了基本的逻辑门之后，我们将进入组合逻辑电路的设计与分析。组合逻辑电路由若干逻辑门组成，其输出仅取决于当前的输入信号，与过去的输入状态无关。这意味着一旦输入确定，输出也随之确定，不存在“记忆”功能。 本书将详细讲解组合逻辑电路的设计方法： 布尔代数： 一套描述和简化逻辑表达式的数学工具，是逻辑电路设计的基石。我们将学习如何使用布尔代数的基本定理和规则来化简复杂的逻辑表达式，从而用最少的门电路实现期望的功能。 卡诺图（Karnaugh Map）： 一种直观的图形化方法，用于简化包含几个变量的布尔表达式，可以有效地找到最简逻辑函数。 逻辑门的实现： 如何使用基本的逻辑门（如与非门或或非门）来搭建更复杂的逻辑功能。 我们将通过大量实例，介绍几种典型的组合逻辑电路： 译码器（Decoder）： 将二进制输入信号转换为一个唯一的输出信号，常用于地址选择和指令译码。 编码器（Encoder）： 将多个输入信号中的一个信号转换为二进制输出，实现信号的压缩和表示。 数据选择器/多路选择器（Multiplexer/MUX）： 根据控制信号的选择，将多个输入信号中的一个传输到输出端。 加法器（Adder）： 实现二进制数的加法运算，包括半加器、全加器，以及用于多位加法的行波进位加法器和超前进位加法器。 比较器（Comparator）： 比较两个二进制数的大小，输出相应的比较结果。 通过学习组合逻辑电路，读者将能够理解如何将基础逻辑门组合起来，实现数据的选择、处理和运算，为构建更高级的数字系统打下基础。 四、 引入时间因素：时序逻辑电路 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的输入，还取决于其过去的状态。这种“记忆”功能使得时序逻辑电路能够实现更复杂的逻辑功能，例如存储信息、控制序列和实现状态转换。时序逻辑电路的引入，标志着我们开始构建能够“思考”和“执行”的数字系统。 时序逻辑电路的核心组成部分是触发器（Flip-Flop）。触发器是能够存储一位二进制信息（0或1）的基本单元。我们将深入研究各种类型的触发器： 基本触发器（RS触发器）： 最简单的触发器，具有置位（S）和复位（R）输入，能够保持状态。 钟控触发器（Clocked RS触发器）： 引入时钟信号，只有在时钟有效时触发器的状态才会发生改变，引入了同步的概念。 D触发器（D Flip-Flop）： 仅有一个数据输入D，输出Q会跟随D的状态（在时钟边沿触发），非常适合用于数据存储。 JK触发器（JK Flip-Flop）： 具有J和K两个输入，能够实现更灵活的状态翻转功能，可以看作是RS触发器的通用化。 T触发器（T Flip-Flop）： 仅有一个触发输入T，当T为1时，触发器会翻转状态；当T为0时，保持状态，常用于计数器。 本书将详细讲解各种触发器的结构、工作原理、时序图以及如何使用它们来构建更复杂的时序逻辑电路。 基于触发器，我们将探讨两种主要类型的时序逻辑电路： 寄存器（Register）： 用于存储一组二进制数，可以看作是由多个触发器并联组成的。寄存器在数据存储、数据传输和计算机内部运算中扮演着至关重要的角色。 计数器（Counter）： 能够按照预设的规律自动改变状态，从而实现对脉冲信号进行计数。我们将介绍同步计数器和异步计数器，以及它们的各种变种，如加法计数器、减法计数器、可预置计数器等，它们广泛应用于定时、频率测量和序列控制。 除了寄存器和计数器，我们还会接触到移位寄存器（Shift Register），它能够将存储的数据进行串行或并行的移动，是实现串/并转换、延迟电路和某些序列发生器的重要组成部分。 五、 数字系统的核心：微处理器与存储器 当组合逻辑和时序逻辑电路的知识相结合，我们便能开始理解更复杂的数字系统，其中最核心的莫过于微处理器（Microprocessor）和存储器（Memory）。 存储器： 存储器是数字系统的“记忆库”，用于存放程序指令和数据。我们将区分两种主要的存储器类型： 随机存取存储器（RAM - Random Access Memory）： 读写速度快，数据可随时存取，但断电后数据丢失，主要用于存放当前运行的程序和数据。我们将介绍静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）的区别。 只读存储器（ROM - Read-Only Memory）： 数据一旦写入后不易改变，断电后数据不丢失，主要用于存放固定的程序（如BIOS）和系统信息。我们将介绍掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦写可编程ROM（EPROM）和电可擦可编程ROM（EEPROM）的发展。 微处理器： 微处理器是数字系统的“大脑”，它能够执行指令、处理数据，并控制整个系统的运行。我们将初步探讨微处理器的基本结构，包括： 算术逻辑单元（ALU - Arithmetic Logic Unit）： 负责执行算术和逻辑运算。 控制单元（CU - Control Unit）： 负责指挥和协调计算机各部件的工作。 寄存器组（Register File）： 存放CPU内部需要频繁访问的数据和指令。 虽然本书不会深入到微处理器的具体架构设计，但我们会理解微处理器是如何通过与存储器协同工作，执行一系列指令来完成各种复杂任务的。 六、 数字电路的应用领域 数字电子技术的应用无处不在，其重要性不言而喻。本书的最后部分将通过一些实际的例子，展示数字电子技术在不同领域的应用： 通信系统： 手机、互联网、无线通信等，都依赖于数字信号的处理和传输。 计算机系统： 从个人电脑到超级计算机，数字电路是其核心。 消费电子产品： 电视、音响、数码相机、游戏机等，都广泛使用数字技术。 工业控制： 自动化生产线、机器人、过程控制等，都离不开数字控制系统。 医疗设备： CT扫描仪、核磁共振成像仪、监护仪等，都包含复杂的数字电路。 汽车电子： 发动机控制单元、车载娱乐系统、自动驾驶辅助系统等。 嵌入式系统： 集成在各种设备中的小型计算机系统，实现特定功能的控制。 通过这些应用案例，读者将能够更直观地体会到数字电子技术对于现代社会发展的巨大推动作用。 总结 《数字电子技术基础》不仅仅是一门课程，更是理解我们所处数字世界的一把钥匙。本书旨在为读者提供一个系统、全面且深入的学习路径，从最基本的二进制数制到复杂的数字系统构建。通过扎实的理论学习和丰富的实践案例，我们希望能够激发读者对数字电子技术的兴趣，为他们在未来的学习和职业生涯中，在这个日新月异的科技领域中，奠定坚实的基础，并为他们开启探索更广阔数字世界的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

在语言风格上，这本书展现出一种独特的、老派的严谨魅力。它的叙述方式非常沉稳、准确，几乎没有使用任何花哨的修辞或网络化的表达，完全聚焦于技术本身的精确传达。这种风格对于初学者来说，可能需要一点时间去适应，因为它不会像一些面向大众读物的书籍那样“讨好”读者，而是直截了当地把知识的骨架展示给你。但一旦你适应了这种节奏，就会发现其巨大的优势：信息密度极高，且语义清晰无歧义。当你查阅某个特定定义或公式时，你几乎可以立刻定位到最精确的描述，这种高效的知识检索体验，对于工程技术人员来说是至关重要的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度拿捏得非常到位，它不仅仅停留在“是什么”的层面，而是深入到了“为什么”和“如何实现”的核心。作者在阐述基本概念时，会非常巧妙地引入一些实际应用中的案例作为铺垫，使得原本枯燥的数字逻辑运算变得生动起来。我特别欣赏它对数制转换和布尔代数化简那一块的处理方式，它没有直接抛出复杂的定理，而是通过大量的、由易到难的例子逐步引导读者进入思维定式，让人感觉好像是自己一步步推导出了这些结论，而不是被动接受的知识。更难得的是，它在介绍完基础内容后，还会适当地提及一些前沿的或者更深层次的优化方法，这种前瞻性的视角让这本书的生命力大大增强，避免了成为一本“过时的参考书”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计简直是教科书里的典范，那种严谨中不失清晰的风格，让人一看就知道是下了大功夫的。封面设计虽然传统，但内页的字体选择和行间距处理得非常到位，阅读起来眼睛不容易疲劳，尤其是在长时间学习一个复杂概念时，这种细节上的关怀显得尤为重要。插图和电路图的绘制质量极高，线条清晰锐利，层次分明，对于理解那些抽象的逻辑关系非常有帮助。比如在讲解触发器结构的那一章，那些剖面图和状态转换图，没有一点含糊不清的地方，每一个逻辑门之间的连接都清晰可见，这对于自学或者巩固基础知识的读者来说，简直是福音。相比我之前看过的一些教材，这本书在图文配合上做得更胜一筹，它不是简单地把文字和图片拼凑在一起，而是让图去解释文，让文去支撑图，形成一个有机的整体。

评分☆☆☆☆☆

这本书的知识体系结构具有极强的逻辑连贯性，它构建了一个从最底层硬件原理到上层系统实现的完整阶梯。它并没有急于求成地引入大规模集成电路或者微处理器，而是扎实地从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT）开始，稳步构建起半加器、全加器，再到寄存器和计数器等核心模块。这种自下而上的构建方式，让你在学习后续的组合逻辑和时序逻辑电路时，能够清楚地追溯到每一个元件的来源和功能基础。这种结构上的完美闭环，极大地增强了学习的信心，因为你知道你所学的每一个知识点都是坚实地建立在已经掌握的基础之上的，没有丝毫的空中楼阁感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计简直是精妙绝伦，完全体现了“授人以渔”的教育理念。它的练习题分布非常科学，从最基础的记忆和理解题，到需要动手推导和分析的综合题，再到最后那些需要跳出固有思维框架去解决的挑战性问题，形成了一个完美的递进关系。我发现很多其他教材的习题往往是重复劳动，换汤不换药，但这里的习题每一道似乎都在考察一个不同的知识点或者不同的应用角度。尤其是那些需要用卡诺图进行化简的题目，提供的案例都非常贴合实际电路的复杂性，迫使你必须熟练掌握化简的技巧，而不仅仅是记住公式。如果能把配套的详尽解题步骤和思路解析也一并提供，那它就能成为一本完美的自测工具了。