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韦琳 著

图书标签:

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030170262

商品编码：29729409470

包装：平装

出版时间：2006-04-01

基本信息

书名:图解数字电路

定价：26.00元

售价：18.2元,便宜7.8元,折扣70

作者:韦琳

出版社：科学出版社

出版日期：2006-04-01

ISBN：9787030170262

字数：

页码：267

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

内容提要

《图解数字电路》是“零起点电路入门丛书”之一，作为数字电路的入门书，《图解数字电路》首先介绍数字电路的基础知识，如逻辑代数基础、逻辑电路、组合逻辑电路，然后进一步介绍触发器及其应用、时序逻辑电路、脉冲的产生与整形电路、存储器、可编程逻辑电路及其应用、数一模和模一数转换，后介绍数字电路与计算机、数字电路的可靠性、数字电路的应用及制作等。阅读奉书时建议结合本系列的《图解脉冲电路》学习。
为了便于读者理解消化所学知识，《图解数字电路》尽量把理论图解化，并结合适当的举例来阐述相关的内容。
《图解数字电路》适合刚刚步入电子工程、通信工程、电子技术等领域的初级技术人员以及相关专业职业学校的学生、非电子类大学本科生参考学习。

目录

章逻辑代数基础
1.1概述
1.1.1数字量与模拟量
1.1.2数制和码制
1.2算数运算和逻辑运算
1.2.1算述运算
1.2.2逻辑运算
1.3逻辑代数的基本公式
1.4逻辑代数的基本定理
1.4.1德·摩根定理
1.4.2对偶定理
1.5逻辑函数的化简
1.5.1小项和大项
1.5.2卡诺图化简法
1.5.3奎因·麦克拉斯基化简法

第2章逻辑电路
2.1电路符号与电路图
2.2二极管逻辑电路
2.2.1二极管AND（与门）
2.2.2二极管OR（或门）
2.3晶体管逻辑电路
2.3.1直接型晶体管逻辑电路（DCTL）
2.3.2电阻-晶体管逻辑电路（RFL）
2.3.3极管-晶体管逻辑电路（DTL）
2.3.4晶体管-晶体管逻辑电路（TTL）
2.3.5电流切换型逻辑电路（CML）
2.4MOS逻辑电路
2.4.1MOS晶体管
2.4.2MOS逻辑电路
2.4.3CMOS逻辑电路
2.4.4Mos逻辑电路使用上的注意事项
2.5逻辑电路使用上的注意事项
2.5.1逻辑电压电平与噪声容限
2.5.2扇入与扇出（fan-in与fan-out）
2.5.3结线与门（wiredAND）
2.5.4对未使用输入端子的处理
2.5.5传输延迟

第3章组合逻辑电路
3.1概述
3.1.1NAND（与非门），NOR（或非门）电路
3.1.2图中因子法（map-factoring）
3.1.3逻辑电路的分析
3.2常用的组合逻辑电路
3.2.1编码器与解码器
3.2.2数据多路选择器
3.2.3误码的检测与纠正
3.2.4比较器
3.3逻辑电路的设计

第4章触发器及其应用
4.1触发器的工作原理
4.2触发器的种类及特性
4.2.1RS触发器
4.2.2同步式Rs触发器
4.2.3JK触发器
4.2.4T触发器
4.2.5D触发器
4.3触发器的应用方程与输入方程
4.4触发器应用举例

第5章时序逻辑电路
5.1概述
5.2状态转换图与状态转换表
5.3常用的时序逻辑电路
5.3.1同步计数器
5.3.2非同步计数器
5.3.3环形计数器
5.3.4约翰逊计数器
5.3.5移位寄存器
5.4时序逻辑电路的设计
5.4.1用状态转换表进行时序电路的设计
5.4.2同步计数器的设计
5.4.3简单的高速计数器设计

第6章脉冲的产生与整形电路
6.1脉冲和数字信号
6.2脉冲波形和频谱频率特性
6.3锯齿波的产生
6.3.1锯齿波产生电路
6.3.2密勒积分电路
6.3.3自举电路
6.4多谐振荡器
6.4.1无稳态多谐振荡器
6.4.2单稳态多谐振荡器
6.4.3双稳态多谐振荡器
6.5施密特触发器
6.5.1产生的波形
6.5.2电路的工作
6.5.3直流电压分配的计算
6.5.4施密特触发器在伺服电路中的应用
6.6脉冲宽度与占空比
6.6.1脉冲宽度与占空比的计算
6.6.2脉冲性能的掌握方法
6.6.3方波的整形
6.7微分电路与积分电路
6.7.1微分电路
6.7.2积分电路
6.8各种各样的整形电路
6.8.1截取电路（提取波形的顶部）
6.8.2双向限幅电路（提取波形的中心部分）
6.8.3削波电路（切取波形中间的一部分）
6.8.4钳位电路（加一直流电平在信号波形上）

第7章存储器
7.1概述
7.1.1存储器芯片
7.1.2存储器芯片的分类
7.2随机存储器（RAM）
7.2.1SRAM
7.2.2DRAM
7.3只读存储器（ROM）
7.3.1maskROM
7.3.2EPRoM和OTPROM
7.3.3EEPROM
7.3.4闪存
7.4专用存储器
7.4.1视频RAM
7.4.2同步DRAM
7.4.3RDRAM
7.4.43D-RAM
7.4.5其他专用存储器

第8章可编程逻辑电路及其应用
8.1可编程逻辑阵列（PLA）器件
8.2可编程阵列逻辑（PAL）器件
8.2.1PAL器件的基本结构
8.2.2PAL器件的输出结构
8.2.3PAL器件的应用
8.3通用阵列逻辑（GAL）器件
8.3.1GAL器件的基本类型
8.3.2GAL器件的基本结构
8.3.3GAL器件的输出逻辑宏
单元OLMC
8.3.4GAL器件的工作模式
8.3.5GAL器件应用
8.4复杂可编程逻辑器件（CPLD）
8.4.1CPLD的基本结构
8.4.2CPLD典型器件及其应用
8.5现场可编程逻辑器件（FPGA）
8.5.1概述
8.5.2FPGA器件的基本结构
8.5.3FPGA应用举例

第9章数一模和模-数转换
9.1数-模（D／A）转换
9.1.1D／A转换电路的原理
9.1.2采用负载阻抗的D／A转换电路
9.1.3梯形D／A转换电路
9.1.4串联型D／A转换电路
9.2模-数（A／D）转换
9.2.1比较平衡型A／D转换电路
9.2.2计数型A／D转换电路
9.2.3纵接型A／D转换电路

0章数字电路与计算机
10.1计算机的计算方法与二进制运算
10.1.1计算机的计算方法与程序设计
10.1.2二进制数的加减法
10.1.3二进制数的乘除法
10.2计算机的构造与动作
10.2.1计算机的构造
10.2.2用计算机进行加法运算
10.2.3用计算机进行减法运算
10.2.4其他更多的指令和转移指令
10.3用计算机进行乘除运算
10.3.1计算机指令与汇编语言
10.3.2乘法
10.3.3除法
10.4计算机的输入输出
10.4.1计算机的输入输出构造
10.4.2文字输出程序
10.4.3文字输入程序
l章数字电路的可靠性
11.1半导体器件的可靠性
11.2半导体器件的故障模式
11.3可靠性试验
11.4数字电路的可靠性设计

2章数字电路的应用及制作
12.1运算电路
12.1.1半加器电路
12.1.2全加器电路
12.1.3减法器电路
12.1.4串行加法运算电路
12.1.5串行减法运算电路
12.2用于控制的数字电路
12.2.1正反转控制电路
12.2.2电动机的正反转电路
12.2.3启动控制电路
12.2.4三相电动机的Y-△运转电路
12.2.5人行横道的信号机电路
12.3接口
12.3.lIC与LED显示电路的接口
12.3.2TTL与CMOS的接口
12.3.3CMOS与TTL的接口
12.3.4触点电路与IC电路的接口
12.3.5IC与继电器电路的接口
12.3.6CPU和数据总线之间的接口
12.3.7接口IC
12.4信号变换电路
12.4.1十进制一BCD编码器
12.4.2BCD一十进制解码器
12.4.3把BCD变换为7段十进制显示的变换器
12.4.4数据选择器
12.4.5多路分离器
12.5石英式数字钟表的制作
12.5.1概述
12.5.2电路的各个部分
12.6将钟表用的IC用于数字式钟表的制作
12.6.1概述
12.6.2显示电路
12.6.3制作上的注意点
12.6.4调整
常用逻辑符号对照表

作者介绍

文摘

序言

《电路原理：从基础到进阶》 概述： 《电路原理：从基础到进阶》是一本系统阐述电路理论核心概念、分析方法和实际应用的权威著作。本书旨在为读者构建扎实而全面的电路知识体系，从最基础的电学定律出发，循序渐进地深入到复杂的电路分析技术和现代应用领域。本书语言清晰流畅，结构逻辑严谨，辅以丰富的例题和习题，力求让不同背景的读者都能轻松掌握电路的奥秘。无论您是初次接触电路的学生，还是希望巩固和深化理论知识的工程师，本书都将是您宝贵的学习伙伴。 内容详解： 第一部分：基础概念与元件模型 本部分将带您走进电学的基本殿堂，理解构成电路的基石。 第一章：电荷、电场与电势 电荷的性质与守恒： 探讨电荷的微观本质，了解正负电荷的相互作用，并学习电荷守恒定律在电路分析中的重要性。 库仑定律与电场强度： 深入理解点电荷之间的作用力，掌握电场强度的概念及其计算方法，为理解电势差打下基础。 电势与电势差： 定义电势和电势差，理解它们与电场力的关系，以及电势差在驱动电荷移动中的作用。 高斯定律在电场计算中的应用： 介绍利用高斯定律简化电场计算的方法，尤其是在具有对称性的电荷分布情况下。 第二章：电流、电阻与欧姆定律 电流的定义与方向： 明确电流是电荷定向移动形成的物理量，理解其方向的约定。 电阻的概念与影响因素： 解释电阻是阻碍电流的特性，详细分析导体的长度、横截面积、材料电阻率以及温度对电阻值的影响。 欧姆定律： 核心章节，深入阐述电压、电流和电阻之间的线性关系，讲解适用于线性电阻元件的欧姆定律，并讨论其适用范围。 电导与电导率： 引入与电阻相对的电导概念，理解其在分析并联电路中的便利性。 焦耳-楞次定律： 阐述电流通过电阻时产生的热效应，理解其在加热器、电灯等应用中的原理，以及功率的计算。 第三章：基本电路元件模型 理想电压源与理想电流源： 定义理想电压源和电流源，理解它们在电路中提供的恒定电压或电流特性，以及在电路分析中的理想化作用。 线性电阻元件： 进一步巩固对电阻元件的理解，强调其伏安特性为直线。 电容器： 讲解电容器存储电场能的特性，理解其构成（极板与电介质），定义电容量，分析其在充放电过程中电流与电压的关系。 电感器： 介绍电感器存储磁场能的特性，理解其构成（线圈），定义电感量，分析其在电流变化时产生的自感电动势，以及其电流与电压的关系。 非线性元件简介： 简要介绍二极管、晶体管等非线性元件的基本概念，为后续更复杂的电路分析铺垫。 第二部分：电路分析方法 本部分将聚焦于分析电路中各元件之间相互作用、求解电路参数的系统方法。 第四章：基尔霍夫定律与电路简化 基尔霍夫电流定律（KCL）： 详细阐述节点电流的代数和为零的规律，理解其在分析节点处电流分配中的应用。 基尔霍夫电压定律（KVL）： 深入讲解回路电压的代数和为零的规律，理解其在分析回路中电压分配中的应用。 串联电路与并联电路分析： 利用基尔霍夫定律和欧姆定律，系统推导串联电路和并联电路的总电阻、分压、分流规律。 电阻的等效变换： 学习如何将复杂的串并联电阻网络等效为一个单一的电阻，简化电路分析。 第五章：节点电压法与网孔电流法 节点电压法的原理与步骤： 系统讲解如何选取参考节点，建立节点电压方程，并通过求解方程得到电路中各节点电压。 网孔电流法的原理与步骤： 介绍如何选取网孔电流，建立网孔电流方程，并通过求解方程得到各网孔电流。 两种方法的比较与选择： 分析节点电压法和网孔电流法的优缺点，指导读者根据电路结构选择最合适的分析方法。 含受控源电路的分析： 扩展节点电压法和网孔电流法的应用范围，包括含有电压控制电压源（VCVS）、电流控制电压源（CCVS）、电压控制电流源（VCCS）、电流控制电流源（CCCS）的电路。 第六章：电路的叠加定理与戴维宁/诺顿定理 叠加定理： 阐述在线性电路中，多信号源作用下的响应等于各独立信号源单独作用时响应的代数和。重点强调其在线性电路中的应用。 戴维宁定理： 介绍如何将任意线性二端网络等效为一个具有戴维宁等效电压源和戴维宁等效电阻的简单电路。 诺顿定理： 阐述如何将任意线性二端网络等效为一个具有诺顿等效电流源和诺顿等效电阻的简单电路，并说明其与戴维宁定理的关系。 定理的应用与意义： 通过大量实例展示这些定理在简化复杂电路、分析特定支路特性方面的强大功能。 第七章：含有电容与电感元件的暂态分析 一阶电路的暂态响应（RC、RL电路）： 深入分析电容和电感在直流和交流信号作用下的充放电过程，理解时间常数的概念及其对响应速度的影响。 二阶电路的暂态响应（RLC电路）： 探讨RLC电路的过阻尼、临界阻尼和欠阻尼状态，理解阻尼系数和固有频率对电路响应的影响。 自然响应与强迫响应： 分离分析电路的内部特性（自然响应）和外部激励（强迫响应），理解稳态和暂态的概念。 拉普拉斯变换在暂态分析中的应用简介： 简要介绍拉普拉斯变换作为一种强大的数学工具，如何将微分方程转化为代数方程，简化暂态分析过程。 第三部分：交流电路分析 本部分将聚焦于随时间变化的电压和电流信号，以及它们在电路中的行为。 第八章：正弦稳态分析 正弦量的基本概念： 定义周期、频率、角频率、幅值、初相位等，理解正弦波的数学描述。 相量法： 引入相量作为表示正弦量的有效数学工具，将正弦稳态电路的微分方程转化为代数方程，极大地简化分析。 复阻抗与复导纳： 定义电阻、电容、电感在相量域的复阻抗和复导纳，理解它们与频率的关系。 正弦稳态电路的分析： 应用相量法、复阻抗等概念，进行RLC串并联电路的稳态分析，求解电压、电流及其相位关系。 功率分析： 引入瞬时功率、平均功率（有功功率）、无功功率和视在功率的概念，理解功率因数及其重要性，分析功率的传输与交换。 第九章：三相电路 三相电源： 介绍三相电源的构成，理解相电压、线电压、相电流、线电流之间的关系。 三相负载的连接方式： 详细讲解星形（Y）连接和三角形（△）连接的负载，分析不同连接方式下的电压电流关系。 三相功率的计算： 推导各种连接方式下的三相总功率计算公式，理解平衡和不平衡负载下功率的区别。 三相不平衡电路的分析方法简介： 简要介绍处理三相不平衡电路的常用方法，如对称分量法。 第十章：非正弦周期信号的分析 傅里叶级数： 阐述任何周期信号都可以分解为一系列正弦和余弦信号的叠加，理解基波和各次谐波的概念。 周期信号的分解与合成： 学习如何利用傅里叶级数将复杂的周期信号分解为简单的正弦分量。 非正弦周期信号在电路中的响应： 分析电路对基波和各次谐波的响应，理解叠加原理在其中的应用。 傅里叶变换简介： 简要介绍傅里叶变换，用于分析非周期信号的频谱特性。 第四部分：电路的进一步分析与应用 本部分将带领读者探索更高级的电路分析技术，并触及一些实际应用领域。 第十一章：电路的瞬态与稳态分析的统一 迁移率方法： 介绍一种统一的分析方法，能够同时处理电路的暂态和稳态响应。 电路的稳定性概念： 探讨电路在外部激励撤销后是否会衰减至零，理解稳定和不稳定电路的判据。 第十二章：耦合电感与变压器 互感与耦合系数： 详细讲解两个电感之间通过磁场相互影响的现象，理解互感和耦合系数的物理意义。 理想变压器模型： 分析理想变压器的工作原理，理解其电压、电流和阻抗的变换特性。 实际变压器的参数与损耗： 讨论实际变压器中的漏感、励磁电感、铁损和铜损等影响因素。 变压器的应用： 介绍变压器在电力系统、电子设备中的广泛应用，如升压、降压、隔离等。 第十三章：电路分析的现代方法 二端口网络分析： 介绍二端口网络的定义、参数（阻抗参数、导纳参数、混合参数），以及它们在分析复杂网络中的作用。 电路的灵敏度分析： 探讨电路参数变化对输出性能的影响，理解电路的鲁棒性。 第十四章：电路仿真软件的应用 SPICE软件简介： 介绍电路仿真软件（如PSpice, LTspice等）的基本功能和使用方法。 仿真实例： 通过具体的电路实例，演示如何利用仿真软件进行电路的暂态分析、交流稳态分析、直流工作点分析等。 仿真在电路设计中的作用： 强调仿真在验证设计、优化参数、减少物理原型制作成本方面的关键作用。 目标读者： 高等院校电子工程、通信工程、自动化、电气工程及其相关专业的本科生和研究生。 从事电子、电气、通信等领域的研发、设计、测试和维护的工程师。 对电路理论感兴趣的自学者和业余爱好者。 本书特色： 结构清晰，逻辑严谨： 从基础概念到高级应用，层层递进，确保知识体系的完整性。 讲解深入浅出： 结合物理概念和数学推导，使读者理解“是什么”和“为什么”。 例题丰富，习题配套： 覆盖各种典型电路问题，帮助读者巩固所学知识，提升解题能力。 理论联系实际： 穿插介绍电路在实际生活和工程中的应用，激发学习兴趣。 语言精练，易于阅读： 避免使用过于晦涩的术语，力求用最清晰的语言传达复杂的概念。 《电路原理：从基础到进阶》将陪伴您在电路世界的探索之旅，为您打开通往电子技术、通信系统、自动控制等广阔领域的大门。

评分☆☆☆☆☆

从一个有多年实践经验的工程师的角度来看待这本书，我更关注的是它在理论深度和实际应用之间的平衡点。这本书显然是面向教学和自学的，理论基础讲解得非常扎实，每一个逻辑关系的推导都有据可依，这一点我很赞赏，因为它避免了“知其然不知其所以然”的尴尬局面。然而，在涉及到现代集成电路（IC）的设计流程或具体的器件选型时，内容似乎就有些保守了。例如，关于CMOS逻辑的功耗分析，书中描述的仍是较为传统的静态功耗和动态功耗的计算模型，对于现代低功耗设计的关键技术，比如时钟门控（Clock Gating）或者亚阈值设计等，提及得比较少，或者只是点到为止。这使得这本书更像是一本优秀的大学教材，而非面向工业界前沿应用的工具书。如果你想深入了解如何用HDL（硬件描述语言）来实现这些复杂电路，这本书的软件工具链和仿真方法论的介绍篇幅相对较短，更多的篇幅还是停留在纯粹的硬件逻辑层面。对于想要从理论跨越到实际产品开发的人来说，可能需要再搭配其他侧重软件和工具的书籍来补充。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我拿到这本书的时候，对它的“图解”能力是抱有一定怀疑的，毕竟市面上“图解”的书籍，十有八九都是挂羊头卖狗肉。但这本书在对“时序逻辑”部分的讲解上，彻底打消了我的疑虑。时序电路本身就是数字电路中最难掌握的部分，因为它引入了“时间”这个变量。这本书采用了非常巧妙的“状态转移图”和“时序波形图”相结合的策略。它不会仅仅给你画出一个D触发器构成的计数器电路图，而是会配合一个动态的时序图，清晰地展示在第N个时钟周期，哪个触发器的输出发生了变化，以及这种变化是如何一步步向前传播，最终达到下一个稳定状态的。对于4位二进制加法器的进位传播延迟问题，书中的分析细致入微，清晰地指出了串行进位带来的性能瓶颈，并为后续介绍并行进位结构做了完美的铺垫。这种对时间特性的可视化处理，极大地提升了对系统动态行为的把握能力。可以说，如果你想彻底搞懂同步时序逻辑的精髓，光靠文字描述是很难想象的，而这本书通过精妙的图示，真正做到了“所见即所得”，这使得它在众多入门教材中脱颖而出。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格给我一种非常亲切且不端架子的感觉，作者似乎是刻意避免使用过于拗口和学院派的术语，或者说，即便是使用了专业术语，也会立刻用大白话进行解释和类比。这对于那些刚从其他理工科领域转到电子工程，或者单纯对数字电路感兴趣的爱好者来说，简直是一大福音。我尤其喜欢作者在每章末尾设置的“常见误区”和“深入思考”栏目。前者能帮你及时纠正那些在学习初期很容易养成的错误理解，比如关于毛刺（Glitch）产生的原因和避免方法；后者则会抛出一些开放性的问题，引导读者去思考电路的极限和优化方向。例如，在讲解多路复路器时，作者会引导读者思考，如果输入信号过多，我们应该选择哪种结构来最小化延迟。这种互动式的设计，使得阅读过程不再是单向的信息灌输，而更像是一场与经验丰富导师的对话。唯一的瑕疵可能在于，这种过于口语化的表达方式，在处理一些极其严谨的数学证明时，偶尔会显得不够精确和有力道，但考虑到目标读者群，这种取舍是可以理解的。

评分☆☆☆☆☆

我这次翻阅这本号称“图解”的书籍，最想考察的其实是它在“图解”这个核心卖点上的实际表现。以往很多技术书籍，图只是配角，文字堆砌了事，但这本书在这方面确实给出了超出预期的体验。举个例子，在讲解触发器的内部结构时，它不仅画出了标准的逻辑图，还用流程图的方式演示了数据在不同时钟沿下的流动状态，这对于理解异步和同步电路的行为差异，简直是醍醐灌顶。特别是对于JK触发器那种复杂的反馈逻辑，它没有用大段晦涩的数学推导，而是用动态的时序图配合电路图的变化来解释，使得“为什么会这样翻转”的问题迎刃而解。不过，我发现一个细节，在涉及到一些高级芯片的引脚功能说明时，插图略显粗糙，分辨率似乎有些不足，在放大查看细节时，线条有些模糊，这稍微拉低了整体的专业度。总的来说，图的质量大部分时间是令人满意的，有效支撑了文本的解释力，但零星的几张图的处理还有提升空间，毕竟我们是来看“图解”的，图的质量直接决定了阅读体验的上限。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计倒是挺吸引人的，封面采用了简洁的蓝白配色，给人一种专业且清爽的感觉。拿到手里分量很足，纸张的质感也不错，印刷清晰，这一点对于技术类的书籍来说至关重要。我特别留意了一下目录结构，划分得相当细致，从最基础的逻辑门开始，逐步深入到组合逻辑和时序逻辑，再到更复杂的计数器和寄存器设计，脉络非常清晰。这种循序渐进的编排方式，让初学者也能比较容易地跟上节奏，不会一上来就被复杂的理论压倒。而且，从书的整体排版来看，作者在图文结合方面花了不少心思，大量的示意图和实际电路图穿插在文字描述中，极大地降低了理解抽象概念的难度。例如，在讲解卡诺图化简时，不仅仅是给出公式，还用图形化的方式展示了如何圈选和组合，直观性非常强。不过，说实话，虽然内容组织得不错，但对于那些已经有一定基础的人来说，可能前半部分会感觉略显冗余，不过也算是对基础知识的扎实回顾了。总体感觉，这本书在“如何呈现”这个层面上，是下足了功夫的，让人愿意捧起来阅读，而不是仅仅把它当成一本参考手册束之高阁。