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韦琳 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030170262

商品编码：29729436223

包装：平装

出版时间：2006-04-01

基本信息

书名:图解数字电路

：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

《模拟电路详解》 引言 在信息技术飞速发展的时代，数字电路以其高效、稳定和易于设计的特性，几乎渗透到我们生活的方方面面。然而，在数字世界的底层，流淌着的却是模拟信号的洪流。从传感器捕捉到的物理世界信息，到通信系统中的无线电波，再到音频和视频的原始载体，一切的起点和终点，都离不开对连续变化的模拟信号的精确处理。理解模拟电路，不仅是掌握数字电路基石的必要步骤，更是深入探究通信、控制、音频、测量等众多工程领域核心原理的关键。 本书《模拟电路详解》旨在为读者提供一个全面、深入的学习平台，帮助您掌握模拟电路的设计、分析和应用。我们不回避其复杂性，而是以清晰的逻辑、丰富的实例和循序渐进的讲解，将看似抽象的概念具象化，让您在掌握理论的同时，也能体会到其强大的工程实用性。本书不涉及数字逻辑、二进制运算、逻辑门组合等内容，而是将焦点完全聚焦于模拟信号的特性及其在各种电路元件和系统中的应用。 第一章：模拟信号与电路元件基础 本章将带您走进模拟信号的世界。我们将首先理解什么是模拟信号，它与数字信号在本质上的区别，以及在现实世界中模拟信号的普遍存在。随后，我们将深入剖析构成模拟电路最基本的“积木”——无源元件：电阻、电容和电感。 电阻 (Resistors): 我们将详细介绍电阻的定义、欧姆定律，以及串联和并联电阻的等效计算。您将了解不同材料的电阻特性，如何选择合适的电阻值，以及实际应用中电阻的功率损耗和温度效应。各种电阻的类型，如碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等，也将一一呈现，并分析它们的优缺点和适用场景。 电容 (Capacitors): 电容是存储电荷的关键元件。本章将深入讲解电容的定义、电容的构成、电容的容值计算以及影响容值的因素。您将学习到电容器在直流和交流电路中的行为，理解电容的充放电过程，以及串联和并联电容的等效计算。我们将探讨不同类型的电容器，如陶瓷电容、电解电容、钽电容等，并分析它们的介电常数、击穿电压、漏电流等关键参数。 电感 (Inductors): 电感元件则对电流的变化产生阻碍作用。本章将阐述电感的定义、电感器的工作原理，以及电感值的计算。您将深入理解电感元件在直流和交流电路中的特性，掌握电感元件的能量存储机制。我们将介绍不同类型的电感器，如空心电感、铁氧体磁芯电感、环形电感等，并讨论它们的感抗、品质因数（Q值）等重要参数。 通过对这些基本元件的深入理解，您将为后续学习更复杂的模拟电路打下坚实的基础。 第二章：二极管与晶体管——有源元件的奥秘 无源元件奠定了电路的基础，而有源元件则赋予了电路“生命”。本章将重点解析模拟电路中最核心的有源元件：二极管和晶体管。 二极管 (Diodes): 我们将从 PN 结的物理原理出发，逐步揭示二极管的单向导电特性。您将学习到二极管的正向偏置和反向偏置，以及它们在电路中的伏安特性曲线。本章将详细介绍各种类型的二极管，包括整流二极管、稳压二极管（齐纳二极管）、发光二极管（LED）、光电二极管等，并探讨它们的具体应用，如整流、滤波、稳压、信号检测等。 双极结型晶体管 (Bipolar Junction Transistors - BJTs): BJTs 是最早也是最经典的晶体管类型。我们将详细介绍 NPN 和 PNP 两种类型的 BJTs，深入解析它们的内部结构、工作原理和三种工作区域（截止区、放大区、饱和区）。您将学习到 BJTs 的基本放大电路（共发射极、共集电极、共基极）的分析方法，理解电流增益（β）和跨导等关键参数。本章还将介绍 BJT 的非线性特性，以及它们在开关和放大电路中的应用。 场效应晶体管 (Field-Effect Transistors - FETs): FETs 以其高输入阻抗和低功耗等优点，在现代模拟电路设计中扮演着越来越重要的角色。我们将重点介绍结型场效应晶体管 (JFETs) 和绝缘栅场效应晶体管 (MOSFETs)。您将理解 FETs 的工作原理，包括栅极电压如何控制沟道电导。本章将详细分析 JFETs 和 MOSFETs 的伏安特性曲线，以及它们的放大电路（共源极、共漏极、共栅极）的搭建与分析。MOSFETs 的不同工作模式（增强型和耗尽型）及其在数字集成电路（注意：此处仅提及MOSFET作为模拟电路元件，不涉及其在数字逻辑门中的具体应用）中的基础结构也将得到初步的介绍，但重点仍在于其作为模拟信号处理元件的特性。 第三章：放大电路的设计与分析 放大器是模拟电路的核心功能模块，它们能够将微弱的信号放大到可用的水平。本章将集中探讨各种放大电路的设计与分析。 单级放大器: 我们将从最基本的共发射极放大器开始，深入分析其电压增益、输入阻抗和输出阻抗。您将学习到如何通过偏置电路稳定放大器的静态工作点，以及各种偏置方式（固定偏置、集电极反馈偏置、分压偏置）的优缺点。本章还将介绍共集电极（射极跟随器）和共基极放大器的特性，以及它们的适用场景。 多级放大器: 实际应用中，往往需要多级放大器来实现更高的增益和更好的性能。我们将介绍不同放大器级联的连接方式，以及如何分析多级放大器的总增益、输入输出阻抗。您将学习到耦合电容、旁路电容在多级放大器中的作用，以及如何设计具有特定频率响应的放大器。 反馈放大器: 反馈是提高放大器性能的重要手段。本章将详细讲解负反馈和正反馈的概念，以及它们对放大器增益、带宽、失真和稳定性的影响。您将学习到不同类型的负反馈组态（电压串联、电压并联、电流串联、电流并联），并学会分析它们的等效电路。 差分放大器: 差分放大器是许多复杂模拟集成电路（如运算放大器）的基本组成单元。我们将深入分析差分放大器的结构、工作原理，以及其共模抑制比 (CMRR) 等重要指标。您将理解差分放大器在抑制噪声和处理差分信号方面的优势。 第四章：频率响应与滤波 信号的频率特性对于模拟电路的设计至关重要。本章将深入探讨放大器的频率响应以及各种滤波器的设计与应用。 放大器的频率响应: 我们将分析放大器在高频和低频端的响应特性，理解电容和电感在不同频率下的行为如何影响放大器的增益。您将学习到截止频率、带宽等概念，以及如何使用波特图来直观地表示放大器的频率响应。 滤波器基础: 滤波器用于选择性地通过或阻止特定频率范围的信号。本章将详细介绍低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。您将学习到如何使用 RC 电路和 LC 电路构建这些滤波器，并理解它们的截止频率、通带和阻带。 有源滤波器: 为了实现更陡峭的频率选择性、更高的增益和更好的阻抗匹配，有源滤波器被广泛应用。本章将介绍基于运算放大器的巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等经典有源滤波器设计。您将学习到如何根据设计要求选择合适的滤波器类型和阶数。 第五章：振荡器与信号发生电路 振荡器是能够产生周期性电信号的电路，它们是许多电子设备（如收音机、时钟）的核心。本章将深入探讨振荡器的工作原理和类型。 振荡器的工作原理: 我们将从负反馈电路的稳定性分析出发，理解振荡器产生自激振荡的条件——巴克豪森判据。 LC 振荡器: 您将学习到各种 LC 振荡器，如哈特莱振荡器、科勒皮茨振荡器、阿姆斯特朗振荡器，并理解它们是如何利用电感和电容的谐振来产生特定频率的信号。 RC 振荡器: RC 振荡器则利用 RC 网络实现相移来产生振荡，例如移相振荡器和维恩桥振荡器。 石英晶体振荡器: 石英晶体具有极高的频率稳定性和精度，本章将介绍石英晶体振荡器的结构和应用。 信号发生器: 信号发生器是用于产生各种标准波形（正弦波、方波、三角波等）的设备。我们将介绍一些简单的信号发生电路的设计思路。 第六章：功率放大器与音频电路 功率放大器是将信号的幅度放大到足以驱动扬声器、电机等负载的电路。本章将重点讲解功率放大器的设计和音频电路的应用。 功率放大器分类: 我们将介绍不同类别的功率放大器，包括 A 类、B 类、AB 类和 C 类放大器。您将理解它们的效率、失真和工作特性。 功率放大器电路设计: 本章将深入讲解互补对称式功率放大器（OCL）、单电源推挽式功率放大器等经典功率放大器电路的设计和分析。 音频电路应用: 您将学习到如何设计简单的音频放大器电路，包括前置放大器、后级功率放大器以及音调控制电路。我们将讨论在音频电路设计中需要考虑的关键因素，如信噪比、失真度、阻抗匹配等。 第七章：电源电路与稳压 稳定的电源是模拟电路正常工作的关键。本章将重点讲解电源电路的设计和稳压技术。 整流与滤波: 我们将回顾二极管整流电路（半波、全波、桥式整流）以及电容滤波器的原理，并分析它们的纹波系数。 线性稳压器: 您将学习到如何使用三端稳压集成电路（如 78xx 系列、79xx 系列）以及 Zener 二极管构建简单的线性稳压电路。 开关稳压器基础: 简要介绍开关稳压器的工作原理，以及其相对于线性稳压器在高效率方面的优势。 电源保护: 本章还将涉及一些基础的电源保护措施，如保险丝、限流电路等。 第八章：传感器接口与信号调理 模拟电路在与物理世界交互时，需要处理来自各种传感器输出的模拟信号。本章将讲解传感器接口和信号调理技术。 常见传感器类型: 介绍温度传感器、压力传感器、光传感器、位移传感器等基本类型的模拟输出传感器。 传感器信号的测量: 如何使用合适的电路测量这些传感器的微弱模拟信号。 信号调理技术: 包括放大、滤波、隔离、线性化等信号调理技术，旨在将传感器信号转化为适合进一步处理的形式。 仪表放大器: 深入讲解仪表放大器的结构和应用，它是一种专门用于测量微弱差分信号的放大器。 第九章：直流电路分析进阶 本章将深入探讨直流电路的分析方法，为理解更复杂的模拟电路奠定基础。 节点分析法与网孔分析法: 详细讲解这两种强大的电路分析技术，并提供丰富的实例。 戴维宁定理与诺顿定理: 理解如何将复杂的线性网络简化为等效电压源或等效电流源，这对于简化电路分析至关重要。 最大功率传输定理: 分析在什么条件下，一个电路可以从电源获得最大的功率。 第十章：交流电路分析进阶 在 AC 电路分析方面，本章将聚焦于稳态分析。 复数与相量: 引入复数和相量概念，作为处理交流电路中电压和电流相位关系的数学工具。 阻抗与导纳: 学习如何使用复数表示电阻、电感、电容的阻抗，并进行交流电路的阻抗计算。 正弦稳态分析: 将节点分析法、网孔分析法等直流分析方法推广到交流电路的稳态分析。 结论 《模拟电路详解》是一本专注于模拟电路核心原理和设计的书籍。通过对基本元件、有源器件、放大电路、频率响应、振荡器、功率放大器、电源以及传感器接口等内容的深入讲解，我们希望帮助读者建立起扎实的模拟电路知识体系。本书不涉及任何数字逻辑设计、二进制运算或数字信号处理的内容。我们力求通过清晰的讲解和丰富的实例，让学习过程既严谨又富有启发性，最终使读者能够自信地设计和分析各种模拟电路系统，为他们在电子工程领域的学习和实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常平易近人，简直就像一位耐心的老教授在私下里为你答疑解惑，完全没有传统技术书籍那种拒人于千里之外的学术腔调。它善于使用生活中的类比来解释抽象的逻辑概念，比如用交通信号灯的状态变化来类比有限状态机的设计，让人在会心一笑中领悟了关键要点。在某些关键的证明环节，作者的处理方式也格外巧妙，不会让读者感到枯燥乏味。它会先给出结论，然后用最简洁的步骤展示推理过程，而不是一开始就铺陈冗长的数学推导。这种“先见其形，再求其理”的叙述节奏，非常符合现代人快速获取信息、建立初步认知框架的需求。总的来说，阅读体验非常流畅、愉快，让人愿意一页一页地翻下去。

评分☆☆☆☆☆

从知识覆盖的广度来看，这本书的选材非常得当，既顾及了数字电路的核心基础，又适当地引入了现代设计中不可或缺的概念。它没有将重点局限于早期的TTL或CMOS电路的细枝末节，而是将重点放在了组合逻辑和时序逻辑的通用设计方法论上，这使得书中的知识具有极强的生命力和普适性。更难能可贵的是，书中对二进制、补码等底层数据表示法的介绍非常详尽，这对于后续理解微处理器的工作原理至关重要。很多初级教材会一笔带过，但这本书却给予了足够的篇幅，确保读者在进入更复杂的运算单元之前，能够真正理解数据的“含义”。这种对基础概念的深度挖掘和对知识体系的整体把握，让这本书不仅仅是一本入门指南，更像是一份可以长期参考的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事逻辑简直是教科书级别的典范，它没有急于展示那些炫酷的集成电路应用，而是非常扎实地从最基本的逻辑门开始，一步步构建起复杂的功能模块。这种循序渐进的教学方法，保证了知识的系统性和完整性。我个人最欣赏的是它对时序逻辑电路部分的处理，比如触发器和寄存器的讲解。作者似乎深谙“理解原理比记住公式重要”的道理，通过对电路状态变化的细致剖析，清晰地展示了“时钟沿”在同步电路中的决定性作用，而不是简单地抛出一个$Q_{n+1} = ar{Q}_n$的公式让你死记硬背。这种对底层工作原理的深挖，让我对如何避免竞争冒险和如何设计可靠的时序系统有了全新的认识。对于工程师而言，这种对基础概念的透彻理解，才是未来解决高级设计问题的基石，这本书无疑为这个基石打下了极其坚固的底座。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电子设计爱好者，我发现这本书在理论联系实际方面做得非常出色。它不仅仅停留在理论推导，而是巧妙地穿插了大量实际应用案例和基于常见芯片的实例分析。比如，在介绍计数器设计时，书中不仅讲解了异步计数器和同步计数器的差异，还附带了一个使用74系列标准逻辑芯片搭建一个具体显示系统的简易流程。这种把抽象的逻辑电路“实体化”的做法，对于我们这些动手能力要求较高的学习者来说，简直是福音。它让我看到了书本知识如何转化为真实电路板上的逻辑实现，这极大地增强了我的学习动力和实践信心。我甚至可以想象，如果手里拿着一块开发板，对照书中的例子一步步操作，学习效率会得到几何级的提升。这种理论与实践的完美融合，体现了作者深厚的行业经验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图真是没的说，看得人心情舒畅。特别是那些复杂逻辑电路的示意图，用色考究，层次分明，即便是初学者也能迅速捕捉到核心概念。我记得我之前啃过好几本关于半导体器件和布尔代数的教材，那些书要么是文字堆砌，要么是图示晦涩难懂，每次看到那些密密麻麻的符号就头大。但这本书完全不同，它仿佛是一位经验丰富的工程师在你身旁，用最直观的方式为你拆解每一个开关和门的运作机制。比如讲解多路选择器（Multiplexer）时，它不是简单地罗列真值表，而是通过一个生动的“数据分发中心”的比喻，让你瞬间明白它在系统设计中的核心价值。这种寓教于乐又不失严谨性的讲解方式，极大地降低了学习门槛，让我对那些曾经望而生畏的数字系统设计产生了浓厚的兴趣。可以说，对于那些希望通过自学入门数字电子领域的朋友来说，这本书的视觉呈现和结构组织，是其最吸引人的亮点之一。