{RT}数字电路-贾立新著 电子工业出版社 9787121307317 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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贾立新著 著

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• 数字电路
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• 贾立新
• 电子工业出版社
• 9787121307317
• 高等教育
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店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121307317

商品编码：29738477863

包装：平装-胶订

出版时间：2017-04-01

图书基本信息
图书名称	数字电路	作者	贾立新著
定价	45.00元	出版社	电子工业出版社
ISBN	9787121307317	出版日期	2017-04-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装-胶订

内容简介

本书是浙江省精品课程重点建设教材，依据电子信息科学与电气信息类平台课程教学基本要求编写。全书共8章，主要内容包括：数字电路基础知识、数制和码制、逻辑代数基础、集成门电路，组合逻辑电路，锁存器、触发器和时序逻辑电路，半导体存储器，脉冲信号的产生与整形电路，数模与模数转换器，可编程逻辑器件，VHDL语言简介，数字系统设计基础等。每章安排了例题讲解、自我检测题、习题和实验题，并配套电子课件、习题参考答案等。

作者简介

贾立新，男，浙江工业大学副教授，长期从事电类基础课程、电子设计专业课程教学，全国电子设计竞赛获奖团队导师，出版多部教材，教学、写作经验丰富。

目录

目 录 章 数字逻辑基础1 1.1 绪论1 1.1.1 模拟信号和数字信号1 1.1.2 模拟电路、数字电路和混合信号 电路2 1.1.3 数字电路的发展历史3 1.1.4 数字电路的优点4 1.2 数制和码制5 1.2.1 数制5 1.2.2 码制9 1.3 逻辑代数基础12 1.3.1 基本逻辑运算12 1.3.2 复合逻辑运算14 1.3.3 基本公式15 1.3.4 基本规则17 1.4 逻辑函数及其表示方法18 1.5 逻辑函数的两种标准形式21 1.6 逻辑函数的化简24 1.6.1 化简的意义24 1.6.2 公式化简法26 1.6.3 卡诺图化简法26 1.7 逻辑电路分析设计举例32 1.8 QuartusII软件的基本操作34 1.9 例题讲解44 本章小结47 自我检测题47 习题50 实验题52 第2章 集成门电路53 2.1 CMOS门电路53 2.1.1 MOS管的开关特性53 2.1.2 CMOS门电路的结构和工作 原理54 2.1.3 CMOS门电路的静态特性58 2.1.4 CMOS门电路的动态特性65 2.1.5 CMOS逻辑电路系列67 2.1.6 CMOS漏极开路门68 2.1.7 CMOS三态门71 2.1.8 CMOS传输门73 2.2 TTL门电路74 2.2.1 二极管和三极管的开关特性74 2.2.2 分立元件门电路76 2.2.3 LSTTL与非门78 2.2.4 LSTTL门电路的电气特性80 2.2.5 TTL集电极开路门和三态门83 2.3 BiCMOS门电路84 2.4 不同系列门电路的接口85 2.5 例题讲解88 本章小结91 自我检测题91 习题93 实验题98 第3章 组合逻辑电路100 3.1 编码器100 3.2 译码器104 3.3 数据选择器110 3.4 数值比较器114 3.5 加法器116 3.6 组合逻辑电路的竞争与冒险120 3.6.1 竞争冒险及其产生原因120 3.6.2 冒险现象的识别121 3.6.3 冒险现象的消除123 3.7 例题讲解124 本章小结127 自我检测题127 习题128 实验题131 第4章 时序逻辑电路133 4.1 锁存器133 4.1.1 基本SR锁存器133 4.1.2 钟控SR锁存器137 4.1.3 钟控D锁存器138 4.2 触发器141 4.2.1 主从D触发器141 4.2.2 维持阻塞D触发器143 4.2.3 其他功能的触发器144 4.2.4 触发器的动态参数145 4.3 计数器147 4.4 寄存器155 4.4.1 并行寄存器155 4.4.2 移位寄存器155 4.5 序列信号发生器159 4.6 时序逻辑电路的分析与设计164 4.6.1 概述164 4.6.2 同步时序逻辑电路的分析166 4.6.3 同步时序逻辑电路的设计169 4.6.4 异步时序逻辑电路的分析*177 4.7 例题讲解178 本章小结181 自我测验题182 习题185 实验题192 第5章 半导体存储器196 5.1 概述196 5.2 只读存储器197 5.3 静态存取存储器202 5.4 动态存取存储器205 本章小结207 自我检测题208 习题208 第6章 脉冲波形的产生与整形210 6.1 概述210 6.2 施密特触发器210 6.2.1 由CMOS门构成的施密特 触发器211 6.2.2 施密特触发器的应用213 6.3 多谐振荡器215 6.3.1 由CMOS门构成的多谐 振荡器215 6.3.2 CMOS石英晶体振荡器217 6.4 单稳态触发器218 6.4.1 由CMOS门构成的微分型 单稳态触发器218 6.4.2 集成单稳态触发器220 6.4.3 单稳态触发器的应用222 6.5 555定时器及应用223 6.5.1 CMOS集成定时器7555的 电路结构和工作原理223 6.5.2 555定时器构成的施密特 触发器224 6.5.3 555定时器构成的多谐 振荡器225 6.5.4 555定时器构成的单稳态 触发器227 本章小结229 自我检测题229 习题231 实验题235 第7章 数模与模数转换器236 7.1 概述236 7.2 D/A转换器236 7.2.1 D/A转换器的基本原理236 7.2.2 权电阻型D/A转换器237 7.2.3 R-2R网络型D/A转换器238 7.2.4 权电流型D/A转换器240 7.2.5 D/A转换器的主要技术 指标243 7.2.6 D/A转换器的典型应用245 7.3 A/D转换器246 7.3.1 A/D转换器的基本原理246 7.3.2 并行比较型A/D转换器249 7.3.3 逐次逼近型A/D转换器252 7.3.4 双积分型A/D转换器256 7.3.5 型A/D转换器*258 7.3.6 A/D转换器的主要技术 指标260 本章小结261 自我检测题261 习题262 实验题265 第8章 现代数字系统设计基础267 8.1 概述267 8.2 可编程逻辑器件268 8.2.1 可编程逻辑阵列PLA268 8.2.2 复杂可编程逻辑器件 CPLD271 8.2.3 现场可编程门阵列FPGA273 8.3 VHDL语言简介278 8.3.1 概述278 8.3.2 VHDL的语言要素281 8.3.3 VHDL程序的基本结构284 8.3.4 VHDL程序的句法286 8.3.5 常量、变量与信号292 8.4 数字系统设计实例294 8.4.1 4位数字频率计设计294 8.4.2 4位数字乘法器设计297 本章小结304 自我检测题305 习题306 实验题307 附录A 常用集成芯片引脚排列310 附录B EDA-3型数字数字电路学习板312 自我检测题答案314 参考文献316

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文摘

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序言

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逻辑的基石：数字世界的设计艺术 在现代科技飞速发展的浪潮中，数字电路扮演着不可或缺的角色。从我们手中轻薄的智能手机，到驱动整个世界的庞大服务器集群，再到精密控制的航天器和医疗设备，一切都离不开数字电路的设计、构建与优化。它不仅是电子工程领域的基石，更是理解信息时代运行逻辑的关键。 本书并非一本简单的技术手册，而是一次深入探索数字电路奥秘的旅程。我们将从最基本的逻辑门开始，逐步揭开数字系统的神秘面纱，领略那些看似简单却能构建出复杂智能的精妙设计。这是一门融合了严谨数学原理、抽象逻辑思维和具体工程实现的学科，它要求我们既要具备扎实的理论功底，也要拥有敏锐的工程实践能力。 从二进制到亿万逻辑：数字电路的核心概念 数字电路的魅力在于其高度的抽象性和通用性。它摆脱了模拟信号的连续性和易受干扰的限制，将一切信息转化为离散的0和1，即二进制数。这种二值化的处理方式，极大地简化了信号的表示、存储和传输，为大规模集成电路的设计和制造奠定了基础。 本书将首先详细介绍二进制计数系统、逻辑代数的基本公理和定理。我们将深入理解“与”、“或”、“非”、“异或”等基本逻辑门的功能，它们如同数字世界的原子，是构成一切复杂逻辑的基础。通过对这些基本逻辑门的组合和排列，我们可以构建出更为复杂的组合逻辑电路，如编码器、译码器、多路选择器、加法器等。这些电路在计算机的运算单元、数据选择和信号处理中发挥着至关重要的作用。 例如，加法器是数字电路中最基本也最重要的模块之一。我们将从半加器和全加器开始，一步步解析如何设计出能够执行任意位数加法的串行加法器和并行加法器。理解加法器的设计原理，不仅能帮助我们掌握逻辑电路的设计方法，更能让我们窥探到计算机为何能够进行如此高效的数值计算。 时序的脉动：状态的记忆与转换 除了组合逻辑电路，数字电路的另一个重要分支是时序逻辑电路。与组合逻辑电路的输出仅依赖于当前输入不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还与电路过去的状态有关。这种“记忆”能力使得时序逻辑电路能够实现状态的存储和转换，从而构建出更为复杂的逻辑功能，如计数器、寄存器、移位寄存器、状态机等。 我们将详细讲解触发器（Flip-flop）的设计原理，包括SR触发器、JK触发器、D触发器和T触发器。它们是时序逻辑电路的基本存储单元，能够记录和保持一个比特的信息。通过对触发器的不同组合和连接，我们可以构建出能够按照时钟信号的节拍进行状态更新的各种时序逻辑电路。 计数器是时序逻辑电路中最直观的应用之一。我们将学习如何设计异步计数器和同步计数器，理解它们在实现分频、定时和控制等方面的作用。移位寄存器则能实现数据的串行输入和并行输出，或并行输入和串行输出，在数据传输和转换中发挥着重要作用。 更进一步，我们将深入探讨有限状态机（Finite State Machine, FSM）的设计。FSM是描述和实现顺序控制逻辑的强大工具，它由一组状态、状态之间的转移条件以及每个状态下的输出组成。通过设计FSM，我们可以精确控制复杂系统的行为，从简单的交通灯控制器到复杂的微处理器控制单元，都离不开FSM的设计思想。我们将学习如何从需求分析出发，绘制状态转移图，并将其转化为具体的逻辑电路实现。 硬件描述语言的艺术：代码与逻辑的融合 在现代数字电路设计中，硬件描述语言（Hardware Description Language, HDL）已经成为不可或缺的工具。VHDL和Verilog等HDL能够让我们用文本化的方式描述硬件电路的功能和结构，然后通过EDA（Electronic Design Automation）工具进行综合、仿真和实现。这种设计方式极大地提高了设计效率，降低了设计复杂度，使得设计人员能够专注于算法和逻辑的创新，而将底层的物理实现交给工具完成。 本书将引导读者了解HDL的基本语法和结构，学习如何使用HDL来描述组合逻辑和时序逻辑电路。我们将通过大量的实例，演示如何将理论上的逻辑设计转化为可执行的HDL代码，并通过仿真验证其正确性。掌握HDL的使用，不仅是现代数字电路工程师的基本技能，更是实现复杂数字系统设计的关键。 从理论到实践：集成电路与系统设计 数字电路的设计并非止步于理论和仿真。最终，这些逻辑电路将被集成到芯片上，成为我们生活中无处不在的电子产品的一部分。本书将简要介绍集成电路（Integrated Circuit, IC）的基本结构和制造工艺，让我们了解数字逻辑是如何被微缩到硅片上的。 我们还将探讨一些更高级的数字系统设计概念，如微处理器（Microprocessor）和数字信号处理器（Digital Signal Processor, DSP）的基本原理。理解这些复杂系统的内部架构，能帮助我们更好地认识数字电路在整个信息处理链条中的位置和作用。 数字电路的意义与未来 数字电路的设计是一门充满挑战和创造性的学科。它要求我们具备严谨的逻辑思维、扎实的数学基础和优秀的工程实践能力。通过学习数字电路，我们不仅能够理解现代电子设备的工作原理，更能培养解决复杂问题的能力，为未来的科技创新奠定坚实的基础。 从简单的逻辑门到复杂的处理器，数字电路的发展历程就是人类智慧不断突破和创新的历程。随着技术的发展，数字电路的设计正朝着更高集成度、更低功耗、更强性能的方向发展，为人工智能、物联网、5G通信等前沿技术的实现提供强大的支撑。 本书旨在为读者提供一个全面而深入的数字电路学习体验。无论你是对电子工程充满好奇的学生，还是希望拓展技术视野的从业者，都能从本书中获得宝贵的知识和启发。让我们一起踏上这段激动人心的数字电路探索之旅，揭开逻辑世界的神秘面纱，掌握数字时代的设计艺术。

评分☆☆☆☆☆

初次捧读这本关于数字电路的巨著，那种沉甸甸的知识感扑面而来，仿佛置身于一个由逻辑门和布尔代数构筑的宏大迷宫。我特别欣赏作者在阐述基本概念时所展现出的那种抽丝剥茧般的耐心。从最基础的逻辑运算符号开始，到复杂的组合逻辑和时序逻辑电路的设计与分析，整个脉络清晰得如同 CAD 软件绘制的原理图。尤其是一些晦涩难懂的同步系统设计部分，作者巧妙地引入了实例和图示，将原本抽象的理论具象化，这对我这个在校学习电子工程的学生来说，无疑是雪中送炭。我记得有一次为了理解一个特定触发器的状态转换图，我翻阅了市面上好几本参考书，都觉得过于简略或者过于侧重数学推导。然而，这本书的处理方式是先给出直观的物理意义，再辅以严谨的数学模型，两者相辅相成，使得理解的深度和广度都得到了极大的提升。读完关于译码器和多路选择器那一章后，我感觉自己对数字系统的模块化构建有了全新的认识，不再是零散的知识点堆砌，而是一个有机的整体。这本书不仅仅是教科书，更像是一位经验丰富的老教授在耳边细细讲解，让人受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

如果说数字电路学习是一场攀登高山的旅程，那么这本书就是为你准备的专业向导和最可靠的登山装备。它的深度是毋庸置疑的，但更难能可贵的是它对“为什么”的追问。很多教材只告诉你“应该怎么做”，但这本书会让你明白“为什么必须这么做”。例如，在讨论时序逻辑中的毛刺（Glitch）问题时，作者不仅指出了毛刺的危害，还详细分析了不同逻辑门传播延迟差异如何导致毛刺的产生，并提供了如使用去抖动电路或增加冗余逻辑等多种有效的规避策略。这种对细节的偏执，体现了作者深厚的工程底蕴。我记得我正在尝试设计一个复杂的状态机控制器，反复调试都无法稳定运行，最终是通过回顾书中的静噪声容限和动态操作裕度那一小节，才意识到自己忽略了时序约束对系统稳定性的决定性影响。这种解决实际问题的能力，是教科书能给予的最高价值。

评分☆☆☆☆☆

对于自学者而言，这本书的结构设计简直是量身定制的“自适应学习系统”。它没有采用那种一上来就抛出复杂概念的“陡峭式”开局，而是采用了一种循序渐进、螺旋上升的教学方法。每一章的末尾都会设置难度递增的思考题和小型设计任务，这些练习不是简单的重复性计算，而是需要综合运用前面知识点进行小项目驱动的学习。我发现，即便是那些我自认为已经掌握的章节，在完成最后的习题后，也会发现自己对概念的理解上存在微小的偏差。更重要的是，作者在涉及到微处理器和FPGA等前沿内容的过渡章节中，处理得非常得体，它没有像有些教材那样简单地罗列新技术名词，而是将其置于传统数字电路的延伸和应用场景中进行讲解，帮助我们建立起从基础门电路到现代集成系统之间的知识桥梁。这让我的学习路径规划变得更加清晰和有方向感。

评分☆☆☆☆☆

这本书在处理理论与实际应用结合时的平衡感令人印象深刻。它不满足于停留在理论的象牙塔中，而是频繁地将讨论拉回到现实世界中元器件的特性和限制上。比如，在分析TTL和CMOS逻辑系列的差异时，作者不仅仅停留在电压阈值和功耗的参数对比，更深入地探讨了不同工艺对电路噪声抗扰度和开关速度的具体影响，这对于未来选择合适的芯片进行实际电路搭建至关重要。我曾试图用书中的理论去模拟设计一个简单的四位加法器，在纸上推导完成后，我发现书上特意指出在实际集成电路中，由于线延迟和负载效应，纯理论的并行加法器可能不如流水线结构稳定高效。这种对现实世界“不完美性”的深刻洞察，使得这本书的指导价值远超一般的学术著作，它教会我的不只是电路如何工作，更是如何以一个工程师的思维去思考如何让电路“可靠地”工作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图设计，简直是技术书籍中的一股清流。要知道，很多理工科教材，内容再好，那枯燥的黑白文字和比例失调的电路图都能让人望而却步。但こちらは，无论是字体的选择，还是关键公式的加粗强调，都透露着出版方对读者的尊重。我尤其喜欢那些深入浅出的示意图，它们往往能用最简洁的线条勾勒出电路工作的核心原理。比如在介绍可编程逻辑器件（PLD）时，作者提供的真值表和实际晶体管级电路的对比分析，让我立刻抓住了这种器件的精髓所在——用硬件实现软件的灵活性。我常常会带着马克笔，在书边空白处做大量的笔记和补充推导，但这套书的纸张质量也足够坚挺，不会洇墨。相比起那些只注重理论堆砌的同类书籍，它更注重“工程实践感”，这使得学习过程充满了乐趣，而不是单纯的记忆负担。每次合上书本，总有一种“今天又攻克了一个堡垒”的成就感。