数字电路 (第2版，全国高等职业教育规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘勇，袁丽艳 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111420552

商品编码：29743980550

包装：平装

出版时间：2013-07-01

基本信息

书名:数字电路 (第2版，全国高等职业教育规划教材)

：32.80元

售价：22.3元,便宜10.5元,折扣67

作者:刘勇, 袁丽艳

出版社：机械工业出版社

出版日期：2013-07-01

ISBN：9787111420552

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

刘勇等编著的《数字电路(第2版）》是根据高职高专电子信息类专业教学的实际需要，结合编者近年来实际教学经验进行编写的。电子技术可以分为模拟电子技术和数字电子技术两大类。与之对应的电子电路也可以分为模拟电路与数字电路两大类。模拟电路用来处理模拟信号，数字电路用来处理数字信号。模拟信号是指在时间上或数值上连续变化的物理量，数字信号是指在时间上或数值上离散变化的物理量。随着科学技术的发展，数字电子技术已经被广泛地应用于各个领域，在日常生活中更是随处可见。

内容提要

刘勇等编著的《数字电路(第2版）》是根据高职高专电子信息类专业教学的实际需求，结合编者近年 来 实际教学经验进行编写的，在编写中充分考虑了高等 职业教育的培养目标、教学现状和发展方向，突出了实用性。

《数字电路(第2版）》主要内容包括：数字电路 基础知识、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲信号的产生与变换、数 一模转换与模一数转换、 仿真软件——-Proteus和实训与综合实训等。在章节后面有一些实用性强的 识图和实训演练，以培养技能应用型人才为教学目的 。书后配有部分习题参考答案，列出了有关数字电路基础性实训题目与综合 实训题目，供读者进行 技能训练使用。考虑数字技术与模拟技术的连贯性，在附录中对半导体基础 知识进行了概括性的介绍。

《数字电路(第2版）》可作为高职高专电子信息 类专业的教材，也可作为相关专业的教学用书或技术人员参考用书。

目录

出版说明

前言

章 数字电路基础知识

1.1 模拟信号与数字信号

1.1.1 模拟量与模拟信号

1.1.2 数字量与数字信号

1.1.3 数字电路的特点

1.2 集成电路的分类及型号的命名

1.2.1 数字电路的有源器件及逻辑电平

1.2.2 集成电路的分类及型号的命名方法

1.3 数制与码制

1.3.1 十进制数(Decimal Number)

1.3.2 二进制数(Binary Number)

1.3.3 八进制数和十六进制数(Octal Number and Hexadecimal Number)

1.3.4 进位计数制之间的转换

1.3.5 BCD码与可靠性代码

1.4 逻辑代数(Logic Algebra)基础

1.4.1 基本逻辑运算(Basic Logic Operations)

1.4.2 逻辑函数(Logic Function)概述

1.4.3 逻辑代数的基本定律与规则

1.4.4 逻辑函数标准表达式

1.4.5 逻辑函数的化简

1.5 本章小结

1.6 习题

第2章 逻辑门电路

2.1 概述

2.2 半导体器件的开关特性及分立元器件门电路

2.2.1 半导体器件的开关特性

2.2.2 分立元器件门电路

2.3 TTL与非门电路(NAND Gate Circuit)

2.3.1 TTL与非门电路的电气特性

2.3.2 可以线与的TTL门电路

2.3.3 使用TTL门电路的注意事项

2.4 常见CMOS门电路

2.4.1 常见CMOS电路

2.4.2 使用CMOS门电路的注意事项

2.5 接口电路

2.6 本章小结

2.7 习题

第3章 组合逻辑电路

3.1 组合逻辑电路的分析与设计

3.1.1 组合逻辑电路的分析

3.1.2 组合逻辑电路的设计

3.2 常见组合逻辑电路

3.2.1 加法器(Adder)

3.2.2 编码器(Encoder)

3.2.3 译码器(Decoder)

3.2.4 数据选择器与数据分配器

3.3 组合逻辑电路的竞争冒险现象

3.4 本章小结

3.5 习题

第4章 触发器

4.1 触发器(Flip.Flop)概述

4.2 基本RS触发器

4.3 同步触发器

4.3.1 同步Rs触发器

4.3.2 同步D触发器

4.3.3 同步JK触发器和T触发器

4.4 无空翻触发器

4.4.1 主从RS触发器

4.4.2 主从JK触发器

4.4.3 边沿触发器

4.5 集成触发器

4.6 本章小结

4.7 习题

第5章 时序逻辑电路

5.1 时序逻辑电路的分析

5.1.1 同步时序逻辑电路的分析

5.1.2 异步时序逻辑电路的分析

5.2 寄存器(Register)

5.2.1 基本寄存器

5.2.2 移位寄存器(Shift Register)

5.3 计数器(Counter)

5.3.1 同步计数器

5.3.2 异步计数器

5.4 本章小结

5.5 习题

第6章 脉冲信号的产生与变换

6.1 概述

6.2 555定时器

6.2.1 555电路结构

6.2.2 555定时器功能描述

6.3 单稳态触发器(Monostable Multivib,rotor)

6.3.1 由555电路构成的单稳态触发器

6.3.2 集成单稳态触发器

6.3.3 单稳态电路的应用

6.4 施密特触发器(Schmi仕Trigger)

6.4.1 由555电路构成的施密特触发器

6.4.2 集成施密特触发器

6.4.3 施密特触发器的应用

6.5 多谐振荡器(Multividrator)

6.5.1 由555定时器构成的多谐振荡器

6.5.2 石英晶体多谐振荡器

6.5.3 由施密特触发器组成的多谐振荡器

6.5.4 环形振荡器

6.6 本章小结

6.7 习题

第7章 数／模转换与模／数转换

7.1 数／模转换器(D／A)

7.1.1 D／A转换原理

7.1.2 常见D／A电路

7.1.3 D／A的主要性能指标

7.2 模／数转换器(A／D)

7.2.1 A／D转换原理

7.2.2 常见A／D电路

7.2.3 A／D的主要性能指标

7.3 本章小结

7.4 习题

第8章 仿真软件——.Proteus ISIs

8.1 Proteus ISIs简介

8.2 Proteus ISIS的编辑环境

8.2.1 进入和退出Proteus ISIS编辑环境

8.2.2 认识Proteus ISIS的编辑环境

8.2.3 了解Proteus ISIS的器件库

8.3 用Proteus IsIS编辑原理图

8.3.1 图形编辑的基本操作

8.3.2 连线

8.3.3 编辑区域的缩放

8.3.4 显示和隐藏点状栅格及刷新

8.3.5 对象的放置和编辑

8.3.6 绘制原理图

8.4 实例绘制

8.5 本章小结

8.6 习题

第9章 实训与综合实训

9.1 实训

9.1.1 实训1 门电路逻辑功能测试

9.1.2 实训2门电路主要参数测试

9.1.3 实训3组合逻辑电路

9.1.4 实训4译码显示电路

9.1.5 实训5数据选择器

9.1.6 实训6触发器逻辑功能测试

9.1.7 实训7寄存器

9.1.8 实训8计数器

9.1.9实训9 555定时器及其应用

9.2 综合实训

9.2.1 综合实训1交通灯控制电路

9.2.2 综合实训2竞赛抢答器

9.2.3 综合实训3数字频率计

9.2.4 综合实训4数字钟电路

9.2.5 综合实训5汽车尾灯控制电路

附录

附录A 半导体集成电路型号的命名方法(GB3430—89)

附录B 介绍54／74数字集成电路

部分习题参考答案

参考文献

作者介绍

文摘

序言

《精密设计：现代集成电路的艺术与科学》 内容简介 在当今数字时代，集成电路（IC）的进步如同驱动文明发展的引擎，它们驱动着智能手机、高性能计算、人工智能、通信系统乃至航空航天等几乎所有现代科技的飞跃。然而，在光鲜亮丽的终端产品背后，是一门博大精深、精密至极的设计学问。《精密设计：现代集成电路的艺术与科学》一书，旨在深入浅出地揭示这一复杂领域的精髓，为读者提供一个全面而深刻的理解框架。本书不仅涵盖了集成电路设计的基本原理和核心技术，更强调了其中蕴含的艺术性与科学性相辅相成的关系，引领读者探索从概念构思到最终实现的全过程。 本书的内容组织严谨，逻辑清晰，以一种循序渐进的方式引导读者深入理解集成电路设计的各个层面。 第一部分：基础理论与建模 本部分是理解后续内容的地基。我们首先从电子器件的物理基础出发，深入剖析MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等关键器件的工作原理，包括其静态和动态特性，以及寄生效应如何影响器件性能。在此基础上，本书将详细介绍电路的基本建模技术，从 SPICE 等电路仿真器的模型参数提取，到行为级、寄存器传输级（RTL）的抽象建模。这部分内容旨在让读者建立起对微观器件行为和宏观电路功能之间联系的直观认识，为后续的逻辑设计和物理实现打下坚实基础。我们将探讨不同精度的模型在设计流程不同阶段的应用，以及如何根据设计需求选择合适的模型。 第二部分：数字逻辑设计与验证 作为集成电路设计的核心，数字逻辑设计是本书的重点篇章。我们将系统地介绍组合逻辑和时序逻辑的设计方法，包括布尔代数、卡诺图、逻辑门电路及其优化。本书将重点阐述如何使用硬件描述语言（HDL），如 Verilog 或 VHDL，来描述和实现数字电路。我们将详细讲解 RTL 语言的语法、结构以及在设计中的应用，包括状态机、计数器、移位寄存器、加法器、乘法器等常见数字模块的设计。 更重要的是，本书将深入探讨数字逻辑设计的验证方法。这是确保设计正确性的关键步骤。我们将介绍静态时序分析（STA）、功能仿真、形式验证等多种验证技术，并阐述它们在设计流程中的作用。读者将学习如何编写有效的测试平台（Testbench），如何设计全面的测试向量（Test Vector），以及如何分析仿真结果，发现和修复设计中的错误。本书还将介绍一些常用的验证方法学，如覆盖率驱动验证（Coverage-Driven Verification）和随机验证（Random Verification），以应对日益复杂的芯片设计。 第三部分：逻辑综合与布局布线 完成逻辑设计和功能验证后，就需要将抽象的 RTL 代码转化为物理上可实现的电路。本部分将详细介绍逻辑综合（Logic Synthesis）的过程。读者将了解如何使用综合工具将 RTL 代码映射到目标工艺库中的标准单元（Standard Cells），以及如何进行面积、速度和功耗的优化。我们将探讨不同综合策略的影响，以及如何权衡这些设计目标。 紧接着，本书将深入讲解物理设计中的关键环节——布局布线（Place and Route）。读者将学习如何将综合后的门级网表放置到芯片的物理区域，如何进行时钟树综合（Clock Tree Synthesis, CTS）以解决时钟偏斜问题，以及如何进行信号线的布线。本书将重点阐述布局布线过程中遇到的挑战，例如布线拥塞、时序违例、功耗优化等，并介绍相应的解决方案和设计规则检查（Design Rule Check, DRC）、版图寄生参数提取（Layout Parasitic Extraction, LPE）等验证流程。 第四部分：低功耗设计与高性能技术 随着芯片功耗的不断攀升，低功耗设计已成为集成电路设计不可或缺的一部分。本书将专门辟出章节，系统地介绍各种低功耗设计技术，包括时钟门控（Clock Gating）、功率门控（Power Gating）、动态电压频率调整（Dynamic Voltage and Frequency Scaling, DVFS）、多阈值电压MOSFET（Multi-Vt MOSFET）等。读者将了解这些技术的工作原理、实现方式以及在不同应用场景下的适用性。 同时，本书也将探讨提升芯片性能的高性能设计技术。例如，流水线（Pipelining）技术如何提高吞吐量，缓存（Cache）设计如何降低访存延迟，以及如何通过并行计算等方法来加速特定任务的处理。我们将分析这些技术对整体性能的影响，并提供设计上的指导。 第五部分：先进设计方法与新兴领域 为了跟上技术发展的步伐，本书还将介绍一些先进的设计方法和新兴的集成电路设计领域。这包括： 高级验证技术： 深入探讨ＵVM（Universal Verification Methodology）等先进验证框架，以及系统级验证（System-Level Verification）的重要性。 芯片架构探索： 介绍现代处理器架构（如乱序执行、多核设计）、内存控制器设计以及片上网络（Network-on-Chip, NoC）的设计思想。 特定领域架构（DSA）： 讨论如何针对特定应用（如人工智能、图形处理）设计定制化的硬件加速器，以及硬件/软件协同设计的概念。 新兴技术展望： 简要介绍当前集成电路设计领域的前沿研究方向，如三维集成电路（3D IC）、新型存储器技术、量子计算相关的集成电路挑战等，为读者描绘未来的发展图景。 第六部分：设计流程与工具生态 集成电路设计是一个高度专业化的流程，涉及众多复杂的工具和技术。本书将梳理整个集成电路设计流程，从需求分析、架构设计、RTL 设计、逻辑综合、物理设计，到最终的流片（Tape-out）。我们将介绍业界主流EDA（Electronic Design Automation）工具的类型和功能，例如 Synopsys、Cadence、Siemens EDA 等公司提供的综合工具、布局布线工具、仿真工具和验证工具。本书旨在帮助读者建立对完整设计流程的认知，理解各环节之间的相互依赖关系，并为实际应用提供指导。 本书特色与价值 《精密设计：现代集成电路的艺术与科学》不仅仅是一本技术手册，更是一门艺术与科学的融合。本书强调设计的“艺术性”体现在对创造性解决方案的追求、对优雅代码的编写以及对系统整体美的把握；而“科学性”则体现在严谨的数学推导、精确的物理建模和系统的工程方法。 本书的编写风格力求通俗易懂，即使是初学者也能循序渐进地掌握核心概念。同时，对于有一定基础的读者，本书也提供了深入的技术细节和前沿的探讨。本书通过大量的实例和图解，将抽象的概念形象化，便于读者理解和记忆。 本书的目标读者包括但不限于： 电子工程、微电子学、计算机科学与技术等相关专业的本科生、研究生。 从事集成电路设计、验证、物理设计等工作的工程师。 对现代数字技术和芯片设计原理感兴趣的广大科技爱好者。 通过阅读本书，读者将能够： 深入理解集成电路设计的基本原理和核心技术。 掌握使用硬件描述语言进行数字逻辑设计的方法。 熟悉集成电路设计流程中的关键环节，如逻辑综合和布局布线。 了解低功耗设计和高性能设计的重要技术。 拓宽视野，了解先进设计方法和新兴技术的发展趋势。 《精密设计：现代集成电路的艺术与科学》将带领读者踏上一段探索微观世界奥秘的精彩旅程，领略集成电路设计这一驱动数字时代发展的核心驱动力所蕴含的智慧与魅力。本书将是您深入理解和掌握集成电路设计技术的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对电路设计充满热情，但数学基础相对薄弱的学习者。很多人都说，数字电路的基础是布尔代数和卡诺图化简，但我对这些代数推导总是感到力不从心，容易在繁琐的公式中迷失方向，看不到最终目标。这本《数字电路》（第2版）给我最大的惊喜，就是它对“图形化思维”的强调。它似乎理解读者的痛点，花了大量的篇幅讲解如何用状态图和状态转移表来设计有限状态机（FSM），而不是一味地强迫读者去做复杂的布尔方程化简。通过图形化的方式构建状态转移逻辑，不仅过程直观易懂，而且更重要的是，它能帮助我们建立起对系统行为的整体把握。当我能清晰地画出状态图，并据此推导出正确的触发器输入逻辑时，那种成就感是单纯做代数变换无法比拟的。这本书成功地将抽象的逻辑转换成了可触摸、可感知的流程图，极大地降低了复杂系统设计的入门门槛。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深硬件工程师的角度来看，一本好的教材不仅要教基础，更要体现时代性。这本书在第二版中，成功地将传统数字电路的基础知识与现代FPGA设计流程进行了巧妙的衔接，这是我非常赞赏的一点。它在讲解完基本的逻辑门和组合电路后，并没有止步于手工绘制电路图，而是顺理成章地引入了硬件描述语言（HDL）的基本概念，并用VHDL或Verilog的结构化描述方式，来重新诠释那些我们刚刚学过的逻辑功能。这种“传统电路图 <—> 现代HDL代码”的双向映射，让我清晰地看到了理论是如何在现代设计工具中被自动综合和实现的。它没有强行灌输HDL的全部语法，而是着眼于“思维的转换”——如何用更高级的抽象层次去描述电路。这使得我们这些需要紧跟行业前沿的人，能够站在扎实的底层逻辑之上，更高效地学习和应用现代的数字设计方法学。这本书真正做到了连接过去与未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我们这些半路出家的工程师量身定做的“救星”啊！我之前在工作中接触到一些嵌入式项目，每次看到那些复杂的逻辑图和时序分析，头都大。市面上那些教材要么是理论堆砌，要么就是直接跳到高级算法，根本不适合我这种需要快速上手实践的人。但是这本《数字电路》（第2版），内容编排得太贴心了。它不是那种冷冰冰地把教科书上的定义搬过来，而是用了大量的工程实例来串联知识点。比如讲触发器的时候，它没有直接丢一堆波形图让你死记硬背，而是通过一个小型计数器的设计流程，让你一步步明白为什么需要JK触发器，而不是RS触发器。这种“先用起来，再深究原理”的教学思路，对我来说简直是醍醐灌顶。而且，书中的插图和仿真图示都非常清晰，很多晦涩的概念，在对照图示后豁然开朗。我特别喜欢它对“抽象化”过程的讲解，如何把一个实际需求分解成逻辑门电路，这才是工程思维的核心。读完这本书，我感觉自己对底层硬件的理解不再是模糊的“黑箱”操作，而是建立在扎实的逻辑基础上了，这极大地提升了我解决实际问题的信心和效率。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一开始对“全国高等职业教育规划教材”这个定位有点犹豫，担心内容会过于基础和浅薄，无法满足我进阶学习的需求。但实际阅读下来，这种顾虑完全是多余的。这本书的深度是完全可以支撑起本科阶段甚至更深层次学习的。它在介绍组合逻辑和时序逻辑时，对竞争冒险、毛刺等实际电路中常见的“疑难杂症”的处理非常到位。它不仅仅是告诉你这些现象存在，更重要的是，它提供了切实可行的规避和解决策略，例如使用去耦电容、优化门电路扇入扇出等。这体现了编写者深厚的工程实践背景，他们知道书本知识在真实电路板上会遇到什么“坑”。对于我们这些以后要做硬件调试的人来说，这种“避坑指南”比任何理论推导都来得宝贵。我用书里的方法分析了一个我们实验室项目中的时序错误，结果很快就定位并修复了问题，这让我对这本书的实用价值深信不疑。它不是一本“纸上谈兵”的书，而是一本可以带到实验台上的“工具书”。

评分☆☆☆☆☆

我是一个在校的电子信息工程专业的学生，坦白说，很多专业课读起来都有些枯燥，尤其涉及到基础理论的部分。这本《数字电路》（第2版）给我的感觉是，它在保持学术严谨性的同时，成功地注入了大量的“可读性”。它的语言风格非常平实，没有过度使用那些让人望而生畏的术语，如果非要打个比方，它就像一个经验丰富的老教师，在你快要迷失在公式海洋里时，轻轻拉你一把，指出眼前的风景。我尤其欣赏它在介绍存储器和可编程逻辑器件（PLD）那几章的处理方式。很多教材在这部分会写得非常简略，好像那是给“高材生”才需要掌握的内容，但这本书却用了非常细致的篇幅，从SRAM的基本单元结构到CPLD的宏单元划分，都进行了详尽的剖析。这让我意识到，现代数字系统设计，绝不仅仅是搭几个门电路那么简单，存储和灵活配置才是王道。这本书不仅教会了我“怎么做”，更重要的是，它启发了我去思考“为什么用这种方式做”，这种对设计哲学层面的引导，远比记住几个公式有价值得多。