數字電路 (第2版，全國高等職業教育規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉勇，袁麗艷 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 電路分析
• 電子技術
• 高等職業教育
• 教材
• 電子工程
• 數字邏輯
• 模擬電路
• 基礎電子學
• 電路設計

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111420552

商品編碼：29743980550

包裝：平裝

齣版時間：2013-07-01

基本信息

書名:數字電路 (第2版，全國高等職業教育規劃教材)

：32.80元

售價：22.3元,便宜10.5元,摺扣67

作者:劉勇, 袁麗艷

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2013-07-01

ISBN：9787111420552

字數：

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.381kg

編輯推薦

劉勇等編著的《數字電路(第2版）》是根據高職高專電子信息類專業教學的實際需要，結閤編者近年來實際教學經驗進行編寫的。電子技術可以分為模擬電子技術和數字電子技術兩大類。與之對應的電子電路也可以分為模擬電路與數字電路兩大類。模擬電路用來處理模擬信號，數字電路用來處理數字信號。模擬信號是指在時間上或數值上連續變化的物理量，數字信號是指在時間上或數值上離散變化的物理量。隨著科學技術的發展，數字電子技術已經被廣泛地應用於各個領域，在日常生活中更是隨處可見。

內容提要

劉勇等編著的《數字電路(第2版）》是根據高職高專電子信息類專業教學的實際需求，結閤編者近年 來 實際教學經驗進行編寫的，在編寫中充分考慮瞭高等 職業教育的培養目標、教學現狀和發展方嚮，突齣瞭實用性。

《數字電路(第2版）》主要內容包括：數字電路 基礎知識、邏輯門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝信號的産生與變換、數 一模轉換與模一數轉換、 仿真軟件——-Proteus和實訓與綜閤實訓等。在章節後麵有一些實用性強的 識圖和實訓演練，以培養技能應用型人纔為教學目的 。書後配有部分習題參考答案，列齣瞭有關數字電路基礎性實訓題目與綜閤 實訓題目，供讀者進行 技能訓練使用。考慮數字技術與模擬技術的連貫性，在附錄中對半導體基礎 知識進行瞭概括性的介紹。

《數字電路(第2版）》可作為高職高專電子信息 類專業的教材，也可作為相關專業的教學用書或技術人員參考用書。

目錄

齣版說明

前言

章 數字電路基礎知識

1.1 模擬信號與數字信號

1.1.1 模擬量與模擬信號

1.1.2 數字量與數字信號

1.1.3 數字電路的特點

1.2 集成電路的分類及型號的命名

1.2.1 數字電路的有源器件及邏輯電平

1.2.2 集成電路的分類及型號的命名方法

1.3 數製與碼製

1.3.1 十進製數(Decimal Number)

1.3.2 二進製數(Binary Number)

1.3.3 八進製數和十六進製數(Octal Number and Hexadecimal Number)

1.3.4 進位計數製之間的轉換

1.3.5 BCD碼與可靠性代碼

1.4 邏輯代數(Logic Algebra)基礎

1.4.1 基本邏輯運算(Basic Logic Operations)

1.4.2 邏輯函數(Logic Function)概述

1.4.3 邏輯代數的基本定律與規則

1.4.4 邏輯函數標準錶達式

1.4.5 邏輯函數的化簡

1.5 本章小結

1.6 習題

第2章 邏輯門電路

2.1 概述

2.2 半導體器件的開關特性及分立元器件門電路

2.2.1 半導體器件的開關特性

2.2.2 分立元器件門電路

2.3 TTL與非門電路(NAND Gate Circuit)

2.3.1 TTL與非門電路的電氣特性

2.3.2 可以綫與的TTL門電路

2.3.3 使用TTL門電路的注意事項

2.4 常見CMOS門電路

2.4.1 常見CMOS電路

2.4.2 使用CMOS門電路的注意事項

2.5 接口電路

2.6 本章小結

2.7 習題

第3章 組閤邏輯電路

3.1 組閤邏輯電路的分析與設計

3.1.1 組閤邏輯電路的分析

3.1.2 組閤邏輯電路的設計

3.2 常見組閤邏輯電路

3.2.1 加法器(Adder)

3.2.2 編碼器(Encoder)

3.2.3 譯碼器(Decoder)

3.2.4 數據選擇器與數據分配器

3.3 組閤邏輯電路的競爭冒險現象

3.4 本章小結

3.5 習題

第4章 觸發器

4.1 觸發器(Flip.Flop)概述

4.2 基本RS觸發器

4.3 同步觸發器

4.3.1 同步Rs觸發器

4.3.2 同步D觸發器

4.3.3 同步JK觸發器和T觸發器

4.4 無空翻觸發器

4.4.1 主從RS觸發器

4.4.2 主從JK觸發器

4.4.3 邊沿觸發器

4.5 集成觸發器

4.6 本章小結

4.7 習題

第5章 時序邏輯電路

5.1 時序邏輯電路的分析

5.1.1 同步時序邏輯電路的分析

5.1.2 異步時序邏輯電路的分析

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 計數器(Counter)

5.3.1 同步計數器

5.3.2 異步計數器

5.4 本章小結

5.5 習題

第6章 脈衝信號的産生與變換

6.1 概述

6.2 555定時器

6.2.1 555電路結構

6.2.2 555定時器功能描述

6.3 單穩態觸發器(Monostable Multivib,rotor)

6.3.1 由555電路構成的單穩態觸發器

6.3.2 集成單穩態觸發器

6.3.3 單穩態電路的應用

6.4 施密特觸發器(Schmi仕Trigger)

6.4.1 由555電路構成的施密特觸發器

6.4.2 集成施密特觸發器

6.4.3 施密特觸發器的應用

6.5 多諧振蕩器(Multividrator)

6.5.1 由555定時器構成的多諧振蕩器

6.5.2 石英晶體多諧振蕩器

6.5.3 由施密特觸發器組成的多諧振蕩器

6.5.4 環形振蕩器

6.6 本章小結

6.7 習題

第7章 數／模轉換與模／數轉換

7.1 數／模轉換器(D／A)

7.1.1 D／A轉換原理

7.1.2 常見D／A電路

7.1.3 D／A的主要性能指標

7.2 模／數轉換器(A／D)

7.2.1 A／D轉換原理

7.2.2 常見A／D電路

7.2.3 A／D的主要性能指標

7.3 本章小結

7.4 習題

第8章 仿真軟件——.Proteus ISIs

8.1 Proteus ISIs簡介

8.2 Proteus ISIS的編輯環境

8.2.1 進入和退齣Proteus ISIS編輯環境

8.2.2 認識Proteus ISIS的編輯環境

8.2.3 瞭解Proteus ISIS的器件庫

8.3 用Proteus IsIS編輯原理圖

8.3.1 圖形編輯的基本操作

8.3.2 連綫

8.3.3 編輯區域的縮放

8.3.4 顯示和隱藏點狀柵格及刷新

8.3.5 對象的放置和編輯

8.3.6 繪製原理圖

8.4 實例繪製

8.5 本章小結

8.6 習題

第9章 實訓與綜閤實訓

9.1 實訓

9.1.1 實訓1 門電路邏輯功能測試

9.1.2 實訓2門電路主要參數測試

9.1.3 實訓3組閤邏輯電路

9.1.4 實訓4譯碼顯示電路

9.1.5 實訓5數據選擇器

9.1.6 實訓6觸發器邏輯功能測試

9.1.7 實訓7寄存器

9.1.8 實訓8計數器

9.1.9實訓9 555定時器及其應用

9.2 綜閤實訓

9.2.1 綜閤實訓1交通燈控製電路

9.2.2 綜閤實訓2競賽搶答器

9.2.3 綜閤實訓3數字頻率計

9.2.4 綜閤實訓4數字鍾電路

9.2.5 綜閤實訓5汽車尾燈控製電路

附錄

附錄A 半導體集成電路型號的命名方法(GB3430—89)

附錄B 介紹54／74數字集成電路

部分習題參考答案

參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《精密設計：現代集成電路的藝術與科學》 內容簡介 在當今數字時代，集成電路（IC）的進步如同驅動文明發展的引擎，它們驅動著智能手機、高性能計算、人工智能、通信係統乃至航空航天等幾乎所有現代科技的飛躍。然而，在光鮮亮麗的終端産品背後，是一門博大精深、精密至極的設計學問。《精密設計：現代集成電路的藝術與科學》一書，旨在深入淺齣地揭示這一復雜領域的精髓，為讀者提供一個全麵而深刻的理解框架。本書不僅涵蓋瞭集成電路設計的基本原理和核心技術，更強調瞭其中蘊含的藝術性與科學性相輔相成的關係，引領讀者探索從概念構思到最終實現的全過程。 本書的內容組織嚴謹，邏輯清晰，以一種循序漸進的方式引導讀者深入理解集成電路設計的各個層麵。 第一部分：基礎理論與建模 本部分是理解後續內容的地基。我們首先從電子器件的物理基礎齣發，深入剖析MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）等關鍵器件的工作原理，包括其靜態和動態特性，以及寄生效應如何影響器件性能。在此基礎上，本書將詳細介紹電路的基本建模技術，從 SPICE 等電路仿真器的模型參數提取，到行為級、寄存器傳輸級（RTL）的抽象建模。這部分內容旨在讓讀者建立起對微觀器件行為和宏觀電路功能之間聯係的直觀認識，為後續的邏輯設計和物理實現打下堅實基礎。我們將探討不同精度的模型在設計流程不同階段的應用，以及如何根據設計需求選擇閤適的模型。 第二部分：數字邏輯設計與驗證 作為集成電路設計的核心，數字邏輯設計是本書的重點篇章。我們將係統地介紹組閤邏輯和時序邏輯的設計方法，包括布爾代數、卡諾圖、邏輯門電路及其優化。本書將重點闡述如何使用硬件描述語言（HDL），如 Verilog 或 VHDL，來描述和實現數字電路。我們將詳細講解 RTL 語言的語法、結構以及在設計中的應用，包括狀態機、計數器、移位寄存器、加法器、乘法器等常見數字模塊的設計。 更重要的是，本書將深入探討數字邏輯設計的驗證方法。這是確保設計正確性的關鍵步驟。我們將介紹靜態時序分析（STA）、功能仿真、形式驗證等多種驗證技術，並闡述它們在設計流程中的作用。讀者將學習如何編寫有效的測試平颱（Testbench），如何設計全麵的測試嚮量（Test Vector），以及如何分析仿真結果，發現和修復設計中的錯誤。本書還將介紹一些常用的驗證方法學，如覆蓋率驅動驗證（Coverage-Driven Verification）和隨機驗證（Random Verification），以應對日益復雜的芯片設計。 第三部分：邏輯綜閤與布局布綫 完成邏輯設計和功能驗證後，就需要將抽象的 RTL 代碼轉化為物理上可實現的電路。本部分將詳細介紹邏輯綜閤（Logic Synthesis）的過程。讀者將瞭解如何使用綜閤工具將 RTL 代碼映射到目標工藝庫中的標準單元（Standard Cells），以及如何進行麵積、速度和功耗的優化。我們將探討不同綜閤策略的影響，以及如何權衡這些設計目標。 緊接著，本書將深入講解物理設計中的關鍵環節——布局布綫（Place and Route）。讀者將學習如何將綜閤後的門級網錶放置到芯片的物理區域，如何進行時鍾樹綜閤（Clock Tree Synthesis, CTS）以解決時鍾偏斜問題，以及如何進行信號綫的布綫。本書將重點闡述布局布綫過程中遇到的挑戰，例如布綫擁塞、時序違例、功耗優化等，並介紹相應的解決方案和設計規則檢查（Design Rule Check, DRC）、版圖寄生參數提取（Layout Parasitic Extraction, LPE）等驗證流程。 第四部分：低功耗設計與高性能技術 隨著芯片功耗的不斷攀升，低功耗設計已成為集成電路設計不可或缺的一部分。本書將專門闢齣章節，係統地介紹各種低功耗設計技術，包括時鍾門控（Clock Gating）、功率門控（Power Gating）、動態電壓頻率調整（Dynamic Voltage and Frequency Scaling, DVFS）、多閾值電壓MOSFET（Multi-Vt MOSFET）等。讀者將瞭解這些技術的工作原理、實現方式以及在不同應用場景下的適用性。 同時，本書也將探討提升芯片性能的高性能設計技術。例如，流水綫（Pipelining）技術如何提高吞吐量，緩存（Cache）設計如何降低訪存延遲，以及如何通過並行計算等方法來加速特定任務的處理。我們將分析這些技術對整體性能的影響，並提供設計上的指導。 第五部分：先進設計方法與新興領域 為瞭跟上技術發展的步伐，本書還將介紹一些先進的設計方法和新興的集成電路設計領域。這包括： 高級驗證技術： 深入探討ＵVM（Universal Verification Methodology）等先進驗證框架，以及係統級驗證（System-Level Verification）的重要性。 芯片架構探索： 介紹現代處理器架構（如亂序執行、多核設計）、內存控製器設計以及片上網絡（Network-on-Chip, NoC）的設計思想。 特定領域架構（DSA）： 討論如何針對特定應用（如人工智能、圖形處理）設計定製化的硬件加速器，以及硬件/軟件協同設計的概念。 新興技術展望： 簡要介紹當前集成電路設計領域的前沿研究方嚮，如三維集成電路（3D IC）、新型存儲器技術、量子計算相關的集成電路挑戰等，為讀者描繪未來的發展圖景。 第六部分：設計流程與工具生態 集成電路設計是一個高度專業化的流程，涉及眾多復雜的工具和技術。本書將梳理整個集成電路設計流程，從需求分析、架構設計、RTL 設計、邏輯綜閤、物理設計，到最終的流片（Tape-out）。我們將介紹業界主流EDA（Electronic Design Automation）工具的類型和功能，例如 Synopsys、Cadence、Siemens EDA 等公司提供的綜閤工具、布局布綫工具、仿真工具和驗證工具。本書旨在幫助讀者建立對完整設計流程的認知，理解各環節之間的相互依賴關係，並為實際應用提供指導。 本書特色與價值 《精密設計：現代集成電路的藝術與科學》不僅僅是一本技術手冊，更是一門藝術與科學的融閤。本書強調設計的“藝術性”體現在對創造性解決方案的追求、對優雅代碼的編寫以及對係統整體美的把握；而“科學性”則體現在嚴謹的數學推導、精確的物理建模和係統的工程方法。 本書的編寫風格力求通俗易懂，即使是初學者也能循序漸進地掌握核心概念。同時，對於有一定基礎的讀者，本書也提供瞭深入的技術細節和前沿的探討。本書通過大量的實例和圖解，將抽象的概念形象化，便於讀者理解和記憶。 本書的目標讀者包括但不限於： 電子工程、微電子學、計算機科學與技術等相關專業的本科生、研究生。 從事集成電路設計、驗證、物理設計等工作的工程師。 對現代數字技術和芯片設計原理感興趣的廣大科技愛好者。 通過閱讀本書，讀者將能夠： 深入理解集成電路設計的基本原理和核心技術。 掌握使用硬件描述語言進行數字邏輯設計的方法。 熟悉集成電路設計流程中的關鍵環節，如邏輯綜閤和布局布綫。 瞭解低功耗設計和高性能設計的重要技術。 拓寬視野，瞭解先進設計方法和新興技術的發展趨勢。 《精密設計：現代集成電路的藝術與科學》將帶領讀者踏上一段探索微觀世界奧秘的精彩旅程，領略集成電路設計這一驅動數字時代發展的核心驅動力所蘊含的智慧與魅力。本書將是您深入理解和掌握集成電路設計技術的寶貴資源。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我一開始對“全國高等職業教育規劃教材”這個定位有點猶豫，擔心內容會過於基礎和淺薄，無法滿足我進階學習的需求。但實際閱讀下來，這種顧慮完全是多餘的。這本書的深度是完全可以支撐起本科階段甚至更深層次學習的。它在介紹組閤邏輯和時序邏輯時，對競爭冒險、毛刺等實際電路中常見的“疑難雜癥”的處理非常到位。它不僅僅是告訴你這些現象存在，更重要的是，它提供瞭切實可行的規避和解決策略，例如使用去耦電容、優化門電路扇入扇齣等。這體現瞭編寫者深厚的工程實踐背景，他們知道書本知識在真實電路闆上會遇到什麼“坑”。對於我們這些以後要做硬件調試的人來說，這種“避坑指南”比任何理論推導都來得寶貴。我用書裏的方法分析瞭一個我們實驗室項目中的時序錯誤，結果很快就定位並修復瞭問題，這讓我對這本書的實用價值深信不疑。它不是一本“紙上談兵”的書，而是一本可以帶到實驗颱上的“工具書”。

評分☆☆☆☆☆

我是一個在校的電子信息工程專業的學生，坦白說，很多專業課讀起來都有些枯燥，尤其涉及到基礎理論的部分。這本《數字電路》（第2版）給我的感覺是，它在保持學術嚴謹性的同時，成功地注入瞭大量的“可讀性”。它的語言風格非常平實，沒有過度使用那些讓人望而生畏的術語，如果非要打個比方，它就像一個經驗豐富的老教師，在你快要迷失在公式海洋裏時，輕輕拉你一把，指齣眼前的風景。我尤其欣賞它在介紹存儲器和可編程邏輯器件（PLD）那幾章的處理方式。很多教材在這部分會寫得非常簡略，好像那是給“高材生”纔需要掌握的內容，但這本書卻用瞭非常細緻的篇幅，從SRAM的基本單元結構到CPLD的宏單元劃分，都進行瞭詳盡的剖析。這讓我意識到，現代數字係統設計，絕不僅僅是搭幾個門電路那麼簡單，存儲和靈活配置纔是王道。這本書不僅教會瞭我“怎麼做”，更重要的是，它啓發瞭我去思考“為什麼用這種方式做”，這種對設計哲學層麵的引導，遠比記住幾個公式有價值得多。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對電路設計充滿熱情，但數學基礎相對薄弱的學習者。很多人都說，數字電路的基礎是布爾代數和卡諾圖化簡，但我對這些代數推導總是感到力不從心，容易在繁瑣的公式中迷失方嚮，看不到最終目標。這本《數字電路》（第2版）給我最大的驚喜，就是它對“圖形化思維”的強調。它似乎理解讀者的痛點，花瞭大量的篇幅講解如何用狀態圖和狀態轉移錶來設計有限狀態機（FSM），而不是一味地強迫讀者去做復雜的布爾方程化簡。通過圖形化的方式構建狀態轉移邏輯，不僅過程直觀易懂，而且更重要的是，它能幫助我們建立起對係統行為的整體把握。當我能清晰地畫齣狀態圖，並據此推導齣正確的觸發器輸入邏輯時，那種成就感是單純做代數變換無法比擬的。這本書成功地將抽象的邏輯轉換成瞭可觸摸、可感知的流程圖，極大地降低瞭復雜係統設計的入門門檻。

評分☆☆☆☆☆

從一個資深硬件工程師的角度來看，一本好的教材不僅要教基礎，更要體現時代性。這本書在第二版中，成功地將傳統數字電路的基礎知識與現代FPGA設計流程進行瞭巧妙的銜接，這是我非常贊賞的一點。它在講解完基本的邏輯門和組閤電路後，並沒有止步於手工繪製電路圖，而是順理成章地引入瞭硬件描述語言（HDL）的基本概念，並用VHDL或Verilog的結構化描述方式，來重新詮釋那些我們剛剛學過的邏輯功能。這種“傳統電路圖 <—> 現代HDL代碼”的雙嚮映射，讓我清晰地看到瞭理論是如何在現代設計工具中被自動綜閤和實現的。它沒有強行灌輸HDL的全部語法，而是著眼於“思維的轉換”——如何用更高級的抽象層次去描述電路。這使得我們這些需要緊跟行業前沿的人，能夠站在紮實的底層邏輯之上，更高效地學習和應用現代的數字設計方法學。這本書真正做到瞭連接過去與未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我們這些半路齣傢的工程師量身定做的“救星”啊！我之前在工作中接觸到一些嵌入式項目，每次看到那些復雜的邏輯圖和時序分析，頭都大。市麵上那些教材要麼是理論堆砌，要麼就是直接跳到高級算法，根本不適閤我這種需要快速上手實踐的人。但是這本《數字電路》（第2版），內容編排得太貼心瞭。它不是那種冷冰冰地把教科書上的定義搬過來，而是用瞭大量的工程實例來串聯知識點。比如講觸發器的時候，它沒有直接丟一堆波形圖讓你死記硬背，而是通過一個小型計數器的設計流程，讓你一步步明白為什麼需要JK觸發器，而不是RS觸發器。這種“先用起來，再深究原理”的教學思路，對我來說簡直是醍醐灌頂。而且，書中的插圖和仿真圖示都非常清晰，很多晦澀的概念，在對照圖示後豁然開朗。我特彆喜歡它對“抽象化”過程的講解，如何把一個實際需求分解成邏輯門電路，這纔是工程思維的核心。讀完這本書，我感覺自己對底層硬件的理解不再是模糊的“黑箱”操作，而是建立在紮實的邏輯基礎上瞭，這極大地提升瞭我解決實際問題的信心和效率。