数字电子技术——全国高职高专一体化教学通用教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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宋卫海 等 著

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出版社： 山东科学技术出版社

ISBN：9787533145316

商品编码：29783933009

包装：平装

出版时间：2007-09-01

基本信息

书名：数字电子技术——全国高职高专一体化教学通用教材

定价：36.00元

作者：宋卫海 等

出版社：山东科学技术出版社

出版日期：2007-09-01

ISBN：9787533145316

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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随着半导体技术的迅速发展、微型计算机的广泛应用，数字电子技术在现代科学技术领域中已经成为发展快的学科之一。它的发展不仅深刻地影响着人们的生产、生活，也推动着其他学科的进步。在高职高专电类专业的教学中数字电子技术是一门专业基础课。本书是按照教育部*制定的《高职高专教育数字电子技术基础课程教学基本要求》，本着理论够用，应用为主，注重实践的“一体化”教学思想编写的。
本书的编写人员均来自高职高专院校从事数字电子技术教学的线教师，具有丰富的教学经验。根据高职高专学生的实际情况，本书在编写过程中，删除了繁杂的数学公式推导以及集成电路的内部结构，力求简明扼要、深入浅出、通俗易懂。本书从工程应用角度出发，介绍了数字电子技术的基础知识和理论，为进一步学习专业课打下坚实的基础，主要内容包括数字逻辑基础、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、555定时器与脉冲产生电路、数模和模数转换、存储器等传统内容，根据数字电子技术的*发展，还增加了PLD／FPGA器件原理及应用。本书注重“讲、学、做”统一协调，遵循理论和实践结合的原则，实现了理论、EWB仿真实验和实训紧密结合，突出了数字电子技术应用性、针对性和前瞻性；注重培养学生的自学能力、应用能力和创新能力。在内容安排上将理论知识与仿真实验相结合，叙述简练清楚，实例与知识点结合恰当，例题分析透彻，习题安排合理，实验内容及步骤都经过细致挑选和精心安排。

目录

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章　数字电子技术概述
　节　数字电路的特点和分类
　第二节　数制与码制
　第三节　数字脉冲波形的主要参数
　第四节　数字电路中的二极管、三极管和MOS管
　习题一
第二章　逻辑代数基础
　节　逻辑代数中的运算
　第二节　逻辑代数的基本定律、公式及规则
　第三节　逻辑函数及其表示方法
　第四节　逻辑函数的代数化简法
　第五节　逻辑函数的卡诺图化简法
　实验
　实验2—1　用分立元件实现门电路
　习题二
第三章　数字集成逻辑门电路
　节　概述
　第二节　TTL集成逻辑门电路
　第三节　CMOS集成逻辑门电路
　第四节　TTL电路与高速CMOS电路的接口
　第五节　外集成电路的命名方法
　实验
　实验3—1　TTL电路和CMOS电路逻辑功能测试
　实验3—2　门电路多余输入端的处理
　实验3—3　三态门逻辑功能测试及应用
　习题三
第四章　组合逻辑电路
　节　组合逻辑电路的分析
　第二节　组合逻辑电路的设计
　第三节　编码器
　第四节　译码器
　第五节　数据分配器
　第六节　数据选择器
　第七节　数值比较器
　第八节　加法器
　第九节　组合逻辑电路中的竞争冒险
　实验
　实验4—1　组合逻辑电路设计
　实验4—2　常用集成组合逻辑电路
　习题四
第五章　触发器
　节　概述
　第二节　基本RS触发器
　第三节　同步触发器
　第四节　主从触发器
　第五节　边沿触发器
　第六节　触发器集成逻辑器件
　第七节　应用触发器实现智力竞赛抢答器
　实验
　实验5—1　触发器功能测试及应用
　习题五
第六章　时序逻辑电路
　节　概述
　第二节　时序逻辑电路的分析
　第三节　计数器
　第四节　寄存器和移位寄存器
　第五节　同步时序逻辑电路的设计
　实验
　实验6—1　计数器
　实验6—2　移位寄存器
　实验6—3　数字电子钟设计与仿真
　实验6—4　汽车尾灯控制电路设计与仿真
　习题六
第七章　555定时器与脉冲产生电路
　节　概述
　第二节　用555定时器构成多谐振荡器
　第三节　用555定时器构成施密特触发器
　第四节　用555定时器构成单稳态触发器
　实验
　实验7—1　555定时器及其应用
　习题七
第八章　存储器
　节　概述
　第二节　只读存储器——ROM
　第三节　存取存储器——RAM
　习题八
第九章　可编程逻辑器件及其应用
　节　概述
　第二节　PLD／FPGA的编程语言
　第三节　基于FPGA／CPLD的数字电路设计
　习题九
第十章　数／模和模／数转换器
　节　概述
　第二节　D／A转换器
　第三节　A／D转换器
　实验
　实验10—1　D／A、A／D转换器测试
　习题十
附录
　附录1　EWB简介
　附录2　PLD／FPGA开发工具简介
　附录3　数字电子技术实训
　附录4　常用数字集成电路型号及引脚
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代集成电路设计与应用》 一、 深度解析与内容概览 《现代集成电路设计与应用》是一本旨在全面、深入地阐述集成电路（IC）从概念、原理到实际设计、制造、测试及应用全过程的专业技术书籍。本书并非对单一学科的浅尝辄止，而是力求将理论知识与前沿技术、行业实践紧密结合，为读者提供一个系统、完整的集成电路知识体系。全书内容涵盖了集成电路产业的基石——半导体器件物理，到现代集成电路设计的核心——数字集成电路设计流程、模拟集成电路设计方法，再到集成电路的制造工艺、封装技术、测试方法，以及在各个关键领域的广泛应用。 1. 半导体器件物理与工艺基础： 本书的起点是半导体材料的特性，包括硅、锗等常用半导体材料的晶体结构、能带理论、载流子输运机制等。在此基础上，深入讲解了PN结、BJT（双极型晶体管）、MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）等基本半导体器件的结构、工作原理、电学特性以及寄生效应。这部分内容是理解更复杂的集成电路设计的基础，通过严谨的物理模型和数学推导，帮助读者建立对器件行为的深刻认识。 随后，本书将视角转向集成电路的制造工艺。详细介绍了光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、金属化等关键工艺步骤，并对CMOS工艺流程进行了系统性的阐述。读者将了解到集成电路是如何从硅片上一步步“生长”出来的，理解工艺参数对器件性能的影响，以及先进工艺技术（如FinFET、GAAFET）的发展趋势。 2. 数字集成电路设计： 本部分是本书的重中之重，聚焦于当今集成电路设计的主流——数字集成电路。首先，系统介绍了数字逻辑的基础，包括布尔代数、逻辑门、组合逻辑和序逻辑电路的设计与分析。接着，本书将深入探讨现代数字集成电路设计的硬件描述语言（HDL），重点介绍Verilog和VHDL。内容将从语法、数据类型、运算符、行为级建模、数据流建模、结构化建模等方面进行详尽讲解，并通过大量的实际例程，展示如何使用HDL描述复杂的数字逻辑功能。 在此基础上，本书将重点介绍逻辑综合（Logic Synthesis），这是将HDL代码转化为门级网表（Netlist）的关键步骤。详细阐述综合的目标（面积、速度、功耗优化）、综合的算法原理以及常用的综合工具的使用方法。读者将了解如何编写可综合的HDL代码，以及如何通过调整综合选项来优化设计。 电路仿真与验证是集成电路设计过程中不可或缺的环节。本书将深入讲解时序仿真和功能仿真的原理与方法，包括各种激励的生成、波形分析、故障仿真等。同时，将介绍形式验证（Formal Verification），一种无需仿真波形，通过数学方法证明设计正确性的技术，并探讨其在复杂逻辑验证中的优势。 物理设计（Physical Design）是数字集成电路设计从逻辑到物理版图的转化过程。本书将详细介绍布局（Placement）、布线（Routing）、时钟树综合（Clock Tree Synthesis - CTS）、电源网格设计（Power Grid Design）等关键步骤。深入讲解这些步骤背后的算法和技术，以及如何利用EDA（Electronic Design Automation）工具完成这些任务。读者将了解到如何将逻辑门和连接转化为实际的版图，并理解版图设计对电路性能的巨大影响。 低功耗设计（Low Power Design）是现代集成电路设计的核心挑战之一。本书将系统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（DVFS）、多阈值电压CMOS（MTCMOS）等，并结合实例分析其实现方法和效果。 可测试性设计（Design for Testability - DFT）是确保集成电路制造质量的关键。本书将深入讲解扫描链（Scan Chain）、内置自测试（Built-In Self-Test - BIST）、边界扫描（Boundary Scan）等技术，以及如何在设计过程中融入可测试性结构，从而降低测试成本，提高测试覆盖率。 3. 模拟集成电路设计： 尽管数字集成电路占据主导地位，但模拟集成电路在许多领域仍然至关重要。本书将对模拟集成电路设计的基本概念和方法进行介绍，包括运放（Operational Amplifiers）、滤波器（Filters）、数据转换器（Data Converters - ADC/DAC）等基本电路模块的设计原理、拓扑结构和性能指标。读者将学习如何分析模拟电路的失真、噪声、带宽等参数，并掌握基本的版图设计规则，理解模拟电路版图对性能的敏感性。 4. 高级集成电路设计主题： 随着集成电路复杂度的不断提升，高级设计技术应运而生。本书将涉及SoC（System-on-Chip）设计的理念和流程，介绍IP核（Intellectual Property Cores）的复用、总线协议（Bus Protocols）（如AXI）的应用，以及片上网络（Network-on-Chip - NoC）的设计思想。 功耗与可靠性设计是保证集成电路长期稳定运行的关键。本书将深入探讨电迁移（Electromigration）、热效应（Thermal Effects）、IR Drop等物理现象对电路可靠性的影响，并介绍相应的防护和优化措施。 5. 集成电路测试与封装： 集成电路的测试是保证产品质量的重要环节。本书将介绍功能测试（Functional Testing）、参数测试（Parametric Testing）、故障模型（Fault Models）等测试方法，以及ATE（Automatic Test Equipment）的基本原理。 封装技术是将裸芯片与外部世界连接起来的关键。本书将介绍各种封装类型，如DIP、QFP、BGA、WLCSP等，并讨论封装材料、封装工艺以及封装对电路性能和可靠性的影响。 6. 集成电路应用领域： 为了让读者更直观地理解集成电路的价值，本书将列举其在各个领域的典型应用。例如，在通信领域（手机、基站、Wi-Fi芯片）、计算领域（CPU、GPU、ASIC）、消费电子领域（家电控制、影音娱乐）、汽车电子领域（ADAS、车联网）、物联网（IoT）领域（传感器节点、低功耗MCU）等。通过这些实例，读者将能够将所学的理论知识与实际产品联系起来，激发学习兴趣，并为未来的职业发展提供方向。 二、 学习价值与读者群体 《现代集成电路设计与应用》的内容深度和广度，使其成为高等院校相关专业（如微电子学、集成电路设计与集成、电子信息工程等）本科生、研究生学习的理想教材。同时，对于从事集成电路设计、验证、制造、测试等工作的工程师而言，本书能够帮助他们巩固基础，了解前沿技术，解决实际工程问题。 本书的特点在于： 理论与实践的完美结合： 既有严谨的理论推导，又有丰富的工程实例和EDA工具的应用指导。 前沿技术的深入探讨： 紧跟集成电路技术发展的最新动态，介绍先进的设计方法和工艺。 体系化的知识架构： 将集成电路设计流程、技术和应用有机地整合在一起，形成完整的知识体系。 易于理解的语言风格： 尽管内容专业，但力求语言通俗易懂，逻辑清晰，便于读者消化吸收。 丰富的图表与例证： 大量使用电路图、版图示意图、流程图、波形图等，直观地展示复杂概念。 通过学习本书，读者将能够： 掌握集成电路设计的基本原理和流程。 熟练运用硬件描述语言进行数字电路设计。 理解和掌握数字集成电路设计中的关键技术，如逻辑综合、布局布线、低功耗设计、可测试性设计等。 了解模拟集成电路设计的基本概念和方法。 熟悉集成电路的制造、测试和封装工艺。 深入理解集成电路在各个应用领域的巨大潜力。 为从事集成电路相关行业的职业生涯打下坚实的基础。 三、 结语 《现代集成电路设计与应用》是一本集学术性、实用性和前瞻性于一体的集成电路技术专著。它不仅是学习集成电路知识的宝贵财富，更是工程师和研究人员在瞬息万变的半导体行业中不断进步的得力助手。本书的编写团队汇聚了在集成电路领域具有深厚学术背景和丰富工程实践经验的专家，他们以严谨的态度和精湛的技艺，为读者呈现了一部高质量的专业书籍。相信本书的出版，将为推动集成电路产业的发展贡献力量，为培养下一代集成电路人才提供有力支持。

评分☆☆☆☆☆

从实操角度来看，这本书对于那些偏爱实践操作的读者来说，无疑是一份极好的参考资料。它没有仅仅停留在理论层面，而是大量穿插了对具体芯片型号和常用逻辑器件的介绍，甚至细致到引脚功能和基本逻辑功能的实现步骤。我特别喜欢其中对故障排除思路的讲解部分，它不是简单地告诉读者“哪里错了”，而是引导读者如何像工程师一样，运用逻辑分析仪或万用表，一步步缩小范围定位问题。这种“授人以渔”的教学方法，对于即将步入工作岗位的学生来说，是无价之宝，它将书本知识与实际工作场景紧密地连接了起来，避免了“学了不会用”的尴尬局面。

评分☆☆☆☆☆

然而，作为一名侧重于计算思维训练的学习者，我个人认为在算法和结构化设计方面的篇幅可以适当增加。虽然电路实现的基础打得非常牢固，但对于如何将一个复杂的实际问题，转化为最优化的数字逻辑结构，即硬件描述语言（HDL）的设计思想，似乎可以更深入一些。比如，在介绍有限状态机（FSM）时，如果能提供更多不同复杂度的设计案例，并对比不同的编码风格和资源消耗，对于培养读者的设计优化能力会大有裨益。总而言之，这本书在“实现”层面已臻上乘，但在“设计思维”的抽象和建模引导上，仍有进一步提升的空间。

评分☆☆☆☆☆

这套教材的排版设计实在是让人眼前一亮，色彩运用大胆又不失严谨，图文混排的效果非常出色，大量的实验图片和电路图都清晰明了，不像有些教材那样密密麻麻的文字堆砌，读起来枯燥乏味。尤其值得称赞的是，它在概念讲解后往往会紧跟几个精心设计的“动手实践”环节，虽然书里没法真的让你动手，但那种引导你去思考电路实际工作方式的思路，非常到位。封面设计也挺有现代感，不像传统教材那样老气横秋，拿在手里也挺有分量，感觉是本用心制作的精品。不过，如果能再增加一些近些年新兴的数字技术在生活中的应用案例，比如智能家居的底层逻辑解析，那就更完美了，毕竟“一体化教学”也应该包含对未来趋势的展望。

评分☆☆☆☆☆

深入阅读后，我发现这套教材的叙事逻辑非常流畅，它似乎完全理解了我们这些初学者从零开始面对复杂数字系统时的困惑点。作者没有上来就抛出晦涩的布尔代数，而是从最基础的逻辑门开始，循序渐进地构建起一个完整的数字系统认知框架。这种教学梯度设置得非常平缓，每引入一个新概念，都会用通俗易懂的类比来辅助理解，比如讲解触发器时，那种“水龙头”或者“开关”的比喻，瞬间打通了我脑海中的阻塞。对于那些需要扎实理论基础的读者来说，这种注重原理和推导过程的讲解方式，提供了非常坚实的基石，让人感到踏实，而不是停留在简单的“会用”层面。

评分☆☆☆☆☆

我对教材中对前沿技术结合的深度感到惊喜，它显然没有将自己局限在传统的TTL和CMOS电路层面。在讲解到存储器和可编程逻辑器件（PLD）的部分时，作者展现了对现代电子设计流程的深刻理解。虽然是面向高职高专的教材，但其对FPGA基本概念的引入和介绍，已经触及了行业前沿。这种对教材内容“前瞻性”的把握，确保了读者学到的知识不会很快过时。这种将基础知识与行业动态巧妙融合的处理方式，体现了编者团队深厚的行业背景和教学经验，使得这套书的生命力得以延长。