数字电子技术基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张志恒 编

图书标签:

• 数字电路
• 电子技术
• 基础
• 数字电子
• 电路分析
• 模拟电路
• 半导体
• 电子工程
• 大学教材
• 高等教育

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512313187

版次：1

商品编码：10486884

包装：平装

丛书名： 21世纪高等学校规划教材

开本：16开

出版时间：2011-02-01

用纸：胶版纸

页数：281

字数：440000

编辑推荐

　　随着电子科学技术的高速发展，近年来数字电子技术基础课程的教学内容有了较大变化，其中基于EDA技术和可编程逻辑器件的现代数字系统设计得到了广泛应用。但由于可编程逻辑器件等新型器件仍属于半导体器件，所以过去讲授的半导体器件工作原理的理论基础对这些新型器件仍然适用。同时，传统教材中的逻辑代数、逻辑门、触发器、组合电路、时序电路等基本概念、分析方法、设计方法也是使用新型器件时必备的基础理论。因此，《数字电子技术基础》的对应章节一方面延续和保持了数字电路基础内容的完整性和理论的系统性，另一方面增加了数字电路基本内容的VHDL语言描述，使读者能够在学习数字逻辑单元电路时逐步掌握现代数字系统设计的基础知识。此外，本书在可编程逻辑器件一章，重点介绍了FPLA、PAL器件及其应用，GAL、CPLD和FPGA的电路结构、工作原理和器件技术特性，并详细介绍了可编程逻辑器件的配置和基于EDA工具的现代数字系统设计流程。

内容简介

《数字电子技术基础》共分九章，主要内容包括数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、半导体存储器、可编程逻辑器件、数／模和模／数转换器。通过本书的学习，学生能在规定的学时内掌握具有实用价值的数字电子技术的基本内容。
《数字电子技术基础》主要作为普通高等院校电气信息类专业教材，也可作为高职高专教材，同时还可供从事电子技术工作的工程技术人员参考。

目录

前言
第一章 数字逻辑基础
第一节 概述
第二节 逻辑代数
第三节 逻辑函数的表示方法及其相互转换
第四节 逻辑函数的代数变换与化简
第五节 逻辑函数的卡诺图化简法
第六节 硬件描述语言VHDL的基本知识
本章小结
思考题与习题
第二章 逻辑门电路
第一节 概述
第二节 半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性
第三节 分立元器件逻辑门电路
第四节 TTL集成逻辑门电路
第五节 CMOS集成逻辑门电路
第六节 VHDL门电路编程实例
本章小结
思考题与习题
第三章 组合逻辑电路
第一节 概述
第二节 组合逻辑电路的分析方法和设计方法
第三节 加法器
第四节 数值比较器
第五节 编码器和译码器
第六节 数据选择器与数据分配器
第七节 组合逻辑电路中的竞争冒险
第八节 常见组合逻辑电路的V}tDI。描述实例
本章小结
思考题与习题
第四章 集成触发器
第一节 概述
第二节 RS触发器
第三节 D触发器
第四节 JK触发器
第五节 T’触发器和T触发器
第六节 触发器逻辑功能的转换
第七节 常见触发器的VHDL描述实例
本章小结
思考题与习题
第五章 时序逻辑电路
第一节 概述
第二节 时序逻辑电路的基本分析方法
第三节 同步时序逻辑电路的基本设计方法
第四节 计数器
第五节 寄存器和移位寄存器
第六节 常用计数器VHDL语言示例
本章小结
思考题与习题
第六章 脉冲波形的产生与整形
第一节 概述
第二节 555定时器
第三节 施密特触发器
第四节 单稳态触发器
第五节 多谐振荡器
本章小结
思考题与习题
第七章 半导体存储器
第一节 概述
第二节 只读存储器ROM
第三节 随机存取存储器RAM
本章小结
思考题与习题
第八章 可编程逻辑器件
第一节 概述
第二节 PLD的电路结构
第三节 硬件描述语言HDL
第四节 EDA工具软件MAX+plusⅡ的使用
本章小结
思考题与习题
第九章 数／模和模／数转换器
第一节 概述
第二节 D／A转换器
第三节 A／D转换器
本章小结
思考题与习题
参考文献

前言/序言

《电路板上的秘密：从零开始的嵌入式系统设计指南》 前言 在这个飞速发展的数字时代，我们身边的万物似乎都染上了“智能”的色彩。从家中的智能音箱到出行时的自动驾驶汽车，再到工业生产线上高效运转的自动化设备，其背后都跳动着一颗小小的“心脏”——嵌入式系统。它们是连接物理世界与数字指令的桥梁，是赋予硬件生命和智慧的灵魂。然而，对于许多初学者而言，嵌入式系统设计往往被视为一个高深莫测的领域，充斥着晦涩的代码、复杂的硬件和令人望而却步的理论。 本书旨在打破这种隔阂，以一种循序渐进、由浅入深的方式，引领您进入嵌入式系统设计的精彩世界。我们不会从抽象的理论概念出发，而是选择从最直观、最实用的角度切入，让您在动手实践中理解原理，在解决问题的过程中掌握技能。如果您曾对那些能够“思考”的电子设备充满好奇，如果您渴望将自己的创意转化为真实的电子产品，那么，本书将是您开启这段旅程的最佳伙伴。 第一章：初识嵌入式系统的“大观园” 在正式深入技术细节之前，我们需要对嵌入式系统有一个宏观的认识。这一章，我们将一起探寻嵌入式系统究竟是什么，它们是如何工作的，以及它们为何无处不在。 什么是嵌入式系统？ 我们将抛开复杂的定义，用生动的例子来解释嵌入式系统。想象一下你的微波炉如何知道加热时间，你的数码相机如何捕捉精彩瞬间，你的智能手表如何追踪你的运动轨迹。这些看似平常的设备，其核心都离不开嵌入式系统。我们将揭示嵌入式系统与通用计算机（如笔记本电脑、台式机）的区别，强调其“专用性”和“高效性”。 嵌入式系统的构成要素： 一个典型的嵌入式系统由哪些部分组成？我们将介绍核心的“大脑”——微处理器或微控制器（MCU），“记忆”——内存（RAM、ROM、Flash），以及与之协同工作的各种“感官”和“肢体”——传感器、执行器、通信接口等。我们会简要介绍它们各自的作用，为后续章节打下基础。 嵌入式系统的应用领域： 嵌入式系统并非只存在于高科技产品中。从工业自动化、医疗设备，到消费电子、汽车电子，再到航空航天、物联网，嵌入式系统的身影无处不在。本章将通过列举大量实际应用案例，让您深刻体会到嵌入式系统在现代社会中的重要性，激发您的学习兴趣。 从“零”开始的开发流程概览： 嵌入式系统的开发并非一蹴而就，它涉及硬件选型、软件编程、系统集成等多个环节。我们将在这一章对整个开发流程做一个简要的介绍，让您对未来的学习路径有一个大致的了解。这包括需求分析、硬件设计、软件开发、测试与调试等关键步骤。 第二章：硬件的语言——选择你的“心脏”与“大脑” 嵌入式系统的核心是微控制器（MCU），它们就像是整个系统的“大脑”。选择合适的MCU是项目成功的关键一步。本章将带您走进MCU的世界。 微控制器（MCU）入门： 我们将重点介绍嵌入式开发中最常用的微控制器家族，如ARM Cortex-M系列（例如STM32、ESP32系列）。您将了解不同系列MCU的特点、优势以及适用场景。 MCU的核心部件剖析： 了解MCU的内部结构有助于更好地理解其工作原理。我们将深入探讨CPU、内存（RAM、Flash）、定时器、中断控制器、ADC/DAC（模数/数模转换器）、GPIO（通用输入输出端口）等关键组成部分的功能。 开发板的选择与认识： 对于初学者来说，一块功能齐全、易于上手的开发板是学习的起点。本章将推荐几款经典的嵌入式开发板，并详细介绍它们的功能、接口以及如何进行基本配置。我们将重点讲解如何利用开发板上的资源进行实践。 外围器件的连接： 嵌入式系统通常需要连接各种外围设备来与外部世界交互。我们将介绍LED、按键、蜂鸣器、LCD屏幕、传感器（如温湿度传感器、光敏传感器）等常用外围器件的连接方式，以及它们在电路中的基本工作原理。 电路图的阅读与理解： 掌握基本的电路图阅读能力是硬件交互的基础。本章将教授如何识别电路图中的基本符号，理解元件之间的连接关系，以及如何从电路图中获取关键信息，为日后的硬件调试打下基础。 第三章：代码的舞蹈——点亮你的第一个“智能” 硬件有了“大脑”，还需要“灵魂”来指挥。本章将带您进入软件开发的世界，学习如何用代码赋予硬件生命。 编程语言的选择： C语言是嵌入式开发中最主流的语言。我们将讲解C语言的基础语法，并重点强调其在嵌入式开发中的优势，如高效的内存控制和接近硬件的特性。同时，也会简要提及C++在嵌入式领域的一些应用。 集成开发环境（IDE）的搭建与使用： 一个强大的IDE能够极大地提高开发效率。我们将指导您如何安装和配置常用的嵌入式开发IDE，如Keil MDK、STM32CubeIDE、VS Code等，并演示如何创建项目、编写代码、编译和下载程序。 “Hello, World!”的诞生——点亮LED： 这是嵌入式开发的传统起点，也是最能体现成就感的时刻。我们将一步步地指导您编写代码，通过控制GPIO输出高低电平来驱动LED闪烁。在这个过程中，您将学习到如何配置GPIO、如何编写简单的延时函数。 按键输入与中断处理： 让设备能够响应外部输入是嵌入式系统的基本要求。本章将讲解如何读取按键的状态，并通过两种方式实现按键功能：轮询和中断。特别是中断，我们将深入讲解中断的原理、中断向量表以及如何编写中断服务程序，让您的程序在响应事件时更加高效。 定时器与延时： 精确的时间控制是许多嵌入式应用的关键。我们将介绍定时器的基本原理，以及如何利用定时器实现精确的延时、周期性任务和PWM（脉冲宽度调制）输出，为控制电机、驱动显示屏等打下基础。 第四章：信息的桥梁——让设备“交流”起来 任何一个复杂的系统都离不开信息的传递。本章将聚焦于嵌入式系统中的通信接口，让您的设备能够与其他设备或计算机进行“对话”。 串行通信（UART）： UART是最基础、最常用的串行通信方式之一。我们将讲解UART的工作原理、通信参数（波特率、数据位、停止位、校验位）的设置，以及如何通过UART将MCU与电脑连接，实现数据的发送和接收。这对于调试和上位机通信至关重要。 同步通信（SPI与I2C）： SPI和I2C是两种广泛应用于片内通信和外围设备连接的同步通信协议。我们将详细介绍SPI和I2C的工作原理、主从设备模型、通信时序，并举例说明如何通过它们连接传感器、存储器等外围设备。 USB接口简介： USB（通用串行总线）在嵌入式系统中也扮演着越来越重要的角色。本章将简要介绍USB协议的基本概念，以及如何在嵌入式设备上实现USB设备（如HID设备、CDC设备）的功能，实现与PC之间的高速数据传输。 无线通信概览（Wi-Fi与蓝牙）： 随着物联网的发展，无线通信已成为嵌入式系统不可或缺的一部分。我们将初步介绍Wi-Fi和蓝牙等主流无线通信技术的基本原理和应用场景，并为您提供进一步学习的指引。 第五章：系统的脉搏——实时操作系统（RTOS）初探 当嵌入式系统的功能日益复杂，单个程序的执行方式将难以满足需求。这时，实时操作系统（RTOS）就显得尤为重要。 什么是RTOS？ 我们将用通俗易懂的方式解释RTOS的作用，它就像一个“大管家”，能够高效地管理和调度系统中的各种任务，确保高优先级任务得到及时响应。 RTOS的核心概念： 任务（Task）、任务调度、信号量、互斥量、消息队列等是RTOS的核心概念。本章将逐一介绍这些概念，并解释它们在实际应用中的意义。 FreeRTOS入门： FreeRTOS是目前最流行的开源RTOS之一。我们将以FreeRTOS为例，指导您如何在开发板上移植和使用FreeRTOS，创建和管理任务，实现任务间的通信与同步。 为何需要RTOS？ 通过对比裸机编程和RTOS编程的优缺点，让您深刻理解在何种情况下需要引入RTOS，以及RTOS如何帮助我们构建更稳定、更可靠、更易于维护的复杂嵌入式系统。 第六章：动手实践——从传感器到智能硬件 理论知识最终要回归实践。本章将通过几个典型的项目案例，将前面章节学到的知识融会贯通，让您亲手打造智能硬件。 项目一：温湿度监测与显示系统 选择一款温湿度传感器（如DHT11/DHT22），学习如何通过特定协议读取传感器数据。 使用LCD显示屏（如1602 LCD）显示实时温湿度信息。 将前面学到的GPIO、UART、定时器等知识进行整合。 项目二：智能小车（基础版） 控制直流电机，实现小车的前进、后退、左转、右转。 使用超声波传感器实现简单的避障功能。 学习如何结合PWM控制电机速度，以及如何利用中断处理传感器数据。 项目三：基于Wi-Fi的远程控制灯光 使用支持Wi-Fi的MCU（如ESP32）。 搭建简单的Web服务器，通过手机或其他设备发送指令来控制LED灯的开关。 初步接触网络编程的概念。 第七章：进阶之路与学习资源 在掌握了嵌入式系统的基本知识和实践技能后，您将踏上更广阔的学习之路。 深入学习方向： 介绍嵌入式系统开发中更深入的领域，如嵌入式Linux、嵌入式GUI、嵌入式安全、实时操作系统的高级应用等。 调试技巧与工具： 讲解常用的调试方法和工具，如示波器、逻辑分析仪、JTAG/SWD调试器等，帮助您解决更复杂的硬件和软件问题。 项目实践与社区： 鼓励您参与更多的项目实践，并介绍一些活跃的嵌入式开发社区、论坛和开源项目，让您能够与同行交流，获取更多资源和帮助。 结语 嵌入式系统设计是一个充满挑战但也极具成就感的领域。从最初的一个个代码行，到最终一个能够与世界互动的智能设备，其中的过程充满了探索与创造。本书希望能够成为您在这条道路上的启蒙者和引路人。愿您在学习过程中，不仅掌握技术，更能点燃对创新的热情，用您的智慧和双手，创造出更多改变世界的智能产品。 （本书内容未包含“数字电子技术基础”中的具体章节，如逻辑门、触发器、时序逻辑、数模模数转换器的工作原理等，而是侧重于嵌入式系统的软件编程、硬件接口和应用开发。）

评分☆☆☆☆☆

我最近在研究一些低功耗设计技术，尤其是在物联网设备和可穿戴设备领域。我本来以为这本书里能找到一些关于低功耗数字电路的设计方法，比如如何选择合适的逻辑单元、如何优化时钟门控、如何使用电源管理芯片等。然而，这本书的内容似乎完全没有涉及这些方面。它更多的是在讲传统的逻辑器件，比如与非门、或非门、异或门，以及如何用它们构建更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路。它会详细解释卡诺图的化简过程，各种触发器的状态转移图，以及有限状态机的设计步骤。虽然这些都是数字电子技术的基础，但与我目前关注的低功耗设计是两个完全不同的方向。我希望看到的，是关于如何通过硬件设计来降低功耗的文章，比如如何分析电路的功耗来源，如何通过架构调整来减少动态功耗和静态功耗，以及一些业界常用的低功耗设计IP核介绍。这本书更像是一本理论教材，适合那种需要扎实掌握数字逻辑基本原理的学生，而不是面向实际工程应用的开发者。它里面的一些例子，比如设计一个加法器或者计数器，虽然能帮助理解原理，但与实际的低功耗挑战相去甚远。

评分☆☆☆☆☆

我最近对一些嵌入式系统的硬件架构产生了浓厚的兴趣，特别是那些使用FPGA作为核心的系统。我手里这本书，封面上写着“数字电子技术基础”，想着应该能给我一些关于数字电路和FPGA的基本概念。但翻开后，发现它主要集中在讲解最基础的数字逻辑原理，像是逻辑门、布尔代数、组合逻辑、时序逻辑等等。它详细介绍了如何用与非门实现其他逻辑门，如何通过卡诺图化简逻辑表达式，以及各种触发器的状态转换。这些内容对于完全零基础的人来说，或许是个不错的起点，能够帮助建立起对数字世界的基本认知。但对于我这种已经接触过一些嵌入式开发，并且对FPGA架构有初步了解的人来说，这些内容就显得过于浅显了。我期望的是能看到一些关于FPGA内部结构、编程模型、或者一些典型的FPGA应用案例的介绍，比如如何用Verilog或VHDL实现一个简单的CPU核，或者如何设计一个通信接口。这本书更多的是在讲“是什么”，而我更想知道“怎么做”以及“为什么这么做”。它缺乏一些实际的应用场景和工程实践的指导，也没有提供相关的硬件描述语言代码示例。

评分☆☆☆☆☆

我是一名硬件工程师，主要从事的是模拟电路设计。最近公司项目涉及数字信号处理，需要对数字电路有更深入的了解。我本来期望这本书能提供一些关于数字信号处理算法在硬件上实现的思路，或者关于高速数字电路设计的一些注意事项。然而，这本书的内容更偏向于数字电路的逻辑设计，比如布尔代数、逻辑门、组合逻辑和时序逻辑的原理。它详细讲解了各种逻辑器件的功能和组合方式，以及如何用卡诺图等方法化简逻辑表达式。对于我来说，这些内容大部分都是我所熟悉的，或者说是数字电路的基础知识。我更感兴趣的是如何将这些逻辑单元构建成能够执行特定算法的电路，比如如何设计一个DSP的MAC单元，或者如何实现一个FIR滤波器。这本书在这些方面的讨论非常有限，基本上没有涉及。它更像是大学本科的入门教材，对于已经有一定硬件基础的人来说，可能内容深度不够。我希望看到的，是关于一些更高级的话题，比如FPGA架构、硬件加速、或者数字通信系统中的数字电路应用。

评分☆☆☆☆☆

作为一名软件工程师，我对硬件的了解一直比较有限。最近因为工作需要，需要了解一些数字电路的基本原理，以便更好地与硬件团队沟通。我选择了这本书，希望能快速地掌握数字电子技术的核心概念。这本书的确在介绍基本概念方面做得不错。它从最基础的逻辑门开始，循序渐进地讲解了布尔代数、逻辑函数、组合逻辑电路和时序逻辑电路。对于像我这样完全没有基础的人来说，这些内容都比较容易理解。它解释了什么是真值表，什么是逻辑表达式，以及如何将它们转化为实际的电路。我也初步了解了触发器、寄存器、计数器这些基本的时序元件。这本书的优点在于它的讲解方式比较系统，概念的引入也很清晰。但是，我感觉它更偏向于理论层面，对于如何在实际硬件中应用这些原理，或者说对于像我这样主要关注软件的读者，如何将这些硬件知识转化为软件开发中的洞察，这本书的内容就显得不够丰富了。我希望书中能有一些更贴近实际硬件开发的例子，比如简单介绍一下微处理器的基本结构，或者一些常见数字信号处理芯片的原理，这样能帮助我建立起一个更完整的概念框架。

评分☆☆☆☆☆

这本书我拿到手，本来是想找找关于FPGA开发的一些实用技巧，或者是一些高级逻辑设计的进阶内容。结果翻了翻目录，发现大部分篇幅都集中在一些基础的逻辑门、组合逻辑、时序逻辑的原理讲解上，还有一些关于数制转换、逻辑函数化简的内容。这些虽然是数字电路的基石，但对于我这种已经有一定嵌入式开发经验的人来说，确实显得有些过于基础了。我期望的是能看到更贴近实际应用的案例，比如如何用Verilog或VHDL实现一些复杂的算法，如何进行时序约束和优化，以及一些常见的设计模式和调试方法。这本书的电路图画得倒是很清晰，原理讲解也条理分明，但缺乏实际动手操作的指引，也没有提供相关的代码示例。比如，在讲解触发器时，虽然解释了D触发器、JK触发器的工作原理，但并没有给出如何用硬件描述语言来实现它们，也没有说明在实际项目中它们分别有哪些应用场景。对于初学者来说，这或许是个不错的入门读物，但对于想要深入了解数字逻辑设计应用的人来说，这本书的内容深度和广度可能就有些不够用了。我希望这本书能增加一些实战性的内容，比如如何设计一个简单的RISC-V处理器，或者如何实现一个高速ADC的数据采集系统，这样会更有吸引力。