数字电子技术与逻辑设计学习指导及习题解析/普通高等教育“十二五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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徐维 编

图书标签:

• 数字电子技术
• 逻辑设计
• 学习指导
• 习题解析
• 高等教育
• 教材
• 电子技术
• 电路分析
• 数字电路
• 计算机基础

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512365957

版次：1

商品编码：11662778

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十二五”规划教材

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸

页数：197

字数：310000

正文语种：中文

内容简介

　　《数字电子技术与逻辑设计学习指导及习题解析/普通高等教育“十二五”规划教材》为普通高等教育“十二五”规划教材。
　　《数字电子技术与逻辑设计学习指导及习题解析/普通高等教育“十二五”规划教材》共分十章，主要内容包括数字电路基础、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲信号的产生和整形电路、数/模和模/数转换、半导体存储器、可编程逻辑器件。书中每一章的编写分为“基本要求”、“重点难点”、“典型例题解析”、“自测题”四个部分，书后附有自测题参考答案。其中“典型例题解析”和“自测题”都是精选出来的，试题都是紧扣大纲、由易到难、循序渐进，目的在于帮助学生在学习本课程的过程中开拓思路、提高学习效率、更好地掌握教材内容。此外，《数字电子技术与逻辑设计学习指导及习题解析/普通高等教育“十二五”规划教材》内容可以配合不同版本的《数字电子技术基础》教材使用。
　　《数字电子技术与逻辑设计学习指导及习题解析/普通高等教育“十二五”规划教材》可作为普通高等院校计算机类、电子信息类、自动化类等相关专业基础课教材的配套学习指导，也可作为相关技术人员参考书。

内页插图

目录

前言
第一章 数字电路基础
基本要求
重点难点
主要内容
典型例题解析
自测题

第二章 逻辑代数基础
基本要求
重点难点
主要内容
典型例题解析
自测题

第三章 逻辑门电路
基本要求
重点难点
主要内容
典型例题解析
自测题

第四章 组合逻辑电路
基本要求
重点难点
主要内容
典型例题解析
自测题

第五章 触发器
基本要求
重点难点
主要内容
典型例题解析
自测题

第六章 时序逻辑电路
基本要求
重点难点
主要内容
典型例题解析
自测题

第七章 脉冲信号的产生和整形电路
基本要求
重点难点
主要内容
典型例题解析
自测题

第八章 数／模和模／数转换
基本要求
重点难点
主要内容
典型例题解析
自测题

第九章 半导体存储器
基本要求
重点难点
主要内容
典型例题解析
自测题

第十章 可编程逻辑器件
基本要求
重点难点
主要内容
典型例题解析
自测题
附录 自测题参考答案
参考文献

前言/序言

《深入探索：微电子世界的奥秘》 引言 在浩瀚的科技海洋中，微电子技术如同驱动现代文明飞速发展的核心引擎，其影响渗透到我们生活的方方面面，从掌上智能设备到庞大的数据中心，从精密的医疗仪器到航天探索的触角，无不闪耀着微电子技术的智慧光芒。理解和掌握这一领域，不仅是进入高科技产业的敲门砖，更是洞察未来发展趋势的关键。本书旨在带领读者，循序渐进地揭开微电子世界的神秘面纱，探寻电子器件的微观运作原理，理解数字信号的逻辑转换，并最终构建起复杂而精妙的电子系统。我们将从最基础的电子元件出发，构建起一个坚实的知识体系，为读者在高层次的集成电路设计、嵌入式系统开发等前沿领域打下坚实的基础。 第一部分：电子世界的基石——元器件的精妙运作 本部分将带您深入了解构成现代电子系统的最基本单元——电子元器件。我们将告别教科书中枯燥的公式推导，以更加直观和实用的视角，解析这些微小却功能强大的“积木”。 电阻：电流的“守门员” 核心概念解析： 我们将详细阐述电阻的本质——对电流的阻碍作用。通过类比水流通过不同粗细管道的现象，让读者深刻理解欧姆定律（V=IR）的物理意义，并探讨不同材料、形状和尺寸如何影响电阻值。 类型与应用： 您将认识到固定电阻、可变电阻（电位器、微调电阻）以及特殊电阻（热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻）的种类及其在电路中的独特作用。例如，了解电位器如何在音量控制、传感器信号调节中发挥作用；热敏电阻如何在温度监测与控制系统中实现精准响应。 电路中的作用： 我们将通过实例展示电阻在限流、分压、偏置等电路中的实际应用，帮助您理解电阻如何与其他元器件协同工作，实现特定的电路功能。 电容：电荷的“蓄水池” 工作原理探析： 电容的储存电荷能力是其核心特性。我们将用形象的比喻，如水库储存水量，来解释电容在电路中储存和释放电能的工作方式。您将理解电容的容量（Farad）与极板面积、介质材料、极板间距离的关系。 种类与特性： 本部分将介绍陶瓷电容、电解电容、薄膜电容等常见电容类型，分析它们的优缺点，以及在不同频率、不同电压下的适用性。例如，为何在音频电路中常选用电解电容，而在高频电路中则倾向于陶瓷电容。 动态行为分析： 电容在直流和交流电路中的行为差异是学习的重点。我们将深入剖析电容在直流电路中“隔直通交”的特性，以及在交流电路中其容抗（Xc）随频率变化的规律，这对于理解滤波、耦合、旁路等电路至关重要。 电感：磁场的“能量存储器” 电感现象解读： 电感器是利用电磁感应原理工作的元件。我们将从右手定则等基本电磁学概念出发，解释电流通过线圈产生的磁场，以及磁场变化反过来阻止电流变化的自感现象。 参数与影响： 您将了解电感的电感量（Henry），以及线圈的匝数、铁芯材料、几何形状等如何影响其电感值。我们还将介绍互感、耦合电感等概念，为理解复杂电路打下基础。 动态特性剖析： 与电容类似，电感在直流和交流电路中的行为也大不相同。我们将分析电感在直流电路中的“通直”特性，以及在交流电路中其感抗（XL）随频率的增大而增大的规律。这对于理解振荡电路、滤波器、变压器等至关重要。 半导体器件：现代电子的灵魂 二极管：单向导电的奇迹 PN结的形成与特性： 我们将揭示半导体二极管的核心——PN结的形成原理，以及其在正向偏置和反向偏置下的导电特性。通过图示和动画，直观展示载流子的运动和电势垒的形成。 类型与应用： 除了普通的整流二极管，您还将了解稳压二极管（Zener Diode）的恒定电压输出能力，发光二极管（LED）的光电转换原理，以及光电二极管在光信号检测中的应用。 三极管：神奇的“放大器”与“开关” BJT（双极结型晶体管）工作原理： 我们将深入剖析BJT的PNP或NPN结构，理解其集电极、基极、发射极的电流控制作用。您将掌握BJT作为放大器时，微小的基极电流如何控制更大的集电极电流，以及作为开关时，如何实现导通与截止。 MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）的崛起： 作为现代数字电路中最主要的开关元件，MOSFET的特点将是重点。我们将阐述其栅极电压控制漏极电流的原理，并对比BJT的优势，解释为何MOSFET在集成电路中占据主导地位。 实际应用场景： 通过搭建简单的晶体管放大器和开关电路，让您亲手体验这些器件的神奇之处。 第二部分：逻辑的艺术——数字信号与逻辑门 进入数字世界，我们将学习一种全新的思维方式——逻辑思维。本部分将引导您理解数字信号的本质，掌握构成所有数字电路的基本单元——逻辑门。 数字信号的魅力： 离散的魅力： 我们将区别模拟信号的连续性与数字信号的离散性（0和1）。理解数字信号在抗干扰、信息存储、处理精度方面的巨大优势，这是数字时代蓬勃发展的基石。 二进制的语言： 深入理解二进制系统，学习二进制数与十进制数之间的转换。掌握位（bit）、字节（byte）等基本概念，为后续学习打下坚实基础。 逻辑门：数字世界的“积木块” 基本逻辑门： AND门： 只有所有输入都为“1”时，输出才为“1”。类比“并且”的逻辑。 OR门： 只要有一个输入为“1”时，输出就为“1”。类比“或者”的逻辑。 NOT门（逆变器）： 输入为“0”输出为“1”，输入为“1”输出为“0”。实现信号翻转。 通用逻辑门： NAND门（与非门）： 结合了AND门和NOT门的功能。它是一种“万能”逻辑门，所有其他的逻辑门都可以用NAND门组合实现。 NOR门（或非门）： 结合了OR门和NOT门的功能。同样是“万能”逻辑门。 派生逻辑门： XOR门（异或门）： 只有当输入不同时，输出才为“1”。在奇偶校验、加法器等电路中至关重要。 XNOR门（同或门）： 只有当输入相同时，输出才为“1”。 逻辑门的功能可视化： 通过真值表、逻辑符号图，以及波形演示，让您清晰地理解每种逻辑门的输入输出关系。 布尔代数：逻辑运算的数学工具 代数系统的建立： 介绍布尔代数的基本公理和定理，如交换律、结合律、分配律、德摩根定理等。 逻辑表达式化简： 学习如何使用布尔代数化简复杂的逻辑表达式，从而简化电路设计，降低成本，提高效率。我们将通过具体的例子，一步步演示化简的过程。 第三部分：构建智能——组合逻辑与时序逻辑电路 在掌握了基础元器件和逻辑门之后，我们将进入更高级的电路设计层面，学习如何将这些基本单元组合起来，构建出执行复杂功能的数字系统。 组合逻辑电路：即时响应的智慧 特点与原理： 组合逻辑电路由逻辑门组成，其输出只取决于当前的输入信号，没有记忆功能。 核心组件： 译码器： 将一种编码转换为另一种编码，常用于地址选择、指令解码。 编码器： 与译码器相反，将输入信号转换为编码输出。 多路选择器（MUX）： 根据选择信号，从多个输入中选择一个输出。 加法器/减法器： 实现二进制的加法和减法运算，是CPU的核心组成部分。 实际应用演示： 通过设计一个简单的交通灯控制器或一个电子骰子，让您体验组合逻辑电路的构建过程。 时序逻辑电路：拥有“记忆”的系统 引入时钟信号： 时序逻辑电路的关键在于引入时钟信号，它控制着电路状态的改变。 触发器（Flip-Flop）： SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器： 详细讲解各种触发器的结构、工作原理和状态转移图。理解触发器是构建存储单元的基础。 寄存器： 由多个触发器组成，用于存储一组二进制数据。 计数器： 异步计数器与同步计数器： 分析它们的区别和优缺点。 移位寄存器： 实现数据的串行或并行移位，是很多数字系统中的重要组成部分。 有限状态机（FSM）： 状态的概念： 学习如何描述和分析一个系统在不同状态下的行为。 状态图与状态表： 掌握构建和理解状态机的方法。 应用： 有限状态机是设计微处理器、控制器等复杂数字系统的核心模型。 第四部分：实战演练与前沿展望 本部分将理论与实践相结合，帮助读者巩固所学知识，并展望未来的发展方向。 电路仿真软件的应用： 介绍常用的电路仿真软件（如Multisim, Proteus, LTspice等），演示如何使用这些工具搭建电路、模拟运行、观察波形，以及分析电路性能。 简单项目设计与实现： 引导读者完成一些小型的综合性设计项目，例如： 数字时钟的设计 简易计算器的实现 基于FPGA的逻辑电路设计入门 微电子技术的未来趋势： 集成电路的演进： 摩尔定律的挑战与延续，三维集成、异构集成等新方向。 人工智能与微电子的融合： AI芯片、边缘计算的兴起。 物联网（IoT）与传感器技术： 低功耗、高集成度的传感器节点。 新材料与新工艺： 石墨烯、二维材料等在微电子领域的应用前景。 结语 通过本书的学习，您将不仅仅掌握抽象的理论知识，更能建立起一套严谨的科学思维方法，学会如何从宏观到微观，从概念到实现，层层递进地分析和解决问题。微电子技术是一个充满活力和创新力的领域，每一次的突破都意味着人类文明的巨大进步。希望本书能成为您探索这个精彩世界的得力助手，点燃您对科学技术的热情，并为您未来的学习和职业生涯开启一扇通往无限可能的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对于我这样在数字电子技术学习道路上感到些许迷茫的学生来说，无疑是一道曙光。我一直觉得，虽然我们有基础的教材，但有时候，对于一些抽象的逻辑概念，缺乏更直观的理解方式。比如，卡诺图的简化过程，虽然知道规则，但有时候还是会卡住，找不到最优化的方法。这本书如果能在“学习指导”部分，通过一些类比、图示，甚至是一些小故事，来解释这些核心概念，那将是对我学习效率的巨大提升。我更看重的是它如何帮助我建立起一个完整的知识体系，而不是零散的知识点堆砌。希望它能教会我如何从宏观上把握整个数字逻辑设计流程，从最小的门电路到复杂的集成系统，都能有一个清晰的认识。而且，我一直对一些实际的工程应用非常感兴趣，希望这本书的习题解析部分，不仅仅是数学上的推导，更能结合一些实际的芯片、电路板的例子，让我看到理论是如何转化为现实的。想象一下，如果习题解析里能出现一些实际芯片的引脚图、时序图，再结合代码示例，那将是多么有价值的学习体验。我期待这本书能让我从“知其然”到“知其所以然”，真正做到举一反三。

评分☆☆☆☆☆

作为一名有过一些数字电路基础的学生，我在学习过程中常常会遇到一些瓶颈，尤其是在处理一些较复杂的逻辑优化和状态机设计时。我希望这本书的“学习指导”能够提供一些更加深入和精妙的分析方法，帮助我突破这些难点。例如，在处理大规模逻辑时，是否有更高级的简化工具和技巧？在设计复杂的状态机时，如何避免出现死锁或是不必要的冗余状态？我希望这本书能够在我现有的知识基础上，更进一步地提升我的设计能力。对于“习题解析”，我期待它能提供一些“超出教材”的思考维度。不仅仅是给出正确的答案，更希望能够探讨一些“为什么会错”的可能性，以及如何通过不同的角度去审视同一个问题。如果习题能够包含一些涉及FPGA或ASIC设计的初步概念，或者一些实际的调试技巧，那就更好了。我希望这本书能让我看到数字电子技术更广阔的应用前景，并且能够为我进一步的学习打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《数字电子技术与逻辑设计学习指导及习题解析》，我还是挺惊喜的。毕竟是“十二五”规划教材的配套读物，按理说应该内容翔实、逻辑严谨。翻开目录，看到那些熟悉的章节名称，比如组合逻辑、时序逻辑、存储器等等，心中就涌起一股亲切感。我本身就对数字电路这个领域有着浓厚的兴趣，但总觉得在理解一些复杂的概念时，书本上的讲解有时会略显枯燥，缺少一种循序渐进的引导。这本书给我的第一印象就是，它似乎更侧重于“如何学”，而不是单纯地“讲知识”。我非常期待它能在概念的引入上更加生动形象，在难点的突破上提供一些巧妙的思路和方法。我特别关注那些“学习指导”的部分，希望它能为我梳理好学习的脉络，让我知道每个阶段的重点是什么，应该如何去消化和吸收。对于那些“习题解析”，我更是充满了期待。毕竟，理论学得再好，最终还是要落到动手实践和解决问题上。希望这本书的习题能够覆盖到各种典型的应用场景，并且解析能够详细到让我明白每一个步骤背后的逻辑，甚至是错误思路是如何产生的，以及正确的解题方法。我希望通过这本书，能够真正地掌握数字电子技术的核心原理，并且能够灵活地运用到实际的设计和分析中去。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，对于那些希望将数字电子技术知识转化为实际应用，甚至是参与到一些创新项目中的读者来说，具有特别的意义。我希望“学习指导”部分能在我学习的过程中，不断地注入“设计思维”。例如，在介绍某个基本概念时，能否快速地引导我思考这个概念在实际设计中的应用场景？在讲解某个算法时，能否给出一些优化的思路，以适应不同的硬件平台或性能需求？我非常期待这本书能够在我学习的每一步都点亮“实践”的火花，而不是让我陷入纯粹的理论海洋。对于“习题解析”，我希望它能够体现出“问题导向”的特点。即，通过解决实际问题的过程，来反哺理论知识的学习。例如，一个涉及通信接口设计的习题，它的解析过程，是否能同时复习和巩固相关的数字通信原理？我希望这本书能让我感觉到，学习数字电子技术，不仅仅是在“解题”，更是在“创造”。

评分☆☆☆☆☆

我是一位即将进入数字电路设计领域的初学者，对于“数字电子技术与逻辑设计”这个概念，我脑海里还是一片模糊。我需要的不仅仅是一本教科书，更像是一个循循善诱的老师，能够在我一步步探索这个新领域的时候，给予及时的指引和帮助。这本书的“学习指导”部分，我非常期待它能为我描绘出一条清晰的学习路径。例如，在学习组合逻辑时，如何从需求分析到最终的逻辑表达式，每一步的关键点是什么？在学习时序逻辑时，如何理解触发器、寄存器等基本单元的工作原理，以及它们如何构成更复杂的时序系统？更重要的是，我希望这本书能够教会我一些设计的方法论，比如如何选择合适的逻辑器件，如何进行时序约束，以及如何对设计进行验证。对于“习题解析”，我希望能看到多种解法的对比，分析不同方法的优劣，以及在实际应用中可能遇到的问题。我希望它能帮助我培养严谨的逻辑思维和解决问题的能力，让我能够自信地面对未来在数字设计领域遇到的各种挑战。