数字逻辑电路分析与设计教程(第2版)/21世纪高等学校电子信息工程规划教材

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熊小君,马然,王旭智,薛雷 著
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  • 数字逻辑电路
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出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302457282
版次:2
商品编码:12126702
包装:平装
丛书名: 21世纪高等学校电子信息工程规划教材
开本:16开
出版时间:2017-01-01
用纸:胶版纸
页数:210
字数:340000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

  本书是根据作者多年教学经验编写而成,在第一版的基础上对内容进行了修正和更新。适应对象为高等院校本科电子信息、通信工程、电气工程及自动化、机电工程及计算机科学与技术等专业。“数字逻辑电路分析与设计”是这些专业的一门必修的、重要的技术基础课,让学生建立对数字系统的基本概念、熟悉常用的基本器件、掌握基本的分析方法,从而掌握实际数字系统的分析和设计能力。

内容简介

  本书以数字逻辑为基础,全面介绍了数字电路的基本理论、分析方法、综合方法和实际应用。本书共分8章,第1章介绍数制之间的转换及常用的编码;第2章介绍逻辑代数及逻辑化简的基本方法;第3章介绍几个常用的组合逻辑模块的应用;第4章和第5章介绍时序电路的分析、设计方法和中规模逻辑模块的应用;第6章介绍数/模和模/数转换电路;第7章介绍可编程逻辑器件的原理及应用;第8章以大量例题为背景介绍硬件描述语言VHDL。每章后面附有相应的习题。
  本书可作为高等学校通信、电气、电子信息、计算机、自动化等专业的大学本科教材,也可供其他从事电子技术工作的工程技术人员参考。

内页插图

目录

第1章数字电路基础
1.1数字信号与数字电路
1.1.1数字信号
1.1.2数字电路
1.2数值
1.2.1各种进制的表示
1.2.2各种进制之间的转换
1.3二值编码
1.3.1带符号数的表示
1.3.2常用的二�彩�进制码
1.3.3n位十进制数的BCD码表示及8421 BCD码的加/减法
1.4逻辑关系
1.4.1基本逻辑关系
1.4.2复合逻辑关系
1.5逻辑关系与数字电路
习题1
第2章逻辑函数与组合电路基础
2.1逻辑代数
2.1.1逻辑代数的基本公式
2.1.2逻辑代数的基本规则
2.1.3逻辑函数的公式法化简
2.2逻辑函数的标准形式
2.2.1最小项与最小项表达式
2.2.2最大项与最大项表达式
2.2.3最小项与最大项的关系
2.3卡诺图及其化简
2.3.1卡诺图
2.3.2逻辑函数与卡诺图
2.3.3用卡诺图化简逻辑函数
2.3.4对具有无关项的逻辑函数的化简
2.4组合电路的设计基础
2.4.1编码器的设计
2.4.2译码器的设计
2.4.3数据选择器的设计
2.4.4数值比较器的设计
2.4.52位加法器的设计
习题2
第3章组合逻辑电路设计
3.1集成逻辑电路的电气特性
3.1.1集成电路的主要电气指标
3.1.2逻辑电路的输出结构
3.1.3芯片使用中注意的问题
3.1.4正、负逻辑极性
3.1.5常用门电路
3.2常用组合逻辑模块
3.2.14位并行加法器
3.2.2数值比较器
3.2.3译码器
3.2.4数据选择器
3.2.5总线收发器
3.3应用实例
3.4险象与竞争
3.4.1险象的分类
3.4.2不考虑延迟时的电路输出
3.4.3逻辑险象及其消除
3.4.4功能险象
3.4.5动态险象
习题3
第4章时序电路基础
4.1集成触发器
4.1.1基本RS触发器
4.1.2钟控RS触发器
4.1.3D触发器
4.1.4JK触发器
4.2触发器的应用
4.2.1D触发器的应用
4.2.2JK触发器的应用
4.2.3异步计数器
4.3同步时序逻辑电路
4.3.1时序逻辑电路的基本概念
4.3.2米里型电路的分析举例
4.3.3莫尔型电路分析举例
4.3.4自启动
4.4集成计数器及其应用
4.4.1集成计数器
4.4.2任意模计数器
4.4.3计数器的扩展
4.4.4集成计数器应用举例
4.5集成移位寄存器及其应用
4.5.1集成移位寄存器
4.5.2移位型计数器
4.5.3移位寄存器在数据转换中的应用
习题4
第5章同步时序电路和数字系统设计
5.1同步时序电路的基本设计方法
5.1.1原始状态图和状态表的建立
5.1.2用触发器实现状态分配
5.1.3导出触发器的激励方程和输出方程
5.2用“触发器组合状态法”设计同步时序逻辑电路
5.2.1写出编码状态表
5.2.2化简触发器激励函数的卡诺图
5.2.3画出逻辑图
5.3用“触发器直接状态法”设计同步时序逻辑电路
5.3.1触发器状态的直接分配
5.3.2做出逻辑次态表
5.3.3导出各触发器的激励方程和电路的输出方程
5.3.4画出逻辑图
5.4同步时序电路中的时钟偏移
5.4.1时钟偏移现象
5.4.2时钟偏移的后果
5.4.3防止时钟偏移的方法
习题5
第6章集成ADC和DAC的基本原理与结构
6.1集成数模转换器
6.1.1二进制权电阻网络DAC
6.1.2二进制T形电阻网络DAC
6.2DAC的主要技术参数
6.2.1最小输出电压和满量程输出电压
6.2.2分辨率
6.2.3转换误差和产生原因
6.2.4DAC的建立时间
6.3集成模数转换器
6.3.1ADC的处理过程
6.3.2并行型 ADC
6.3.3逐次比较逼近型ADC
6.3.4双积分型ADC
6.4ADC的主要技术参数
习题6
第7章可编程逻辑器件及其应用基础
7.1PLD的基本原理
7.1.1PLD的基本组成
7.1.2PLD的编程和阵列结构
7.1.3PLD的逻辑符号
7.2只读存储器
7.2.1ROM的组成原理
7.2.2ROM在组合逻辑设计中的应用
7.3可编程逻辑阵列
7.3.1组合逻辑PLA电路
7.3.2时序逻辑PLA电路
习题7
第8章硬件描述语言基础
8.1硬件描述语言概述
8.2VHDL语言描述数字系统的基本方法
8.2.1VHDL库和包
8.2.2实体描述语句
8.2.3结构体描述
8.3VHDL中的赋值、判断和循环语句
8.3.1信号和变量的赋值语句
8.3.2IF�睧LSE语句
8.3.3CASE语句
8.3.4LOOP语句
8.3.5NEXT、EXIT语句
8.4进程语句
8.5VHDL设计组合逻辑电路举例
8.6VHDL设计时序逻辑电路举例
8.6.1时钟信号的描述
8.6.2触发器的同步和非同步复位的描述
习题8
主要参考文献


精彩书摘

  第3章组合逻辑电路设计
  一般说来,根据输出信号对输入信号响应的不同,逻辑电路可以分为两类: 一类是组合逻辑电路,称为组合电路; 另一类是时序逻辑电路,称为时序电路。
  在组合逻辑电路中,电路在任一时刻的输出信号仅决定于该时刻的输入信号,而与电路原有的输出状态无关。从电路结构上来看,组合逻辑电路的输出端和
  图3��1组合逻辑电路的结构框图
  输入端之间没有反馈回路,其一般结构如图3��1所示。
  对于组合逻辑电路的工程实现,可分为两种情况。第一种情况是,根据已导出的逻辑图,从市场上选用由集成电路制造商提供的集成电路芯片,从而构成具有预定功能的电气装置或部件,例如印刷电路板。第二种情况是,从集成电路设计软件的元件库中,选择相应的门及功能块,进而构成集成电路芯片。无论何种情况,逻辑设计师必然十分熟悉各种实用芯片和功能块的电气特性,以及它们的逻辑功能,从而正确地、灵活地使用它们。本章将依托第一种实现情况,先介绍集成电路的主要电气特性,再介绍常用的组合逻辑模块,进而讨论组合逻辑电路的设计。
  3.1集成逻辑电路的电气特性
  市售的集成电路芯片,按制作工艺的不同和工作机理的不同,可分为TTL(晶体管�簿�体管逻辑)、MOS(金属�� 氧化物�舶氲继迓呒�)和ECL(发射极耦合逻辑)等。在MOS工艺的基础上,发展而来的CMOS(互补MOS逻辑)和TTL这两种集成电路得到了最为广泛的应用。本节主要介绍这两种电路。
  TTL是出现较早的一种集成电路,在20世纪70到 80年代占有统治地位。
  按照允许的工作环境,可分为74系列和54系列,一般的工作电压为5V左右。常用的为74系列,工作的温度范围是0~70℃; 54系列可在较大的环境温度范围(-55~125℃)内工作,价格昂贵,主要用于环境条件十分恶劣的一些军用产品中。
  4000系列是美国半导体公司早期开发的CMOS集成电路,因其功耗小而在过去的一段时间里也得到了较广泛的应用,它的工作电压范围比较宽(5~18V)。后来,又发展了多种类型CMOS电路,例如HC(高速CMOS)、AHC(高级高速CMOS)、AC(高级CMOS)、HCT(与TTL兼容的高速CMOS)、ACT(与TTL兼容的高级CMOS)以及AHCT(与TTL兼容的高级高速CMOS)等类型,它们的工作电压都是5V。由于当时 TTL所表现的优点及市场占有率,在分类和命名规则方面也向TTL靠拢,分为74和54两个系列,采用与TTL相同的功能号,例如74 ACT00等。
  进入20世纪90年代以后,又发展了低压CMOS电路,例如LV(低压)、LVC(低压CMOS)、ALVC(高级低压CMOS)和ALVT(高级低压工艺)等。LV和LVC的工作电压为3.3V,ALVC和ALVT的工作电压为2.5V。
  相对而言,TTL的工作速度较快,CMOS的功耗较小,为此把两者集成在同一芯片上,取长补短,便产生了双极型与CMOS的混合工艺——BiCMOS工艺。ABT(高级BiCMOS工艺)就是表示采用这一工艺的一类集成电路。近年来,CMOS工艺取得了长足进步,工作速度也越来越高,在LSI和VLSI中,得到了普遍采用。
  不同工艺的集成电路的电气指标均不尽相同,集成电路手册对各种集成电路芯片的逻辑功能和它们的电气指标都作了详细的说明。现以TTL与非门为例来说明主要电气指标的含义,以便正确选择和使用这些芯片。
  3.1.1集成电路的主要电气指标
  1. 输出电压与输入电压
  对于如图3��2(a)所示的2输入与非门,在逻辑上,当a·b=0时,c=1。这时门电路的输出电压vc应为高电平。这一电平的实际值,将因集成电路的工艺不同而不同。对于TTL集成电路而言,空载时理论上约为3.6V。由于电路工作状态的不同,实际值将低于这一数值。人们规定,如果TTL电路的实际电平vc≥2.4V,则仍认为该集成电路是合格的,否则,将是不合格的。所以2.4V是TTL电路输出高电平时允许的最低电平,用VOH来表示。不同工艺的集成电路的VOH的值在图3��2中可以查得。
  ……

前言/序言

  本书在第1版的基础上对内容进行了修订和更新。适合的读者对象为高等院校本科电子信息、通信工程、电气工程及自动化、机电工程及计算机科学与技术等专业。“数字逻辑电路分析与设计”是这些专业的一门必修的、重要的技术基础课,让学生建立对数字系统的基本概念、熟悉常用的基本器件、掌握基本的分析方法,从而掌握实际数字系统的分析和设计能力。
  随着计算机技术、电子技术的迅速发展以及集成电路生产工艺的不断提高,电子产品的更新换代日新月异。为了适应现代电子技术迅速发展的需要,能够较好地面向数字化和专用集成电路的新时代,本书在保证基本概念、基本原理和基本分析方法的前提下,重逻辑,轻电气,压缩了集成电路电气特性的讨论和内部工作原理的分析,突出了综合能力的培养及集成电路逻辑特性和工作特点的介绍。另外,电子设计自动化(EDA)技术是20世纪90年代以后发展起来的,它打破了传统的由固定集成芯片组成数字系统的模式,给数字系统设计带来了革命性的变化。尤其是在集成电路与可编程技术高速发展、数字系统日新月异的今天,电子信息类专业的学生掌握这门新技术十分必要。所以本书除了保留了数字逻辑电路的基本概念和传统设计方法外,还介绍了可编程逻辑技术及硬件描述语言(VHDL)的基本要素,并通过大量实例讲述了采用VHDL语言描述基本的数字电路的方法和过程,为学生掌握EDA技术打下良好的基础。也使读者能更深入地理解数字电路在后续课程中的应用,为面向业界的工程应用人才培养奠定基础。
  本书是作者从实用角度出发,结合数字逻辑电路的知识体系,根据多年的教学经验,参考众多国内外优秀教材编写而成的。全书共分8章。第1章介绍数字电路基础(数制、码制、基本逻辑关系等),第2章主要介绍逻辑函数的化简及组合逻辑电路的设计方法,第3章主要介绍常用组合逻辑模块的工作原理及其设计逻辑电路的方法,第4章主要介绍同步时序电路的分析方法,以及集成计数器和集成移位计数器在数字系统中的应用,第5章主要介绍使用触发器设计同步时序电路的方法,第6章主要介绍ADC/DAC的基本原理及应用,第7章主要介绍可编程逻辑器件及其应用,第8章介绍VHDL的语言基础,并以大量举例来介绍使用VHDL设计数字系统。
  本书第1章和第2章由马然编写;第3章由王旭智编写;第4章由熊小君编写;第5章和第8章由朱雯君编写;第6章和第7章由薛雷编写,由熊小君担任主编,负责全书的整理和定稿。由于水平有限,书中难免有一些不足,殷切希望广大读者批评指正。
  编者2016年9月


《现代数字系统设计与验证》 前言 数字系统已成为现代电子技术的核心,从消费电子产品到高性能计算,再到通信基础设施,无处不在。随着集成电路技术的飞速发展,数字系统的规模和复杂度不断攀升,对设计、分析和验证方法提出了更高的要求。本书旨在为电子信息工程专业的学生提供一个全面而深入的数字系统设计与验证的学习平台,帮助读者掌握现代数字系统设计的关键概念、技术和工具,为未来在这一领域的学习和职业发展奠定坚实基础。 本书的内容聚焦于当前数字系统设计的最新发展趋势和主流技术,强调理论与实践的结合。我们不仅介绍数字系统的基本原理,更注重讲解如何运用先进的硬件描述语言(HDL)和仿真工具来设计、实现和验证复杂的数字逻辑。本书的编写风格力求严谨、清晰,并辅以大量的实例和练习,旨在使读者能够融会贯通,真正掌握数字系统设计的能力。 第一章 绪论 本章将为读者构建一个对数字系统设计的宏观认识。我们将从数字系统的基本概念入手,阐述其与模拟系统的区别以及在现代科技中的重要地位。随后,我们将回顾数字逻辑发展简史,了解从早期的逻辑门电路到今天的超大规模集成电路(VLSI)的演进过程。重点在于介绍构成现代数字系统的基本构建模块,如组合逻辑和时序逻辑,以及它们在实际应用中的作用。此外,本章还将概述数字系统设计的典型流程,从需求分析、高层设计、详细设计到综合、布局布线,直至最终的物理实现。最后,我们将简要介绍一些常用的数字逻辑设计和验证工具,为后续章节的学习做铺垫。 第二章 数字逻辑电路基础 本章将深入讲解数字逻辑电路的基本理论。我们将从二进制数系统及其运算开始,介绍逻辑门(AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR)的功能和真值表,以及布尔代数的基本公理和定理。在此基础上,我们将学习如何使用卡诺图(Karnaugh Map)和奎恩-麦克拉斯基(Quine-McCluskey)算法等方法进行逻辑函数的最简化,理解最简化的重要性在于减少硬件资源和提高电路性能。本章还将介绍组合逻辑电路的设计方法,包括如何根据逻辑功能需求构建逻辑表达式,以及如何将其转化为门级电路。我们还将讨论组合逻辑电路的性能指标,如延迟和竞争冒险现象,并介绍相应的消除方法。 第三章 时序逻辑电路设计 与组合逻辑电路不同,时序逻辑电路的状态会随时间变化,是构成记忆功能和状态机的关键。本章将详细介绍触发器(Flip-flop)的种类(SR, JK, D, T)及其工作原理,包括时钟信号的作用以及各种触发器的特性。在此基础上,我们将学习如何设计和分析同步时序逻辑电路,重点介绍状态机的概念,包括有限状态机(FSM)的定义、状态图、状态表以及状态分配。我们将详细讲解摩尔(Mealy)型和穆尔(Moore)型状态机的设计方法,并分析如何将状态机转化为实际的电路实现。本章还将讨论时序逻辑电路中的关键问题,如建立时间(Setup Time)、保持时间(Hold Time)和时钟抖动(Clock Jitter),以及如何进行时序分析以确保电路的可靠运行。 第四章 可编程逻辑器件(PLD)与FPGA设计入门 在现代数字系统设计中,可编程逻辑器件(PLD)扮演着至关重要的角色。本章将介绍PLD的基本概念,包括其与通用集成电路的区别以及其在原型设计和中小规模产品开发中的优势。我们将重点介绍现场可编程门阵列(FPGA)的内部结构,包括查找表(LUT)、触发器、块RAM(BRAM)、DSP Slice等核心资源。读者将了解FPGA的工作原理,以及如何利用FPGA实现复杂的数字逻辑功能。本章还将介绍硬件描述语言(HDL)——VHDL和Verilog HDL——的基本语法和特性,这是进行FPGA设计和仿真的核心工具。我们将通过简单的实例,演示如何使用HDL描述组合逻辑和时序逻辑,并介绍HDL代码的结构和编写规范。 第五章 硬件描述语言(HDL)高级特性与综合 本章将进一步深入学习VHDL和Verilog HDL,重点关注高级特性和综合过程。我们将详细讲解HDL中的进程(Process/Always Block)、信号(Signal/Reg)、变量(Variable)、端口(Port)和实体/模块(Entity/Module)等关键元素。学习如何有效地使用HDL来描述复杂的数据通路和控制逻辑,包括参数化设计、实例化、生成语句(Generate Statement)和面向对象的设计思想(Object-Oriented Design Concepts)。本章的重头戏在于详细阐述HDL综合(Synthesis)的过程。我们将介绍综合的目标(面积、速度、功耗),以及综合工具如何将HDL代码转换为门级网表。读者将学习如何编写可综合的HDL代码,避免使用不可综合的结构,以及如何理解和优化综合报告。 第六章 数字系统仿真与验证 仿真与验证是确保数字系统设计正确性的关键环节。本章将全面介绍数字系统验证的概念、方法和流程。我们将讲解不同级别的仿真,包括行为级仿真、寄存器传输级(RTL)仿真和门级仿真。重点将放在RTL仿真,这是在硬件实现之前验证逻辑功能最常用的方法。本章将详细介绍测试平台(Testbench)的设计,如何使用HDL语言编写测试激励、监控信号和断言(Assertions),以对被测设计(DUT, Design Under Test)进行全面测试。我们将介绍常用的仿真工具,并演示如何使用它们进行仿真运行、波形分析和错误调试。此外,本章还将介绍一些更高级的验证技术,如约束随机激励(Constrained Random Stimulation)、覆盖率(Coverage)的概念(功能覆盖率、代码覆盖率)以及断言验证。 第七章 异步电路设计基础 尽管同步电路在大多数数字系统中占据主导地位,但异步电路在某些特定应用中具有独特的优势,例如在低功耗设计和抗电磁干扰方面。本章将介绍异步电路的基本概念,阐述其与同步电路的根本区别。我们将探讨异步信号传输的特点,如握手协议(Handshake Protocols),以及如何利用它们来避免时钟信号带来的限制。本章将介绍一些基本的异步逻辑门电路和构成模块,并讨论异步电路设计的挑战,如竞争冒险、死锁等,以及相应的分析和设计方法。我们将通过简单的例子,展示异步电路的设计思路。 第八章 现代数字系统设计流程与工具链 本章将整合前述章节的内容,全面介绍现代数字系统设计的端到端流程。我们将从需求规格说明书开始,逐步引导读者完成从高层架构设计、HDL编码、综合、静态时序分析(STA)、布局布线(Place and Route),到最终的物理验证(Physical Verification)和可制造性设计(DFM)等关键步骤。我们将详细介绍每个流程节点的作用和输出,以及不同EDA(Electronic Design Automation)工具在其中扮演的角色。重点介绍行业主流的EDA工具链,如Cadence, Synopsys, Mentor Graphics等,以及它们提供的各种解决方案。本章将强调设计约束(Constraints)在整个流程中的重要性,以及如何有效地设置设计约束以指导工具完成最优的设计。 第九章 低功耗数字系统设计 随着移动设备和嵌入式系统的普及,降低数字系统的功耗已成为设计中的重要考量。本章将深入探讨低功耗数字系统设计的策略和技术。我们将首先分析数字系统功耗的来源,包括动态功耗(开关功耗)和静态功耗(漏电流)。随后,我们将介绍各种降低功耗的技术,例如时钟门控(Clock Gating)、电源门控(Power Gating)、动态电压和频率调整(DVFS)等。本章还将讲解如何利用HDL代码中的特定结构和约束来辅助低功耗设计,并介绍相关的EDA工具功能。 第十章 特定应用数字系统设计实例 为了帮助读者更好地理解和应用所学知识,本章将通过若干具体的数字系统设计实例来加深理解。我们将选取一些典型的应用场景,例如数据通路设计(如ALU)、状态机控制(如简单的交通灯控制器)、接口电路设计(如UART发送器/接收器),以及简单的嵌入式系统架构。每个实例都将按照完整的项目流程进行展开,从需求分析、架构设计,到HDL编码、仿真验证,直至最终的综合与时序分析。通过这些实例,读者将能够更直观地感受到理论知识在实际设计中的应用。 附录 附录部分将提供一些有用的参考信息,例如常用的布尔代数公式汇总、HDL语言的语法速查表、常见EDA工具的命令参考等,以方便读者在学习和实践中随时查阅。 结语 数字系统的设计是一个充满挑战与机遇的领域。本书的编写旨在为有志于投身于此的读者提供一个坚实的理论基础和实践指导。我们鼓励读者在学习过程中,积极动手实践,熟练掌握各种设计和验证工具,不断探索和创新,最终成为一名优秀的数字系统工程师。

用户评价

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进阶者的宝藏,解锁数字系统设计的精妙之处 对于已经掌握了数字逻辑基础知识,并希望在数字系统设计领域有所深造的我来说,《数字逻辑电路分析与设计教程(第2版)》依然是一本不可多得的宝藏。它不再仅仅停留在基础概念的介绍,而是深入探讨了数字系统的分析与设计方法论。书中对于组合逻辑和时序逻辑电路的设计流程进行了系统性的梳理,从需求分析、功能分解,到逻辑抽象、电路实现,每一步都讲解得细致入微。我尤其欣赏书中对状态机(Finite State Machine, FSM)的讲解,作者不仅清晰地阐述了Mealy模型和Moore模型的区别与联系,还通过多个实际的例子,如交通灯控制器、电梯控制系统等,展示了如何利用状态机来描述和设计复杂的时序逻辑系统。这些例子不仅具有很强的指导意义,也让我对数字系统设计的实际应用有了更深刻的理解。此外,书中对于中大规模集成电路(MSI)和可编程逻辑器件(PLD)的介绍,也让我对现代数字系统设计有了更全面的认识。它讲解了常用的组合逻辑芯片(如译码器、多路选择器)和时序逻辑芯片(如计数器、移位寄存器)的功能和应用,并且对于如何利用这些器件来构建更复杂的系统给出了明确的指导。更重要的是,书中还涉及了硬件描述语言(HDL)在数字系统设计中的应用,虽然不是一本HDL的专门教材,但它能够让你对HDL有一个初步的认识,并理解HDL在实际工程中的重要性。这本书为我提供了一个更广阔的视野,帮助我从“搭积木”式的电路连接,升华到“构筑蓝图”式的系统设计思维。

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初学者福音,点亮数字逻辑的启蒙之路 作为一名完全没有数字逻辑基础的电子信息工程专业新生,我怀揣着对这个领域的好奇与些许的迷茫踏入了《数字逻辑电路分析与设计教程(第2版)》的学习。毫不夸张地说,这本书如同一盏明灯,在我初探数字逻辑的茫茫学海中,指明了方向,驱散了阴霾。它的语言平实易懂,不像某些理论书籍那样充斥着晦涩难懂的术语,而是循序渐进地引导读者理解基本概念。从最基础的逻辑门(AND, OR, NOT)开始,作者用生动形象的比喻和简洁明了的图示,将抽象的逻辑运算具象化,让我能够轻松地理解它们的工作原理。书中对于布尔代数、卡诺图化简等核心内容的讲解,更是清晰透彻,通过大量的实例分析,让我不再畏惧那些复杂的公式和符号,而是能够灵活运用它们来简化逻辑表达式。特别是对于时序逻辑电路的介绍,作者并没有一开始就抛出复杂的触发器,而是从基本的状态转移概念入手,逐步引出D触发器、JK触发器等,每个阶段的过渡都非常自然,让我在掌握了组合逻辑电路的基础上,也能逐步建立起对时序逻辑的认知。这本书最大的亮点在于,它不仅仅是知识的堆砌,更注重培养读者的分析和设计能力。书中提供了丰富的练习题,覆盖了从简单到复杂的各种设计场景,而且题目后面的解答也非常详尽,让我能够对照自己的思路,找出不足,从而不断进步。对于我这样的初学者而言,这本书提供了一个坚实的基础,让我能够自信地面对后续更深入的学习。

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理论框架扎实,为后续深入学习铺设坚实基石 对于即将步入更高年级的我而言,巩固和深化基础知识至关重要,《数字逻辑电路分析与设计教程(第2版)》在这方面提供了极大的帮助,它为我构建了一个扎实的理论框架,为我日后接触更复杂的数字系统和相关课程(如微处理器设计、FPGA开发等)奠定了坚实的基础。这本书的章节安排非常合理,从最基础的数制与编码,到布尔代数、逻辑门,再到组合逻辑和时序逻辑电路的设计与分析,每一个章节的内容都层层递进,相互关联,形成了一个完整的知识体系。我特别赞赏书中对于“最小项”、“最大项”以及“逻辑函数最简形式”的讲解,这些概念是进行逻辑电路化简和优化的基础,书中通过详细的步骤演示,让我能够熟练掌握这些化简技巧。对于“竞争冒险”和“ました”( metastability)等时序逻辑电路中的关键问题,本书的讲解也相当到位,它不仅指出了问题的存在,还提供了相应的分析方法和设计策略,这对于我理解和解决实际问题非常有帮助。此外,书中关于“卡诺图”和“ Quine-McCluskey算法”等化简方法的介绍,虽然不是最新颖的,但却是最经典和基础的,掌握了这些方法,对于理解更复杂的自动化综合工具的工作原理也有着重要的启发意义。这本书让我深刻理解了数字逻辑电路的设计是一个系统性的工程,需要扎实的理论功底作为支撑。它为我后续深入学习微机原理、嵌入式系统等专业课程,打下了牢固的基石,让我能够更有信心地迎接未来的挑战。

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实践导向的实操指南,理论联系实际的典范 在电子信息工程的学习过程中,理论知识的掌握固然重要,但将理论付诸实践的能力更是决定学习成果的关键。《数字逻辑电路分析与设计教程(第2版)》在这方面做得尤为出色,它不仅仅是一本理论教材,更是一本实践导向的实操指南。书中大量的例题,不仅仅是简单的计算题,而是贴近实际工程应用的设计场景。例如,在讲解如何设计一个简单的计算器时,作者会引导你分析计算器的各项功能,如何将其分解为加、减、乘、除等基本逻辑单元,以及如何将这些单元组合起来实现整体功能。书中还穿插了许多“设计提示”和“注意事项”,这些都是作者根据实际教学和工程经验总结出来的宝贵经验,能够帮助我们避免在设计中走弯路。我特别喜欢书中对于“故障分析”和“时序冒险”的讨论,这些都是在实际数字电路设计中经常会遇到的问题,书中通过实例讲解了这些问题的成因以及解决方法,让我能够提前有所准备,并在后续的实践中能够更加从容地应对。虽然本书没有直接提供详细的实验指导书,但书中提供的设计思路和分析方法,已经为我们进行相关的实验提供了坚实的基础。通过这本书的学习,我能够将所学的理论知识转化为实际的设计能力,能够独立思考并设计出满足特定需求的数字逻辑电路。它让我明白,数字逻辑电路的设计不仅仅是纸上谈兵,而是需要严谨的逻辑思维和精巧的设计方法。

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严谨又不失趣味,激发对数字世界的无限探索 数字逻辑的世界,在很多人看来可能充满了枯燥的0和1,以及繁杂的逻辑门符号。然而,《数字逻辑电路分析与设计教程(第2版)》却以一种严谨又不失趣味的方式,将这个世界展现在我们面前,极大地激发了我对数字世界的无限探索欲望。作者在讲解基本概念时,善于运用类比和故事化的语言,让复杂的逻辑关系变得生动起来。比如,在讲解“与门”和“或门”时,他可能会用“只有当所有条件都满足时,事情才会发生”(与门)和“只要有一个条件满足,事情就会发生”(或门)来比喻,这种方式非常容易被接受。同时,本书在保持趣味性的同时,也丝毫不放松对理论严谨性的要求。对于每一个概念的引入,都会有扎实的数学基础支撑,并且在推导过程中,思路清晰,逻辑严密。我尤其欣赏书中对于“组合逻辑电路的特点”和“时序逻辑电路的特点”的对比分析,这种对比分析能够帮助我们深刻理解两类电路在结构和功能上的本质区别,从而在后续的设计中能够根据需求选择合适的电路类型。书中对于“冒险竞争”(Race Condition)的讨论,不仅仅是简单地提及,而是深入分析了其产生的原因,以及几种常见的解决方法,这对于我们设计稳定可靠的时序逻辑电路至关重要。总而言之,这本书让我看到了数字逻辑电路的精妙之处,它不仅是实现功能的工具,更是理解和构建数字世界的基础,让我对这个领域充满了好奇,并渴望深入了解更多。

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