數字邏輯電路分析與設計教程(第2版)/21世紀高等學校電子信息工程規劃教材

數字邏輯電路分析與設計教程(第2版)/21世紀高等學校電子信息工程規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

熊小君,馬然,王旭智,薛雷 著
圖書標籤:
  • 數字邏輯電路
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  • 時序邏輯電路
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302457282
版次:2
商品編碼:12126702
包裝:平裝
叢書名: 21世紀高等學校電子信息工程規劃教材
開本:16開
齣版時間:2017-01-01
用紙:膠版紙
頁數:210
字數:340000
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

  本書是根據作者多年教學經驗編寫而成,在第一版的基礎上對內容進行瞭修正和更新。適應對象為高等院校本科電子信息、通信工程、電氣工程及自動化、機電工程及計算機科學與技術等專業。“數字邏輯電路分析與設計”是這些專業的一門必修的、重要的技術基礎課,讓學生建立對數字係統的基本概念、熟悉常用的基本器件、掌握基本的分析方法,從而掌握實際數字係統的分析和設計能力。

內容簡介

  本書以數字邏輯為基礎,全麵介紹瞭數字電路的基本理論、分析方法、綜閤方法和實際應用。本書共分8章,第1章介紹數製之間的轉換及常用的編碼;第2章介紹邏輯代數及邏輯化簡的基本方法;第3章介紹幾個常用的組閤邏輯模塊的應用;第4章和第5章介紹時序電路的分析、設計方法和中規模邏輯模塊的應用;第6章介紹數/模和模/數轉換電路;第7章介紹可編程邏輯器件的原理及應用;第8章以大量例題為背景介紹硬件描述語言VHDL。每章後麵附有相應的習題。
  本書可作為高等學校通信、電氣、電子信息、計算機、自動化等專業的大學本科教材,也可供其他從事電子技術工作的工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

第1章數字電路基礎
1.1數字信號與數字電路
1.1.1數字信號
1.1.2數字電路
1.2數值
1.2.1各種進製的錶示
1.2.2各種進製之間的轉換
1.3二值編碼
1.3.1帶符號數的錶示
1.3.2常用的二�彩�進製碼
1.3.3n位十進製數的BCD碼錶示及8421 BCD碼的加/減法
1.4邏輯關係
1.4.1基本邏輯關係
1.4.2復閤邏輯關係
1.5邏輯關係與數字電路
習題1
第2章邏輯函數與組閤電路基礎
2.1邏輯代數
2.1.1邏輯代數的基本公式
2.1.2邏輯代數的基本規則
2.1.3邏輯函數的公式法化簡
2.2邏輯函數的標準形式
2.2.1最小項與最小項錶達式
2.2.2最大項與最大項錶達式
2.2.3最小項與最大項的關係
2.3卡諾圖及其化簡
2.3.1卡諾圖
2.3.2邏輯函數與卡諾圖
2.3.3用卡諾圖化簡邏輯函數
2.3.4對具有無關項的邏輯函數的化簡
2.4組閤電路的設計基礎
2.4.1編碼器的設計
2.4.2譯碼器的設計
2.4.3數據選擇器的設計
2.4.4數值比較器的設計
2.4.52位加法器的設計
習題2
第3章組閤邏輯電路設計
3.1集成邏輯電路的電氣特性
3.1.1集成電路的主要電氣指標
3.1.2邏輯電路的輸齣結構
3.1.3芯片使用中注意的問題
3.1.4正、負邏輯極性
3.1.5常用門電路
3.2常用組閤邏輯模塊
3.2.14位並行加法器
3.2.2數值比較器
3.2.3譯碼器
3.2.4數據選擇器
3.2.5總綫收發器
3.3應用實例
3.4險象與競爭
3.4.1險象的分類
3.4.2不考慮延遲時的電路輸齣
3.4.3邏輯險象及其消除
3.4.4功能險象
3.4.5動態險象
習題3
第4章時序電路基礎
4.1集成觸發器
4.1.1基本RS觸發器
4.1.2鍾控RS觸發器
4.1.3D觸發器
4.1.4JK觸發器
4.2觸發器的應用
4.2.1D觸發器的應用
4.2.2JK觸發器的應用
4.2.3異步計數器
4.3同步時序邏輯電路
4.3.1時序邏輯電路的基本概念
4.3.2米裏型電路的分析舉例
4.3.3莫爾型電路分析舉例
4.3.4自啓動
4.4集成計數器及其應用
4.4.1集成計數器
4.4.2任意模計數器
4.4.3計數器的擴展
4.4.4集成計數器應用舉例
4.5集成移位寄存器及其應用
4.5.1集成移位寄存器
4.5.2移位型計數器
4.5.3移位寄存器在數據轉換中的應用
習題4
第5章同步時序電路和數字係統設計
5.1同步時序電路的基本設計方法
5.1.1原始狀態圖和狀態錶的建立
5.1.2用觸發器實現狀態分配
5.1.3導齣觸發器的激勵方程和輸齣方程
5.2用“觸發器組閤狀態法”設計同步時序邏輯電路
5.2.1寫齣編碼狀態錶
5.2.2化簡觸發器激勵函數的卡諾圖
5.2.3畫齣邏輯圖
5.3用“觸發器直接狀態法”設計同步時序邏輯電路
5.3.1觸發器狀態的直接分配
5.3.2做齣邏輯次態錶
5.3.3導齣各觸發器的激勵方程和電路的輸齣方程
5.3.4畫齣邏輯圖
5.4同步時序電路中的時鍾偏移
5.4.1時鍾偏移現象
5.4.2時鍾偏移的後果
5.4.3防止時鍾偏移的方法
習題5
第6章集成ADC和DAC的基本原理與結構
6.1集成數模轉換器
6.1.1二進製權電阻網絡DAC
6.1.2二進製T形電阻網絡DAC
6.2DAC的主要技術參數
6.2.1最小輸齣電壓和滿量程輸齣電壓
6.2.2分辨率
6.2.3轉換誤差和産生原因
6.2.4DAC的建立時間
6.3集成模數轉換器
6.3.1ADC的處理過程
6.3.2並行型 ADC
6.3.3逐次比較逼近型ADC
6.3.4雙積分型ADC
6.4ADC的主要技術參數
習題6
第7章可編程邏輯器件及其應用基礎
7.1PLD的基本原理
7.1.1PLD的基本組成
7.1.2PLD的編程和陣列結構
7.1.3PLD的邏輯符號
7.2隻讀存儲器
7.2.1ROM的組成原理
7.2.2ROM在組閤邏輯設計中的應用
7.3可編程邏輯陣列
7.3.1組閤邏輯PLA電路
7.3.2時序邏輯PLA電路
習題7
第8章硬件描述語言基礎
8.1硬件描述語言概述
8.2VHDL語言描述數字係統的基本方法
8.2.1VHDL庫和包
8.2.2實體描述語句
8.2.3結構體描述
8.3VHDL中的賦值、判斷和循環語句
8.3.1信號和變量的賦值語句
8.3.2IF�睧LSE語句
8.3.3CASE語句
8.3.4LOOP語句
8.3.5NEXT、EXIT語句
8.4進程語句
8.5VHDL設計組閤邏輯電路舉例
8.6VHDL設計時序邏輯電路舉例
8.6.1時鍾信號的描述
8.6.2觸發器的同步和非同步復位的描述
習題8
主要參考文獻


精彩書摘

  第3章組閤邏輯電路設計
  一般說來,根據輸齣信號對輸入信號響應的不同,邏輯電路可以分為兩類: 一類是組閤邏輯電路,稱為組閤電路; 另一類是時序邏輯電路,稱為時序電路。
  在組閤邏輯電路中,電路在任一時刻的輸齣信號僅決定於該時刻的輸入信號,而與電路原有的輸齣狀態無關。從電路結構上來看,組閤邏輯電路的輸齣端和
  圖3��1組閤邏輯電路的結構框圖
  輸入端之間沒有反饋迴路,其一般結構如圖3��1所示。
  對於組閤邏輯電路的工程實現,可分為兩種情況。第一種情況是,根據已導齣的邏輯圖,從市場上選用由集成電路製造商提供的集成電路芯片,從而構成具有預定功能的電氣裝置或部件,例如印刷電路闆。第二種情況是,從集成電路設計軟件的元件庫中,選擇相應的門及功能塊,進而構成集成電路芯片。無論何種情況,邏輯設計師必然十分熟悉各種實用芯片和功能塊的電氣特性,以及它們的邏輯功能,從而正確地、靈活地使用它們。本章將依托第一種實現情況,先介紹集成電路的主要電氣特性,再介紹常用的組閤邏輯模塊,進而討論組閤邏輯電路的設計。
  3.1集成邏輯電路的電氣特性
  市售的集成電路芯片,按製作工藝的不同和工作機理的不同,可分為TTL(晶體管�簿�體管邏輯)、MOS(金屬�� 氧化物�舶氳繼迓嘸�)和ECL(發射極耦閤邏輯)等。在MOS工藝的基礎上,發展而來的CMOS(互補MOS邏輯)和TTL這兩種集成電路得到瞭最為廣泛的應用。本節主要介紹這兩種電路。
  TTL是齣現較早的一種集成電路,在20世紀70到 80年代占有統治地位。
  按照允許的工作環境,可分為74係列和54係列,一般的工作電壓為5V左右。常用的為74係列,工作的溫度範圍是0~70℃; 54係列可在較大的環境溫度範圍(-55~125℃)內工作,價格昂貴,主要用於環境條件十分惡劣的一些軍用産品中。
  4000係列是美國半導體公司早期開發的CMOS集成電路,因其功耗小而在過去的一段時間裏也得到瞭較廣泛的應用,它的工作電壓範圍比較寬(5~18V)。後來,又發展瞭多種類型CMOS電路,例如HC(高速CMOS)、AHC(高級高速CMOS)、AC(高級CMOS)、HCT(與TTL兼容的高速CMOS)、ACT(與TTL兼容的高級CMOS)以及AHCT(與TTL兼容的高級高速CMOS)等類型,它們的工作電壓都是5V。由於當時 TTL所錶現的優點及市場占有率,在分類和命名規則方麵也嚮TTL靠攏,分為74和54兩個係列,采用與TTL相同的功能號,例如74 ACT00等。
  進入20世紀90年代以後,又發展瞭低壓CMOS電路,例如LV(低壓)、LVC(低壓CMOS)、ALVC(高級低壓CMOS)和ALVT(高級低壓工藝)等。LV和LVC的工作電壓為3.3V,ALVC和ALVT的工作電壓為2.5V。
  相對而言,TTL的工作速度較快,CMOS的功耗較小,為此把兩者集成在同一芯片上,取長補短,便産生瞭雙極型與CMOS的混閤工藝——BiCMOS工藝。ABT(高級BiCMOS工藝)就是錶示采用這一工藝的一類集成電路。近年來,CMOS工藝取得瞭長足進步,工作速度也越來越高,在LSI和VLSI中,得到瞭普遍采用。
  不同工藝的集成電路的電氣指標均不盡相同,集成電路手冊對各種集成電路芯片的邏輯功能和它們的電氣指標都作瞭詳細的說明。現以TTL與非門為例來說明主要電氣指標的含義,以便正確選擇和使用這些芯片。
  3.1.1集成電路的主要電氣指標
  1. 輸齣電壓與輸入電壓
  對於如圖3��2(a)所示的2輸入與非門,在邏輯上,當a·b=0時,c=1。這時門電路的輸齣電壓vc應為高電平。這一電平的實際值,將因集成電路的工藝不同而不同。對於TTL集成電路而言,空載時理論上約為3.6V。由於電路工作狀態的不同,實際值將低於這一數值。人們規定,如果TTL電路的實際電平vc≥2.4V,則仍認為該集成電路是閤格的,否則,將是不閤格的。所以2.4V是TTL電路輸齣高電平時允許的最低電平,用VOH來錶示。不同工藝的集成電路的VOH的值在圖3��2中可以查得。
  ……

前言/序言

  本書在第1版的基礎上對內容進行瞭修訂和更新。適閤的讀者對象為高等院校本科電子信息、通信工程、電氣工程及自動化、機電工程及計算機科學與技術等專業。“數字邏輯電路分析與設計”是這些專業的一門必修的、重要的技術基礎課,讓學生建立對數字係統的基本概念、熟悉常用的基本器件、掌握基本的分析方法,從而掌握實際數字係統的分析和設計能力。
  隨著計算機技術、電子技術的迅速發展以及集成電路生産工藝的不斷提高,電子産品的更新換代日新月異。為瞭適應現代電子技術迅速發展的需要,能夠較好地麵嚮數字化和專用集成電路的新時代,本書在保證基本概念、基本原理和基本分析方法的前提下,重邏輯,輕電氣,壓縮瞭集成電路電氣特性的討論和內部工作原理的分析,突齣瞭綜閤能力的培養及集成電路邏輯特性和工作特點的介紹。另外,電子設計自動化(EDA)技術是20世紀90年代以後發展起來的,它打破瞭傳統的由固定集成芯片組成數字係統的模式,給數字係統設計帶來瞭革命性的變化。尤其是在集成電路與可編程技術高速發展、數字係統日新月異的今天,電子信息類專業的學生掌握這門新技術十分必要。所以本書除瞭保留瞭數字邏輯電路的基本概念和傳統設計方法外,還介紹瞭可編程邏輯技術及硬件描述語言(VHDL)的基本要素,並通過大量實例講述瞭采用VHDL語言描述基本的數字電路的方法和過程,為學生掌握EDA技術打下良好的基礎。也使讀者能更深入地理解數字電路在後續課程中的應用,為麵嚮業界的工程應用人纔培養奠定基礎。
  本書是作者從實用角度齣發,結閤數字邏輯電路的知識體係,根據多年的教學經驗,參考眾多國內外優秀教材編寫而成的。全書共分8章。第1章介紹數字電路基礎(數製、碼製、基本邏輯關係等),第2章主要介紹邏輯函數的化簡及組閤邏輯電路的設計方法,第3章主要介紹常用組閤邏輯模塊的工作原理及其設計邏輯電路的方法,第4章主要介紹同步時序電路的分析方法,以及集成計數器和集成移位計數器在數字係統中的應用,第5章主要介紹使用觸發器設計同步時序電路的方法,第6章主要介紹ADC/DAC的基本原理及應用,第7章主要介紹可編程邏輯器件及其應用,第8章介紹VHDL的語言基礎,並以大量舉例來介紹使用VHDL設計數字係統。
  本書第1章和第2章由馬然編寫;第3章由王旭智編寫;第4章由熊小君編寫;第5章和第8章由硃雯君編寫;第6章和第7章由薛雷編寫,由熊小君擔任主編,負責全書的整理和定稿。由於水平有限,書中難免有一些不足,殷切希望廣大讀者批評指正。
  編者2016年9月


《現代數字係統設計與驗證》 前言 數字係統已成為現代電子技術的核心,從消費電子産品到高性能計算,再到通信基礎設施,無處不在。隨著集成電路技術的飛速發展,數字係統的規模和復雜度不斷攀升,對設計、分析和驗證方法提齣瞭更高的要求。本書旨在為電子信息工程專業的學生提供一個全麵而深入的數字係統設計與驗證的學習平颱,幫助讀者掌握現代數字係統設計的關鍵概念、技術和工具,為未來在這一領域的學習和職業發展奠定堅實基礎。 本書的內容聚焦於當前數字係統設計的最新發展趨勢和主流技術,強調理論與實踐的結閤。我們不僅介紹數字係統的基本原理,更注重講解如何運用先進的硬件描述語言(HDL)和仿真工具來設計、實現和驗證復雜的數字邏輯。本書的編寫風格力求嚴謹、清晰,並輔以大量的實例和練習,旨在使讀者能夠融會貫通,真正掌握數字係統設計的能力。 第一章 緒論 本章將為讀者構建一個對數字係統設計的宏觀認識。我們將從數字係統的基本概念入手,闡述其與模擬係統的區彆以及在現代科技中的重要地位。隨後,我們將迴顧數字邏輯發展簡史,瞭解從早期的邏輯門電路到今天的超大規模集成電路(VLSI)的演進過程。重點在於介紹構成現代數字係統的基本構建模塊,如組閤邏輯和時序邏輯,以及它們在實際應用中的作用。此外,本章還將概述數字係統設計的典型流程,從需求分析、高層設計、詳細設計到綜閤、布局布綫,直至最終的物理實現。最後,我們將簡要介紹一些常用的數字邏輯設計和驗證工具,為後續章節的學習做鋪墊。 第二章 數字邏輯電路基礎 本章將深入講解數字邏輯電路的基本理論。我們將從二進製數係統及其運算開始,介紹邏輯門(AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR)的功能和真值錶,以及布爾代數的基本公理和定理。在此基礎上,我們將學習如何使用卡諾圖(Karnaugh Map)和奎恩-麥剋拉斯基(Quine-McCluskey)算法等方法進行邏輯函數的最簡化,理解最簡化的重要性在於減少硬件資源和提高電路性能。本章還將介紹組閤邏輯電路的設計方法,包括如何根據邏輯功能需求構建邏輯錶達式,以及如何將其轉化為門級電路。我們還將討論組閤邏輯電路的性能指標,如延遲和競爭冒險現象,並介紹相應的消除方法。 第三章 時序邏輯電路設計 與組閤邏輯電路不同,時序邏輯電路的狀態會隨時間變化,是構成記憶功能和狀態機的關鍵。本章將詳細介紹觸發器(Flip-flop)的種類(SR, JK, D, T)及其工作原理,包括時鍾信號的作用以及各種觸發器的特性。在此基礎上,我們將學習如何設計和分析同步時序邏輯電路,重點介紹狀態機的概念,包括有限狀態機(FSM)的定義、狀態圖、狀態錶以及狀態分配。我們將詳細講解摩爾(Mealy)型和穆爾(Moore)型狀態機的設計方法,並分析如何將狀態機轉化為實際的電路實現。本章還將討論時序邏輯電路中的關鍵問題,如建立時間(Setup Time)、保持時間(Hold Time)和時鍾抖動(Clock Jitter),以及如何進行時序分析以確保電路的可靠運行。 第四章 可編程邏輯器件(PLD)與FPGA設計入門 在現代數字係統設計中,可編程邏輯器件(PLD)扮演著至關重要的角色。本章將介紹PLD的基本概念,包括其與通用集成電路的區彆以及其在原型設計和中小規模産品開發中的優勢。我們將重點介紹現場可編程門陣列(FPGA)的內部結構,包括查找錶(LUT)、觸發器、塊RAM(BRAM)、DSP Slice等核心資源。讀者將瞭解FPGA的工作原理,以及如何利用FPGA實現復雜的數字邏輯功能。本章還將介紹硬件描述語言(HDL)——VHDL和Verilog HDL——的基本語法和特性,這是進行FPGA設計和仿真的核心工具。我們將通過簡單的實例,演示如何使用HDL描述組閤邏輯和時序邏輯,並介紹HDL代碼的結構和編寫規範。 第五章 硬件描述語言(HDL)高級特性與綜閤 本章將進一步深入學習VHDL和Verilog HDL,重點關注高級特性和綜閤過程。我們將詳細講解HDL中的進程(Process/Always Block)、信號(Signal/Reg)、變量(Variable)、端口(Port)和實體/模塊(Entity/Module)等關鍵元素。學習如何有效地使用HDL來描述復雜的數據通路和控製邏輯,包括參數化設計、實例化、生成語句(Generate Statement)和麵嚮對象的設計思想(Object-Oriented Design Concepts)。本章的重頭戲在於詳細闡述HDL綜閤(Synthesis)的過程。我們將介紹綜閤的目標(麵積、速度、功耗),以及綜閤工具如何將HDL代碼轉換為門級網錶。讀者將學習如何編寫可綜閤的HDL代碼,避免使用不可綜閤的結構,以及如何理解和優化綜閤報告。 第六章 數字係統仿真與驗證 仿真與驗證是確保數字係統設計正確性的關鍵環節。本章將全麵介紹數字係統驗證的概念、方法和流程。我們將講解不同級彆的仿真,包括行為級仿真、寄存器傳輸級(RTL)仿真和門級仿真。重點將放在RTL仿真,這是在硬件實現之前驗證邏輯功能最常用的方法。本章將詳細介紹測試平颱(Testbench)的設計,如何使用HDL語言編寫測試激勵、監控信號和斷言(Assertions),以對被測設計(DUT, Design Under Test)進行全麵測試。我們將介紹常用的仿真工具,並演示如何使用它們進行仿真運行、波形分析和錯誤調試。此外,本章還將介紹一些更高級的驗證技術,如約束隨機激勵(Constrained Random Stimulation)、覆蓋率(Coverage)的概念(功能覆蓋率、代碼覆蓋率)以及斷言驗證。 第七章 異步電路設計基礎 盡管同步電路在大多數數字係統中占據主導地位,但異步電路在某些特定應用中具有獨特的優勢,例如在低功耗設計和抗電磁乾擾方麵。本章將介紹異步電路的基本概念,闡述其與同步電路的根本區彆。我們將探討異步信號傳輸的特點,如握手協議(Handshake Protocols),以及如何利用它們來避免時鍾信號帶來的限製。本章將介紹一些基本的異步邏輯門電路和構成模塊,並討論異步電路設計的挑戰,如競爭冒險、死鎖等,以及相應的分析和設計方法。我們將通過簡單的例子,展示異步電路的設計思路。 第八章 現代數字係統設計流程與工具鏈 本章將整閤前述章節的內容,全麵介紹現代數字係統設計的端到端流程。我們將從需求規格說明書開始,逐步引導讀者完成從高層架構設計、HDL編碼、綜閤、靜態時序分析(STA)、布局布綫(Place and Route),到最終的物理驗證(Physical Verification)和可製造性設計(DFM)等關鍵步驟。我們將詳細介紹每個流程節點的作用和輸齣,以及不同EDA(Electronic Design Automation)工具在其中扮演的角色。重點介紹行業主流的EDA工具鏈,如Cadence, Synopsys, Mentor Graphics等,以及它們提供的各種解決方案。本章將強調設計約束(Constraints)在整個流程中的重要性,以及如何有效地設置設計約束以指導工具完成最優的設計。 第九章 低功耗數字係統設計 隨著移動設備和嵌入式係統的普及,降低數字係統的功耗已成為設計中的重要考量。本章將深入探討低功耗數字係統設計的策略和技術。我們將首先分析數字係統功耗的來源,包括動態功耗(開關功耗)和靜態功耗(漏電流)。隨後,我們將介紹各種降低功耗的技術,例如時鍾門控(Clock Gating)、電源門控(Power Gating)、動態電壓和頻率調整(DVFS)等。本章還將講解如何利用HDL代碼中的特定結構和約束來輔助低功耗設計,並介紹相關的EDA工具功能。 第十章 特定應用數字係統設計實例 為瞭幫助讀者更好地理解和應用所學知識,本章將通過若乾具體的數字係統設計實例來加深理解。我們將選取一些典型的應用場景,例如數據通路設計(如ALU)、狀態機控製(如簡單的交通燈控製器)、接口電路設計(如UART發送器/接收器),以及簡單的嵌入式係統架構。每個實例都將按照完整的項目流程進行展開,從需求分析、架構設計,到HDL編碼、仿真驗證,直至最終的綜閤與時序分析。通過這些實例,讀者將能夠更直觀地感受到理論知識在實際設計中的應用。 附錄 附錄部分將提供一些有用的參考信息,例如常用的布爾代數公式匯總、HDL語言的語法速查錶、常見EDA工具的命令參考等,以方便讀者在學習和實踐中隨時查閱。 結語 數字係統的設計是一個充滿挑戰與機遇的領域。本書的編寫旨在為有誌於投身於此的讀者提供一個堅實的理論基礎和實踐指導。我們鼓勵讀者在學習過程中,積極動手實踐,熟練掌握各種設計和驗證工具,不斷探索和創新,最終成為一名優秀的數字係統工程師。

用戶評價

評分

進階者的寶藏,解鎖數字係統設計的精妙之處 對於已經掌握瞭數字邏輯基礎知識,並希望在數字係統設計領域有所深造的我來說,《數字邏輯電路分析與設計教程(第2版)》依然是一本不可多得的寶藏。它不再僅僅停留在基礎概念的介紹,而是深入探討瞭數字係統的分析與設計方法論。書中對於組閤邏輯和時序邏輯電路的設計流程進行瞭係統性的梳理,從需求分析、功能分解,到邏輯抽象、電路實現,每一步都講解得細緻入微。我尤其欣賞書中對狀態機(Finite State Machine, FSM)的講解,作者不僅清晰地闡述瞭Mealy模型和Moore模型的區彆與聯係,還通過多個實際的例子,如交通燈控製器、電梯控製係統等,展示瞭如何利用狀態機來描述和設計復雜的時序邏輯係統。這些例子不僅具有很強的指導意義,也讓我對數字係統設計的實際應用有瞭更深刻的理解。此外,書中對於中大規模集成電路(MSI)和可編程邏輯器件(PLD)的介紹,也讓我對現代數字係統設計有瞭更全麵的認識。它講解瞭常用的組閤邏輯芯片(如譯碼器、多路選擇器)和時序邏輯芯片(如計數器、移位寄存器)的功能和應用,並且對於如何利用這些器件來構建更復雜的係統給齣瞭明確的指導。更重要的是,書中還涉及瞭硬件描述語言(HDL)在數字係統設計中的應用,雖然不是一本HDL的專門教材,但它能夠讓你對HDL有一個初步的認識,並理解HDL在實際工程中的重要性。這本書為我提供瞭一個更廣闊的視野,幫助我從“搭積木”式的電路連接,升華到“構築藍圖”式的係統設計思維。

評分

嚴謹又不失趣味,激發對數字世界的無限探索 數字邏輯的世界,在很多人看來可能充滿瞭枯燥的0和1,以及繁雜的邏輯門符號。然而,《數字邏輯電路分析與設計教程(第2版)》卻以一種嚴謹又不失趣味的方式,將這個世界展現在我們麵前,極大地激發瞭我對數字世界的無限探索欲望。作者在講解基本概念時,善於運用類比和故事化的語言,讓復雜的邏輯關係變得生動起來。比如,在講解“與門”和“或門”時,他可能會用“隻有當所有條件都滿足時,事情纔會發生”(與門)和“隻要有一個條件滿足,事情就會發生”(或門)來比喻,這種方式非常容易被接受。同時,本書在保持趣味性的同時,也絲毫不放鬆對理論嚴謹性的要求。對於每一個概念的引入,都會有紮實的數學基礎支撐,並且在推導過程中,思路清晰,邏輯嚴密。我尤其欣賞書中對於“組閤邏輯電路的特點”和“時序邏輯電路的特點”的對比分析,這種對比分析能夠幫助我們深刻理解兩類電路在結構和功能上的本質區彆,從而在後續的設計中能夠根據需求選擇閤適的電路類型。書中對於“冒險競爭”(Race Condition)的討論,不僅僅是簡單地提及,而是深入分析瞭其産生的原因,以及幾種常見的解決方法,這對於我們設計穩定可靠的時序邏輯電路至關重要。總而言之,這本書讓我看到瞭數字邏輯電路的精妙之處,它不僅是實現功能的工具,更是理解和構建數字世界的基礎,讓我對這個領域充滿瞭好奇,並渴望深入瞭解更多。

評分

實踐導嚮的實操指南,理論聯係實際的典範 在電子信息工程的學習過程中,理論知識的掌握固然重要,但將理論付諸實踐的能力更是決定學習成果的關鍵。《數字邏輯電路分析與設計教程(第2版)》在這方麵做得尤為齣色,它不僅僅是一本理論教材,更是一本實踐導嚮的實操指南。書中大量的例題,不僅僅是簡單的計算題,而是貼近實際工程應用的設計場景。例如,在講解如何設計一個簡單的計算器時,作者會引導你分析計算器的各項功能,如何將其分解為加、減、乘、除等基本邏輯單元,以及如何將這些單元組閤起來實現整體功能。書中還穿插瞭許多“設計提示”和“注意事項”,這些都是作者根據實際教學和工程經驗總結齣來的寶貴經驗,能夠幫助我們避免在設計中走彎路。我特彆喜歡書中對於“故障分析”和“時序冒險”的討論,這些都是在實際數字電路設計中經常會遇到的問題,書中通過實例講解瞭這些問題的成因以及解決方法,讓我能夠提前有所準備,並在後續的實踐中能夠更加從容地應對。雖然本書沒有直接提供詳細的實驗指導書,但書中提供的設計思路和分析方法,已經為我們進行相關的實驗提供瞭堅實的基礎。通過這本書的學習,我能夠將所學的理論知識轉化為實際的設計能力,能夠獨立思考並設計齣滿足特定需求的數字邏輯電路。它讓我明白,數字邏輯電路的設計不僅僅是紙上談兵,而是需要嚴謹的邏輯思維和精巧的設計方法。

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初學者福音,點亮數字邏輯的啓濛之路 作為一名完全沒有數字邏輯基礎的電子信息工程專業新生,我懷揣著對這個領域的好奇與些許的迷茫踏入瞭《數字邏輯電路分析與設計教程(第2版)》的學習。毫不誇張地說,這本書如同一盞明燈,在我初探數字邏輯的茫茫學海中,指明瞭方嚮,驅散瞭陰霾。它的語言平實易懂,不像某些理論書籍那樣充斥著晦澀難懂的術語,而是循序漸進地引導讀者理解基本概念。從最基礎的邏輯門(AND, OR, NOT)開始,作者用生動形象的比喻和簡潔明瞭的圖示,將抽象的邏輯運算具象化,讓我能夠輕鬆地理解它們的工作原理。書中對於布爾代數、卡諾圖化簡等核心內容的講解,更是清晰透徹,通過大量的實例分析,讓我不再畏懼那些復雜的公式和符號,而是能夠靈活運用它們來簡化邏輯錶達式。特彆是對於時序邏輯電路的介紹,作者並沒有一開始就拋齣復雜的觸發器,而是從基本的狀態轉移概念入手,逐步引齣D觸發器、JK觸發器等,每個階段的過渡都非常自然,讓我在掌握瞭組閤邏輯電路的基礎上,也能逐步建立起對時序邏輯的認知。這本書最大的亮點在於,它不僅僅是知識的堆砌,更注重培養讀者的分析和設計能力。書中提供瞭豐富的練習題,覆蓋瞭從簡單到復雜的各種設計場景,而且題目後麵的解答也非常詳盡,讓我能夠對照自己的思路,找齣不足,從而不斷進步。對於我這樣的初學者而言,這本書提供瞭一個堅實的基礎,讓我能夠自信地麵對後續更深入的學習。

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理論框架紮實,為後續深入學習鋪設堅實基石 對於即將步入更高年級的我而言,鞏固和深化基礎知識至關重要,《數字邏輯電路分析與設計教程(第2版)》在這方麵提供瞭極大的幫助,它為我構建瞭一個紮實的理論框架,為我日後接觸更復雜的數字係統和相關課程(如微處理器設計、FPGA開發等)奠定瞭堅實的基礎。這本書的章節安排非常閤理,從最基礎的數製與編碼,到布爾代數、邏輯門,再到組閤邏輯和時序邏輯電路的設計與分析,每一個章節的內容都層層遞進,相互關聯,形成瞭一個完整的知識體係。我特彆贊賞書中對於“最小項”、“最大項”以及“邏輯函數最簡形式”的講解,這些概念是進行邏輯電路化簡和優化的基礎,書中通過詳細的步驟演示,讓我能夠熟練掌握這些化簡技巧。對於“競爭冒險”和“ました”( metastability)等時序邏輯電路中的關鍵問題,本書的講解也相當到位,它不僅指齣瞭問題的存在,還提供瞭相應的分析方法和設計策略,這對於我理解和解決實際問題非常有幫助。此外,書中關於“卡諾圖”和“ Quine-McCluskey算法”等化簡方法的介紹,雖然不是最新穎的,但卻是最經典和基礎的,掌握瞭這些方法,對於理解更復雜的自動化綜閤工具的工作原理也有著重要的啓發意義。這本書讓我深刻理解瞭數字邏輯電路的設計是一個係統性的工程,需要紮實的理論功底作為支撐。它為我後續深入學習微機原理、嵌入式係統等專業課程,打下瞭牢固的基石,讓我能夠更有信心地迎接未來的挑戰。

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