数字逻辑与数字集成电路（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

王尔乾，杨士强，巴林凤 著

图书标签:

• 数字逻辑
• 数字电路
• 集成电路
• 计算机组成原理
• 电子工程
• 高等教育
• 教材
• 逻辑设计
• 电路分析
• 半导体

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302050360

版次：2

商品编码：12313732

包装：平装

丛书名： 清华大学计算机系列教材

开本：16开

出版时间：2002-08-01

用纸：胶版纸

页数：293

字数：464000

正文语种：中文

内容简介

　　《数字逻辑与数字集成电路（第2版）》系统地阐述数制和码制、逻辑代数及逻辑函数化简、基本逻辑电路及触发器、各种集成化组合逻辑电路的设计与应用、同步时序电路及异步时序电路的设计与分析、集成化时序电路、逻辑电路的参数、可编程逻辑电路等内容。
　　《数字逻辑与数字集成电路（第2版）》可作为高等学校计算机专业“数字逻辑”课程的教材，亦可供从事计算机、自动化及电子学方面生产、科研人员及有关人员参考，《数字逻辑与数字集成电路（第2版）》还是学习“逻辑电路”课的参考书。

作者简介

　　王尔乾，1935年生。1953年就读于上海交通大学电机系，1956年转学至清华大学电子计算机专业，1957年毕业后留校任教。期间曾任清华大学计算机系副主任、主任，计算机研究所所长等职，1987年受聘为教授。曾任北京市人民政府首届至第4届专业顾问，国家教委高等学校计算机科学专业首届教学指导委员会副主任，中国计算机学会理事，中国软件行业协会常务理事等职。现任澳门科技大学资讯科技学院副院长。
　　长期从事电子线路、数字逻辑、超大规模集成电路系统设计等方面的教学工作，为本科生及研究生开设相关的课程，编著教材多本。
　　作为主要技术负责人，早期参加数控铣床研制、计算机用晶体管可靠性研究、晶体管参数自动测试等科研工作。20世纪70年代主持了TTL小规模集成电路系列、TTL中规模集成电路系列共24种电路的设计研制，参加了四种型号小型计算机系统的研制。80年代参加“面向大规模集成电路的计算机辅助设计系统”等三项集成电路CAD系统的研制，以上项目分别获得国家科技进步二等奖、国家教委科技进步二等奖、电子部及国防科工委科技进步一等奖、北京市科技进步二等奖。与研究生、合作者共同发表论文十余篇。

内页插图

目录

第1章 数制和编码
1．1 数制
1．1．1 二进制
1．1．2 八进制
1．1．3 十六进制
1．1．4 二进制与八进制、十六进制之间的转换
1．1．5 二进制与十进制之间的转换
1．2 编码
1．2．1 带符号的二进制数的编码
1．2．2 带小数点的数的编码
1．2．3 十进制数的二进制编码
1．2．4 格雷码
1．2．5 字符编码
习题

第2章 逻辑代数及逻辑函数的化简
2．1 逻辑代数的基本原理
2．1．1 逻辑代数的基本运算
2．1．2 逻辑代数的基本公式、规则、附加公式
2．1．3 基本逻辑电路
2．2 逻辑函数的化简
2．2．1 公式法化简逻辑函数
2．2．2 图解法化简逻辑函数
2．2．3 单输出逻辑函数的表格法化简
2．2．4 多输出逻辑函数的表格法化简
2．2．5 包含任意项的逻辑函数的化简
2．2．6 不同形式逻辑函数的变换及化简
习题

第3章 集成门电路与触发器
3．1 集成逻辑电路的分类
3．2 正逻辑和负逻辑的概念
3．3 TTL门电路
3．3．1 “与非”门
3．3．2 “与或非”门
3．3．3 “与”门
3．3．4 “异或”门和“异或非”门
3．3．5 三态门
3．4 触发器
3．4．1 基本R-S触发器
3．4．2 电位触发方式的触发器
3．4．3 边沿触发方式的触发器
3．4．4 比较电位触发器和边沿触发器
3．4．5 主一从触发方式的触发器
3．5 触发器的开关特性及时钟偏移
3．6 TTL系列
习题

第4章 组合逻辑电路
4．1 译码器
4．1．1 变量译码器
4．1．2 码制变换译码器
4．1．3 显示译码器
4．2 数据选择器
4．2．1 原理
4．2．2 常见的数据选择器
4．2．3 数据选择器的应用
4．3 编码器
4．4 数字比较器
4．4．1 并行比较器的原理
4．4．2 “分段比较”的原理
4．5 算术逻辑运算单元
4．5．1 一位加法器
4．5．2 4位串行进位加法器
4．5．3 4位并行进位加法器
4．5．4 16位并行进位加法器
4．5．5 算术逻辑运算单元
4．5．6 超前进位扩展器
4．6 奇偶检测电路
4．6．1 原理
……

第5章 同步时序电路
第6章 异步时序电路
第7章 可编程逻辑电路

参考文献

前言/序言

　　本书自出版以来，已经10次印刷了。令我们欣慰韵是本书已被不少高等学校计算机专业选为教材。在倾听读者意见以圾编者教学实践的基础上，考虑以下因素决定对原书作了修改和补充：
　　（1）考虑到随机存储器（RAM）器件与计算机系统的关系十分密切，结合“计算机组成原理”课程来讲解RAM器件，能更深刻地理解RAM器件的结构、时序及其在系统中的应用，从而事半功倍。
　　事实上，不少高校在“计算机组成原理”课程中是要重新讲述RAM器件的。为了减少课程间内容不必要的重叠，经征求部分教师意见，决定从本版中删去有关RAM器件的内容。建议这部分内容在“计算机组成原理”课程中讲授。
　　（2）为了适应可编程逻辑器件发展迅速和应用广泛的趋势，在本版中增加“通用阵列逻辑（GAL）器件”的内容，并把原书中删去RAM后的第7章，改名为“可编程逻辑器件”。虽然规模更大的可编程器件不断涌现，但在本版中只选当前已得到广泛应用的GAL来介绍。我们认为，掌握数字逻辑及数字集成电路基础仍是同学们的主要任务。若有了计算机编程及计算机系统的有关知识，再通过·自学器件的技术资料是完全能掌握其原理和使用的，没有必要也不可能在本书中对它们作一一介绍。
　　（3）增加非计算机专业关注的一些内容，如序列信号发生器等。
　　（4）改正了第一版中的错误。
　　编著者虽然从事于计算机教学和科研多年，积累了本学科方面一些理论和经验，但当今计算机科学发展很快，对本课程的一些看法仍有不全面之处，本书中的错误之处，恳请广大读者给予批评和指正，以便不断提高。

探索信息时代的基石：从简单逻辑门到复杂计算的演进 本书将带领读者踏上一段激动人心的旅程，深入探索构建现代数字世界的两大核心基石——数字逻辑和数字集成电路。从最基础的逻辑门操作原理，到构成我们日常生活中触手可及的电子设备（如智能手机、计算机、汽车电子系统乃至人工智能芯片）的复杂集成电路设计，我们将逐层揭示其内在奥秘。这是一部旨在为初学者构建坚实理论基础，同时为进阶者提供深入洞察的指南。 第一部分：数字逻辑的语言——二进制与逻辑门 数字世界的语言是二进制，即0和1的组合。本部分将从最根本的二进制数制及其运算（如加法、减法、乘法、除法）入手，让读者彻底理解信息如何在数字系统中被表示和处理。随后，我们将逐一剖析构成数字逻辑电路的最基本单元：逻辑门。 布尔代数：逻辑运算的数学基石。 我们将学习布尔代数的基本公理和定理，理解AND、OR、NOT、XOR、NAND、NOR等基本逻辑门的真值表和逻辑功能。这些简单的门电路是所有更复杂数字电路的“积木”。 组合逻辑电路：瞬时响应的设计。 组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入，不包含记忆功能。我们将学习如何设计和分析各种组合逻辑电路，例如： 编码器与解码器： 实现不同编码格式之间的转换，如BCD码到七段数码管显示的转换。 多路选择器（Multiplexer, MUX）与多路分配器（Demultiplexer, DEMUX）： 实现数据流的路由和选择，是现代数字系统中数据传输的关键组件。 加法器与减法器： 实现基本的算术运算，是CPU等计算核心的基石。我们将从半加器、全加器到多位加法器，逐步理解算术逻辑单元（ALU）的设计原理。 比较器： 实现两个数字的比较，用于条件判断和控制。 奇偶校验发生器与检测器： 实现简单的错误检测功能，是数据传输可靠性的基础。 逻辑函数的简化： 学习如何使用卡诺图（Karnaugh Map）和布尔代数方法来简化复杂的逻辑函数，减少电路的复杂度和成本，提高性能。 第二部分：数字逻辑的记忆——时序逻辑电路 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还取决于电路 past 的状态（即包含记忆功能）。这使得我们能够构建能够存储信息、执行顺序操作的电路。 触发器（Flip-Flop）： 时序逻辑的基本记忆单元。我们将深入学习SR触发器、JK触发器、D触发器和T触发器的结构、工作原理、状态转移图和状态表。理解触发器如何存储单个比特的信息，是理解更复杂存储器的基础。 寄存器（Register）： 由多个触发器组成，用于存储一组二进制数据。我们将学习移位寄存器（用于数据串并转换）和并行寄存器（用于数据存储）。 计数器（Counter）： 能够按照特定序列计数的状态机。我们将学习同步计数器和异步计数器的设计，以及各种计数模式（如二进制计数、十进制计数、环形计数）。计数器在定时、分频、序列发生器等方面有着广泛应用。 有限状态机（Finite State Machine, FSM）： 是描述具有有限个状态的系统的数学模型。我们将学习如何设计摩尔型（Moore）和米利型（Mealy）有限状态机，用于控制复杂的序列操作，例如交通信号灯控制器、自动售货机逻辑等。 第三部分：数字集成电路的诞生与设计 在掌握了数字逻辑的原理之后，我们将进入数字集成电路（Integrated Circuit, IC）的领域，了解这些微型电路如何在芯片上得以实现。 半导体器件基础： 简要回顾PN结、二极管和三极管（BJT）以及场效应管（MOSFET）的基本工作原理，它们是构成数字集成电路的物理基础。 CMOS技术： 深入探讨互补金属氧化物半导体（CMOS）技术，这是当今数字集成电路设计中最主流的技术。我们将学习CMOS反相器、CMOS NAND门、CMOS NOR门的结构和工作原理，以及其在功耗和速度方面的优势。 基本逻辑门在CMOS中的实现： 学习如何使用CMOS晶体管来构建AND、OR、XOR等逻辑门，理解其内部结构和信号传播。 集成电路的基本构成： 了解组合逻辑电路（如全加器、多路选择器）和时序逻辑电路（如触发器、寄存器、计数器）在CMOS技术中的具体实现方式。 中大规模集成电路（MSI）与超大规模集成电路（LSI）： 介绍集成电路上晶体管数量的不断增长带来的设计复杂度的提升，以及由此催生的各种标准逻辑芯片和微处理器等。 第四部分：深入设计与应用 本部分将进一步拓展数字逻辑和数字集成电路的应用视野，并介绍一些关键的设计概念和工具。 PLD（可编程逻辑器件）与FPGA（现场可编程门阵列）： 介绍如何利用这些灵活的硬件平台来实现自定义的数字逻辑功能。我们将探讨CPLD和FPGA的基本结构、工作原理以及它们在原型验证、快速开发和定制硬件解决方案中的重要作用。 硬件描述语言（HDL）： 介绍Verilog或VHDL等硬件描述语言，它们是现代数字集成电路设计不可或缺的工具。通过HDL，设计师能够以抽象的方式描述硬件的功能，然后由EDA（电子设计自动化）工具自动生成电路网表，最终实现芯片的逻辑功能。 时序分析基础： 理解时序约束、建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）等概念，它们对于确保数字电路在高速运行下的正确性至关重要。 可重用IP核与SOC（片上系统）概念： 探讨现代集成电路设计中 IP核（Intellectual Property）的复用以及如何将多种功能集成到一个芯片上的SOC设计理念，这将为读者理解现代处理器、GPU、DSP等复杂芯片的构建提供宏观视角。 实际应用案例分析： 通过一些具体的应用场景，例如数字信号处理器（DSP）、微控制器（MCU）的核心逻辑、内存控制器、通信接口等，来展示数字逻辑和数字集成电路在实际产品中的应用，加深读者的理解。 本书的特点： 循序渐进： 从最基础的二进制和逻辑门开始，逐步深入到复杂的集成电路设计。 理论与实践结合： 在讲解理论概念的同时，穿插了大量的设计实例和分析，帮助读者理解如何将理论应用于实际。 语言清晰易懂： 避免使用过于晦涩的术语，力求用最清晰、最直观的方式来阐述复杂的概念。 紧跟时代步伐： 涵盖了当今数字电路设计领域的热点技术和发展趋势。 通过学习本书，读者将能够深刻理解数字信息是如何被处理和控制的，掌握设计和分析数字逻辑电路的基本方法，并对现代数字集成电路的构成和工作原理有全面而深入的认识。无论您是电子工程、计算机科学专业的学生，还是对数字技术充满好奇的爱好者，本书都将为您打开通往信息时代核心技术的大门，助您在数字世界中游刃有余。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电子工程专业的学生，目前正在学习数字电路和数字系统设计。一本好的教材对于我的学习至关重要，而《数字逻辑与数字集成电路（第2版）》恰好是我一直在寻找的那种。我希望它能系统地介绍数字逻辑的基础理论，包括布尔代数、逻辑函数最小项和最大项的表示，以及卡诺图等化简方法。同时，我也期望它能详细讲解组合逻辑电路和序逻辑电路的设计，比如如何设计时序状态机，如何分析和设计寄存器、计数器等。在数字集成电路方面，我希望能够了解到各种基本逻辑门和存储单元的晶体管级实现，以及CMOS电路的设计规则和基本工艺流程。这本书的第二版，意味着它应该包含了最新的技术进展和更优化的讲解方式，这对我掌握最新的知识非常有帮助。我希望书中能有高质量的图表和详细的例题，并且在解决问题的方法上能提供多样化的思路，帮助我形成扎实的解题能力。

评分☆☆☆☆☆

对于任何对电子设备内部工作原理感到好奇的人来说，《数字逻辑与数字集成电路（第2版）》这本书无疑是一个宝藏。我一直对电子产品非常着迷，但总感觉隔着一层“看不见的墙”，无法真正理解它们是如何运作的。这本书的名字就点出了核心——数字逻辑和数字集成电路，这正是我迫切想要了解的领域。我希望它能从最基础的逻辑概念入手，例如二进制表示法、逻辑门的功能，然后逐步深入到更复杂的组合逻辑和序逻辑电路的设计。我希望能理解像加法器、多路选择器、触发器、计数器这些基本模块是如何构建的，以及它们在实际应用中扮演的角色。更令我期待的是，它能让我一窥数字集成电路的“内部世界”，了解晶体管如何被用来构建这些逻辑门，以及这些电路是如何被集成到芯片上的。我希望这本书能够用清晰易懂的语言，配以丰富的图示和生动的例子，让我能够真正地“看到”数字信号在电路中流动，从而建立起对数字世界的直观认识。

评分☆☆☆☆☆

一本厚重的书，封面设计朴实无华，但脊背上的书名——《数字逻辑与数字集成电路（第2版）》——却透露出它所承载的知识深度。拿到手里，沉甸甸的分量让我对接下来的学习之旅充满期待。我一直对计算机底层的工作原理深感兴趣，尤其想了解那些构成我们日常接触到的数字设备最基本、最核心的逻辑门和电路是如何构建的。这本书的出现，似乎正是为我量身定做。我渴望深入理解二进制世界的奥秘，掌握布尔代数、逻辑门电路、组合逻辑、序逻辑等基本概念，并希望能够通过书中丰富的实例和讲解，逐步过渡到更复杂的数字集成电路设计。我的目标是能够不仅仅停留在理论层面，而是能真正理解这些理论如何在实际的芯片中得到应用，甚至能够进行一些简单的电路分析和设计。这本书的内容是否足够系统，能否从浅入深地引导我一步步掌握这些复杂的知识，是我最关心的问题。我希望能看到详细的图解，清晰的数学推导，以及贴近实际应用的案例，这些都将是我衡量这本书价值的重要标准。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅《数字逻辑与数字集成电路（第2版）》，便被它严谨的学术风格所吸引。厚实的篇幅暗示了内容的详实，这对于我这样追求深入理解的读者来说是极大的福音。我一直对电子工程领域抱有浓厚的兴趣，尤其是数字电路的部分，它似乎是连接理论计算与物理实现的桥梁。从最基础的逻辑门，到复杂的微处理器架构，其演进过程离不开数字逻辑的基石。我希望这本书能够为我提供一个扎实的理论基础，让我能够清晰地理解二进制数的运算、逻辑函数的化简、以及各种基本逻辑门的原理和应用。更重要的是，我希望它能带领我进入数字集成电路的世界，让我了解CMOS等主流工艺是如何实现这些逻辑功能的，以及在实际设计中会遇到哪些挑战和权衡。书中的例子是否足够贴切，讲解是否深入浅出，能够解答我心中关于“如何将抽象的逻辑转化为具体的电路”的疑问，这是我评判其优劣的关键。我期待它能成为我通往数字电路设计殿堂的一把金钥匙。

评分☆☆☆☆☆

对于我来说，阅读《数字逻辑与数字集成电路（第2版）》不仅仅是为了应付课程，更是出于一种纯粹的好奇心，想探究那些驱动现代科技运转的“幕后英雄”。我一直对数字世界背后的逻辑感到着迷，从一个简单的开关如何代表0或1，到如何通过无数个这样的开关组合出能够执行复杂计算的芯片，这其中蕴含着一种精妙的设计智慧。我希望这本书能够以一种易于理解的方式，为我揭示数字逻辑的魅力，让我明白各种逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）是如何工作的，以及它们如何组合成更复杂的电路，如加法器、译码器、多路选择器等。更进一步，我期待它能带我进入数字集成电路的领域，让我了解这些逻辑是如何被“刻”在硅片上的，例如MOSFET晶体管的基本原理，以及基本的CMOS电路设计。我尤其希望书中能有足够多的图示和实例，帮助我直观地理解这些抽象的概念，而不是仅仅停留在枯燥的公式推导上。