数字电子技术及应用教程 郭宏,武国财 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郭宏，武国财 著

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店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115219503

商品编码：29351740586

包装：平装

出版时间：2010-03-01

基本信息

书名：数字电子技术及应用教程

定价：32.00元

作者：郭宏,武国财

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2010-03-01

ISBN：9787115219503

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.440kg

编辑推荐

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内容提要

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本书从应用的角度出发，全面介绍了数字电子技术的基本概念、基础理论和基本分析方法。全书共分10章，主要内容包括逻辑代数、集成门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲信号的产生与整形、模拟量和数字量的转换、半导体存储器和可编程逻辑器件、可编程逻辑器件的应用和数字电路应用设计举例。 　　
　　本书将理论与实践相结合，注重体现知识的实用性和前沿性。本书可作为应用型本科院校和高等职业技术院校电子、通信、机电、自动化和计算机等专业学习数字电子技术课程的教材或参考书，也可供工程技术人员参考。

目录

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章　逻辑代数基础知识
　1.1　数字电路概述
　1.1.1　数字信号与数字电路
　 1.1.2　数字电路的特点
　 1.1.3　数字电路的优点
　 1.1.4　数字电路的分类
　1.1.5　数字电路的典型应用
　1.2　数制与编码
　1 2.1　数制
　 1.2.2　不同进制数之间的相互转换
　1.2.3　编码
　1.3　逻辑代数基础
　1.3.1　逻辑代数的基本概念与基本运算
　 1.3.2　几种常用的复合逻辑运算
　1.3.3　逻辑函数的相等
　1.4　逻辑代数中的基本公式、定理和规则
　1.4.1　基本公式
　 1.4.2　逻辑代数中的基本规则
　1.5　逻辑函数的化简
　1.5.1　逻辑函数的标准与或式和简表达式
　 1.5.2　逻辑函数的公式化简法
　1.5.3　逻辑函数的图形化简法
　 1.5.4　具有约束的逻辑函数的化简
　1.6　逻辑函数的表示方法及其相互之间的转换
　1.6.1　逻辑函数的几种表示方法
　 1.6.2　5种表示方法的转换
　本章小结
　习题
第2章　集成门电路
　2.1　概述
2.1.1　逻辑门电路的概念
2.1.2　正逻辑与负逻辑
2.1.3　分立门电路和集成门电路
2.2　半导体器件的开关特性
2.2.1　二极管的开关特性
2.2.2　三极管的开关特性
2.2.3　场效应管的开关特性
2.3　分立元器件门电路
2.3.1 二极管与门和或门
2.3.2 三极管非门
2.4　TTL集成门电路
2.4.1　TTL与非门
2.4.2　TTL与非门电路的主要外部特性
……
第3章　组合逻辑电路
第4章　触发器
第5章　时序逻辑电路
第6章　脉冲产生与整形电路
第7章　数模与模数转换电路
第8章　半导体存储器和可编程逻辑器件
第9章　可编程逻辑器件的应用
0章　数字电路应用设计举例
附录
部分习题参考答案
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字逻辑设计基础与实践》 引言 数字电子技术作为现代信息社会发展的基石，其重要性不言而喻。从最基础的逻辑门电路到复杂的微处理器，数字逻辑的设计与应用贯穿了我们日常生活的方方面面，驱动着从通信、计算到控制、传感等各个领域的技术革新。本书旨在为读者提供一个全面而深入的数字电子技术基础知识体系，并辅以丰富的实践指导，帮助读者掌握数字逻辑的设计原理、方法和工具，为进一步学习和从事相关领域的研发工作奠定坚实的基础。 本书的编写并非局限于理论的堆砌，而是力求将抽象的逻辑概念与实际的电路实现紧密结合。我们深知，理解数字电子技术的精髓，不仅在于掌握那些逻辑函数的组合与化简，更在于能够将其转化为实际可用的电路，并对其性能进行分析与优化。因此，本书在讲解基本原理的同时，引入了大量的实例和设计流程，引导读者逐步完成从需求分析到电路设计、仿真验证的完整过程。 本书的读者对象广泛，既可以作为高等院校电子信息工程、计算机科学与技术、自动化等相关专业本科生和研究生的教材，也可以作为数字电子技术爱好者、硬件工程师、嵌入式系统开发人员以及从事相关技术工作的工程师的参考书。无论您是初次接触数字逻辑，还是希望系统地梳理和深化相关知识，本书都将是您宝贵的学习伙伴。 第一章 绪论 本章将带领读者进入数字电子技术的广阔世界，从宏观层面认识数字技术的重要地位及其发展历程。我们将探讨数字信号与模拟信号的根本区别，以及为何数字技术在现代电子系统中占据主导地位。通过了解数字技术如何改变我们的生活和工作方式，激发读者对这一领域的学习兴趣。 数字电子技术的重要性与发展简史 介绍数字技术在现代科技中的核心作用，如信息处理、通信、控制等。 简述数字电子技术从早期电子管时代到集成电路、超大规模集成电路的发展历程。 探讨数字技术对社会进步和人类生活方式产生的深远影响。 数字信号与模拟信号 深入阐述模拟信号的连续性和数字信号的离散性。 分析数字信号相比于模拟信号在抗干扰、传输精度、信息存储和处理能力等方面的优势。 介绍数模转换（ADC）和模数转换（DAC）的基本原理和在实际系统中的应用。 数字电子技术的基本概念 介绍二进制数及其运算（逻辑与、逻辑或、逻辑非、异或等）。 讲解逻辑门电路（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR, XNOR）的基本功能和符号表示。 引入布尔代数作为描述和分析数字逻辑电路的数学工具。 第二章 二进制数和逻辑代数基础 本章将为深入学习数字逻辑打下坚实的理论基础。我们将详细介绍二进制数的表示方法、运算规则，以及布尔代数的公理、定理和基本运算。熟练掌握本章内容，将是后续理解和设计复杂数字电路的前提。 二进制数的表示与转换 介绍无符号数和带符号数的二进制表示方法（原码、反码、补码）。 讲解二进制数与其他进制数（十进制、八进制、十六进制）之间的相互转换。 二进制运算 详细讲解二进制的加法、减法、乘法和除法运算。 介绍逻辑运算（AND, OR, NOT, XOR）及其对应的二进制运算。 布尔代数基础 引入布尔代数的公理系统，包括基本运算（AND, OR, NOT）的定义。 阐述布尔代数的常用定理，如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等。 介绍布尔代数的化简方法，如卡诺图（Karnaugh Map）和代数化简法。 逻辑函数的表示与化简 讲解如何将实际问题转化为逻辑函数。 介绍最小项（minterm）和最大项（maxterm）的概念。 学习如何使用卡诺图对逻辑函数进行最小项/最大项展开和化简。 第三章 组合逻辑电路 本章将聚焦于数字电路中最基本也是最重要的组成部分——组合逻辑电路。我们将介绍各种常见的组合逻辑电路模块，如编码器、译码器、多路选择器、数据分配器、加法器、减法器等，并探讨它们的内部结构和设计方法。 基本逻辑门电路的组合应用 基于基本的AND, OR, NOT门电路构建更复杂的逻辑功能。 编码器与译码器 介绍优先级编码器、二进制编码器（BCD编码器）等。 详细讲解n to 2^n译码器的原理和应用，例如74LS138译码器。 介绍BCD到七段数码管显示译码器的设计。 数据选择器与数据分配器 讲解多路选择器（Multiplexer, MUX）的功能、结构及其在信号选择和功能实现中的应用。 介绍数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）的功能和应用。 算术逻辑单元（ALU） 介绍全加器、半加器等基本加法器单元。 讲解串行加法器、并行加法器（如行波进位加法器、超前进位加法器）的设计。 介绍减法器的实现方式（利用加法器和求反器）。 简述算术逻辑单元（ALU）的设计思想。 其他组合逻辑电路 介绍比较器、奇偶校验电路等。 第四章 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，还与电路过去的状态有关。本章将深入探讨时序逻辑电路的基本组成单元——触发器，以及在此基础上构成的各类时序逻辑电路。 触发器（Flip-Flop） 介绍基本触发器（SR触发器、JK触发器、D触发器、T触发器）的结构、工作原理、状态转移图和特性方程。 讲解带有时钟控制的触发器，如主从JK触发器、边沿触发器。 分析触发器的时序参数，如建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、延迟时间（Propagation Delay）。 寄存器（Register） 介绍移位寄存器（串入并出、并入串出、串入串出、并入并出）的设计与应用。 讲解并行寄存器的功能和结构。 计数器（Counter） 介绍异步计数器（行波进位计数器）和同步计数器（行内进位计数器）的设计。 讲解二进制计数器、十进制计数器（BCD计数器）、可预置计数器、可逆计数器等。 探讨环形计数器和约翰逊计数器。 状态机（State Machine） 介绍有限状态机（FSM）的概念，包括摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型状态机。 讲解状态机的设计步骤：状态图、状态表、状态编码、逻辑设计。 分析状态机的应用，如序列检测器、控制器等。 第五章 存储器 存储器是数字系统中存储信息的核心单元。本章将介绍不同类型的存储器，包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的原理、结构和应用。 半导体存储器分类 介绍RAM（Random Access Memory）和ROM（Read-Only Memory）的基本概念。 随机存取存储器（RAM） 讲解静态随机存取存储器（SRAM）的工作原理和电路结构。 介绍动态随机存取存储器（DRAM）的工作原理和特点。 探讨RAM的读写操作时序。 只读存储器（ROM） 介绍掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）以及闪存（Flash Memory）的原理、特点和应用。 讲解ROM的读取操作。 第六章 可编程逻辑器件（PLD）与FPGA入门 随着集成电路技术的发展，设计和实现复杂数字电路的方式发生了革命性的变化。本章将介绍可编程逻辑器件（PLD）及其在现代数字系统设计中的应用，并对现场可编程门阵列（FPGA）进行初步介绍。 可编程逻辑器件（PLD）概述 介绍PLD的分类，如PLA（可编程逻辑阵列）、PAL（可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）。 阐述PLD的结构特点和设计优势。 现场可编程门阵列（FPGA） 介绍FPGA的基本结构，包括查找表（LUT）、触发器、可配置互连线等。 阐述FPGA的工作原理。 简述FPGA在原型开发、产品上市加速和定制化设计中的优势。 硬件描述语言（HDL）简介 介绍Verilog HDL和VHDL等常用的硬件描述语言。 简述HDL在描述数字电路逻辑、进行仿真验证和综合生成等方面的作用。 第七章 数字电路的设计与实现流程 本章将整合前面章节的知识，系统地介绍一个完整的数字电路设计与实现流程，从需求分析到最终的硬件实现。 需求分析与规格定义 如何明确设计目标和功能要求。 逻辑设计与抽象 使用布尔代数、状态机等方法进行逻辑功能的设计。 使用硬件描述语言（HDL）进行电路描述。 仿真验证 介绍功能仿真、时序仿真的概念和方法。 讲解如何编写测试向量（Testbench）进行仿真。 逻辑综合（Synthesis） 介绍逻辑综合工具的功能，将HDL代码转化为网表（Netlist）。 布局布线（Place and Route） 针对FPGA或ASIC设计，介绍将网表映射到实际硬件资源的过程。 时序分析与优化 在物理实现阶段对电路的时序进行分析和优化，确保电路在目标时钟频率下正常工作。 硬件调试与测试 在目标硬件上进行功能和性能的最终测试。 第八章 集成电路基础 本章将简要介绍集成电路（IC）的基本概念、制造工艺和封装技术，帮助读者理解数字芯片的产生过程。 集成电路概述 介绍IC的分类（SSI, MSI, LSI, VLSI）。 CMOS工艺基础。 芯片制造工艺 简述晶圆制造、光刻、刻蚀、掺杂等基本流程。 集成电路封装 介绍常见的封装类型及其特点。 第九章 现代数字系统中的应用实例 本章将通过一些实际应用案例，展示数字电子技术在现代电子系统中的广泛应用，加深读者对所学知识的理解。 微处理器与微控制器 简要介绍CPU的构成和工作原理。 介绍微控制器在嵌入式系统中的应用。 数字信号处理（DSP） 介绍DSP在音频、视频处理中的作用。 通信系统中的数字电路 介绍数字调制解调、编码解码等技术。 计算机系统中的数字电路 主板、显卡、内存等核心部件中的数字电路应用。 结论 本书系统地介绍了数字电子技术的核心概念、基本原理和设计方法。从最基础的逻辑门电路到复杂的集成电路设计流程，我们力求为读者构建一个清晰、连贯的学习路径。通过理论讲解与实践指导相结合的方式，我们希望本书能够帮助读者掌握分析和设计数字电路的能力，并为他们在未来的学习和职业生涯中打下坚实的基础。数字电子技术的领域仍在不断发展，希望本书能够激发读者继续探索和学习的热情，成为推动技术进步的一份子。

评分☆☆☆☆☆

这本教材的排版和装帧设计着实让人眼前一亮，不像传统教材那样刻板沉闷，封面色彩搭配得很有活力，让人在拿起它的时候就充满了学习的兴趣。内页的纸张质量也相当不错，印刷清晰，图文排版疏密有致，阅读起来非常舒适，长时间盯着看也不会觉得眼睛疲劳。特别是那些电路图和波形图，线条都非常精细锐利，即便是复杂的逻辑门电路或者时序电路的示意图，也能一目了然，这一点对于初学者来说简直是太友好了。作者在章节的逻辑组织上也花了不少心思，内容的推进层层递进，从最基础的半导体器件原理讲起，逐步过渡到组合逻辑和时序逻辑的设计与分析，最后再拓展到一些应用实例，整体脉络非常清晰流畅。我特别欣赏的是，每当介绍一个新的概念时，都会辅以生动的比喻或者实际生活中的例子来帮助理解，比如用自来水龙头比喻逻辑门的工作原理，一下子就把抽象的理论变得具象化了。这种注重用户体验的设计思路，使得学习过程不再是枯燥的啃理论，而更像是一场探索数字世界奥秘的旅程。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书最大的价值在于其对错误排查和仿真验证环节的重视。很多教材只教你如何“设计”电路，但真正实战中，设计出来的电路很少能一次成功。这本书则花了专门的篇幅来讨论常见的设计陷阱，比如时钟毛刺的产生、竞争冒险（Hazards）的消除，以及如何有效地利用仿真工具（虽然书中没有明确推荐某个软件，但其提供的测试案例结构非常适合导入主流EDA工具进行验证）。它告诫读者，理论模型和实际物理世界总是有差距的，并提供了一些实用的“Debug”思路。比如，当输出波形出现抖动时，应该从哪些方面入手排查——是电源噪声，还是时钟输入质量不佳？这种面向实践、注重“善后”的处理方式，让这本书的实用价值远超普通教材的范畴。它不仅仅是一本“教你做A”的书，更是一本“教你如何确保A能稳定工作”的指南，这才是真正有价值的技术财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的讲解风格真是太接地气了，读起来完全没有那种高高在上的学术腔调。作者似乎非常理解自学者或者非专业背景的读者在面对数字电路时的那种无从下口的感觉，所以他们的语言组织总是那么的谦逊和耐心。我尤其喜欢他们处理复杂逻辑电路（比如状态机设计）时采用的思维导图式梳理方法。他们会先画出一个概览图，标明输入、状态和输出之间的关系，然后再逐步拆解到具体的K-map化简和触发器选择，这种结构化的分解，极大地降低了理解难度。我试过用其他几本厚厚的专业书来理解同一个复杂的计数器设计，但总是云里雾里，直到翻到这本，才感觉茅塞顿开。他们对每一个逻辑门的功能描述都力求精确到位，但又绝不卖弄晦涩的术语，如果实在需要引入专业名词，也会立刻在旁边用通俗易懂的语言进行解释或补充说明。这种对学习者体验的尊重，使得学习过程的挫败感大大降低。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的电子爱好者，我对技术书籍的细节考究程度是很挑剔的。这本书在对一些经典数字电路如译码器、多路复用器和加法器的描述中，展现出了极高的严谨性，但更难能可贵的是，它没有将这些电路视为孤立的存在。作者非常擅长将这些基础模块串联起来，展示它们是如何协同工作构成一个更复杂的系统，比如如何用它们搭建出一个简单的算术逻辑单元（ALU）的原型。这种系统化的视角对于提升读者的整体架构设计能力至关重要。此外，书中对不同代际的逻辑系列（如TTL和CMOS）的特性对比分析也做得非常到位，不仅列出了静态参数，还对动态功耗和驱动能力进行了量化比较，这对于理解现代电路设计中为何CMOS技术占据主导地位提供了坚实的理论基础。这种对技术演进脉络的梳理，体现了作者深厚的行业洞察力，而非简单的知识搬运。

评分☆☆☆☆☆

我最近在为我的一个小型嵌入式项目寻找可靠的技术参考资料，无意中翻阅了这本教程。说实话，一开始我对这类偏向“教程”的教材抱有保留态度，总觉得它们深度可能不够，但实际阅读后，我发现自己的顾虑完全是多余的。这本书在基础概念讲解透彻之余，并没有停留在理论的表面，而是深入到了实际应用层面，特别是关于芯片选型和PCB布局时需要注意的细节处理，给出了非常实用的建议。例如，在讲解高速信号完整性时，它不仅提到了阻抗匹配的重要性，还结合了实际的PCB走线宽度和间距的经验值进行了说明，这对于我这种工程实践经验不足的人来说，简直是雪中送炭。它不像某些过于学术化的书籍那样堆砌复杂的数学公式，而是巧妙地将数学工具融入到对电路行为的分析中，让你在理解“为什么”的同时，也能掌握“怎么做”。那种由浅入深，理论与实践紧密结合的编写风格，让我感觉自己不仅仅是在学习一门课程，更像是在跟一位经验丰富的工程师请教。