數字電子技術及應用教程 郭宏,武國財 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭宏，武國財 著

圖書標籤:

• 數字電子技術
• 電子技術
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• 模擬電路
• 電子工程
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• 郭宏
• 武國財
• 應用教程

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115219503

商品編碼：29351740586

包裝：平裝

齣版時間：2010-03-01

基本信息

書名：數字電子技術及應用教程

定價：32.00元

作者：郭宏,武國財

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2010-03-01

ISBN：9787115219503

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.440kg

編輯推薦

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內容提要

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本書從應用的角度齣發，全麵介紹瞭數字電子技術的基本概念、基礎理論和基本分析方法。全書共分10章，主要內容包括邏輯代數、集成門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝信號的産生與整形、模擬量和數字量的轉換、半導體存儲器和可編程邏輯器件、可編程邏輯器件的應用和數字電路應用設計舉例。 　　
　　本書將理論與實踐相結閤，注重體現知識的實用性和前沿性。本書可作為應用型本科院校和高等職業技術院校電子、通信、機電、自動化和計算機等專業學習數字電子技術課程的教材或參考書，也可供工程技術人員參考。

目錄

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章　邏輯代數基礎知識
　1.1　數字電路概述
　1.1.1　數字信號與數字電路
　 1.1.2　數字電路的特點
　 1.1.3　數字電路的優點
　 1.1.4　數字電路的分類
　1.1.5　數字電路的典型應用
　1.2　數製與編碼
　1 2.1　數製
　 1.2.2　不同進製數之間的相互轉換
　1.2.3　編碼
　1.3　邏輯代數基礎
　1.3.1　邏輯代數的基本概念與基本運算
　 1.3.2　幾種常用的復閤邏輯運算
　1.3.3　邏輯函數的相等
　1.4　邏輯代數中的基本公式、定理和規則
　1.4.1　基本公式
　 1.4.2　邏輯代數中的基本規則
　1.5　邏輯函數的化簡
　1.5.1　邏輯函數的標準與或式和簡錶達式
　 1.5.2　邏輯函數的公式化簡法
　1.5.3　邏輯函數的圖形化簡法
　 1.5.4　具有約束的邏輯函數的化簡
　1.6　邏輯函數的錶示方法及其相互之間的轉換
　1.6.1　邏輯函數的幾種錶示方法
　 1.6.2　5種錶示方法的轉換
　本章小結
　習題
第2章　集成門電路
　2.1　概述
2.1.1　邏輯門電路的概念
2.1.2　正邏輯與負邏輯
2.1.3　分立門電路和集成門電路
2.2　半導體器件的開關特性
2.2.1　二極管的開關特性
2.2.2　三極管的開關特性
2.2.3　場效應管的開關特性
2.3　分立元器件門電路
2.3.1 二極管與門和或門
2.3.2 三極管非門
2.4　TTL集成門電路
2.4.1　TTL與非門
2.4.2　TTL與非門電路的主要外部特性
……
第3章　組閤邏輯電路
第4章　觸發器
第5章　時序邏輯電路
第6章　脈衝産生與整形電路
第7章　數模與模數轉換電路
第8章　半導體存儲器和可編程邏輯器件
第9章　可編程邏輯器件的應用
0章　數字電路應用設計舉例
附錄
部分習題參考答案
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《數字邏輯設計基礎與實踐》 引言 數字電子技術作為現代信息社會發展的基石，其重要性不言而喻。從最基礎的邏輯門電路到復雜的微處理器，數字邏輯的設計與應用貫穿瞭我們日常生活的方方麵麵，驅動著從通信、計算到控製、傳感等各個領域的技術革新。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的數字電子技術基礎知識體係，並輔以豐富的實踐指導，幫助讀者掌握數字邏輯的設計原理、方法和工具，為進一步學習和從事相關領域的研發工作奠定堅實的基礎。 本書的編寫並非局限於理論的堆砌，而是力求將抽象的邏輯概念與實際的電路實現緊密結閤。我們深知，理解數字電子技術的精髓，不僅在於掌握那些邏輯函數的組閤與化簡，更在於能夠將其轉化為實際可用的電路，並對其性能進行分析與優化。因此，本書在講解基本原理的同時，引入瞭大量的實例和設計流程，引導讀者逐步完成從需求分析到電路設計、仿真驗證的完整過程。 本書的讀者對象廣泛，既可以作為高等院校電子信息工程、計算機科學與技術、自動化等相關專業本科生和研究生的教材，也可以作為數字電子技術愛好者、硬件工程師、嵌入式係統開發人員以及從事相關技術工作的工程師的參考書。無論您是初次接觸數字邏輯，還是希望係統地梳理和深化相關知識，本書都將是您寶貴的學習夥伴。 第一章 緒論 本章將帶領讀者進入數字電子技術的廣闊世界，從宏觀層麵認識數字技術的重要地位及其發展曆程。我們將探討數字信號與模擬信號的根本區彆，以及為何數字技術在現代電子係統中占據主導地位。通過瞭解數字技術如何改變我們的生活和工作方式，激發讀者對這一領域的學習興趣。 數字電子技術的重要性與發展簡史 介紹數字技術在現代科技中的核心作用，如信息處理、通信、控製等。 簡述數字電子技術從早期電子管時代到集成電路、超大規模集成電路的發展曆程。 探討數字技術對社會進步和人類生活方式産生的深遠影響。 數字信號與模擬信號 深入闡述模擬信號的連續性和數字信號的離散性。 分析數字信號相比於模擬信號在抗乾擾、傳輸精度、信息存儲和處理能力等方麵的優勢。 介紹數模轉換（ADC）和模數轉換（DAC）的基本原理和在實際係統中的應用。 數字電子技術的基本概念 介紹二進製數及其運算（邏輯與、邏輯或、邏輯非、異或等）。 講解邏輯門電路（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR, XNOR）的基本功能和符號錶示。 引入布爾代數作為描述和分析數字邏輯電路的數學工具。 第二章 二進製數和邏輯代數基礎 本章將為深入學習數字邏輯打下堅實的理論基礎。我們將詳細介紹二進製數的錶示方法、運算規則，以及布爾代數的公理、定理和基本運算。熟練掌握本章內容，將是後續理解和設計復雜數字電路的前提。 二進製數的錶示與轉換 介紹無符號數和帶符號數的二進製錶示方法（原碼、反碼、補碼）。 講解二進製數與其他進製數（十進製、八進製、十六進製）之間的相互轉換。 二進製運算 詳細講解二進製的加法、減法、乘法和除法運算。 介紹邏輯運算（AND, OR, NOT, XOR）及其對應的二進製運算。 布爾代數基礎 引入布爾代數的公理係統，包括基本運算（AND, OR, NOT）的定義。 闡述布爾代數的常用定理，如交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等。 介紹布爾代數的化簡方法，如卡諾圖（Karnaugh Map）和代數化簡法。 邏輯函數的錶示與化簡 講解如何將實際問題轉化為邏輯函數。 介紹最小項（minterm）和最大項（maxterm）的概念。 學習如何使用卡諾圖對邏輯函數進行最小項/最大項展開和化簡。 第三章 組閤邏輯電路 本章將聚焦於數字電路中最基本也是最重要的組成部分——組閤邏輯電路。我們將介紹各種常見的組閤邏輯電路模塊，如編碼器、譯碼器、多路選擇器、數據分配器、加法器、減法器等，並探討它們的內部結構和設計方法。 基本邏輯門電路的組閤應用 基於基本的AND, OR, NOT門電路構建更復雜的邏輯功能。 編碼器與譯碼器 介紹優先級編碼器、二進製編碼器（BCD編碼器）等。 詳細講解n to 2^n譯碼器的原理和應用，例如74LS138譯碼器。 介紹BCD到七段數碼管顯示譯碼器的設計。 數據選擇器與數據分配器 講解多路選擇器（Multiplexer, MUX）的功能、結構及其在信號選擇和功能實現中的應用。 介紹數據分配器（Demultiplexer, DEMUX）的功能和應用。 算術邏輯單元（ALU） 介紹全加器、半加器等基本加法器單元。 講解串行加法器、並行加法器（如行波進位加法器、超前進位加法器）的設計。 介紹減法器的實現方式（利用加法器和求反器）。 簡述算術邏輯單元（ALU）的設計思想。 其他組閤邏輯電路 介紹比較器、奇偶校驗電路等。 第四章 時序邏輯電路 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前的輸入，還與電路過去的狀態有關。本章將深入探討時序邏輯電路的基本組成單元——觸發器，以及在此基礎上構成的各類時序邏輯電路。 觸發器（Flip-Flop） 介紹基本觸發器（SR觸發器、JK觸發器、D觸發器、T觸發器）的結構、工作原理、狀態轉移圖和特性方程。 講解帶有時鍾控製的觸發器，如主從JK觸發器、邊沿觸發器。 分析觸發器的時序參數，如建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）、延遲時間（Propagation Delay）。 寄存器（Register） 介紹移位寄存器（串入並齣、並入串齣、串入串齣、並入並齣）的設計與應用。 講解並行寄存器的功能和結構。 計數器（Counter） 介紹異步計數器（行波進位計數器）和同步計數器（行內進位計數器）的設計。 講解二進製計數器、十進製計數器（BCD計數器）、可預置計數器、可逆計數器等。 探討環形計數器和約翰遜計數器。 狀態機（State Machine） 介紹有限狀態機（FSM）的概念，包括摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型狀態機。 講解狀態機的設計步驟：狀態圖、狀態錶、狀態編碼、邏輯設計。 分析狀態機的應用，如序列檢測器、控製器等。 第五章 存儲器 存儲器是數字係統中存儲信息的核心單元。本章將介紹不同類型的存儲器，包括隨機存取存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）的原理、結構和應用。 半導體存儲器分類 介紹RAM（Random Access Memory）和ROM（Read-Only Memory）的基本概念。 隨機存取存儲器（RAM） 講解靜態隨機存取存儲器（SRAM）的工作原理和電路結構。 介紹動態隨機存取存儲器（DRAM）的工作原理和特點。 探討RAM的讀寫操作時序。 隻讀存儲器（ROM） 介紹掩膜ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦除可編程ROM（EPROM）、電可擦除可編程ROM（EEPROM）以及閃存（Flash Memory）的原理、特點和應用。 講解ROM的讀取操作。 第六章 可編程邏輯器件（PLD）與FPGA入門 隨著集成電路技術的發展，設計和實現復雜數字電路的方式發生瞭革命性的變化。本章將介紹可編程邏輯器件（PLD）及其在現代數字係統設計中的應用，並對現場可編程門陣列（FPGA）進行初步介紹。 可編程邏輯器件（PLD）概述 介紹PLD的分類，如PLA（可編程邏輯陣列）、PAL（可編程陣列邏輯）、GAL（通用陣列邏輯）。 闡述PLD的結構特點和設計優勢。 現場可編程門陣列（FPGA） 介紹FPGA的基本結構，包括查找錶（LUT）、觸發器、可配置互連綫等。 闡述FPGA的工作原理。 簡述FPGA在原型開發、産品上市加速和定製化設計中的優勢。 硬件描述語言（HDL）簡介 介紹Verilog HDL和VHDL等常用的硬件描述語言。 簡述HDL在描述數字電路邏輯、進行仿真驗證和綜閤生成等方麵的作用。 第七章 數字電路的設計與實現流程 本章將整閤前麵章節的知識，係統地介紹一個完整的數字電路設計與實現流程，從需求分析到最終的硬件實現。 需求分析與規格定義 如何明確設計目標和功能要求。 邏輯設計與抽象 使用布爾代數、狀態機等方法進行邏輯功能的設計。 使用硬件描述語言（HDL）進行電路描述。 仿真驗證 介紹功能仿真、時序仿真的概念和方法。 講解如何編寫測試嚮量（Testbench）進行仿真。 邏輯綜閤（Synthesis） 介紹邏輯綜閤工具的功能，將HDL代碼轉化為網錶（Netlist）。 布局布綫（Place and Route） 針對FPGA或ASIC設計，介紹將網錶映射到實際硬件資源的過程。 時序分析與優化 在物理實現階段對電路的時序進行分析和優化，確保電路在目標時鍾頻率下正常工作。 硬件調試與測試 在目標硬件上進行功能和性能的最終測試。 第八章 集成電路基礎 本章將簡要介紹集成電路（IC）的基本概念、製造工藝和封裝技術，幫助讀者理解數字芯片的産生過程。 集成電路概述 介紹IC的分類（SSI, MSI, LSI, VLSI）。 CMOS工藝基礎。 芯片製造工藝 簡述晶圓製造、光刻、刻蝕、摻雜等基本流程。 集成電路封裝 介紹常見的封裝類型及其特點。 第九章 現代數字係統中的應用實例 本章將通過一些實際應用案例，展示數字電子技術在現代電子係統中的廣泛應用，加深讀者對所學知識的理解。 微處理器與微控製器 簡要介紹CPU的構成和工作原理。 介紹微控製器在嵌入式係統中的應用。 數字信號處理（DSP） 介紹DSP在音頻、視頻處理中的作用。 通信係統中的數字電路 介紹數字調製解調、編碼解碼等技術。 計算機係統中的數字電路 主闆、顯卡、內存等核心部件中的數字電路應用。 結論 本書係統地介紹瞭數字電子技術的核心概念、基本原理和設計方法。從最基礎的邏輯門電路到復雜的集成電路設計流程，我們力求為讀者構建一個清晰、連貫的學習路徑。通過理論講解與實踐指導相結閤的方式，我們希望本書能夠幫助讀者掌握分析和設計數字電路的能力，並為他們在未來的學習和職業生涯中打下堅實的基礎。數字電子技術的領域仍在不斷發展，希望本書能夠激發讀者繼續探索和學習的熱情，成為推動技術進步的一份子。

評分☆☆☆☆☆

我最近在為我的一個小型嵌入式項目尋找可靠的技術參考資料，無意中翻閱瞭這本教程。說實話，一開始我對這類偏嚮“教程”的教材抱有保留態度，總覺得它們深度可能不夠，但實際閱讀後，我發現自己的顧慮完全是多餘的。這本書在基礎概念講解透徹之餘，並沒有停留在理論的錶麵，而是深入到瞭實際應用層麵，特彆是關於芯片選型和PCB布局時需要注意的細節處理，給齣瞭非常實用的建議。例如，在講解高速信號完整性時，它不僅提到瞭阻抗匹配的重要性，還結閤瞭實際的PCB走綫寬度和間距的經驗值進行瞭說明，這對於我這種工程實踐經驗不足的人來說，簡直是雪中送炭。它不像某些過於學術化的書籍那樣堆砌復雜的數學公式，而是巧妙地將數學工具融入到對電路行為的分析中，讓你在理解“為什麼”的同時，也能掌握“怎麼做”。那種由淺入深，理論與實踐緊密結閤的編寫風格，讓我感覺自己不僅僅是在學習一門課程，更像是在跟一位經驗豐富的工程師請教。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的電子愛好者，我對技術書籍的細節考究程度是很挑剔的。這本書在對一些經典數字電路如譯碼器、多路復用器和加法器的描述中，展現齣瞭極高的嚴謹性，但更難能可貴的是，它沒有將這些電路視為孤立的存在。作者非常擅長將這些基礎模塊串聯起來，展示它們是如何協同工作構成一個更復雜的係統，比如如何用它們搭建齣一個簡單的算術邏輯單元（ALU）的原型。這種係統化的視角對於提升讀者的整體架構設計能力至關重要。此外，書中對不同代際的邏輯係列（如TTL和CMOS）的特性對比分析也做得非常到位，不僅列齣瞭靜態參數，還對動態功耗和驅動能力進行瞭量化比較，這對於理解現代電路設計中為何CMOS技術占據主導地位提供瞭堅實的理論基礎。這種對技術演進脈絡的梳理，體現瞭作者深厚的行業洞察力，而非簡單的知識搬運。

評分☆☆☆☆☆

我發現這本書最大的價值在於其對錯誤排查和仿真驗證環節的重視。很多教材隻教你如何“設計”電路，但真正實戰中，設計齣來的電路很少能一次成功。這本書則花瞭專門的篇幅來討論常見的設計陷阱，比如時鍾毛刺的産生、競爭冒險（Hazards）的消除，以及如何有效地利用仿真工具（雖然書中沒有明確推薦某個軟件，但其提供的測試案例結構非常適閤導入主流EDA工具進行驗證）。它告誡讀者，理論模型和實際物理世界總是有差距的，並提供瞭一些實用的“Debug”思路。比如，當輸齣波形齣現抖動時，應該從哪些方麵入手排查——是電源噪聲，還是時鍾輸入質量不佳？這種麵嚮實踐、注重“善後”的處理方式，讓這本書的實用價值遠超普通教材的範疇。它不僅僅是一本“教你做A”的書，更是一本“教你如何確保A能穩定工作”的指南，這纔是真正有價值的技術財富。

評分☆☆☆☆☆

這本教材的排版和裝幀設計著實讓人眼前一亮，不像傳統教材那樣刻闆沉悶，封麵色彩搭配得很有活力，讓人在拿起它的時候就充滿瞭學習的興趣。內頁的紙張質量也相當不錯，印刷清晰，圖文排版疏密有緻，閱讀起來非常舒適，長時間盯著看也不會覺得眼睛疲勞。特彆是那些電路圖和波形圖，綫條都非常精細銳利，即便是復雜的邏輯門電路或者時序電路的示意圖，也能一目瞭然，這一點對於初學者來說簡直是太友好瞭。作者在章節的邏輯組織上也花瞭不少心思，內容的推進層層遞進，從最基礎的半導體器件原理講起，逐步過渡到組閤邏輯和時序邏輯的設計與分析，最後再拓展到一些應用實例，整體脈絡非常清晰流暢。我特彆欣賞的是，每當介紹一個新的概念時，都會輔以生動的比喻或者實際生活中的例子來幫助理解，比如用自來水龍頭比喻邏輯門的工作原理，一下子就把抽象的理論變得具象化瞭。這種注重用戶體驗的設計思路，使得學習過程不再是枯燥的啃理論，而更像是一場探索數字世界奧秘的旅程。

評分☆☆☆☆☆

這本書的講解風格真是太接地氣瞭，讀起來完全沒有那種高高在上的學術腔調。作者似乎非常理解自學者或者非專業背景的讀者在麵對數字電路時的那種無從下口的感覺，所以他們的語言組織總是那麼的謙遜和耐心。我尤其喜歡他們處理復雜邏輯電路（比如狀態機設計）時采用的思維導圖式梳理方法。他們會先畫齣一個概覽圖，標明輸入、狀態和輸齣之間的關係，然後再逐步拆解到具體的K-map化簡和觸發器選擇，這種結構化的分解，極大地降低瞭理解難度。我試過用其他幾本厚厚的專業書來理解同一個復雜的計數器設計，但總是雲裏霧裏，直到翻到這本，纔感覺茅塞頓開。他們對每一個邏輯門的功能描述都力求精確到位，但又絕不賣弄晦澀的術語，如果實在需要引入專業名詞，也會立刻在旁邊用通俗易懂的語言進行解釋或補充說明。這種對學習者體驗的尊重，使得學習過程的挫敗感大大降低。