数字电路与逻辑设计(第3版普通高等教育十一五规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡锦 著

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• 三版

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040287998

商品编码：29395430813

包装：平装

出版时间：2010-05-01

基本信息

书名：数字电路与逻辑设计(第3版普通高等教育十一五规划教材)

定价：36.90元

作者：胡锦

出版社：高等教育出版社

出版日期：2010-05-01

ISBN：9787040287998

字数：590000

页码：370

版次：3

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.599kg

编辑推荐

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p>　　本书在如下方面做了进一步的调整和改进：将《数字电路与逻辑设计》（作者：胡锦）分为上、下两篇，上篇主要介绍数字电路的理论知识，精减了分立器件电路的理论描述和相似的例题，文字做了进一步提炼、适当删减了冗余内容；增补了部分思考题与习题参考答案；重点突出了集成数字器件的应用等。下篇整合了基本数字逻辑测试仪器的使用方法，数字电路设计和制作的基本技能，数字单元电路的制作与测试，数字系统的设计与制作，EWB虚拟实验平台及CPLD／FPGA开发工具——QuartusⅡ开发环境等实用性技能内容，强化了数字电路单元技能训练和数字逻辑系统的综合设计能力的培养；选取与工程实际相关的项目，吸收了有关新技术、新器件、新工具的内容；突出了大规模集成电路的应用。

内容提要

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　　本书是晋通高等教育“十一五”*规划教材。《数字电路与逻辑设计》在前两版教材的基础上，对“数字电路与数字逻辑”课程内容进行了整合优化，从应用角度出发介绍了数字电路的基础知识、逻辑分析的基本方法及数字电路设计制作的基本技能，并关注了中大规模集成电路的应用。全书分上、下两篇，主要内容包括：逻辑代数基础、集成逻辑门电路、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生和整形、数模及模数转换器、大规模集成数字电路、常用仪器与设备的使用方法、数字电路设计的基础知识、EWB应用简介、CPLD／FPGA开发环境QuartusⅡ应用简介、数字电路单元实验、数字系统综合设计。其中数字电路单元实验、数字系统综合设计以及CPLD／FPGA开发应用等内容可根据教学实际情况选用。《数字电路与逻辑设计》可作为高等职业学校、高等专科学校、成人高校及本科院校的二级职业技术学院和民办高校计算机专业、通信专业、电子类专业的教材，也可供有关专业技术人员参考使用，或作为自学用书。

目录

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上篇 理论篇章 逻辑代数基础 1．1 数制与编码 1．1．1 数制 1．1．2 数制转换 1．1．3 编码 1．2 基本概念、公式和定理 1．2．1 三种基本逻辑关系 1．2．2 基本公式、定理和常用规则 1．3 逻辑函数的化简 1．3．1 逻辑函数的标准与或式和 1．3．2 逻辑函数的公式化简法 1．3．3 逻辑函数的图形化简法 1．3．4 具有无关项的逻辑函数的化 1．4 逻辑函数的表示方法及相互转换 1．4．1 几种逻辑函数的表示方法 1．4．2 逻辑函数几种表示方法之间 转换本章小结思考题与习题第2章 集成逻辑门电路第3章 组合逻辑电路第4章 集成触发器第5章 时序逻辑电路第6章 脉冲波形的产生和整形第7章 数模及模数转换器第8章 大规模集成数字电路下篇 实践篇第9章 常用仪器与设备的使用方法0章 数字电路设计的基础知识1章 EWB应用简介2章 CPLD／FPGA开发环境Quartus 11应用简介3章 数字电路单元实验4章 数字系统综合设计部分思考题与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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数字电路与逻辑设计（第三版） 前言 在信息技术飞速发展的今天，数字电路与逻辑设计作为计算机科学、电子工程以及自动化等领域的核心基础，其重要性不言而喻。从微小的集成芯片到庞大的数据中心，再到我们日常生活中无处不在的智能设备，数字电路的设计与实现构成了这一切的基石。理解并掌握数字电路的原理与设计方法，不仅是深入学习相关专业知识的必要前提，更是参与到未来科技创新浪潮中的关键能力。 本书《数字电路与逻辑设计（第三版）》在深入分析前两版基础上，结合当前数字技术发展的最新趋势和高等教育的最新教学理念，对内容进行了系统性的更新与优化。我们力求在保留经典理论精髓的同时，融入更多前沿的应用实例与设计方法，旨在为广大读者，特别是普通高等教育十一五规划教材的使用者，提供一本既具深度又不失广度，既侧重理论又兼顾实践的权威教材。 本书的编写团队由多位在数字电路领域具有深厚学术造诣和丰富实践经验的专家组成。在编写过程中，我们始终坚持以学生为中心，以培养学生的逻辑思维能力、分析解决问题能力和创新实践能力为目标。我们深知，掌握一门学科的关键在于理解其内在逻辑和基本原理，而不仅仅是记忆公式和概念。因此，本书在内容的组织上，力求循序渐进，从最基础的数字系统概念出发，逐步深入到复杂的逻辑设计和系统实现，力求让读者能够建立起清晰的知识脉络。 本书的结构设计充分考虑了教学的连贯性和灵活性。我们从最基本的数字信号和逻辑门开始，详细阐述了布尔代数、组合逻辑和时序逻辑的设计方法。在此基础上，我们进一步探讨了存储器、可编程逻辑器件（PLD）以及微处理器等更复杂的数字系统。为了帮助读者更好地理解抽象的理论概念，书中穿插了大量的图示、表格和实例分析。此外，本书还提供了丰富的习题，涵盖了从概念理解到复杂设计等不同层次的要求，以帮助读者巩固所学知识，提高解决实际问题的能力。 在第三版的更新中，我们特别关注了以下几个方面： 更新的实例和应用： 结合当前业界广泛应用的数字技术，如FPGA（现场可编程门阵列）在现代数字系统设计中的作用，我们增加了相关的设计案例和阐述，使其更贴近实际工程应用。 更强的实践导向： 我们在保留理论严谨性的同时，更加强调实际设计过程中的考量，如逻辑优化、时序约束、测试和验证等关键环节，并提供了相应的指导。 与时俱进的术语和概念： 随着数字技术的发展，一些新的术语和概念不断涌现。我们在教材中及时更新并解释了这些内容，确保教材的先进性和前沿性。 清晰的逻辑结构和易读性： 我们对全书的章节安排和内容组织进行了优化，力求逻辑清晰，语言流畅，便于读者理解和掌握。 本书的读者对象主要是高等院校的电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的本科生和研究生。同时，对于从事相关技术工作的工程师和技术人员，本书也将是一本极具参考价值的工具书。 我们深知，任何一部教材都不可能完美无缺。在本书的编写过程中，我们倾注了大量的心血，但若有疏漏之处，恳请广大读者不吝赐教，以便我们在未来的修订中不断完善。 我们衷心希望本书能够成为您在数字电路与逻辑设计领域学习和探索的得力助手，帮助您打下坚实的基础，开启无限的创新可能。 第一章 数字系统和信息 本章将引导读者进入数字世界的大门，建立对数字系统基本概念的初步认知。我们将从信息在数字系统中的表示方式入手，深入理解数字信息与模拟信息的本质区别。 数字系统的基本概念： 模拟信号与数字信号： 探讨两种信号的特性，理解数字信号的离散性和量化特点。 数字系统的构成： 简要介绍数字系统由哪些基本单元构成，例如逻辑门、触发器、存储器等。 数字系统的优势： 分析数字系统在信息处理、存储和传输方面的优越性，例如抗干扰能力强、精度高、易于实现复杂功能等。 数字信息表示： 数制： 详细介绍二进制、十进制、八进制、十六进制等常用数制，并深入讲解它们之间的相互转换方法。我们将通过大量实例，帮助读者熟练掌握不同数制下的运算规则，如加法、减法、乘法和除法。 编码： 二-十进制（BCD）编码： 介绍BCD码的编码规则，包括有符号数和无符号数的表示。 带符号数表示： 深入讲解符号位表示法、补码表示法和反码表示法，重点突出补码在计算机运算中的重要性及其运算规则。 其他编码： 简要介绍ASCII码、汉字编码等在实际应用中的编码方式，让读者了解信息在不同场景下的表示。 基本逻辑运算： 布尔代数的基础： 引入布尔代数这一描述数字逻辑的数学工具，介绍其基本公理、定理和定律，如交换律、结合律、分配律、德摩根定理等。 逻辑门： 详细介绍基本逻辑门电路，包括AND门、OR门、NOT门（反相器）的功能、逻辑符号和真值表。 通用逻辑门： 引入NAND门和NOR门，讲解它们的逻辑功能，并说明如何利用它们构建出AND、OR、NOT等基本逻辑门，认识到NAND和NOR门的通用性。 其他逻辑门： 介绍XOR门（异或门）、XNOR门（同或门）的功能及其在特定应用中的作用，例如奇偶校验、算术运算等。 本章小结与习题： 总结本章的核心概念，并提供一系列难度适中的习题，帮助读者巩固所学知识，为后续章节的学习打下坚实的基础。 第二章 布尔代数与逻辑门电路 本章将深入探讨布尔代数，这是设计和分析数字逻辑电路的核心数学工具。我们将学习如何利用布尔代数来简化逻辑表达式，从而实现更高效、更经济的电路设计。 布尔代数基本定律与定理： 同一律、零律、吸收律： 深入理解这些基本定律在简化逻辑表达式中的应用。 重叠律、互补律： 掌握这些定律如何帮助我们消除冗余项。 德摩根定理： 详细讲解德摩根定理，这是化简含有否定运算的复杂表达式的关键工具，并演示如何应用它来化简逻辑表达式。 分配律： 演示如何利用分配律来展开或合并逻辑项。 逻辑函数及其表达式： 最小项和最大项： 介绍最小项和最大项的概念，理解它们如何唯一地表示一个逻辑函数。 真值表： 学习如何根据逻辑函数的输入和输出关系绘制真值表。 标准和型（SOP）与标准积型（POS）： 讲解如何从真值表推导出标准和型和标准积型表达式，并分析它们各自的特点。 逻辑函数化简： 代数化简法： 通过运用布尔代数定律和定理，直接对逻辑表达式进行化简。 卡诺图（Karnaugh Map, K-map）： 详细介绍卡诺图的使用方法，包括绘制、圈选以及如何从卡诺图中直接读出化简后的逻辑表达式。我们将针对不同变量数量（2变量、3变量、4变量、5变量）的卡诺图进行详细讲解，并提供大量实例。 卡诺图的优点与局限性： 分析卡诺图在逻辑化简中的直观性和局限性，例如对于变量数量较多的情况，其应用会变得复杂。 逻辑门电路的实现： 基本逻辑门的物理实现： 简要介绍晶体管是如何构成AND、OR、NOT等基本逻辑门的。 组合逻辑电路的实现： 演示如何根据化简后的逻辑表达式，使用基本逻辑门搭建出复杂的组合逻辑电路。 门电路的性能指标： 讨论门电路的传播延迟、功耗、扇入/扇出能力等关键性能指标，以及它们对电路设计的影响。 本章小结与习题： 总结布尔代数化简和逻辑门电路实现的关键技术，并提供一系列涉及逻辑表达式化简和门电路设计的习题，帮助读者掌握设计和分析数字逻辑电路的基本技能。 第三章 组合逻辑电路 本章将聚焦于组合逻辑电路的设计与分析。组合逻辑电路由逻辑门组成，其输出仅取决于当前输入信号，不具有记忆功能。我们将学习如何设计各种重要的组合逻辑模块，这些模块是构成更复杂数字系统的基础。 组合逻辑电路的分析： 真值表分析法： 从电路图出发，列出所有输入组合对应的输出，从而确定电路的功能。 逻辑表达式分析法： 从电路图推导出逻辑表达式，并进行化简，从而分析电路的功能。 组合逻辑电路的设计： 设计步骤： 明确组合逻辑电路设计的通用步骤，包括需求分析、真值表/功能表建立、逻辑表达式推导、逻辑表达式化简、电路图绘制以及电路验证。 常用组合逻辑模块： 编码器（Encoder）： 介绍优先级编码器和标准编码器的原理与应用，例如将键盘输入转换为二进制代码。 译码器（Decoder）： 详细讲解N位译码器的功能，例如将二进制输入译成唯一的输出信号，广泛应用于存储器地址选择、显示驱动等。 数据选择器（Multiplexer, MUX）： 讲解数据选择器的功能，它能根据选择信号从多个输入中选择一个送往输出，是实现逻辑函数和数据路由的关键。 数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）： 讲解数据分配器的功能，它能将一个输入信号路由到多个输出中的一个，是数据分发的常用器件。 加法器（Adder）： 半加器（Half Adder）： 实现一位二进制数的加法。 全加器（Full Adder）： 实现包含进位的二进制加法，是构成多位加法器的基本单元。 串行加法器与并行加法器： 介绍两种不同速度和复杂度的加法器实现方式。 减法器（Subtractor）： 讲解如何利用加法器和逻辑门实现减法运算。 比较器（Comparator）： 设计能够比较两个二进制数大小的电路。 奇偶校验发生器/校验器（Parity Generator/Checker）： 介绍如何利用XOR门实现数据传输中的奇偶校验功能，以检测错误。 硬件描述语言（HDL）在组合逻辑设计中的应用： HDL简介： 简要介绍Verilog或VHDL等硬件描述语言，以及它们在数字逻辑设计中的重要性。 用HDL描述组合逻辑： 演示如何使用HDL语言来描述上述的编码器、译码器、多路选择器等组合逻辑电路，展示HDL的简洁和高效。 本章小结与习题： 总结组合逻辑电路的设计方法和各类常用模块的功能，并提供一系列需要设计组合逻辑电路的习题，让读者能够运用所学知识解决实际问题。 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，还取决于电路过去的状态。这使得时序逻辑电路能够存储信息，是构建存储器、计数器、状态机等复杂数字系统的基础。 触发器（Flip-Flop）： 基本概念： 介绍触发器作为存储一位二进制信息的基本单元，以及其状态和触发沿的概念。 SR触发器： 讲解基本的SR触发器（置位-复位触发器）的工作原理，包括异步和同步SR触发器。 JK触发器： 介绍JK触发器，它能够克服SR触发器的约束条件，具有更灵活的控制。 D触发器（数据触发器）： 讲解D触发器的功能，它能够存储输入数据，是构成寄存器的基本单元。 T触发器（翻转触发器）： 介绍T触发器的功能，它能够根据控制信号翻转存储的状态，常用于计数器。 触发器的时序特性： 深入分析触发器的建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟脉冲宽度（Clock Pulse Width）等关键参数，理解它们对电路稳定运行的影响。 寄存器（Register）： 并行输入/并行输出（PISO）寄存器： 讲解如何用D触发器构成并行输入并行输出的寄存器，用于暂存数据。 移位寄存器（Shift Register）： 详细介绍各种移位寄存器，包括SISO（串行输入/串行输出）、SIPO（串行输入/并行输出）、PISO（并行输入/串行输出）以及PIPO（并行输入/并行输出）。重点分析移位寄存器的应用，如串/并转换、数据延迟等。 计数器（Counter）： 异步计数器（Ripple Counter）： 介绍异步计数器的基本结构和工作原理，分析其潜在的时钟偏移问题。 同步计数器（Synchronous Counter）： 讲解同步计数器的设计，包括如何使用JK触发器或D触发器构建任意模（Mod-n）计数器，以及其优点。 移位寄存器型计数器： 介绍Johnson计数器和环形计数器等特殊类型的计数器。 可预置计数器和可清零计数器： 讲解如何设计具有预置值和清零功能的计数器。 状态机（State Machine）： 有限状态机（FSM）模型： 介绍Mealy型和Moore型状态机的概念，理解状态、输入、输出以及状态转移之间的关系。 状态图与状态表： 学习如何绘制状态图来表示状态机的行为，并将其转化为状态表。 状态机的设计： 详细讲解状态机的设计步骤，包括状态分配、次态逻辑和输出逻辑的设计。 状态机的硬件实现： 演示如何利用触发器和组合逻辑电路实现状态机。 状态机的应用： 举例说明状态机在序列检测、控制器设计等方面的应用。 本章小结与习题： 总结时序逻辑电路的存储特性和各种基本模块（触发器、寄存器、计数器、状态机）的设计方法，并提供涉及这些模块设计的习题，培养读者分析和设计动态数字系统的能力。 第五章 半导体存储器 存储器是数字系统不可或缺的一部分，用于存放程序和数据。本章将深入探讨各种半导体存储器的结构、工作原理及其在现代计算机系统中的作用。 存储器的基本概念： 存储单元、存储字、存储容量： 定义存储器中的基本组成单位和容量度量。 地址线与数据线： 讲解地址线如何选择存储单元，数据线如何进行数据的读写。 读操作与写操作： 描述存储器进行读写操作的基本流程。 存储器的分类： 按照读写功能、信息保持能力等对存储器进行分类。 随机存取存储器（RAM）： 静态随机存取存储器（SRAM）： 介绍SRAM的原理，其特点是速度快、结构复杂、功耗相对较高，常用于缓存（Cache）。详细讲解SRAM的存储单元结构（例如6T单元）和读写电路。 动态随机存取存储器（DRAM）： 介绍DRAM的原理，其存储单元结构简单（通常为1T1C），存储密度高，但需要刷新才能保持数据，速度相对较慢，成本较低，是计算机主存储器的主要形式。详细分析DRAM的刷新机制及其对性能的影响。 RAM的组织结构： 讲解如何通过扩展地址线和数据线来构建更大容量的RAM，例如2D/3D存储体结构。 只读存储器（ROM）： ROM的特点： 介绍ROM的信息是固定存储且在断电后不会丢失的非易失性存储器。 掩膜ROM（MROM）： 讲解其生产过程中一次性写入数据，成本低但灵活性差。 可编程ROM（PROM）： 介绍PROM允许用户一次性编程。 可擦除可编程ROM（EPROM）： 讲解EPROM可以通过紫外线照射来擦除数据，重复编程。 电可擦除可编程ROM（EEPROM）： 介绍EEPROM可以通过电信号进行擦除和编程，灵活性高，是现代嵌入式系统中常用的存储器。 闪存（Flash Memory）： 讲解闪存是EEPROM的一种，具有高密度、高速度、低功耗等特点，广泛应用于固态硬盘（SSD）、U盘、存储卡等。 其他存储器： 内容寻址存储器（CAM）： 简要介绍CAM，它可以根据输入数据的内容进行查找，而非地址。 非易失性RAM（NVRAM）： 介绍其结合了RAM的速度和ROM的非易失性特点。 存储器的集成与接口： 存储器芯片的参数： 讨论访问时间、刷新周期、功耗等关键参数。 存储器系统的设计： 讲解如何选择合适的存储器芯片，以及如何将其集成到更大的系统中。 本章小结与习题： 总结各类半导体存储器的原理、特点和应用，并提供与存储器设计和选型相关的习题，加深读者对存储器在数字系统中的作用的理解。 第六章 可编程逻辑器件（PLD） 可编程逻辑器件（PLD）为数字逻辑设计提供了极大的灵活性和便捷性。本章将介绍不同类型的PLD，以及如何利用它们来实现复杂的数字电路，从而加速原型设计和产品开发。 PLD的概述： PLD的优势： 强调PLD相对于通用逻辑芯片在设计灵活性、集成度、开发速度方面的优势。 PLD的组成： 介绍PLD通常包含可编程的逻辑阵列和触发器等。 可编程逻辑阵列（PLA）： PLA的结构： 讲解PLA的结构，它包含一个可编程的AND阵列和一个可编程的OR阵列，可以实现任意的逻辑函数。 PLA的应用： 演示如何用PLA实现复杂的组合逻辑功能。 可编程阵列逻辑（PAL）： PAL的结构： 介绍PAL与PLA的区别，PAL的AND阵列是可编程的，而OR阵列是固定的。 PAL的优缺点： 分析PAL在实现组合逻辑时的性能和成本效益。 通用阵列逻辑（GAL）： GAL的特点： 讲解GAL是PAL的增强型，具有可重复编程、逻辑宏单元（LMU）等特性。 GAL的宏单元（LMU）： 介绍LMU的结构，包括可配置的逻辑和触发器，使其能够实现组合逻辑或时序逻辑。 现场可编程门阵列（FPGA）： FPGA的结构： 详细介绍FPGA的核心组成，包括可配置逻辑块（CLB）、可编程输入/输出块（IOB）和可编程互连线。 CLB的组成： 讲解CLB通常包含查找表（LUT）、触发器和多路选择器等。 FPGA的工作原理： 阐述FPGA如何通过配置查找表和互连线来生成任意的数字逻辑电路。 FPGA的设计流程： 介绍使用FPGA进行设计的典型流程，包括HDL代码编写、综合、布局布线和下载配置。 FPGA的应用领域： 列举FPGA在通信、医疗、工业控制、人工智能等领域的广泛应用。 复杂可编程逻辑器件（CPLD）： CPLD的特点： 介绍CPLD与FPGA的对比，CPLD通常集成度较低，但响应速度更快，价格相对便宜。 CPLD的结构： 讲解CPLD通常由多个逻辑阵列和宏单元组成，并有固定的互连结构。 PLD设计工具与仿真： EDA工具链： 简要介绍支持PLD设计的EDA（Electronic Design Automation）工具，例如Xilinx ISE/Vivado, Intel Quartus等。 仿真在PLD设计中的作用： 强调仿真在验证PLD逻辑功能和时序正确性方面的重要性。 本章小结与习题： 总结不同类型PLD的特点、结构和应用，并提供利用PLD设计逻辑电路的习题，让读者初步接触现代数字逻辑设计的工具和方法。 第七章 微处理器基础 本章将介绍微处理器的基本概念、体系结构和工作原理。理解微处理器的工作机制是深入学习计算机系统设计和嵌入式系统开发的关键。 微处理器的定义与发展： CPU（中央处理器）的功能： 介绍CPU是计算机的核心，负责执行指令和处理数据。 微处理器与通用CPU的区别： 阐述微处理器是将CPU的功能集成到单个芯片中。 微处理器发展历程： 简要回顾微处理器的发展，从早期的4位、8位处理器到现在的32位、64位高性能处理器。 微处理器体系结构： 指令集体系结构（ISA）： 介绍指令集是CPU能够识别和执行的命令的集合，包括RISC（精简指令集计算机）和CISC（复杂指令集计算机）两种主要架构。 指令周期： 讲解CPU执行一条指令所需的基本时间段，包括取指令、译码、执行、访存和写回等阶段。 流水线技术： 介绍流水线技术如何通过重叠执行指令的不同阶段来提高CPU的效率。 微处理器的主要组成部分： 算术逻辑单元（ALU）： 负责执行算术运算（加、减、乘、除）和逻辑运算（AND, OR, XOR, NOT）。 控制器（Control Unit）： 负责从存储器中取出指令，进行译码，并产生控制信号来协调CPU内部各部件的工作。 寄存器组（Register File）： 存储器CPU当前工作所需的数据和指令地址，如程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、累加器等。 总线接口单元（Bus Interface Unit）： 负责CPU与外部存储器和I/O设备之间的数据交换。 指令的执行过程： 取指令（Fetch）： PC指向下一条指令的地址，CPU从存储器中读取指令。 指令译码（Decode）： CPU识别指令的操作码和操作数。 执行指令（Execute）： ALU根据指令进行相应的计算或逻辑操作。 访存（Memory Access）： 如果指令需要访问存储器，则进行读写操作。 写回（Write-back）： 将运算结果写回到寄存器或存储器中。 微处理器与外部设备的交互： 内存映射I/O与端口映射I/O： 介绍两种CPU与I/O设备通信的方式。 中断机制： 讲解中断是如何允许外部设备请求CPU服务的。 简化的微处理器设计示例（可选）： 可以简要介绍一个非常简单的CPU模型（例如基于DRAM和ALU），来帮助读者理解其基本工作原理。 本章小结与习题： 总结微处理器的基本概念、结构和工作流程，并提供与指令集、指令周期、CPU结构相关的习题，为读者理解计算机系统的底层运行机制打下基础。 第八章 数字系统的设计流程与实例 本章将整合前几章所学的知识，系统地介绍数字系统的完整设计流程，并通过具体的实例来展示如何将理论应用于实践。 数字系统设计的层次化： 系统级设计： 从整体功能需求出发，划分模块，设计系统架构。 RTL（Register Transfer Level）设计： 使用硬件描述语言（HDL）描述寄存器之间的数据传输和逻辑操作。 门级网表： 将RTL设计转换为由基本逻辑门组成的网表。 物理实现： 将门级网表映射到具体的硬件实现，如FPGA或ASIC。 数字系统设计的完整流程： 需求分析与规格定义： 明确设计目标、功能要求、性能指标和约束条件。 系统架构设计： 划分功能模块，确定模块之间的接口和通信方式。 RTL编码： 使用Verilog或VHDL语言编写各个模块的逻辑功能。 仿真验证： 功能仿真： 验证RTL代码的功能是否符合设计要求。 时序仿真： 验证电路在实际时钟频率下的时序是否满足要求。 逻辑综合： 将HDL代码转换为门级网表。 布局布线（Place and Route）： 对于FPGA或ASIC设计，将逻辑门映射到实际的物理资源上，并连接它们。 时序约束与优化： 定义时钟频率，并根据时序分析结果对设计进行优化。 形式验证（Formal Verification）： 数学上证明设计的正确性。 物理验证（Physical Verification）： 检查物理实现是否符合设计规则。 硬件调试与测试： 在实际硬件上运行设计，并进行测试。 设计实例： 实例一：简单的CPU控制器设计： 需求分析： 设计一个简单的CPU控制器，能够执行ADD, SUB, LOAD, STORE等基本指令。 RTL设计： 编写HDL代码，实现指令译码逻辑、状态机和控制信号生成。 仿真与验证： 编写测试平台，对设计的控制器进行仿真验证。 实例二：数据通路设计： 需求分析： 设计一个能够进行数据加法和移位操作的数据通路。 RTL设计： 利用ALU、寄存器和多路选择器等模块，构建数据通路。 与控制器集成： 演示如何将设计好的数据通路与控制器相结合，形成一个完整的处理器。 实例三：简单的通信协议实现（可选）： 需求分析： 实现一个简单的串行通信接口，例如UART（通用异步收发器）的一部分功能。 RTL设计： 编写发送和接收模块的逻辑。 仿真与测试： 验证数据传输的正确性。 硬件调试工具与技术： 逻辑分析仪： 介绍如何使用逻辑分析仪捕捉和分析数字信号。 示波器： 演示如何使用示波器观察信号的时序特性。 FPGA开发板： 简要介绍FPGA开发板的使用，以及如何将设计下载到FPGA中进行实际运行。 本章小结与习题： 总结数字系统设计的完整流程，强调了各个环节的重要性，并通过具体实例让读者对设计过程有了更直观的认识。本章的习题将侧重于引导读者思考如何从需求出发，一步步完成一个小型数字系统的设计。 附录 常用逻辑符号汇总 布尔代数定律与定理汇总 常见编码表 参考书目 通过以上章节的系统学习，读者将能够全面掌握数字电路与逻辑设计的核心理论和实践方法，为进一步深入学习计算机体系结构、嵌入式系统、集成电路设计等相关领域打下坚实的基础。本书力求在内容的深度、广度和实践性之间取得平衡，希望能够激发读者对数字世界探索的热情，培养解决复杂工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在数字集成电路领域摸爬滚打了几年的人，我总是在寻找能提供新视角或者深入探讨某个细节的书籍。这本书的名字“数字电路与逻辑设计”听起来很基础，但“第3版”和“十一五规划教材”的标签让我觉得它可能不仅仅是停留在表面。我希望它能在经典理论的基础上，加入一些近些年发展起来的新技术，比如FPGA（现场可编程门阵列）的设计流程，或者一些关于低功耗设计、高性能计算相关的数字逻辑技巧。对于许多经验丰富的工程师来说，能够快速掌握新的设计范式至关重要。我比较关注书中对时序分析、时钟同步、跨时钟域问题等复杂工程问题的处理方法。很多时候，理论知识掌握了，但在实际项目中却会遇到各种意想不到的困难。如果这本书能够提供一些解决这些实际问题的思路和经验，那将非常有价值。我还会留意书中是否对不同工艺、不同应用场景下的设计考量有所提及。比如，针对移动设备和服务器，在设计逻辑电路时会有不同的侧重点。总之，我希望能在这本书里找到一些“干货”，能够帮助我提升自己的工程实践能力，而不是仅仅停留在理论层面。

评分☆☆☆☆☆

从一个曾经在电子设计行业摸爬滚打过的角度来看，一本好的数字电路与逻辑设计教材，不仅仅是知识的堆砌，更重要的是培养一种设计思维。这本书作为“十一五规划教材”，想必在内容编排上一定下了不少功夫。我更看重的是它能否提供一套完整的设计流程，从需求分析到逻辑实现，再到验证测试。例如，书中是否会详细介绍如何将实际问题转化为逻辑框图，如何使用硬件描述语言（HDL）进行建模，以及如何进行功能仿真和时序仿真。对于一个项目来说，这些环节都是至关重要的。我特别希望这本书能够提供一些关于异步电路设计中潜在风险的讨论，以及如何规避这些风险的方法。很多时候，看似简单的逻辑，在复杂的电路中可能会引发意想不到的竞态条件等问题。如果书中能在这方面有一些深入的探讨和实例，那将非常有价值。同时，我也期待书中能对一些常见的设计模式（design patterns）有所介绍，这有助于提高设计效率和代码的可读性。对于已经有一些经验的工程师来说，一本能够启发思考、提供解决实际工程难题思路的书，远比一本只是罗列概念的教材更有意义。

评分☆☆☆☆☆

我对学习一些比较“硬核”的学科总是充满热情，而数字电路与逻辑设计无疑就是其中之一。这本书的书名虽然朴实，但我感觉它背后承载着严谨的学术体系。我特别期待书中能够详细讲解布尔代数、卡诺图、奎因-麦克拉斯基算法等最基础但又至关重要的逻辑化简方法，并且能够循序渐进地引导读者理解更复杂的逻辑门电路、触发器、寄存器、计数器等基本构建模块。对于初学者来说，清晰的逻辑推导和丰富的图示尤为重要，我希望这本书能够在这方面做得很好。另外，我对书中关于状态机（有限状态机）的设计与实现部分非常关注，这是设计复杂数字系统不可或缺的工具。理想情况下，这本书会讲解同步状态机和异步状态机的区别，以及如何根据具体需求选择合适的设计方法。此外，如果书中能包含一些基础数字系统的设计案例，例如简单的数据通路、控制器等，并详细阐述设计过程中的每一个步骤，那将极大地帮助我巩固所学知识。总而言之，我希望这本书能成为一个系统性的学习指南，让我能够扎实地掌握数字逻辑设计的理论基础，为以后接触更高级的数字系统设计打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对计算机硬件底层原理充满好奇的学生，一直渴望深入了解数字电路是如何构成我们今天所熟知的数字世界的。这本书的书名“数字电路与逻辑设计”正是我所需要的。我希望它能像一位循循善诱的老师，从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）开始，一步一步地引导我理解它们是如何组合成更复杂的电路，例如加法器、译码器、多路选择器等。我特别期待书中能够用图文并茂的方式，清晰地解释每一个电路的功能和工作原理。时序逻辑电路的部分，比如触发器（D触发器、JK触发器等）和移位寄存器，也是我非常感兴趣的内容，因为它们是构建记忆和处理序列数据的基础。我希望书中能够通过生动的例子，让我理解这些电路在实际应用中的作用。此外，我希望这本书能包含一些关于数字系统结构化的讲解，比如如何分解一个复杂系统为更小的、可管理的模块，以及模块之间如何进行接口设计。如果书中还能提供一些关于如何进行电路测试和调试的入门知识，那对我来说将是锦上添花。总的来说，我希望这本书能让我对数字电路有一个全面而深刻的理解，为我未来在计算机科学和工程领域的学习打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本书，还没来得及细看，但从封面和出版信息来看，感觉是一本内容扎实的教材。我平时对数字电路和逻辑设计这个领域比较感兴趣，一直想找一本既能打基础又能跟上技术发展的书。这本书既然是“十一五规划教材”，说明它经过了比较严格的审定，内容应该比较系统和权威。我期待它能在逻辑代数、组合逻辑电路、时序逻辑电路等方面有深入的讲解，最好能包含一些最新的设计方法和工具介绍。我对书中是否会讲解EDA（电子设计自动化）工具的使用，比如Verilog或VHDL语言，以及如何利用这些工具进行电路仿真和实现，特别感兴趣。毕竟，在当今的电子工程领域，EDA工具是不可或缺的。希望这本书能提供清晰易懂的入门指南，帮助我这个初学者快速掌握基本概念，为后续更深入的学习打下坚实的基础。同时，我也希望书中能包含一些实际的案例分析，或者一些具有挑战性的习题，这样我才能在练习中加深理解，提升解决问题的能力。总的来说，这本书给我一种“厚重感”，相信它能成为我学习道路上的得力助手。