數字電子技術 9787301169483 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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宋衛海，楊現德 著

圖書標籤:

• 數字電子技術
• 電子技術
• 電路分析
• 數字電路
• 模擬電路
• 高等教育
• 教材
• 通信工程
• 電子工程
• 計算機科學

店鋪： 琅琅圖書專營店

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301169483

商品編碼：29623572785

包裝：平裝

齣版時間：2010-03-01

圖書基本信息
圖書名稱	數字電子技術	作者	宋衛海,楊現德
定價	30.00元	齣版社	北京大學齣版社
ISBN	9787301169483	齣版日期	2010-03-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.422Kg

內容簡介

本書凝聚瞭編者多年的教學積纍和精華，充分體現瞭高職高專教育的特點，理論知識以“必需、夠用”為原則，突齣應用性、針對性、實用性。此外，本書知識結構閤理、重點突齣，做到瞭理論和實際相結閤，每一章都有相應的實驗或實訓。全書共分9章。章是數字電路概述，第2章是邏輯代數基礎，第3章是邏輯門電路，第4章為組閤邏輯電路，第5章是觸發器，第6章是時序邏輯電路，第7章是555定時器與脈衝産生電路，第8章是存儲器與可編程邏輯器件，第9章是數／模和模／數轉換器。 本書適閤作為高職高專院校的電子通信、電氣自動化、機電一體化類專業的教材，也可供從事這方而工作的工程技術人員參考。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

《數字電子技術》（ISBN: 9787301169483）圖書簡介 引言： 數字電子技術，作為現代信息技術的核心基石，滲透於我們生活的方方麵麵。從智能手機的芯片到龐大的數據中心，從傢用電器到尖端航空航天設備，數字電路的設計與應用無處不在。它是一門研究如何利用數字信號（高電平與低電平，通常代錶1和0）來處理、存儲和傳輸信息的學科。掌握數字電子技術，不僅是理解現代科技運轉機製的關鍵，更是投身於電子工程、計算機科學、通信工程等領域不可或缺的專業技能。本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且係統性的數字電子技術學習體驗，從基礎概念的建立，到復雜係統的設計，層層遞進，力求讓每一位讀者都能紮實地掌握這門重要技術。 第一部分：數字電路基礎 1. 數字信號與模擬信號： 概念辨析： 本部分將首先清晰地闡述數字信號與模擬信號的本質區彆。模擬信號是連續變化的，其值可以取任意中間數值（如電壓、電流的平滑變化），而數字信號則是離散的，隻能取有限的幾個特定值（通常是兩個，即高電平與低電平，對應二進製的1和0）。 優勢與劣勢： 深入分析數字信號在抗乾擾性、信息精度、易於存儲與處理、集成度等方麵相對於模擬信號的顯著優勢，同時也指齣其在信號采集與轉換過程中可能存在的精度損失。 應用場景： 通過列舉生活中的具體例子，如CD/DVD播放器（數字）、收音機（模擬）、數字電視（數字）、傳統電話（模擬）等，幫助讀者直觀理解兩類信號的應用領域。 2. 二進製數製與編碼： 二進製的引入： 詳細介紹二進製數製係統，解釋其如何成為數字電路的通用語言。深入講解二進製數的構成、位權、數值錶示方法，以及如何進行二進製數的加、減、乘、除運算。 數製轉換： 提供清晰的二進製、十進製、八進製、十六進製之間的轉換方法和技巧，並通過大量的例題進行鞏固練習。理解不同數製之間的轉換是進行數字係統設計和理解數據錶示的基礎。 編碼體係： 重點介紹各種常見的編碼方式，包括： 無符號數與帶符號數錶示： 理解原碼、反碼、補碼的錶示方法及其在計算機內部運算中的重要性，特彆是補碼在減法運算中的簡潔性。 BCD碼（二進製編碼的十進製數）： 介紹BCD碼的編碼規則，理解其如何將十進製數的每一位用四位二進製數錶示，以及其在人機交互界麵中的應用。 ASCII碼（美國信息交換標準代碼）： 講解ASCII碼的結構和用途，理解其如何錶示英文字母、數字、標點符號及控製字符，是文本信息處理的基礎。 其他編碼（可選）： 根據內容深度，可簡要介紹格雷碼（Gray code）等在特定應用中的編碼方式，如在編碼器和傳感器中減少過渡時産生的錯誤。 3. 邏輯門電路： 基本邏輯門： 詳細介紹AND、OR、NOT三種最基本的邏輯門的功能、邏輯錶達式、真值錶和圖形符號。解釋它們在執行邏輯運算時的行為。 通用邏輯門： 介紹NAND（非與）和NOR（非或）門，並重點講解它們作為“通用邏輯門”的強大能力——僅用NAND門或NOR門即可構建齣所有其他邏輯門電路，這在實際集成電路設計中具有重要的經濟和技術意義。 其他邏輯門： 介紹XOR（異或）和XNOR（同或）門，解釋它們在奇偶校驗、加法器等電路中的關鍵作用。 集成與應用： 通過簡單示例，展示如何組閤基本邏輯門來實現特定的邏輯功能，為後續更復雜的組閤邏輯電路和時序邏輯電路打下基礎。 第二部分：組閤邏輯電路 1. 布爾代數與邏輯函數化簡： 布爾代數基本公理與定理： 介紹布爾代數的基本運算規則，如交換律、結閤律、分配律、互補律、同一律、吸收律、德摩根定律等。 邏輯函數的錶示： 學習如何用邏輯錶達式（最小項之和、最大項之積）來錶示一個邏輯功能。 化簡方法： 代數化簡法： 利用布爾代數定理對邏輯錶達式進行化簡，減少門電路的復雜性，降低成本和功耗。 卡諾圖（Karnaugh Map）： 詳細講解卡諾圖的使用方法，包括如何繪製卡諾圖，如何對相鄰的1（或0）進行圈取，以及如何根據圈取結果寫齣化簡後的邏輯錶達式。卡諾圖是一種直觀有效的邏輯函數化簡工具，特彆適用於輸入變量較少的電路。 Quine-McCluskey方法（可選）： 對於變量較多的情況，可介紹更為係統性的QM方法，雖然計算量較大，但能保證找到最簡錶達式。 競爭與冒險現象： 探討在實際電路中，由於門電路傳播延遲的不一緻可能導緻的競爭（race condition）和冒險（glitch/hazard）現象，並介紹消除這些現象的方法，如添加冗餘項或使用濾波電路。 2. 組閤邏輯電路的設計與分析： 設計流程： 詳細闡述從需求分析到最終電路實現的設計流程，包括：功能描述 -> 真值錶建立 -> 邏輯函數錶達式推導 -> 化簡 -> 電路圖繪製 -> 實際實現與測試。 常見組閤邏輯電路模塊： 深入講解和分析各種重要的組閤邏輯電路模塊： 編碼器（Encoder）： 將多個輸入信號編碼成一個具有唯一二進製輸齣的電路，如優先編碼器。 譯碼器（Decoder）： 將一個二進製輸入信號譯成多個輸齣信號中的一個激活，如BCD-to-7段顯示譯碼器。 數據選擇器（Multiplexer, MUX）： 根據選擇信號，從多個數據輸入中選擇一個並將其輸齣的電路，常用於信號路由和數據選擇。 數據分配器（Demultiplexer, DEMUX）： 將一個數據輸入信號根據選擇信號發送到多個輸齣中的一個。 加法器（Adder）： 實現二進製加法運算的電路，包括半加器、全加器，以及多位加法器（如行波進位加法器、超前進位加法器），講解不同加法器在速度和復雜性上的權衡。 減法器（Subtractor）： 基於加法器和補碼原理實現減法運算。 比較器（Comparator）： 比較兩個二進製數的大小（大於、小於、等於）。 實際應用實例： 通過實際應用案例，如交通燈控製、簡單計算器、數據總綫選擇等，加深讀者對組閤邏輯電路在實際係統中作用的理解。 第三部分：時序邏輯電路 1. 時序邏輯電路概述： 概念區分： 明確時序邏輯電路與組閤邏輯電路的關鍵區彆在於其輸齣不僅取決於當前的輸入，還取決於電路過去的輸入信號（即電路具有“記憶”功能）。這種記憶功能是通過存儲元件（觸發器）實現的。 狀態與時鍾： 引入“狀態”的概念，即電路在某一時刻的內部邏輯值。講解“時鍾”信號在同步時序電路中的作用，它像一個指揮官，統一協調電路的狀態變化。 2. 存儲元件——觸發器（Flip-Flop）： 基本觸發器： 介紹SR（Set-Reset）觸發器，分析其工作原理、狀態轉換圖、激勵錶，以及其存在約束狀態（S=1, R=1）的問題。 帶時鍾的觸發器： 時鍾SR觸發器（Clocked SR Flip-Flop）： 引入時鍾信號，使其狀態隻在時鍾邊沿（上升沿或下降沿）發生變化。 JK觸發器（JK Flip-Flop）： 剋服SR觸發器的約束狀態，並引入瞭翻轉（toggle）功能，使其更為通用。 D觸發器（D Flip-Flop）： 具有數據鎖存功能，輸入D的值在時鍾邊沿被采樣並傳遞到輸齣Q，是構成寄存器和計數器的基本單元。 T觸發器（T Flip-Flop）： 狀態翻轉觸發器，當輸入T為1時翻轉，為0時保持不變，是構成計數器的一種簡便形式。 觸發器的狀態錶、狀態圖與激勵錶： 詳細講解如何描述和分析觸發器的行為。 3. 同步時序邏輯電路： 狀態機（Finite State Machine, FSM）： 引入有限狀態機的概念，它是描述和設計時序邏輯電路的有力工具。 米利型（Mealy）狀態機與摩爾型（Moore）狀態機： 區分這兩種狀態機的不同之處（輸齣與輸入、狀態均有關 vs. 輸齣僅與狀態有關），並講解它們的設計方法。 時序邏輯電路設計流程： 詳細闡述同步時序電路的設計步驟，包括：功能描述 -> 狀態定義 -> 狀態圖繪製 -> 狀態分配 -> 真值錶建立 -> 邏輯函數推導 -> 電路圖實現。 常見同步時序電路： 寄存器（Register）： 用於存儲二進製數據的電路，由多個D觸發器構成。講解移位寄存器（左移、右移、雙嚮移位）的應用，如數據傳輸、串並轉換、並行輸齣等。 計數器（Counter）： 用於對脈衝信號進行計數的電路。 異步計數器（Ripple Counter）： 結構簡單，但速度受鏈式觸發器傳播延遲限製。 同步計數器（Synchronous Counter）： 所有觸發器同時接收時鍾信號，速度快，結構復雜。講解各種同步計數器，如二進製計數器、十進製計數器（BCD計數器）、扭環形計數器（Johnson Counter）、環形計數器（Ring Counter）。 可預置計數器（Presettable Counter）、加減計數器（Up-Down Counter）。 時序信號發生器： 如占空比可調的方波發生器。 應用實例： 通過數碼管顯示計數器、電子秒錶、簡單的序列檢測器等實例，鞏固理論知識。 4. 異步時序邏輯電路（簡述）： 特點： 異步電路不依賴全局時鍾，其狀態變化由輸入信號和內部狀態的邏輯關係直接觸發。 優點與缺點： 速度快（在某些情況下），功耗低；但設計睏難，容易齣現亞穩態、競爭冒險等問題，分析和調試難度大。 簡單實例（可選）： 簡要介紹如異步SR觸發器或簡單的異步計數器，以說明其基本概念，並強調其在實際應用中的局限性。 第四部分：數字集成電路與係統 1. 數字集成電路基礎： 集成電路（IC）的優勢： 介紹集成電路的體積小、功耗低、速度快、可靠性高、成本低廉等優點，以及它在現代電子設備中的核心地位。 TTL（晶體管-晶體管邏輯）與CMOS（金屬氧化物半導體場效應晶體管）邏輯係列： 詳細介紹這兩種主流數字邏輯器件的電路結構、工作原理、主要電參數（如電源電壓、噪聲容限、傳播延遲、功耗）以及它們之間的比較與選擇。CMOS因其低功耗特性在當今占據主導地位。 基本邏輯門和集成芯片： 介紹常見的74係列TTL芯片和4000係列CMOS芯片，瞭解它們的功能和引腳定義，如何通過組閤這些標準芯片構建復雜的數字係統。 2. 可編程邏輯器件（PLD）： 概念： 介紹PLD是一種可編程的集成電路，其內部邏輯門陣列可以通過編程來定義其功能，從而實現靈活的定製化設計。 主要類型： PROM（可編程隻讀存儲器）： 早期形式，一次編程。 PLA（可編程邏輯陣列）： 具有可編程的與陣列和或陣列。 PAL（可編程陣列邏輯）： 具有固定的與陣列和可編程的或陣列。 CPLD（復雜可編程邏輯器件）： 集成瞭多個宏單元和中斷連綫，能夠實現更復雜的邏輯功能。 FPGA（現場可編程門陣列）： 結構最為復雜，擁有大量的邏輯單元（LCs）、可配置輸入/輸齣塊（IOBs）、豐富的布綫資源和嵌入式存儲器/DSP塊，是實現高度定製化和大規模數字係統的強大平颱。 設計流程： 介紹使用硬件描述語言（HDL），如Verilog或VHDL，進行PLD設計的流程。 3. 半導體存儲器： 存儲器分類： 按存取方式（隨機存取RAM，順序存取ROM）、讀寫特性（讀齣型ROM，讀寫型RAM）進行分類。 ROM（隻讀存儲器）： 掩膜ROM（MROM）： 廠傢生産時固化。 PROM： 用戶一次性編程。 EPROM（可擦除可編程ROM）： 通過紫外綫擦除。 EEPROM（電可擦除可編程ROM）： 通過電信號擦除，支持字節擦除/寫入。 Flash存儲器： EEPROM的改進型，支持塊擦除/寫入，速度更快，密度更高，廣泛應用於固態硬盤、U盤等。 RAM（隨機存取存儲器）： SRAM（靜態RAM）： 速度快，價格高，用於CPU緩存。 DRAM（動態RAM）： 價格低，密度高，速度相對慢，需要刷新，用於係統內存。 存儲器組織與尋址： 講解存儲器的字綫、位綫、地址綫，以及如何通過地址綫選擇特定的存儲單元。 4. 數字係統設計實例（綜閤應用）： 簡單的微處理器結構（概念）： 簡要介紹CPU的基本組成（控製器、運算器、寄存器）和工作流程，展示數字邏輯在構建計算核心中的作用。 數據采集與處理係統（模型）： 結閤A/D轉換器（雖然是模擬前端，但輸齣是數字信號）、寄存器、計數器、簡單邏輯控製器等，構建一個基礎的數據采集與處理流程。 通信係統模塊（模型）： 如簡單的移位寄存器用於串並轉換，或簡單的編碼器/譯碼器在數據傳輸中的應用。 嵌入式係統概述： 介紹嵌入式係統如何將微處理器、存儲器和輸入/輸齣接口集成到一個小型設備中，以及數字電子技術在其中的核心作用。 結語： 本書通過由淺入深、循序漸進的方式，係統地介紹瞭數字電子技術的核心概念、基本原理、關鍵電路模塊以及現代數字集成電路的發展。讀者在學習過程中，不僅能夠理解數字世界的運轉邏輯，更能掌握設計和分析數字電路的能力。無論是初學者入門，還是專業人士進階，本書都將是您探索數字電子技術廣闊天地的重要伴侶。掌握瞭這些知識，您將能夠更好地理解和參與到日新月異的科技創新浪潮中。

評分☆☆☆☆☆

我最近剛接觸瞭《嵌入式係統軟硬件協同設計》，這本書的實用性簡直爆錶！我之前看過的很多教材，要麼是純理論的“高冷範兒”，要麼是代碼堆砌的“速成班”，都不夠全麵。但這一本，它成功地在底層硬件接口和上層應用軟件開發之間架起瞭一座堅實的橋梁。作者的視角非常宏大，從係統架構的選型開始，就深入淺齣地分析瞭不同微控製器（MCU）的優缺點，這一點非常實際，避免瞭我們自己在項目初期走彎路。最讓我印象深刻的是，書中關於實時操作係統（RTOS）調度的那幾章，它不僅僅停留在講解概念，而是結閤具體的任務調度案例，手把手教你如何優化中斷響應時間和任務優先級，這對於開發對時間敏感的工業控製或醫療設備至關重要。而且，書裏提供的那些代碼示例，結構清晰，注釋詳盡，我可以直接拿來修改並應用到我的項目中，大大縮短瞭我的開發周期。如果說有什麼不足，可能就是對於某些特定領域的物聯網（IoT）協議講解可以更深入一些，但瑕不掩瑜，它已經是目前市麵上最好的軟硬件結閤教材之一瞭。

評分☆☆☆☆☆

我近期翻閱的《高級機器學習算法解析》這本書，風格相當前衛和學術化，可以說是為資深研究人員準備的饕餮盛宴。這本書的特點是極度注重理論的數學基礎和算法的收斂性證明，而不是僅僅停留在應用TensorFlow或PyTorch庫的層麵。作者對貝葉斯推斷的深入剖析，特彆是MCMC（馬爾可夫鏈濛特卡洛）方法的詳細推導，讓我對概率圖模型有瞭全新的認識。它幾乎沒有那些“小白友好型”的流程圖或簡化比喻，而是直接展示瞭背後的微分幾何和優化理論。閱讀過程需要極高的專注力，任何一個小的公式跳躍都可能導緻整個邏輯鏈條的斷裂。這種硬核的風格，對於那些追求極緻性能和理論解釋的研究生或算法科學傢來說，無疑是無價之寶。它教會我的不是“如何做模型”，而是“為什麼這個模型有效，以及在什麼條件下它會失效”。雖然過程頗為艱澀，但最終獲得的洞察力是那些淺嘗輒止的書籍無法比擬的。

評分☆☆☆☆☆

《信號與係統分析進階》這本書，對於我這個已經工作瞭好幾年，但總感覺理論知識不夠係統的工程師來說，簡直是一劑強心針。它沒有浪費筆墨在那些高中就學過的傅裏葉級數這種基礎內容上，而是直奔主題，專注於更高階的分析工具和方法論。這本書的深度非常可觀，它對Z變換和拉普拉斯變換的深入探討，以及如何利用這些工具來分析離散時間係統的穩定性，簡直是教科書級彆的闡述。我尤其欣賞作者在引入現代信號處理算法時所展現齣的那種嚴謹的數學功底，同時又不失工程實踐的靈活性。它促使我重新審視過去項目中遇到的那些“黑箱”問題，比如為什麼某個濾波器在特定頻率下會産生振蕩，通過書中的內容，我找到瞭根本原因。這本書的閱讀體驗是挑戰性與成就感並存的，它要求你靜下心來，用數學的語言去“看”信號的本質，而不是僅僅停留在波形的可視化層麵。讀完後，我感覺自己對數字通信和控製理論的理解提升瞭一個量級。

評分☆☆☆☆☆

這本《模擬集成電路設計》真是讓人耳目一新！我以前對模擬電路總是感覺雲裏霧裏，覺得那些精密的電阻、電容和晶體管的配閤簡直是玄學。但這本書，它沒有一上來就丟給你一大堆復雜的公式和看不懂的符號，而是用一種非常直觀、循序漸進的方式，把那些看似高深的理論知識層層剝開。作者似乎非常懂得初學者的痛點，從最基本的放大器原理講起，每一步的推導都清晰可見，仿佛有人在你旁邊手把手地教你。特彆是關於噪聲分析那一部分，我一直以為這是最難啃的骨頭，但通過書中的實例和圖示，我竟然能理解那些微弱的信號是如何被放大和處理的。而且，這本書的排版設計也值得稱贊，圖文並茂，關鍵概念的總結也很到位，讀起來一點都不枯燥，反而有一種探索未知的樂趣。對於想真正掌握模擬電路精髓的工程師或者學生來說，這本書絕對是案頭的必備良書，能幫你建立起堅實而紮實的理論基礎，避免掉入隻知其然不知其所以然的誤區。

評分☆☆☆☆☆

對於一個剛踏入計算機圖形學領域的初學者來說，《基於物理的渲染技術》這本書簡直是打開瞭新世界的大門。我過去總以為渲染不過是光照和貼圖的組閤，但這本書徹底顛覆瞭我的認知。它從最底層的電磁學原理和光的波粒二象性講起，詳盡地介紹瞭微錶麵理論（Microfacet Theory）和BRDF（雙嚮反射分布函數）的數學模型。作者花費瞭大量篇幅解釋瞭如何用數學精確地描述粗糙錶麵、各嚮異性材料（比如拉絲金屬）的光學特性，而不是簡單地依賴經驗參數。書中的章節安排非常巧妙，先建立起物理基礎，然後逐步過渡到高效的數值積分方法，比如路徑追蹤（Path Tracing）和光子映射（Photon Mapping）。雖然涉及瞭不少積分和綫性代數，但作者通過大量的渲染方程示意圖，將抽象的數學概念具象化瞭。這本書的價值在於，它讓你能夠真正“理解”光綫在三維空間中的行為，從而創造齣具有真實感和可預測性的視覺效果，是想成為專業渲染工程師的必讀之作。