數字電路與邏輯設計(第3版普通高等教育十一五規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鬍錦 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
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• 高等教育
• 教材
• 電子工程
• 計算機科學
• 電路分析
• 數字係統
• 三版

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040287998

商品編碼：29692612384

包裝：平裝

齣版時間：2010-05-01

基本信息

書名:數字電路與邏輯設計(第3版普通高等教育十一五規劃教材)

：36.90元

售價：25.1元,便宜11.8元,摺扣68

作者:鬍錦

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2010-05-01

ISBN：9787040287998

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

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編輯推薦

p>　　本書在如下方麵做瞭進一步的調整和改進：將《數字電路與邏輯設計》（作者：鬍錦）分為上、下兩篇，上篇主要介紹數字電路的理論知識，精減瞭分立器件電路的理論描述和相似的例題，文字做瞭進一步提煉、適當刪減瞭冗餘內容；增補瞭部分思考題與習題參考答案；重點突齣瞭集成數字器件的應用等。下篇整閤瞭基本數字邏輯測試儀器的使用方法，數字電路設計和製作的基本技能，數字單元電路的製作與測試，數字係統的設計與製作，EWB虛擬實驗平颱及CPLD／FPGA開發工具——QuartusⅡ開發環境等實用性技能內容，強化瞭數字電路單元技能訓練和數字邏輯係統的綜閤設計能力的培養；選取與工程實際相關的項目，吸收瞭有關新技術、新器件、新工具的內容；突齣瞭大規模集成電路的應用。

內容提要

　　本書是晉通高等教育“十一五”*規劃教材。《數字電路與邏輯設計》在前兩版教材的基礎上，對“數字電路與數字邏輯”課程內容進行瞭整閤優化，從應用角度齣發介紹瞭數字電路的基礎知識、邏輯分析的基本方法及數字電路設計製作的基本技能，並關注瞭中大規模集成電路的應用。全書分上、下兩篇，主要內容包括：邏輯代數基礎、集成邏輯門電路、組閤邏輯電路、集成觸發器、時序邏輯電路、脈衝波形的産生和整形、數模及模數轉換器、大規模集成數字電路、常用儀器與設備的使用方法、數字電路設計的基礎知識、EWB應用簡介、CPLD／FPGA開發環境QuartusⅡ應用簡介、數字電路單元實驗、數字係統綜閤設計。其中數字電路單元實驗、數字係統綜閤設計以及CPLD／FPGA開發應用等內容可根據教學實際情況選用。《數字電路與邏輯設計》可作為高等職業學校、高等專科學校、成人高校及本科院校的二級職業技術學院和民辦高校計算機專業、通信專業、電子類專業的教材，也可供有關專業技術人員參考使用，或作為自學用書。

目錄

上篇 理論篇章 邏輯代數基礎 1．1 數製與編碼 1．1．1 數製 1．1．2 數製轉換 1．1．3 編碼 1．2 基本概念、公式和定理 1．2．1 三種基本邏輯關係 1．2．2 基本公式、定理和常用規則 1．3 邏輯函數的化簡 1．3．1 邏輯函數的標準與或式和 1．3．2 邏輯函數的公式化簡法 1．3．3 邏輯函數的圖形化簡法 1．3．4 具有無關項的邏輯函數的化 1．4 邏輯函數的錶示方法及相互轉換 1．4．1 幾種邏輯函數的錶示方法 1．4．2 邏輯函數幾種錶示方法之間 轉換本章小結思考題與習題第2章 集成邏輯門電路第3章 組閤邏輯電路第4章 集成觸發器第5章 時序邏輯電路第6章 脈衝波形的産生和整形第7章 數模及模數轉換器第8章 大規模集成數字電路下篇 實踐篇第9章 常用儀器與設備的使用方法0章 數字電路設計的基礎知識1章 EWB應用簡介2章 CPLD／FPGA開發環境Quartus 11應用簡介3章 數字電路單元實驗4章 數字係統綜閤設計部分思考題與習題參考答案參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《數字電路與邏輯設計（第3版普通高等教育“十一五”規劃教材）》內容簡介 本書作為高等教育“十一五”規劃教材，旨在為學習數字電路與邏輯設計的相關專業學生提供一套係統、深入且與時俱進的教材。本書內容涵蓋瞭數字電路與邏輯設計的核心概念、基本原理、設計方法以及現代應用，理論與實踐相結閤，力求培養學生紮實的理論基礎、敏銳的邏輯思維能力和優秀的工程實踐能力。 第一章 數字係統與信息錶示 本章是數字電路與邏輯設計的入門，首先引齣數字係統的基本概念，闡述其在現代科技中的重要地位和廣泛應用，如計算機、通信、控製係統等。隨後，詳細介紹瞭信息在數字係統中是如何錶示的，重點講解瞭二進製、八進製、十進製和十六進製之間的相互轉換。在此基礎上，深入探討瞭各種編碼方式，包括原碼、反碼、補碼以及BCD碼等，這些編碼是進行數字計算和數據存儲的基礎。此外，本章還會簡要介紹邏輯運算，為後續章節的邏輯門電路奠定基礎。通過本章的學習，讀者將建立起對數字世界最基本的認知框架，理解數字信號的本質和錶示方法。 第二章 邏輯門電路 本章是數字邏輯設計的基礎。本章從最基本的邏輯門電路開始，詳細介紹與門、或門、非門等基本邏輯門的功能、邏輯符號、真值錶和時序特性。在此基礎上，引入瞭更復雜的組閤邏輯門，如與非門、或非門、異或門、同或門等，並闡述它們如何由基本邏輯門組閤而成。本書將深入剖析這些邏輯門的物理實現原理（例如，通過晶體管的開關特性），讓讀者理解邏輯門電路的電路結構和工作原理。同時，本章還會介紹布爾代數的基本定律和定理，如交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等，並演示如何利用布爾代數對邏輯錶達式進行化簡和推導，為後續的邏輯設計打下堅實的基礎。 第三章 布爾代數與邏輯函數化簡 本章專注於邏輯函數的設計與優化。在掌握瞭基本邏輯門和布爾代數的基礎上，本章深入探討瞭布爾代數在邏輯設計中的應用。首先，係統講解瞭布爾代數的基本定律、定理和公式，並提供瞭大量實例，演示如何利用這些工具對復雜的邏輯錶達式進行化簡，以達到減少電路復雜度和提高效率的目的。隨後，本章重點介紹瞭幾種常用的邏輯函數化簡方法，包括卡諾圖（Karnaugh Map）法和奎因-麥剋拉斯基（Quine-McCluskey）算法。卡諾圖法直觀易懂，特彆適用於化簡變量較少的邏輯函數；而奎因-麥剋拉斯基算法則適用於變量較多、計算過程更嚴謹的情況。通過本章的學習，讀者能夠熟練掌握邏輯函數的化簡技巧，為後續設計高效的數字電路提供有力支撐。 第四章 組閤邏輯電路 本章是數字邏輯設計的重要組成部分，將理論知識應用於實際電路的設計。本章從組閤邏輯電路的定義和特點齣發，講解瞭如何根據給定的邏輯功能需求，設計齣滿足要求的組閤邏輯電路。本書將詳細分析幾種典型的組閤邏輯電路，包括譯碼器（Decoder）、編碼器（Encoder）、數據選擇器（Multiplexer，MUX）、數據分配器（Demultiplexer，DEMUX）以及加法器（Adder）、減法器（Subtractor）、比較器（Comparator）等算術邏輯電路。書中將提供詳細的設計步驟，從邏輯功能的描述開始，到列齣真值錶，再到寫齣邏輯錶達式，最後化簡並轉換為實際的邏輯門電路。此外，本章還會介紹如何使用集成電路芯片來實現這些組閤邏輯功能，並討論電路的性能指標，如速度、功耗和麵積等。 第五章 時序邏輯電路 本章將進入數字電路設計的動態領域。在介紹完組閤邏輯電路後，本章轉嚮研究具有記憶功能的時序邏輯電路。首先，介紹存儲單元的基本概念，重點講解觸發器（Flip-Flop）的原理和分類，如SR觸發器、JK觸發器、D觸發器、T觸發器等，並分析它們的觸發方式（同步、異步）和工作特性。隨後，將時序邏輯電路的基本單元——觸發器——組織起來，講解如何構建更復雜的時序邏輯電路，如寄存器（Register）和計數器（Counter）。寄存器用於存儲一組二進製信息，而計數器則用於實現數字信號的計數功能，包括同步計數器和異步計數器。本書將深入分析這些電路的工作原理、狀態轉換圖和狀態錶，並提供實際的設計案例，例如移位寄存器、移頻計數器等。 第六章 移位寄存器與計數器 本章對第五章的時序邏輯電路進行進一步的深入和拓展。本章將移位寄存器和計數器作為獨立章節進行詳細講解，因為它們是數字係統中極為重要的基本模塊。關於移位寄存器，本書將介紹其結構、工作原理以及不同類型的移位方式，如串入串齣、串入並齣、並入串齣、並入並齣等。同時，還將演示移位寄存器在數據傳輸、延遲、轉換以及數字信號處理等方麵的應用。對於計數器，本書將區分和深入分析同步計數器和異步計數器（也稱為行波計數器）的設計與實現。將詳細講解模N計數器、加減計數器、任意模計數器等設計方法。此外，本章還將探討通用移位寄存器和通用計數器（如可預置計數器、可控計數器）的設計，並展示其在數字係統中的實際應用，如數字頻率計、分頻器、時序發生器等。 第七章 存儲器 本章深入探討數字電路的核心組成部分——存儲器。本章首先介紹存儲器的基本概念、分類及其在數字係統中的作用。隨後，將詳細講解不同類型的半導體存儲器，包括隨機存取存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）。對於RAM，將區分靜態RAM（SRAM）和動態RAM（DRAM）的工作原理、結構特點和性能差異。對於ROM，將介紹掩模ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦除可編程ROM（EPROM）和電可擦可編程ROM（EEPROM）等不同類型，並分析它們的讀寫特性和應用場景。本章還將討論存儲器的集成和擴展技術，例如如何通過芯片的連接來構建更大容量的存儲係統。此外，還會簡要介紹閃存（Flash Memory）等現代存儲技術。 第八章 集成邏輯電路係列 本章將介紹目前集成電路技術在數字邏輯實現中的主流方案。本章將重點講解幾種重要的集成邏輯電路係列，包括雙極型晶體管-晶體管邏輯（TTL）係列和金屬氧化物半導體場效應晶體管邏輯（CMOS）係列。對於TTL係列，將分析其基本門電路的組成、工作原理、輸齣特性、扇齣能力以及功耗等。對於CMOS係列，將深入講解其基本門電路（如CMOS反相器、與非門、或非門）的結構、工作原理、低功耗特性以及高速性能，並對比CMOS與TTL在性能、功耗和應用領域的優勢與劣勢。此外，本章還會介紹其他一些常用的邏輯係列，並討論如何根據具體應用的需求選擇閤適的集成邏輯電路係列。 第九章 可編程邏輯器件（PLD） 本章聚焦於現代數字電路設計中不可或缺的可編程邏輯器件。本章首先介紹PLD的基本概念、分類以及其相對於固定邏輯集成電路的優勢，如靈活性、集成度高、開發周期短等。隨後，將詳細講解幾種主要的PLD類型，包括現場可編程門陣列（FPGA）、復雜可編程邏輯器件（CPLD）和通用陣列邏輯（GAL）等。本書將深入剖析這些器件的內部結構，如可編程邏輯塊、可編程互連綫、輸齣驅動器等，並講解其工作原理。此外，本章還將介紹使用硬件描述語言（HDL），如Verilog或VHDL，來設計和配置PLD，並演示如何通過EDA（Electronic Design Automation）工具鏈完成從代碼編寫到邏輯實現的全過程。 第十章 A/D和D/A轉換器 本章將數字電路與模擬世界的接口問題進行深入探討。本章首先介紹模數（A/D）轉換器和數模（D/A）轉換器的基本原理和作用，它們是將模擬信號轉換為數字信號，或將數字信號轉換為模擬信號的關鍵設備。本書將詳細講解幾種常見的A/D轉換器和D/A轉換器的轉換原理和電路結構，包括逐次逼近型、並行（全比較）型、積分型A/D轉換器，以及電阻網絡型、權電流型D/A轉換器等。同時，本章還將討論轉換器的關鍵性能指標，如分辨率、轉換速率、綫性度、失調電壓等，並分析影響轉換精度的各種因素。最後，將介紹A/D和D/A轉換器在實際係統中的應用，如數據采集係統、數字信號處理器、音頻視頻處理等。 第十一章 時序邏輯電路設計實例 本章通過實際工程案例，將前麵學到的理論知識融會貫通，提升讀者的實際設計能力。本章將選取一些典型的、具有代錶性的時序邏輯電路設計項目，涵蓋不同領域的應用。例如，可能包括設計一個簡單的自動售貨機控製邏輯、一個交通信號燈控製器、一個簡單的數字頻率計、一個簡單的序列檢測器、或者一個數據加密/解密模塊等。對於每個設計實例，本書將從需求分析開始，經過狀態圖/狀態錶的設計，到使用具體的邏輯門電路或PLD進行實現，最終進行仿真和調試。通過這些實例的學習，讀者將能夠更深刻地理解時序邏輯電路的設計流程、方法和技巧，並學會如何將抽象的邏輯功能轉化為具體的電路實現。 第十二章 淺析數字係統設計自動化（EDA） 本章旨在引導讀者瞭解現代數字電路設計所依賴的自動化工具和方法。本章將簡要介紹EDA（Electronic Design Automation）技術在數字係統設計中的重要作用，包括其發展曆程、基本流程和核心功能。本書將講解EDA工具鏈的各個環節，如邏輯綜閤、布局布綫、仿真驗證、時序分析等。同時，將介紹硬件描述語言（HDL），如Verilog和VHDL，作為描述數字電路結構和行為的關鍵工具，並演示如何使用HDL進行邏輯設計。此外，本章還會簡要介紹常用的EDA軟件平颱和工具，幫助讀者初步瞭解如何利用這些工具來加速和優化數字電路的設計過程。 總結 《數字電路與邏輯設計（第3版普通高等教育“十一五”規劃教材）》全麵而深入地涵蓋瞭數字電路與邏輯設計的理論基礎、核心技術和應用實踐。本書內容結構清晰，邏輯嚴謹，由淺入深，循序漸進。通過對基本邏輯門、布爾代數、組閤邏輯電路、時序邏輯電路、存儲器、PLD以及A/D、D/A轉換器的係統講解，輔以豐富的實例和設計方法，本書旨在幫助讀者建立堅實的數字電路理論基礎，掌握數字邏輯設計的方法，並初步接觸現代EDA工具的應用，為進一步學習和從事相關領域的工作打下堅實的基礎。本書不僅適閤作為高等院校相關專業的教材，也適閤對數字電路與邏輯設計感興趣的工程技術人員和自學者閱讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書在排版和視覺呈現上，確實透露著一種“老派”的嚴謹，少瞭一些花哨的色彩和過度的動畫效果，這讓它更專注於知識本身的傳達。我個人偏愛這種風格，因為它能幫助我更專注於電路圖和布爾錶達式本身。插圖雖然不多，但每一張都極其精準，特彆是那些描述時序波形圖的部分，縱坐標的電壓等級、橫坐標的時間軸刻度，都標注得一清二楚，使得分析時序關係變得非常直觀。例如，在講解鎖存器到觸發器的轉變時，波形圖清晰地展示瞭“透明性”是如何被時鍾邊沿約束所消除的。不過，對於那些更習慣於多媒體輔助教學的年輕讀者來說，可能需要一點適應時間，畢竟它沒有太多二維碼鏈接到在綫仿真軟件或者配套視頻。但這恰恰也要求我們必須掌握徒手分析電路的能力，這在沒有工具的現場調試中是無可替代的寶貴技能。整本書的紙張質量和裝訂都很紮實，翻閱多年也不會齣現散頁或模糊的情況，這一點對於經常需要翻閱參考的教材來說至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書在處理抽象的代數基礎和實際的硬件實現之間的橋梁搭建上，做得非常到位。它非常強調布爾代數的簡化規則，並將其與邏輯門電路的最小化直接掛鈎。書中有一個非常棒的章節，專門講解瞭如何從一個布爾錶達式直接推導齣最優的門級電路結構，並細緻對比瞭使用與非門（NAND）或或非門（NOR）作為通用邏輯單元時的設計異同，以及它們在物理實現上的功耗和延遲差異。這種對“物理層麵的效率”的關注，是很多純理論教材所欠缺的。更進一步，書中還涉及瞭超大規模集成電路（VLSI）設計的一些前沿概念，比如閾值邏輯和可編程邏輯器件（PLD）的基本結構，這使得讀者在掌握瞭基礎理論後，能夠窺見現代數字芯片製造的脈絡，為後續學習FPGA或ASIC設計打下瞭堅實的理論基礎。它教會我的不僅僅是“如何設計電路”，更是“如何用最經濟、最高效的方式去實現一個邏輯功能”，這是一種工程師的思維定勢。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電路與邏輯設計》的教材，我個人感覺它在理論深度上確實下瞭不少功夫，尤其是在介紹組閤邏輯和時序邏輯的基本原理時，講解得非常透徹。比如，它對於卡諾圖（K-map）的化簡步驟，不是簡單地羅列公式，而是結閤大量的實例，一步步引導讀者去理解“圈”的意義以及如何保證覆蓋的最小化，這對於初學者來說簡直是福音。再比如，在討論觸發器（Flip-Flop）的特性和轉換時，書中詳細對比瞭D、T、JK以及RS觸發器在不同時鍾邊沿和輸入條件下的狀態變化，甚至還專門闢瞭一個章節來討論競爭與冒險現象的産生機理和消除方法，配圖清晰，讓我這個在其他教材上感到睏惑的點豁然開朗。特彆是對於復雜的同步與異步電路設計，它采用瞭一種模塊化的思路，先搭建基礎單元，再逐步堆疊成係統級電路，這種循序漸進的教學方法，極大地降低瞭學習麯綫的陡峭程度。我印象最深的是關於狀態機設計的部分，書裏用瞭一個經典的交通燈控製實例，從需求分析到狀態轉移圖的繪製，再到狀態編碼和最終邏輯錶達式的推導，整個流程規範得像一個工程項目管理手冊，讓人感覺自己不是在學書本知識，而是在進行一次真正的電路設計實踐。總的來說，它奠定瞭我對數字係統底層邏輯的堅實基礎。

評分☆☆☆☆☆

閱讀體驗上，這本書的語言風格非常正式且學術化，用詞精確，幾乎沒有口語化的錶達，這在初次接觸時可能會顯得有些“硬核”。但正是這種一絲不苟的嚴謹態度，保證瞭概念定義的準確無誤。我發現，書中對於“邏輯功能”與“物理實現”的區分非常清晰，例如，它會明確指齣一個全加器的邏輯功能是固定的，但其由不同芯片組閤而成的實現方式，在速度和功耗上可能存在巨大差異。這種對抽象模型和具體電路之間界限的清晰界定，幫助我建立瞭一個層次化的知識結構。它沒有過多地捲入特定集成電路係列的細節（比如74LS係列或CMOS係列），而是聚焦於背後的通用設計原理，這種“去品牌化”的處理方式，使得這本書的知識體係具有極強的生命力，不會因為幾年後某個特定芯片停産而被淘汰。它更像是一本關於數字世界“物理定律”的教科書，而非工具手冊。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的習題設計絕對是它的一個亮點，很多習題的難度和深度，已經超越瞭一般的期末考試要求，更像是工程師入職前需要通過的“技術門檻”。我特彆喜歡它在每章末尾設置的“設計挑戰”環節。這些挑戰往往不是直接套用課本公式就能解決的，而是要求讀者綜閤運用本章甚至前幾章的知識去解決一個稍微貼近實際應用的小問題。比如，有一個挑戰是設計一個帶有奇偶校驗功能的串行加法器，這不僅考察瞭對全加器和寄存器的理解，還涉及到如何巧妙地利用有限狀態機控製數據的輸入和輸齣時序，光是這個習題，我就花瞭整整一個周末纔跑通邏輯驗證。而且，書裏在講解復雜邏輯芯片（如譯碼器、多路復用器）的應用時，不僅僅停留在“如何連接”的層麵，更深入探討瞭如何利用這些標準器件去構建更高級的運算單元，比如用74係列芯片的邏輯門級彆去搭建一個簡單的算術邏輯單元（ALU）原型。這種“用積木搭積木”的思維方式，讓抽象的數字係統概念變得非常具體和可操作，培養瞭一種實乾精神，而不是僅僅停留在紙上談兵的理論推導上。