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朱定华 著

图书标签:

• 数字电路
• 逻辑设计
• 计算机组成原理
• 电子技术
• 电路分析
• 数字系统设计
• FPGA
• Verilog
• VHDL
• 电子工程

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302242703

版次：1

商品编码：10401466

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 21世纪高等学校规划教材·电子信息

开本：16开

出版时间：2011-02-01

用纸：胶版纸

页数：275

字数：453000

内容简介

　　《数字电路与逻辑设计》系统地介绍了数字逻辑基础、集成逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计、常用组合逻辑功能器件和时序逻辑功能器件、数模与模数转换器、脉冲信号的产生与变换、可编程逻辑器件及现代数字系统设计等。
　　《数字电路与逻辑设计》内容精练、实例丰富，应用性强，并附有习题解答，便于教学和自学。《数字电路与逻辑设计》可作为高等学校通信、信息、光电、计算机、自动化、电子、电力系统及自动化等电类专业和机电一体化、生物技术等非电类专业的本科和专科学生电子技术基础课程的教材。也可以供从事电子技术、计算机应用与开发的科研人员和工程技术人员学习参考，还适于初学者自学使用。
　　《数字电路与逻辑设计》教学目标明确，注重理论与实践的结合，教学方法灵活，培养学生自主学习的能力，教学内容先进，反映了电子信息学科的最新发展，教学模式完善，提供了配套的教学资源解决方案。

目录

第1章 数字逻辑基础
1.1 数制和代码
1.1.1 十进制数和二进制数
1.1.2 十六进制和八进制
1.1.3 不同进制数之间的转换
1.1.4 二进制符号数的表示法
1.1.5 二进制代码
1.2 逻辑运算
1.2.1 基本逻辑运算
1.2.2 复合逻辑运算
1.2.3 正负逻辑问题
1.3 逻辑门电路
1.3.1 晶体管的开关特性
1.3.2 基本逻辑门电路
1.3.3 TTL集成门电路
1.3.4 CMOS逻辑电路
1.4 逻辑函数的代数化简法
1.4.1 基本公式和定律
1.4.2 基本运算规则
1.4.3 逻辑函数代数法化简
1.5 逻辑函数的卡诺图化简法
1.5.1 最小项的定义及其性质
1.5.2 卡诺图
1.5.3 逻辑函数的卡诺图表示
1.5.4 逻辑函数卡诺图化简
1.5.5 具有约束的逻辑函数化简
1.6 逻辑函数的描述方法及转换
1.6.1 逻辑函数的描述方法
1.6.2 几种描述方法之间的转换
本章小结
习题
第2章 组合逻辑电路
2.1 组合逻辑电路的分析与设计
2.1.1 组合逻辑电路的分析
2.1.2 组合逻辑电路的设计
2.2 组合逻辑电路中的竞争冒险
2.2.1 产生竞争冒险的原因
2.2.2 竞争冒险的判断
2.2.3 消除竞争冒险的方法
2.3 加法器与算术逻辑单元
2.3.1 半加器和全加器
2.3.2 集成加法器
2.3.3 算术逻辑单元
2.4 数值比较器
2.4.1 数值比较器的设计
2.4.2 集成数值比较器
2.5 编码器
2.5.1 编码器的工作原理
2.5.2 集成优先编码器
2.6 译码器与数据分配器
2.6.1 译码器的分析及设计
2.6.2 集成译码器
2.6.3 数据分配器
2.7 数据选择器
2.7.1 数据选择器的类型及功能
2.7.2 集成数据选择器
本章小结
习题
第3章 时序逻辑基础
3.1 RS触发器
3.1.1 Rs触发器的工作原理和逻辑功能
3.1.2 集成RS触发器74LS279
3.1.3 RS触发器应用
3.2 D触发器
3.2.1 逻辑电路与逻辑符号
3.2.2 工作原理
3.2.3 逻辑功能描述
3.2.4 集成D触发器74LS74
3.3 JK触发器
3.3.1 逻辑电路与逻辑符号
3.3.2 逻辑功能描述
3.3.3 集成JK触发器
3.4 T触发器
3.4.1 逻辑电路与逻辑符号
3.4.2 逻辑功能描述
3.5 触发器的电气特性
本章小结
习题
第4章 时序逻辑电路
4.1 时序逻辑电路概述
4.1.1 时序逻辑电路的特点
4.1.2 时序电路逻辑功能的描述方法
4.1.3 时序电路逻辑的分类
4.2 时序逻辑电路的分析
4.2.1 时序逻辑电路分析的一般步骤
4.2.2 同步时序逻辑电路的分析举例
4.2.3 异步时序逻辑电路的分析举例
4.3 时序逻辑电路的设计
.4.3.1 同步时序逻辑电路的设计
4.3.2 异步时序逻辑电路的设计
4.4 常用的集成时序逻辑电路
4.4.1 寄存器与移位寄存器
4.4.2.计数器
4.4.3 顺序脉冲发生器
4.4.4 序列信号发生器
习题
第5章 Verilog HDL
5.1 Verilog的基本语法规则
5.1.1 变量的数据类型
5.1.2 Verilog程序的基本结构
5.1.3 Verilog HDL的基本语句
5.2 组合逻辑电路的门级建模
5.2.1 设计举例
5.2.2 组合逻辑电路的数据流建立
5.2.3 数据流建模举例
5.3 组合逻辑电路的行为级建模
5.3.1 组合逻辑电路的行为级建模举例
5.3.2 时序逻辑电路建模基础
5.4 锁存器和触发器的Verilog建模实例
5.4.1 描述举例
5.4.2 设计举例
本章小结
习题
第6章 数字电路系统设计
6.1 数字电路系统设计基础
6.1.1 数字电路系统的组成与类别
6.1.2 数字电路系统的设计步骤
6.1.3 数字电路系统的设计方法
6.1.4 数字电路系统的实现
6.2 可编程逻辑器件
6.2.1 PLD电路的表示方法
6.2.2 可编程阵列逻辑器件
6.2.3 可编程通用阵列逻辑器件
6.3 QuartusⅡ集成开发工具
6.3.1 QuartusⅡ集成开发环境简介
6.3.2 QuartusⅡ的基本设计流程
6.3.3 QuartusⅡ的基本设计步骤
6.3.4 QuartusⅡ的基本设计输入方法
6.3.5 QuartusⅡ的设计应用举例
本章小结
习题
第7章 脉冲信号的产生与变换
7.1 多谐振荡器
7.1.1 环形多谐振荡器
7.1.2 石英晶体多谐振荡器
7.2 单稳态触发器
7.2.1 用门电路组成的单稳态触发器
7.2.2 集成单稳态触发器
7.2.3 单稳态触发器的应用
7.3 施密特触发器
7.3.1 门电路组成的施密特触发器
7.3.2 集成施密特触发器
7.3.3 施密特触发器的应用
7.4 555定时器及其应用
7.4.1 555定时器的电路结构与功能
7.4.2 555定时器的应用
本章小结
习题
第8章 数模与模数转换器
8.1 数模转换器
8.1.1 数模转换的基本知识
8.1.2 常用数模转换技术
8.1.3 数模转换器的性能指标
8.1.4 集成数模转换器及其应用
8.2 模数转换器
8.2.1 模数转换的基本知识
8.2.2 常用模数转换技术
8.2.3 模数转换器的性能指标
8.2.4 集成模数转换器及其应用
本章小结
习题
习题答案

前言/序言

《现代电子系统原理与实践》 一、 绪论：点亮电子世界的基石 电子技术，如同无形的脉搏，跳动在现代社会的每一个角落，驱动着信息时代的飞速发展。从智能手机的轻巧便携，到国家级科研设备的精密复杂，再到人工智能的智慧涌现，这一切都离不开电子系统的强大支撑。而在这个庞大而精深的电子世界中，有一门基础学科，它揭示了信息传输、处理与控制的内在规律，为我们理解和构建复杂的电子设备提供了坚实的理论框架与实践指导。这门学科，便是现代电子系统的核心原理与实际应用。 本书旨在带领读者深入探索现代电子系统的构建基础，从最基本的电子元器件的工作原理出发，逐步深入到复杂系统的设计与实现。我们不局限于某一特定领域的电子技术，而是力求以宏观的视角，展现电子系统设计中普遍适用的核心概念、方法与技术。本书的目标是培养读者扎实的理论功底，敏锐的工程思维，以及将理论付诸实践的动手能力，使读者能够独立地分析、设计和优化各类电子系统。 二、 核心概念：电子世界的基石元素 理解任何复杂的系统，都必须从其最基本的组成单元开始。在电子系统中，这些基本单元便是各种电子元器件。本书将首先聚焦于这些“看不见”的微小世界，揭示它们各自独特的“性格”与“能力”。 半导体器件的奇妙旅程： 我们将从最基本的半导体材料性质入手，深入剖析二极管的单向导电性，理解其在整流、开关等基础应用中的关键作用。随后，将重点介绍三极管（BJT）和场效应管（FET）这两类核心放大器件。我们将详细阐述它们的电流/电压控制机制，分析它们的放大特性、开关特性以及在不同电路拓扑下的应用，例如作为信号放大器、开关控制器等。理解这些器件的内部工作原理，是理解后续更复杂电路的基础。 电阻、电容与电感的哲学： 这三种被称为“无源元件”的器件，看似简单，却在电路中扮演着至关重要的角色。本书将深入探讨电阻的欧姆定律及其在分压、限流中的应用；电容的储能特性，解析其在滤波、耦合、振荡等电路中的作用；以及电感在电磁场能量存储方面的独特贡献，说明其在滤波、振荡和变压器等应用中的不可替代性。我们将关注这些元件的参数（如阻值、容值、感值）如何影响电路的动态行为，以及它们在交流电路中的频率响应特性。 集成电路（IC）的革命： 现代电子系统的核心往往是集成电路，它将成千上万甚至数十亿个元器件集成在一个微小的芯片上。本书将介绍集成电路的基本构成，包括模拟集成电路（如运算放大器、滤波器IC）和数字集成电路（虽非本书重点，但会涉及其基本概念，以便理解混合信号系统）。我们将重点关注运算放大器（Op-amp）的通用模型、理想特性及其在各种模拟信号处理中的广泛应用，如加法器、减法器、积分器、微分器等。同时，也将介绍集成滤波器（如低通、高通、带通滤波器）的设计理念与应用。 三、 模拟信号处理：捕捉与塑造现实世界的信号 现实世界中的信息，绝大多数以模拟信号的形式存在，例如声音、温度、光照等。模拟信号处理技术，便是负责捕捉、传输、放大、滤波和转换这些连续变化的信号，使其能够被进一步处理或用于人机交互。 放大电路的设计艺术： 信号的微弱往往是信息传递的挑战，放大电路是解决这一问题的关键。本书将系统介绍不同类型的放大电路，包括共射放大电路、共集电极放大电路、共基极放大电路，深入分析它们的增益、输入阻抗、输出阻抗特性。我们将学习如何根据具体应用需求，选择合适的放大电路拓扑，并进行参数优化，以实现最佳的信号放大效果。 滤波器：净化信号的守护者： 信号在传输过程中常常伴随着噪声干扰，滤波器是有效去除这些不希望的信号成分，提取有用信息的关键。本书将详细讲解各种滤波器类型，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。我们将深入理解它们的频率响应特性，学习如何通过选择不同的无源元件和有源器件（如运算放大器）来设计特定截止频率、斜率的滤波器。 振荡器：创造周期性信号的源泉： 振荡器是产生特定频率周期信号的核心电路，它们在时钟信号生成、通信系统、音频合成等领域有着不可或缺的地位。本书将介绍不同类型的振荡器，如RC振荡器、LC振荡器、晶体振荡器等，分析它们的振荡原理，以及如何通过反馈机制和频率选择元件来稳定和控制输出信号的频率。 信号调理与转换： 在模拟信号处理的链条中，信号调理（如衰减、偏置调整）和信号转换（如电压-电流转换）也是重要的环节。本书将介绍这些技术，以及它们在数据采集系统和传感器接口中的作用。 四、 传感器与执行器：连接物理世界与电子世界的桥梁 电子系统并非孤立存在，它们需要与现实世界进行交互，感知环境变化并执行指令。传感器和执行器便是实现这种交互的关键接口。 传感器的奥秘： 本书将介绍各种常见类型的传感器，包括温度传感器（如热敏电阻、热电偶）、光传感器（如光敏电阻、光电二极管）、压力传感器、位移传感器等。我们将探讨它们的工作原理，理解如何将物理量的变化转化为电信号，并讨论传感器的灵敏度、线性度、响应速度等关键参数。 执行器的力量： 执行器则负责将电子系统的控制信号转化为物理动作。我们将介绍电机驱动电路、继电器控制电路、LED驱动电路等，了解它们如何接收控制信号并驱动相应的负载。 传感器与执行器的接口设计： 如何有效地将传感器输出的微弱信号进行放大、滤波和处理，并驱动执行器完成相应的任务，是电子系统设计中的一个重要挑战。本书将讨论传感器信号的调理电路设计，以及执行器的驱动电路设计，为读者提供实践指导。 五、 电源与保护：保障电子系统稳定运行的基石 任何电子系统都离不开稳定可靠的电源供应，同时，有效的保护措施能够防止系统因过载、短路等原因而损坏。 电源的种类与设计： 本书将介绍直流稳压电源的原理，包括线性稳压器和开关稳压器。我们将分析它们的电路结构、工作方式，以及在效率、纹波、瞬态响应等方面的优缺点。同时，也会简要介绍交流电源与直流电源之间的转换原理。 电池与能量存储： 在便携式电子设备中，电池是重要的能量来源。我们将简要介绍不同类型的电池（如锂离子电池、镍氢电池）的特性，以及简单的电池管理概念。 过压、过流保护： 为了防止意外发生，电子系统通常需要加入保护电路。本书将介绍常用的保护器件和电路，如保险丝、瞬态电压抑制器（TVS）、过流保护电路等，以及它们在电路中的作用与设计考量。 六、 系统级集成与调试：从理论到产品的飞跃 将各个子模块集成起来，构建一个完整、功能齐全的电子系统，并确保其正常工作，是工程实践的最终目标。 模块化设计思想： 在复杂的电子系统中，采用模块化设计能够降低设计难度，提高系统的可维护性和可扩展性。本书将倡导模块化设计理念，引导读者将系统分解为若干个功能相对独立的模块，并分别进行设计和测试。 信号完整性与接地设计： 随着系统复杂度的增加，信号之间的串扰、噪声耦合等问题日益突出。本书将介绍信号完整性的基本概念，以及良好的接地设计的重要性，以减少信号失真和电磁干扰。 调试与故障排除： 电子系统在开发过程中不可避免地会出现各种问题。本书将分享有效的调试方法和工具，如示波器、万用表、逻辑分析仪等的使用技巧，以及常见的故障分析思路，帮助读者快速定位和解决问题。 PCB布局与布线基础： 印刷电路板（PCB）是实现电子元器件之间连接的载体。本书将介绍PCB布局与布线的基本原则，以确保电路的电气性能和信号完整性。 七、 展望：电子技术的未来发展趋势 电子技术日新月异，新的技术和应用层出不穷。本书将在结尾部分，简要展望电子技术的一些前沿发展方向，如物联网（IoT）中的嵌入式系统、人工智能与电子系统的融合、微电子技术的发展等，激发读者的学习兴趣和创新思维。 本书特色： 原理与实践并重： 深入浅出的理论讲解与丰富的工程实践案例相结合。 覆盖广泛： 涵盖现代电子系统设计中的核心概念与关键技术。 循序渐进： 从基础元器件到复杂系统，逻辑清晰，易于理解。 注重工程思维： 培养读者分析问题、解决问题的工程能力。 《现代电子系统原理与实践》将是电子工程领域学生、研究人员和工程师的理想参考书，也是对电子技术充满好奇的各界人士的入门指南。通过阅读本书，您将掌握点亮电子世界，构建未来科技的坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对计算机科学原理充满好奇的学生，我一直在寻找一本能够清晰解释计算机底层是如何工作的书籍。这本《数字电路与逻辑设计》在很大程度上满足了我的期待。它从最基本的逻辑门电路开始，逐步构建起我们今天熟悉的计算系统的基石。我惊叹于作者如何将二进制、布尔代数这些看似抽象的概念，与实际的电路实现联系起来。书中关于组合逻辑和时序逻辑的讲解，让我明白了计算机如何进行算术运算、如何存储信息，以及如何处理指令。特别是关于加法器、减法器、寄存器、计数器等基本电路单元的设计，让我看到了一个个“积木”是如何搭建起复杂的计算功能的。我非常喜欢书中关于状态机的讨论，它解释了计算机如何根据输入信号改变自身状态，从而执行不同的操作，这对于理解CPU的工作原理至关重要。此外，书中还涉及了一些关于逻辑综合和布局布线的内容，让我对如何将抽象的设计转化为实际的硬件有了初步的认识。虽然我可能不会成为一个专业的硬件工程师，但通过这本书，我对计算机的底层运作机制有了更深刻的理解，这对于我学习其他计算机科学课程，比如操作系统、编译原理等，都大有裨益。这本书让我看到了“0”和“1”背后所蕴含的巨大力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是在搭建一座精密而庞大的数字王国。从最基础的逻辑门开始，每一个AND、OR、NOT门都像是这个王国里的一个基础单元。书中循序渐进的讲解方式，让我能够清晰地看到这些基础单元是如何组合起来，形成更复杂的逻辑功能，比如半加器、全加器，然后又是多位加法器，这让我直观地理解了计算机如何进行加减运算。我对书中关于时序逻辑的部分尤为着迷，特别是关于触发器和寄存器的讲解，让我明白了数据是如何被“记住”和“传递”的。当我看到书中将这些基本单元组合成计数器、移位寄存器，甚至更复杂的有限状态机时，我仿佛看到了这个数字王国正在有序地运转起来。书中对于逻辑表达式的化简，例如使用卡诺图，也让我体会到了追求效率和简洁性的设计哲学。那些关于状态转移图的绘制，则像是一张张地图，清晰地描绘了这个数字王国中不同“部门”之间的通信和协作方式。总的来说，这本书没有让我感到枯燥的技术术语堆砌，而是通过生动的比喻和清晰的图示，让我领略到了数字电路设计的魅力，也让我对现代电子设备背后的智慧有了更深的敬意。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，着实让我在电子工程领域找到了新的方向。作为一名初学者，我一直被数字电路的复杂性所困扰，各种逻辑门、时序逻辑、状态机的概念常常让我感到无从下手。然而，这本书以一种非常系统且易于理解的方式，为我打开了数字世界的大门。它不仅仅是罗列了枯燥的公式和理论，更重要的是，它将抽象的概念具象化，通过大量的实例和图示，让我能够清晰地看到每一个电路的运作过程。我特别喜欢它讲解组合逻辑和时序逻辑的部分，循序渐进，从最基础的与非门、或非门开始，逐步深入到更复杂的集成电路设计。那些关于卡诺图化简、状态转移图绘制的章节，对我解决实际问题提供了极大的帮助。而且，书中的习题设计也非常有针对性，每一章的习题都能帮助我巩固所学知识，加深理解。我还会时不时地翻阅书中的附录，那些关于标准逻辑芯片型号和引脚说明的内容，在实际动手实验时简直就是救命稻草。这本书的排版清晰，语言流畅，即使是初次接触数字电路的读者，也能很快进入状态。总而言之，这是一本非常有价值的入门读物，我强烈推荐给所有对数字电路感兴趣的朋友。

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深的嵌入式系统开发者，长期以来，我一直专注于软件层的开发，对硬件的理解停留在比较表面的层面。这次偶然接触到这本《数字电路与逻辑设计》，我才真正意识到，对底层数字逻辑的深入理解，对于我优化嵌入式系统的性能、解决一些棘手的硬件相关问题，是多么重要。这本书的内容覆盖了从最基础的逻辑运算到复杂的处理器架构的一些基础概念，它不是简单地介绍某个芯片的datasheet，而是从根本上解释了这些芯片是如何运作的。我特别欣赏书中对各种存储器（如SRAM、DRAM）的工作原理和接口设计的详细阐述，这对我理解嵌入式系统中内存管理至关重要。书中关于异步电路和同步电路的对比分析，也让我对如何在不同的应用场景下选择合适的时钟策略有了更清晰的认识。我还会时常回顾书中关于逻辑门延时、信号完整性、功耗分析等章节，这些细节往往是影响嵌入式系统稳定性和性能的关键。虽然书中的一些内容对于我来说已经比较熟悉，但它以一种全新的角度和更深刻的洞察力，重新梳理和巩固了我的知识体系。这本书让我能够更好地与硬件工程师沟通，也能在软件设计时考虑到硬件的限制和优势，这无疑提升了我的整体开发能力。

评分☆☆☆☆☆

我是一名有着几年硬件开发经验的工程师，在工作中，虽然接触过不少数字电路，但总觉得对底层原理的理解不够深入，尤其是在进行性能优化和故障排查时，常常会遇到瓶颈。这本书的出现，恰好填补了我知识体系中的这一块空白。它在深入讲解各种逻辑电路的基础上，还特别强调了设计的原则和方法论。比如，关于时序约束、亚稳态处理、时钟域交叉等内容，都给了我非常大的启发。我印象深刻的是书中对FPGA设计流程的详细介绍，从RTL编码到综合、布局布线，再到时序分析，每一个环节都讲解得非常到位，并且结合了最新的设计工具和技术。作者在讲解同步设计和异步设计的部分，更是将两者优劣势分析得淋漓尽致，让我能够根据实际需求做出更合理的选择。书中还引入了许多高级概念，如握手协议、流水线设计、错误检测与纠正码等，这些内容对我提升设计能力和开发效率有着直接的帮助。我还会经常参考书中关于低功耗设计和可靠性设计的章节，这些是衡量一个优秀数字电路设计的关键因素。总的来说，这本书为我提供了一个更加广阔的视角来审视数字电路设计，它不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，指引我不断前进。

评分☆☆☆☆☆

#13 原初的欲求

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好，不好有些硬刷错的

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技术。

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3.这是我一贯的主张，我认为最有效的管教就是疼痛，现在你最需要的不是语言上的教育，而是教训。（必要的演出）

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#20 埃尔文·史密斯

评分☆☆☆☆☆

格斗术一项为目前人类角色最高，超过表格上限达到11（女巨人格斗术亦为11，但因为其不是人类形态，故不作比较），位列第一。第二名为三笠、米克、阿尼三人并列，均达到格斗术满值10。

评分☆☆☆☆☆

动画截图(28张)的经验。但是……不需要依靠那种东西做出选择吧。相信你自己，还是相信我和他们，调查兵团的组织呢？

评分☆☆☆☆☆

虽然没有国外所编书那么详细，但是这本书感觉还是很好地覆盖了基本上要讲的知识点，里面的内容很好，适合搭配着其他更为详细的书来使用

评分☆☆☆☆☆

45.再次出场