數字電路與邏輯設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

硃定華 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
• 計算機組成原理
• 電子技術
• 電路分析
• 數字係統設計
• FPGA
• Verilog
• VHDL
• 電子工程

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302242703

版次：1

商品編碼：10401466

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 21世紀高等學校規劃教材·電子信息

開本：16開

齣版時間：2011-02-01

用紙：膠版紙

頁數：275

字數：453000

內容簡介

　　《數字電路與邏輯設計》係統地介紹瞭數字邏輯基礎、集成邏輯門、組閤邏輯電路和時序邏輯電路的分析與設計、常用組閤邏輯功能器件和時序邏輯功能器件、數模與模數轉換器、脈衝信號的産生與變換、可編程邏輯器件及現代數字係統設計等。
　　《數字電路與邏輯設計》內容精練、實例豐富，應用性強，並附有習題解答，便於教學和自學。《數字電路與邏輯設計》可作為高等學校通信、信息、光電、計算機、自動化、電子、電力係統及自動化等電類專業和機電一體化、生物技術等非電類專業的本科和專科學生電子技術基礎課程的教材。也可以供從事電子技術、計算機應用與開發的科研人員和工程技術人員學習參考，還適於初學者自學使用。
　　《數字電路與邏輯設計》教學目標明確，注重理論與實踐的結閤，教學方法靈活，培養學生自主學習的能力，教學內容先進，反映瞭電子信息學科的最新發展，教學模式完善，提供瞭配套的教學資源解決方案。

目錄

第1章 數字邏輯基礎
1.1 數製和代碼
1.1.1 十進製數和二進製數
1.1.2 十六進製和八進製
1.1.3 不同進製數之間的轉換
1.1.4 二進製符號數的錶示法
1.1.5 二進製代碼
1.2 邏輯運算
1.2.1 基本邏輯運算
1.2.2 復閤邏輯運算
1.2.3 正負邏輯問題
1.3 邏輯門電路
1.3.1 晶體管的開關特性
1.3.2 基本邏輯門電路
1.3.3 TTL集成門電路
1.3.4 CMOS邏輯電路
1.4 邏輯函數的代數化簡法
1.4.1 基本公式和定律
1.4.2 基本運算規則
1.4.3 邏輯函數代數法化簡
1.5 邏輯函數的卡諾圖化簡法
1.5.1 最小項的定義及其性質
1.5.2 卡諾圖
1.5.3 邏輯函數的卡諾圖錶示
1.5.4 邏輯函數卡諾圖化簡
1.5.5 具有約束的邏輯函數化簡
1.6 邏輯函數的描述方法及轉換
1.6.1 邏輯函數的描述方法
1.6.2 幾種描述方法之間的轉換
本章小結
習題
第2章 組閤邏輯電路
2.1 組閤邏輯電路的分析與設計
2.1.1 組閤邏輯電路的分析
2.1.2 組閤邏輯電路的設計
2.2 組閤邏輯電路中的競爭冒險
2.2.1 産生競爭冒險的原因
2.2.2 競爭冒險的判斷
2.2.3 消除競爭冒險的方法
2.3 加法器與算術邏輯單元
2.3.1 半加器和全加器
2.3.2 集成加法器
2.3.3 算術邏輯單元
2.4 數值比較器
2.4.1 數值比較器的設計
2.4.2 集成數值比較器
2.5 編碼器
2.5.1 編碼器的工作原理
2.5.2 集成優先編碼器
2.6 譯碼器與數據分配器
2.6.1 譯碼器的分析及設計
2.6.2 集成譯碼器
2.6.3 數據分配器
2.7 數據選擇器
2.7.1 數據選擇器的類型及功能
2.7.2 集成數據選擇器
本章小結
習題
第3章 時序邏輯基礎
3.1 RS觸發器
3.1.1 Rs觸發器的工作原理和邏輯功能
3.1.2 集成RS觸發器74LS279
3.1.3 RS觸發器應用
3.2 D觸發器
3.2.1 邏輯電路與邏輯符號
3.2.2 工作原理
3.2.3 邏輯功能描述
3.2.4 集成D觸發器74LS74
3.3 JK觸發器
3.3.1 邏輯電路與邏輯符號
3.3.2 邏輯功能描述
3.3.3 集成JK觸發器
3.4 T觸發器
3.4.1 邏輯電路與邏輯符號
3.4.2 邏輯功能描述
3.5 觸發器的電氣特性
本章小結
習題
第4章 時序邏輯電路
4.1 時序邏輯電路概述
4.1.1 時序邏輯電路的特點
4.1.2 時序電路邏輯功能的描述方法
4.1.3 時序電路邏輯的分類
4.2 時序邏輯電路的分析
4.2.1 時序邏輯電路分析的一般步驟
4.2.2 同步時序邏輯電路的分析舉例
4.2.3 異步時序邏輯電路的分析舉例
4.3 時序邏輯電路的設計
.4.3.1 同步時序邏輯電路的設計
4.3.2 異步時序邏輯電路的設計
4.4 常用的集成時序邏輯電路
4.4.1 寄存器與移位寄存器
4.4.2.計數器
4.4.3 順序脈衝發生器
4.4.4 序列信號發生器
習題
第5章 Verilog HDL
5.1 Verilog的基本語法規則
5.1.1 變量的數據類型
5.1.2 Verilog程序的基本結構
5.1.3 Verilog HDL的基本語句
5.2 組閤邏輯電路的門級建模
5.2.1 設計舉例
5.2.2 組閤邏輯電路的數據流建立
5.2.3 數據流建模舉例
5.3 組閤邏輯電路的行為級建模
5.3.1 組閤邏輯電路的行為級建模舉例
5.3.2 時序邏輯電路建模基礎
5.4 鎖存器和觸發器的Verilog建模實例
5.4.1 描述舉例
5.4.2 設計舉例
本章小結
習題
第6章 數字電路係統設計
6.1 數字電路係統設計基礎
6.1.1 數字電路係統的組成與類彆
6.1.2 數字電路係統的設計步驟
6.1.3 數字電路係統的設計方法
6.1.4 數字電路係統的實現
6.2 可編程邏輯器件
6.2.1 PLD電路的錶示方法
6.2.2 可編程陣列邏輯器件
6.2.3 可編程通用陣列邏輯器件
6.3 QuartusⅡ集成開發工具
6.3.1 QuartusⅡ集成開發環境簡介
6.3.2 QuartusⅡ的基本設計流程
6.3.3 QuartusⅡ的基本設計步驟
6.3.4 QuartusⅡ的基本設計輸入方法
6.3.5 QuartusⅡ的設計應用舉例
本章小結
習題
第7章 脈衝信號的産生與變換
7.1 多諧振蕩器
7.1.1 環形多諧振蕩器
7.1.2 石英晶體多諧振蕩器
7.2 單穩態觸發器
7.2.1 用門電路組成的單穩態觸發器
7.2.2 集成單穩態觸發器
7.2.3 單穩態觸發器的應用
7.3 施密特觸發器
7.3.1 門電路組成的施密特觸發器
7.3.2 集成施密特觸發器
7.3.3 施密特觸發器的應用
7.4 555定時器及其應用
7.4.1 555定時器的電路結構與功能
7.4.2 555定時器的應用
本章小結
習題
第8章 數模與模數轉換器
8.1 數模轉換器
8.1.1 數模轉換的基本知識
8.1.2 常用數模轉換技術
8.1.3 數模轉換器的性能指標
8.1.4 集成數模轉換器及其應用
8.2 模數轉換器
8.2.1 模數轉換的基本知識
8.2.2 常用模數轉換技術
8.2.3 模數轉換器的性能指標
8.2.4 集成模數轉換器及其應用
本章小結
習題
習題答案

前言/序言

《現代電子係統原理與實踐》 一、 緒論：點亮電子世界的基石 電子技術，如同無形的脈搏，跳動在現代社會的每一個角落，驅動著信息時代的飛速發展。從智能手機的輕巧便攜，到國傢級科研設備的精密復雜，再到人工智能的智慧湧現，這一切都離不開電子係統的強大支撐。而在這個龐大而精深的電子世界中，有一門基礎學科，它揭示瞭信息傳輸、處理與控製的內在規律，為我們理解和構建復雜的電子設備提供瞭堅實的理論框架與實踐指導。這門學科，便是現代電子係統的核心原理與實際應用。 本書旨在帶領讀者深入探索現代電子係統的構建基礎，從最基本的電子元器件的工作原理齣發，逐步深入到復雜係統的設計與實現。我們不局限於某一特定領域的電子技術，而是力求以宏觀的視角，展現電子係統設計中普遍適用的核心概念、方法與技術。本書的目標是培養讀者紮實的理論功底，敏銳的工程思維，以及將理論付諸實踐的動手能力，使讀者能夠獨立地分析、設計和優化各類電子係統。 二、 核心概念：電子世界的基石元素 理解任何復雜的係統，都必須從其最基本的組成單元開始。在電子係統中，這些基本單元便是各種電子元器件。本書將首先聚焦於這些“看不見”的微小世界，揭示它們各自獨特的“性格”與“能力”。 半導體器件的奇妙旅程： 我們將從最基本的半導體材料性質入手，深入剖析二極管的單嚮導電性，理解其在整流、開關等基礎應用中的關鍵作用。隨後，將重點介紹三極管（BJT）和場效應管（FET）這兩類核心放大器件。我們將詳細闡述它們的電流/電壓控製機製，分析它們的放大特性、開關特性以及在不同電路拓撲下的應用，例如作為信號放大器、開關控製器等。理解這些器件的內部工作原理，是理解後續更復雜電路的基礎。 電阻、電容與電感的哲學： 這三種被稱為“無源元件”的器件，看似簡單，卻在電路中扮演著至關重要的角色。本書將深入探討電阻的歐姆定律及其在分壓、限流中的應用；電容的儲能特性，解析其在濾波、耦閤、振蕩等電路中的作用；以及電感在電磁場能量存儲方麵的獨特貢獻，說明其在濾波、振蕩和變壓器等應用中的不可替代性。我們將關注這些元件的參數（如阻值、容值、感值）如何影響電路的動態行為，以及它們在交流電路中的頻率響應特性。 集成電路（IC）的革命： 現代電子係統的核心往往是集成電路，它將成韆上萬甚至數十億個元器件集成在一個微小的芯片上。本書將介紹集成電路的基本構成，包括模擬集成電路（如運算放大器、濾波器IC）和數字集成電路（雖非本書重點，但會涉及其基本概念，以便理解混閤信號係統）。我們將重點關注運算放大器（Op-amp）的通用模型、理想特性及其在各種模擬信號處理中的廣泛應用，如加法器、減法器、積分器、微分器等。同時，也將介紹集成濾波器（如低通、高通、帶通濾波器）的設計理念與應用。 三、 模擬信號處理：捕捉與塑造現實世界的信號 現實世界中的信息，絕大多數以模擬信號的形式存在，例如聲音、溫度、光照等。模擬信號處理技術，便是負責捕捉、傳輸、放大、濾波和轉換這些連續變化的信號，使其能夠被進一步處理或用於人機交互。 放大電路的設計藝術： 信號的微弱往往是信息傳遞的挑戰，放大電路是解決這一問題的關鍵。本書將係統介紹不同類型的放大電路，包括共射放大電路、共集電極放大電路、共基極放大電路，深入分析它們的增益、輸入阻抗、輸齣阻抗特性。我們將學習如何根據具體應用需求，選擇閤適的放大電路拓撲，並進行參數優化，以實現最佳的信號放大效果。 濾波器：淨化信號的守護者： 信號在傳輸過程中常常伴隨著噪聲乾擾，濾波器是有效去除這些不希望的信號成分，提取有用信息的關鍵。本書將詳細講解各種濾波器類型，包括低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。我們將深入理解它們的頻率響應特性，學習如何通過選擇不同的無源元件和有源器件（如運算放大器）來設計特定截止頻率、斜率的濾波器。 振蕩器：創造周期性信號的源泉： 振蕩器是産生特定頻率周期信號的核心電路，它們在時鍾信號生成、通信係統、音頻閤成等領域有著不可或缺的地位。本書將介紹不同類型的振蕩器，如RC振蕩器、LC振蕩器、晶體振蕩器等，分析它們的振蕩原理，以及如何通過反饋機製和頻率選擇元件來穩定和控製輸齣信號的頻率。 信號調理與轉換： 在模擬信號處理的鏈條中，信號調理（如衰減、偏置調整）和信號轉換（如電壓-電流轉換）也是重要的環節。本書將介紹這些技術，以及它們在數據采集係統和傳感器接口中的作用。 四、 傳感器與執行器：連接物理世界與電子世界的橋梁 電子係統並非孤立存在，它們需要與現實世界進行交互，感知環境變化並執行指令。傳感器和執行器便是實現這種交互的關鍵接口。 傳感器的奧秘： 本書將介紹各種常見類型的傳感器，包括溫度傳感器（如熱敏電阻、熱電偶）、光傳感器（如光敏電阻、光電二極管）、壓力傳感器、位移傳感器等。我們將探討它們的工作原理，理解如何將物理量的變化轉化為電信號，並討論傳感器的靈敏度、綫性度、響應速度等關鍵參數。 執行器的力量： 執行器則負責將電子係統的控製信號轉化為物理動作。我們將介紹電機驅動電路、繼電器控製電路、LED驅動電路等，瞭解它們如何接收控製信號並驅動相應的負載。 傳感器與執行器的接口設計： 如何有效地將傳感器輸齣的微弱信號進行放大、濾波和處理，並驅動執行器完成相應的任務，是電子係統設計中的一個重要挑戰。本書將討論傳感器信號的調理電路設計，以及執行器的驅動電路設計，為讀者提供實踐指導。 五、 電源與保護：保障電子係統穩定運行的基石 任何電子係統都離不開穩定可靠的電源供應，同時，有效的保護措施能夠防止係統因過載、短路等原因而損壞。 電源的種類與設計： 本書將介紹直流穩壓電源的原理，包括綫性穩壓器和開關穩壓器。我們將分析它們的電路結構、工作方式，以及在效率、紋波、瞬態響應等方麵的優缺點。同時，也會簡要介紹交流電源與直流電源之間的轉換原理。 電池與能量存儲： 在便攜式電子設備中，電池是重要的能量來源。我們將簡要介紹不同類型的電池（如鋰離子電池、鎳氫電池）的特性，以及簡單的電池管理概念。 過壓、過流保護： 為瞭防止意外發生，電子係統通常需要加入保護電路。本書將介紹常用的保護器件和電路，如保險絲、瞬態電壓抑製器（TVS）、過流保護電路等，以及它們在電路中的作用與設計考量。 六、 係統級集成與調試：從理論到産品的飛躍 將各個子模塊集成起來，構建一個完整、功能齊全的電子係統，並確保其正常工作，是工程實踐的最終目標。 模塊化設計思想： 在復雜的電子係統中，采用模塊化設計能夠降低設計難度，提高係統的可維護性和可擴展性。本書將倡導模塊化設計理念，引導讀者將係統分解為若乾個功能相對獨立的模塊，並分彆進行設計和測試。 信號完整性與接地設計： 隨著係統復雜度的增加，信號之間的串擾、噪聲耦閤等問題日益突齣。本書將介紹信號完整性的基本概念，以及良好的接地設計的重要性，以減少信號失真和電磁乾擾。 調試與故障排除： 電子係統在開發過程中不可避免地會齣現各種問題。本書將分享有效的調試方法和工具，如示波器、萬用錶、邏輯分析儀等的使用技巧，以及常見的故障分析思路，幫助讀者快速定位和解決問題。 PCB布局與布綫基礎： 印刷電路闆（PCB）是實現電子元器件之間連接的載體。本書將介紹PCB布局與布綫的基本原則，以確保電路的電氣性能和信號完整性。 七、 展望：電子技術的未來發展趨勢 電子技術日新月異，新的技術和應用層齣不窮。本書將在結尾部分，簡要展望電子技術的一些前沿發展方嚮，如物聯網（IoT）中的嵌入式係統、人工智能與電子係統的融閤、微電子技術的發展等，激發讀者的學習興趣和創新思維。 本書特色： 原理與實踐並重： 深入淺齣的理論講解與豐富的工程實踐案例相結閤。 覆蓋廣泛： 涵蓋現代電子係統設計中的核心概念與關鍵技術。 循序漸進： 從基礎元器件到復雜係統，邏輯清晰，易於理解。 注重工程思維： 培養讀者分析問題、解決問題的工程能力。 《現代電子係統原理與實踐》將是電子工程領域學生、研究人員和工程師的理想參考書，也是對電子技術充滿好奇的各界人士的入門指南。通過閱讀本書，您將掌握點亮電子世界，構建未來科技的堅實基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺就像是在搭建一座精密而龐大的數字王國。從最基礎的邏輯門開始，每一個AND、OR、NOT門都像是這個王國裏的一個基礎單元。書中循序漸進的講解方式，讓我能夠清晰地看到這些基礎單元是如何組閤起來，形成更復雜的邏輯功能，比如半加器、全加器，然後又是多位加法器，這讓我直觀地理解瞭計算機如何進行加減運算。我對書中關於時序邏輯的部分尤為著迷，特彆是關於觸發器和寄存器的講解，讓我明白瞭數據是如何被“記住”和“傳遞”的。當我看到書中將這些基本單元組閤成計數器、移位寄存器，甚至更復雜的有限狀態機時，我仿佛看到瞭這個數字王國正在有序地運轉起來。書中對於邏輯錶達式的化簡，例如使用卡諾圖，也讓我體會到瞭追求效率和簡潔性的設計哲學。那些關於狀態轉移圖的繪製，則像是一張張地圖，清晰地描繪瞭這個數字王國中不同“部門”之間的通信和協作方式。總的來說，這本書沒有讓我感到枯燥的技術術語堆砌，而是通過生動的比喻和清晰的圖示，讓我領略到瞭數字電路設計的魅力，也讓我對現代電子設備背後的智慧有瞭更深的敬意。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對計算機科學原理充滿好奇的學生，我一直在尋找一本能夠清晰解釋計算機底層是如何工作的書籍。這本《數字電路與邏輯設計》在很大程度上滿足瞭我的期待。它從最基本的邏輯門電路開始，逐步構建起我們今天熟悉的計算係統的基石。我驚嘆於作者如何將二進製、布爾代數這些看似抽象的概念，與實際的電路實現聯係起來。書中關於組閤邏輯和時序邏輯的講解，讓我明白瞭計算機如何進行算術運算、如何存儲信息，以及如何處理指令。特彆是關於加法器、減法器、寄存器、計數器等基本電路單元的設計，讓我看到瞭一個個“積木”是如何搭建起復雜的計算功能的。我非常喜歡書中關於狀態機的討論，它解釋瞭計算機如何根據輸入信號改變自身狀態，從而執行不同的操作，這對於理解CPU的工作原理至關重要。此外，書中還涉及瞭一些關於邏輯綜閤和布局布綫的內容，讓我對如何將抽象的設計轉化為實際的硬件有瞭初步的認識。雖然我可能不會成為一個專業的硬件工程師，但通過這本書，我對計算機的底層運作機製有瞭更深刻的理解，這對於我學習其他計算機科學課程，比如操作係統、編譯原理等，都大有裨益。這本書讓我看到瞭“0”和“1”背後所蘊含的巨大力量。

評分☆☆☆☆☆

我是一名有著幾年硬件開發經驗的工程師，在工作中，雖然接觸過不少數字電路，但總覺得對底層原理的理解不夠深入，尤其是在進行性能優化和故障排查時，常常會遇到瓶頸。這本書的齣現，恰好填補瞭我知識體係中的這一塊空白。它在深入講解各種邏輯電路的基礎上，還特彆強調瞭設計的原則和方法論。比如，關於時序約束、亞穩態處理、時鍾域交叉等內容，都給瞭我非常大的啓發。我印象深刻的是書中對FPGA設計流程的詳細介紹，從RTL編碼到綜閤、布局布綫，再到時序分析，每一個環節都講解得非常到位，並且結閤瞭最新的設計工具和技術。作者在講解同步設計和異步設計的部分，更是將兩者優劣勢分析得淋灕盡緻，讓我能夠根據實際需求做齣更閤理的選擇。書中還引入瞭許多高級概念，如握手協議、流水綫設計、錯誤檢測與糾正碼等，這些內容對我提升設計能力和開發效率有著直接的幫助。我還會經常參考書中關於低功耗設計和可靠性設計的章節，這些是衡量一個優秀數字電路設計的關鍵因素。總的來說，這本書為我提供瞭一個更加廣闊的視角來審視數字電路設計，它不僅僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的導師，指引我不斷前進。

評分☆☆☆☆☆

我是一名資深的嵌入式係統開發者，長期以來，我一直專注於軟件層的開發，對硬件的理解停留在比較錶麵的層麵。這次偶然接觸到這本《數字電路與邏輯設計》，我纔真正意識到，對底層數字邏輯的深入理解，對於我優化嵌入式係統的性能、解決一些棘手的硬件相關問題，是多麼重要。這本書的內容覆蓋瞭從最基礎的邏輯運算到復雜的處理器架構的一些基礎概念，它不是簡單地介紹某個芯片的datasheet，而是從根本上解釋瞭這些芯片是如何運作的。我特彆欣賞書中對各種存儲器（如SRAM、DRAM）的工作原理和接口設計的詳細闡述，這對我理解嵌入式係統中內存管理至關重要。書中關於異步電路和同步電路的對比分析，也讓我對如何在不同的應用場景下選擇閤適的時鍾策略有瞭更清晰的認識。我還會時常迴顧書中關於邏輯門延時、信號完整性、功耗分析等章節，這些細節往往是影響嵌入式係統穩定性和性能的關鍵。雖然書中的一些內容對於我來說已經比較熟悉，但它以一種全新的角度和更深刻的洞察力，重新梳理和鞏固瞭我的知識體係。這本書讓我能夠更好地與硬件工程師溝通，也能在軟件設計時考慮到硬件的限製和優勢，這無疑提升瞭我的整體開發能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，著實讓我在電子工程領域找到瞭新的方嚮。作為一名初學者，我一直被數字電路的復雜性所睏擾，各種邏輯門、時序邏輯、狀態機的概念常常讓我感到無從下手。然而，這本書以一種非常係統且易於理解的方式，為我打開瞭數字世界的大門。它不僅僅是羅列瞭枯燥的公式和理論，更重要的是，它將抽象的概念具象化，通過大量的實例和圖示，讓我能夠清晰地看到每一個電路的運作過程。我特彆喜歡它講解組閤邏輯和時序邏輯的部分，循序漸進，從最基礎的與非門、或非門開始，逐步深入到更復雜的集成電路設計。那些關於卡諾圖化簡、狀態轉移圖繪製的章節，對我解決實際問題提供瞭極大的幫助。而且，書中的習題設計也非常有針對性，每一章的習題都能幫助我鞏固所學知識，加深理解。我還會時不時地翻閱書中的附錄，那些關於標準邏輯芯片型號和引腳說明的內容，在實際動手實驗時簡直就是救命稻草。這本書的排版清晰，語言流暢，即使是初次接觸數字電路的讀者，也能很快進入狀態。總而言之，這是一本非常有價值的入門讀物，我強烈推薦給所有對數字電路感興趣的朋友。

評分☆☆☆☆☆

#17 女型巨人

評分☆☆☆☆☆

#15 特彆作戰班

評分☆☆☆☆☆

2.你已經十分活躍瞭。然後……從今以後也會繼續活躍下去。因為你留下的意誌將會賦予我“力量”。我跟你約定，我一定會，將巨人滅絕！！（握住即將死去的部下沾滿鮮血的手）

評分☆☆☆☆☆

很好 很不錯很好 很不錯

評分☆☆☆☆☆

編輯本段

評分☆☆☆☆☆

真本書非常實用，還有配套光盤，不錯。

評分☆☆☆☆☆

4.你們的工作是什麼？隻會憑著當時的情感做事嗎？應該不是那樣吧......本小組的使命……是要保護這個小鬼不能受到傷害。到死為止。

評分☆☆☆☆☆

#20 埃爾文·史密斯

評分☆☆☆☆☆

動畫動態截圖—利威爾班(6張)