工程教育係列教材·教育部CDIO工程教育試點教材：數字邏輯設計基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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何建新，高勝東 編

圖書標籤:

• 數字邏輯設計
• CDIO
• 工程教育
• 教材
• 電子工程
• 計算機科學
• 高等教育
• 電路分析
• 數字電路
• 邏輯電路

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040343229

版次：1

商品編碼：10931019

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-02-01

用紙：膠版紙

頁數：351

字數：560000

正文語種：中文

內容簡介

《工程教育係列教材·教育部CDIO工程教育試點教材：數字邏輯設計基礎》係統介紹瞭數字邏輯電路的基本概念和基本原理，介紹瞭傳統數字電路的分析、設計方法和現代數字係統設計方法，介紹瞭硬件描述語言VHDL及EDA軟件在數字邏輯電路設計和數字係統設計方麵的應用。書中給齣瞭大量典型的例題和工程應用實例。全書共13章，內容主要包括：數字邏輯基礎、VHDL、邏輯門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯電.路、脈衝産生與整形電路、半導體存儲器、數模和模數轉換器、可編程邏輯器件及其應用、數字係統設計基礎等。
《工程教育係列教材·教育部CDIO工程教育試點教材：數字邏輯設計基礎》可作為電子信息類、自動化類、計算機類等有關專業的本科生教材或教學參考書，也可供有關專業的工程技術人員參考。

目錄

第1章 概述
1.1 數字邏輯電路的發展簡史
1.2 模擬與數字
1.2.1 模擬信號和數字信號
1.2.2 模擬電路和數字電路
1.2.3 數字係統
1.3 典型數字係統實例——8位模型計算機
1.3.1 8位模型計算機係統功能
1.3.2 8位模型計算機各功能部件
簡介
本章小結
習題

第2章 數製和碼製
2.1 幾種常用的數製
2.1.1 數製
2.1.2 常見的四種數製
2.1.3 不同進製數的相互轉換
2.2 編碼
2.2.1 二一十進製碼
2.2.2 格雷碼
2.2.3 奇偶校驗碼
2.3 原碼、補碼和反碼
2.3.1 原碼
2.3.2 反碼
2.3.3 補碼
本章小結
習題

第3章 邏輯代數基礎
3.1 邏輯代數中的基本運算
3.1.1 三種基本運算
3.1.2 復閤運算
3.2 邏輯代數的基本定律和常用公式
3.2.1 邏輯代數的基本定律
3.2.2 邏輯代數的常用公式
3.3 邏輯函數
3.3.1 邏輯函數的定義
3.3.2 邏輯函數的約束條件
3.4 邏輯函數的錶示
3.4.1 真值錶
3.4.2 邏輯代數式
3.4.3 邏輯圖錶示
3.4.4 卡諾圖錶示
3.5 邏輯代數的三個規則
3.6 邏輯函數的化簡方法
3.6.1 化簡邏輯函數的意義
3.6.2 公式化簡法
3.6.3 卡諾圖化簡法
本章小結
習題

第4章 VHDL
4.1 VHDL概述
4.2 VHDL的基本結構
4.2.1 VHDL程序的基本結構與
程序設計舉例
4.2.2 實體
4.2.3 結構體
4.2.4 庫、程序包及其他
4.3 VHDL要素
4.3.1 VHDL文字規則
4.3.2 VHDL數據對象
4.3.3 VHDL數據類型
4.3.4 VHDL操作符
4.4 VHDL基本語句
4.4.1 VHDL順序語句
4.4.2 VHDL並行語句
4.5 VHDL描述風格
4.5.1 行為描述
4.5.2 數據流描述
4.5.3 結構描述
本章小結
習題

第5章 邏輯門電路
5.1 基本邏輯門電路
5.1.1 二極管、晶體管和場效應管的開關特性
5.1.2 二極管門電路
5.1.3 晶體管非門電路
5.2 TTL集成邏輯門電路
5.2.1 TTL與非門的基本結構和工作原理
5.2.2 TTL門電路的性能參數
5.2.3 TTL非門、或非門和與或非門
5.2.4 TTL集電極開路門和三態門
5.2.5 TTL數字集成電路的各種係列
5.2.6 TTL數字集成電路使用中的注意事項
5.3 CMOS門電路
5.3.1 CMOS反相器
5.3.2 CMOS傳輸門
5.3.3 漏極輸齣和三態輸齣的CMOS門電路
5.3.4 CMOS數字集成電路的各種係列
5.3.5 CMOS邏輯門使用中的注意事項
5.4 TTL與CMOS電路接口原則
5.4.1 TTL電路驅動CMOS電路
5.4.2 CMOS電路驅動TTL電路
5.5 其他類型邏輯門電路
5.5.1 ECL門電路
5.5.2 I2L門電路
本章小結
習題

第6章 組閤邏輯電路
6.1 組閤邏輯電路的特點及功能描述
6.2 采用SSI的組閤邏輯電路的分析與設計
6.2.1 采用SSI的組閤邏輯電路的分析
6.2.2 采用SSI的組閤邏輯電路的設計
6.3 常用的MSI組閤邏輯電路
6.3.1 加法器
6.3.2 譯碼器
6.3.3 編碼器
6.3.4 數據分配器
6.3.5 數據選擇器
6.3.6 數值比較器
6.3.7 奇偶校驗電路
6.4 采用MSI的組閤邏輯電路的分析與設計
6.4.1 采用MSI的組閤邏輯電路的設計
6.4.2 采用：MSI的組閤邏輯電路的分析
6.5 組閤邏輯電路的競爭-冒險
6.5.1 競爭-冒險産生的原因
6.5.2 消除冒險現象的方法
本章小結
習題

第7章 集成觸發器
7.1 基本RS觸發器
……
第8章 時序邏輯電路
第9章 脈衝産生與整形電路
第10章 半導體存儲器
第11章 數模和模數轉換器
第12章 可編程邏輯器件及其應用
第13章 數字係統設計基礎
參考文獻

《數字邏輯設計基礎》：探索二進製世界的基石 在當今科技飛速發展的時代，數字技術已滲透到我們生活的方方麵麵，從智能手機、電腦，到復雜的通信係統、人工智能，無一不建立在數字邏輯設計的堅實基礎之上。掌握數字邏輯設計的原理與方法，不僅是理解現代電子信息技術運作的關鍵，更是未來工程技術創新不可或缺的必備技能。本書旨在為讀者提供一個係統、深入的學習平颱，幫助您理解並掌握數字邏輯設計的核心概念、基本原理、設計方法以及實際應用。 本書內容概覽： 本書共分為十四章，內容循序漸進，由淺入深，力求使讀者能夠全麵而紮實地掌握數字邏輯設計的知識體係。 第一章：數字信號與邏輯代數 本章首先介紹數字信號與模擬信號的區彆，以及數字信號在現代電子係統中的重要性。隨後，我們將深入探討數字邏輯設計的理論基礎——布爾代數。學習二值邏輯、邏輯運算（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）及其真值錶，理解邏輯代數的基本定律（如交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等）和公式化簡的方法。掌握代數化簡是後續進行邏輯電路優化的關鍵。 第二章：組閤邏輯電路 本章將從最基本的邏輯門電路齣發，介紹如何使用邏輯門構建更復雜的組閤邏輯電路。我們將學習幾種重要的組閤邏輯電路模塊，包括編碼器（Encoder）和譯碼器（Decoder），它們在數據轉換和地址選擇中扮演著重要角色。接著，將重點講解數據選擇器（Multiplexer）和數據分配器（Demultiplexer），這兩個模塊是實現信號路由和數據多路傳輸的核心。最後，將介紹加法器（Adder）、減法器（Subtractor）、比較器（Comparator）等算術邏輯電路，它們是構建數字計算能力的基礎。本章將通過大量實例，讓讀者理解組閤邏輯電路的工作原理及其設計流程。 第三章：組閤邏輯電路的優化 優化是數字邏輯設計中至關重要的一環，它直接關係到電路的性能、功耗和麵積。本章將介紹多種優化組閤邏輯電路的方法。首先，我們將學習卡諾圖（Karnaugh Map）這一強大的圖形化化簡工具，它能夠直觀地幫助我們找到最簡的邏輯錶達式。隨後，將介紹基於布爾代數的公式化簡方法，包括使用吸收律、消元律等。此外，還將引入 Quine-McCluskey (QM) 算法，這是一種係統化的代數化簡方法，尤其適用於需要精確化簡的復雜邏輯。本章的目標是使讀者能夠根據實際需求，選擇並應用最閤適的優化技術，設計齣高效的組閤邏輯電路。 第四章：時序邏輯電路基礎 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前的輸入，還與電路過去的狀態有關。本章將引入時序邏輯電路的基本概念，包括狀態、時鍾信號以及觸發器（Flip-Flop）作為基本存儲單元。我們將詳細介紹不同類型的觸發器，如SR觸發器、JK觸發器、D觸發器和T觸發器，理解它們的結構、工作原理、時序特性以及如何利用它們存儲和改變信息。 第五章：觸發器與寄存器 本章在第四章的基礎上，進一步深入探討觸發器的應用。我們將學習如何構建不同功能的觸發器，以及如何使用觸發器來設計寄存器（Register）。寄存器是用於臨時存儲一組二進製數據的存儲單元，在CPU、存儲器接口等許多數字係統中都發揮著關鍵作用。我們將介紹移位寄存器（Shift Register），它可以實現數據的串行輸入/輸齣或並行輸入/輸齣，是實現串行通信和數據轉換的重要組件。 第六章：計數器 計數器是時序邏輯電路中另一類重要的基本模塊，它能夠按照預設的順序對輸入脈衝進行計數。本章將介紹不同類型的計數器，包括異步計數器（Ripple Counter）和同步計數器（Synchronous Counter）。我們將分析它們的計數原理、設計方法以及各自的優缺點。此外，還將討論可預置計數器、可清零計數器以及任意進製計數器（Modulo-N Counter）的設計，這些計數器在定時、頻率分頻、數字控製等領域有著廣泛的應用。 第七章：有限狀態機（FSM） 有限狀態機（Finite State Machine, FSM）是描述和設計復雜時序邏輯係統的有力工具。本章將詳細介紹FSM的建模方法，包括狀態圖（State Diagram）和狀態錶（State Table）。我們將區分兩種主要的FSM模型：米利型（Mealy Machine）和摩爾型（Moore Machine），理解它們輸齣的産生方式。接著，將學習如何將FSM轉換為實際的邏輯電路，包括狀態編碼、激勵方程和輸齣方程的推導。FSM在微處理器控製單元、通信協議、順序控製器等復雜數字係統設計中扮演著核心角色。 第八章：存儲器 存儲器是數字係統不可或缺的組成部分，用於存放數據和程序。本章將介紹不同類型的存儲器。首先，我們將深入瞭解半導體存儲器，包括隨機存取存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）。我們將詳細分析靜態RAM（SRAM）和動態RAM（DRAM）的工作原理、存儲單元結構以及讀寫操作。接著，將介紹各種ROM的類型，如掩膜ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦除可編程ROM（EPROM）和電可擦除可編程ROM（EEPROM），理解它們數據存儲的特性和應用場景。此外，還將簡要介紹閃存（Flash Memory）等現代存儲技術。 第九章：可編程邏輯器件（PLD） 可編程邏輯器件（Programmable Logic Device, PLD）為數字邏輯設計的實現提供瞭極大的靈活性和效率。本章將介紹PLD的基本概念和類型，包括可編程隻讀存儲器（PROM）、通用陣列邏輯（GAL）、復雜可編程邏輯器件（CPLD）和現場可編程門陣列（FPGA）。我們將分析它們的內部結構、編程原理和工作特點。PLD的齣現極大地簡化瞭硬件設計的流程，使得工程師能夠快速地將邏輯設計轉化為實際的硬件電路。 第十章：硬件描述語言（HDL）基礎 在現代數字邏輯設計中，硬件描述語言（Hardware Description Language, HDL）已成為必不可少的工具。本章將介紹HDL的基礎知識，重點介紹Verilog HDL。我們將學習Verilog的基本語法、數據類型、運算符、行為級建模、數據流建模和結構級建模。通過簡單的例子，您將瞭解如何使用Verilog來描述組閤邏輯電路和時序邏輯電路，為後續的學習打下基礎。 第十一章：Verilog HDL 進階 本章將進一步深入學習Verilog HDL，涵蓋更復雜的建模技術和設計實踐。我們將學習如何使用任務（task）和函數（function）來模塊化設計，以及如何進行參數化設計以提高代碼的復用性。本章還將介紹Verilog中的實例化（instantiation）、端口映射（port mapping）和時序控製語句，這些都是構建復雜電路模型的重要手段。此外，還將討論Verilog在仿真（simulation）和綜閤（synthesis）過程中的應用，以及如何編寫可綜閤的代碼。 第十二章：FPGA 設計流程 現場可編程門陣列（FPGA）是目前應用最廣泛的可編程邏輯器件之一。本章將詳細介紹基於FPGA的數字邏輯設計流程。從需求分析、邏輯設計、HDL編碼，到仿真驗證、綜閤、布局布綫（Place and Route），以及最終的比特流生成和下載，我們將一步步地解析整個流程。通過實際的例子，您將瞭解如何使用FPGA開發工具鏈來完成一個完整的數字係統設計。 第十三章：時序約束與分析 在高速數字電路設計中，時序分析是確保電路正常工作的關鍵。本章將介紹時序約束（Timing Constraint）的概念，包括時鍾定義、輸入輸齣延遲設置等。我們將學習如何進行靜態時序分析（Static Timing Analysis, STA），理解建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）的概念，以及如何識彆和解決時序違規（Timing Violation）。有效的時序約束和分析能夠幫助我們設計齣滿足性能要求的數字係統。 第十四章：數字邏輯設計的實際應用 在完成理論知識的學習後，本章將通過一係列實際應用案例，將所學知識融會貫通。我們將探討數字邏輯設計在微處理器、數字信號處理器（DSP）、通信係統、嵌入式係統、數字濾波器、圖像處理等領域的具體應用。通過分析這些實例，讀者可以更深刻地理解數字邏輯設計在現代工程技術中的重要價值，並激發進一步學習和創新的興趣。 本書特點： 係統性強： 內容覆蓋數字邏輯設計的核心概念和關鍵技術，體係結構清晰，邏輯嚴謹。 深入淺齣： 從基本原理齣發，逐步深入到復雜的設計方法和應用，易於讀者理解和掌握。 理論與實踐結閤： 理論講解翔實，輔以大量的實例和設計流程的介紹，幫助讀者將理論知識轉化為實際技能。 現代化工具導嚮： 重點介紹硬件描述語言（Verilog）和FPGA設計流程，符閤當前數字邏輯設計的行業標準。 麵嚮工程應用： 強調數字邏輯設計在實際工程中的應用，為讀者未來的學習和職業發展奠定堅實基礎。 適用對象： 本書適用於高等院校電子信息工程、計算機科學與技術、自動化等相關專業的本科生、研究生，以及從事數字電路設計、嵌入式係統開發、FPGA應用等工作的工程師和技術人員。同時，對數字邏輯設計感興趣的初學者，也能通過本書係統地學習相關知識。 通過學習本書，您將能夠： 理解並應用布爾代數進行邏輯錶達式的化簡和分析。 設計並實現各種組閤邏輯電路和時序邏輯電路。 掌握有限狀態機的建模與實現方法。 熟悉存儲器的工作原理和類型。 瞭解可編程邏輯器件（PLD）及其應用。 熟練使用硬件描述語言（Verilog HDL）進行電路設計。 掌握FPGA的設計流程和開發工具。 具備進行數字邏輯係統設計和分析的能力。 我們相信，本書將成為您探索二進製世界、掌握數字設計奧秘的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

我是一名熱愛電子製作的業餘愛好者，平時喜歡利用開發闆進行一些小項目的設計。最近我對手持設備的邏輯控製部分産生瞭濃厚的興趣，於是抱著學習的目的購買瞭《數字邏輯設計基礎》。這本書的內容非常係統，從最基礎的邏輯門到復雜的寄存器和計數器，再到最後的狀態機設計，講解得井井有條。我最喜歡的是書中關於組閤邏輯和時序邏輯的區分和講解，作者用非常形象的比喻，讓我很容易理解它們的不同以及在實際電路中的應用。例如，在講解組閤邏輯時，作者將它比作一個“純粹的計算器”，隻根據當前的輸入決定輸齣；而時序邏輯則更像一個“有記憶的裝置”，它的輸齣不僅依賴於當前輸入，還與之前 the state有關。這種對比讓概念變得生動具體。此外，書中關於編碼器、譯碼器、多路選擇器和數據選擇器的講解，也為我理解如何控製數據流提供瞭清晰的思路。雖然我可能不會深入到HDL代碼層麵，但書中提供的邏輯框圖和真值錶，已經足夠我理解其工作原理，並嘗試在實際的開發闆上用更底層的邏輯門去實現一些基本功能。這本書為我的業餘項目設計打下瞭堅實的理論基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是一名電子信息工程專業的應屆畢業生，正準備進入一傢知名的半導體公司從事FPGA開發工作。在臨近畢業之際，我翻閱瞭多本數字邏輯設計的書籍，而《數字邏輯設計基礎》給我留下瞭最深刻的印象。與其他教材相比，這本書最大的亮點在於其對“工程思維”的強調。作者在講解每一個概念的時候，都會自然而然地將其與實際的工程應用聯係起來，例如在講解卡諾圖化簡時，就提到瞭如何將其轉化為可綜閤的HDL代碼，並討論瞭在實際設計中化簡程度與電路麵積、速度之間的權衡。書中關於異步邏輯和同步邏輯的比較分析，以及對亞穩態問題的深入剖析，都讓我感覺非常實用，這些是很多初級教材中可能一帶而過的部分，但對於實際的硬件設計來說卻至關重要。我特彆喜歡書中關於可靠性設計和測試性設計的章節，這讓我意識到，在數字邏輯設計中，不僅僅是實現功能，更需要考慮設計的魯棒性和可測試性。書中的圖示清晰，邏輯嚴謹，能夠幫助我快速構建起完整的知識體係。這本書在我準備求職和未來工作中，無疑將成為我寶貴的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開這本《數字邏輯設計基礎》，就被其嚴謹的編排和由淺入深的講解所吸引。我是一名正在攻讀電子工程專業的學生，一直以來都覺得數字邏輯是這門學科的基石，但常常被各種抽象的概念和復雜的電路圖弄得頭暈腦脹。這本書在這方麵做得相當齣色，它並沒有一開始就拋齣晦澀難懂的理論，而是從最基礎的邏輯門電路開始，用生動形象的比喻和清晰的圖示，一步步引導讀者理解布爾代數、邏輯代數等核心概念。我特彆喜歡其中關於組閤邏輯和時序邏輯的講解，作者似乎非常懂得如何抓住學習者的痛點，將原本枯燥的理論變得有趣且易於消化。例如，在講解觸發器的時候，書中穿插瞭不少實際應用的小案例，讓我能夠直觀地感受到這些基本邏輯單元在現實世界中的作用，這比單純記憶抽象公式要有效得多。而且，書中提供的習題也非常有針對性，覆蓋瞭各個知識點，能夠幫助我及時鞏固所學，發現自己的薄弱環節。總的來說，這本書給我帶來的最深刻印象就是它的“實用性”和“易懂性”，讓我對數字邏輯設計這個曾經讓我望而卻步的領域重新燃起瞭興趣和信心。

評分☆☆☆☆☆

作為一名有一定工作經驗的軟件工程師，我一直關注著硬件領域的發展，尤其是在嵌入式係統開發方麵，對數字邏輯設計的基礎知識有著強烈的需求。在閱讀《數字邏輯設計基礎》的過程中，我驚喜地發現這本書雖然名為“教材”，但其內容深度和廣度都遠超我最初的預期。它不僅僅局限於理論知識的羅列，更重要的是，它深入探討瞭設計思路和工程實踐中的一些關鍵問題。書中對於硬件描述語言（HDL）的應用部分，雖然篇幅不占很大比重，但其講解的精煉和實用性令人稱贊。作者並沒有過多地糾結於語法細節，而是著重講解瞭如何利用HDL進行模塊化設計、層次化設計，以及如何進行仿真驗證。這對於我這樣習慣於軟件開發流程的人來說，提供瞭一個很好的接口，讓我能夠將軟件工程的思維方式遷移到硬件設計中。此外，書中關於狀態機設計、時序約束以及如何優化電路性能的討論，都充滿瞭實戰價值。我尤其欣賞書中對於一些常見設計錯誤的分析和規避方法的指導，這無疑能夠幫助初學者少走彎路。總而言之，這本書為我提供瞭一個堅實的數字邏輯設計理論基礎，同時也讓我對如何將其應用於實際工程項目有瞭更清晰的認識，是一本兼具理論與實踐價值的佳作。

評分☆☆☆☆☆

我對數字邏輯設計一直抱有一種敬畏之心，覺得它是一個非常專業且難以掌握的領域。偶然的機會，我看到瞭《數字邏輯設計基礎》這本書，被它“工程教育係列教材”的定位所吸引，以為會是一本非常晦澀難懂的書。然而，當我開始閱讀後，卻發現它以一種非常友好的方式，循序漸進地引導我進入瞭數字邏輯的世界。書中對基本邏輯運算的講解，例如AND, OR, NOT等，不僅僅停留在理論層麵，更通過大量清晰的電路圖和波形圖，展示瞭這些基本邏輯門是如何工作的，以及它們是如何組閤成更復雜的邏輯功能的。我特彆喜歡書中對於“真值錶”的運用，它將抽象的邏輯關係可視化，讓我能夠一目瞭然地理解輸入和輸齣之間的對應關係。對於像編碼器、譯碼器、加法器這樣常見的數字電路模塊，書中都提供瞭詳細的原理講解和電路實現，並且還分析瞭它們在實際應用中的一些注意事項。更讓我驚喜的是，書中還涉及到瞭時序邏輯的概念，比如觸發器和寄存器，這讓我開始瞭解到數字電路不僅僅是“硬邏輯”，還涉及“時間”這個維度。雖然我纔剛剛開始接觸，但這本書已經成功地讓我對數字邏輯設計産生瞭濃厚的興趣，並堅信我能夠通過它掌握這個領域的關鍵知識。

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得：買東西太多瞭，又懶得評價就寫個萬能評價吧！ 假若我復製粘貼這個評價的話證明東西很滿意，沒什麼要吐槽的瞭。

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正品、很好、京東值得信賴～

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