全國高等職業教育規劃教材：數字電路（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉勇，袁麗艷 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 電路分析
• 高等職業教育
• 規劃教材
• 電子技術
• 邏輯電路
• 數字邏輯
• 電子工程
• 教材
• 第2版

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111420552

版次：2

商品編碼：11265534

品牌：機工齣版

開本：16開

齣版時間：2013-06-01

內容簡介

　　《全國高等職業教育規劃教材：數字電路（第2版）》是根據高職高專電子信息類專業教學的實際需求，結閤編者近年來實際教學經驗進行編寫的，在編寫中充分考慮瞭高等職業教育的培養目標、教學現狀和發展方嚮，突齣瞭實用性。
　　《全國高等職業教育規劃教材：數字電路（第2版）》主要內容包括：數字電路基礎知識、邏輯門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝信號的産生與變換、數-模轉換與模-數轉換、仿真軟件--Proteus和實訓與綜閤實訓等。在章節後麵有一些實用性強的識圖和實訓演練，以培養技能應用型人纔為教學目的。書後配有部分習題參考答案，列齣瞭有關數字電路基礎性實訓題目與綜閤實訓題目，供讀者進行技能訓練使用。考慮數字技術與模擬技術的連貫性，在附錄中對半導體基礎知識進行瞭概括性的介紹。
　　《全國高等職業教育規劃教材：數字電路（第2版）》可作為高職高專電子信息類專業的教材，也可作為相關專業的教學用書或技術人員參考用書。

目錄

齣版說明
前言
第1章 數字電路基礎知識
1.1 模擬信號與數字信號
1.1.1 模擬量與模擬信號
1.1.2 數字量與數字信號
1.1.3 數字電路的特點
1.2 集成電路的分類及型號的命名
1.2.1 數字電路的有源器件及邏輯電平
1.2.2 集成電路的分類及型號的命名方法
1.3 數製與碼製
1.3.1 十進製數（Decimal Number）
1.3.2 二進製數（Binary Number）
1.3.3 八進製數和十六進製數（Octal Number and Hexadecimal Number）
1.3.4 進位計數製之間的轉換
1.3.5 BCD碼與可靠性代碼
1.4 邏輯代數（Logic Algebra）基礎
1.4.1 基本邏輯運算（Basic Logic Operations）
1.4.2 邏輯函數（Logic Function）概述
1.4.3 邏輯代數的基本定律與規則
1.4.4 邏輯函數標準錶達式
1.4.5 邏輯函數的化簡
1.5 本章小結
1.6 習題

第2章 邏輯門電路
2.1 概述
2.2 半導體器件的開關特性及分立元器件門電路
2.2.1 半導體器件的開關特性
2.2.2 分立元器件門電路
2.3 TTL與非門電路（NAND Gate Circuit）
2.3.1 TTL與非門電路的電氣特性
2.3.2 可以綫與的TTL門電路
2.3.3 使用TTL門電路的注意事項
2.4 常見CMOS門電路
2.4.1 常見CMOS電路
2.4.2 使用CMOS門電路的注意事項
2.5 接口電路
2.6 本章小結
2.7 習題

第3章 組閤邏輯電路
3.1 組閤邏輯電路的分析與設計
3.1.1 組閤邏輯電路的分析
3.1.2 組閤邏輯電路的設計
3.2 常見組閤邏輯電路
3.2.1 加法器（Adder）
3.2.2 編碼器（Encoder）
3.2.3 譯碼器（Decoder）
3.2.4 數據選擇器與數據分配器
3.3 組閤邏輯電路的競爭冒險現象
3.4 本章小結
3.5 習題

第4章 觸發器
4.1 觸發器（Flip-Flop）概述
4.2 基本RS觸發器
4.3 同步觸發器
4.3.1 同步RS觸發器
4.3.2 同步D觸發器
4.3.3 同步JK觸發器和T觸發器
4.4 無空翻觸發器
4.4.1 主從RS觸發器
4.4.2 主從JK觸發器
4.4.3 邊沿觸發器
4.5 集成觸發器
4.6 本章小結
4.7 習題

第5章 時序邏輯電路
5.1 時序邏輯電路的分析
5.1.1 同步時序邏輯電路的分析
5.1.2 異步時序邏輯電路的分析
5.2 寄存器（Register）
5.2.1 基本寄存器
5.2.2 移位寄存器（Shift Register）
5.3 計數器（Counter）
5.3.1 同步計數器
5.3.2 異步計數器
5.4 本章小結
5.5 習題

第6章 脈衝信號的産生與變換
6.1 概述
6.2 555定時器
6.2.1 555電路結構
6.2.2 555定時器功能描述
6.3 單穩態觸發器（Monostable Multivibrator）
6.3.1 由555電路構成的單穩態觸發器
6.3.2 集成單穩態觸發器
6.3.3 單穩態電路的應用
6.4 施密特觸發器（Schmitt Trigger）
6.4.1 由555電路構成的施密特觸發器
6.4.2 集成施密特觸發器
6.4.3 施密特觸發器的應用
6.5 多諧振蕩器（Multividrator）
6.5.1 由555定時器構成的多諧振蕩器
6.5.2 石英晶體多諧振蕩器
6.5.3 由施密特觸發器組成的多諧振蕩器
6.5.4 環形振蕩器
6.6 本章小結
6.7 習題

第7章 數/模轉換與模/數轉換
7.1 數/模轉換器（D/A）
7.1.1 D/A轉換原理
7.1.2 常見D/A電路
7.1.3 D/A的主要性能指標
7.2 模/數轉換器（A/D）
7.2.1 A/D轉換原理
7.2.2 常見A/D電路
7.2.3 A/D的主要性能指標
7.3 本章小結
7.4 習題

第8章 仿真軟件-Proteus ISIS
8.1 Proteus ISIS簡介
8.2 Proteus ISIS的編輯環境
8.2.1 進入和退齣Proteus ISIS編輯環境
8.2.2 認識Proteus ISIS的編輯環境
8.2.3 瞭解Proteus ISIS的器件庫
8.3 用Proteus ISIS編輯原理圖
8.3.1 圖形編輯的基本操作
8.3.2 連綫
8.3.3 編輯區域的縮放
8.3.4 顯示和隱藏點狀柵格及刷新
8.3.5 對象的放置和編輯
8.3.6 繪製原理圖
8.4 實例繪製
8.5 本章小結
8.6 習題

第9章 實訓與綜閤實訓
9.1 實訓
9.1.1 實訓1 門電路邏輯功能測試
9.1.2 實訓2 門電路主要參數測試
9.1.3 實訓3 組閤邏輯電路
9.1.4 實訓4 譯碼顯示電路
9.1.5 實訓5 數據選擇器
9.1.6 實訓6 觸發器邏輯功能測試
9.1.7 實訓7 寄存器
9.1.8 實訓8 計數器
9.1.9 實訓9 555定時器及其應用
9.2 綜閤實訓
9.2.1 綜閤實訓1 交通燈控製電路
9.2.2 綜閤實訓2 競賽搶答器
9.2.3 綜閤實訓3 數字頻率計
9.2.4 綜閤實訓4 數字鍾電路
9.2.5 綜閤實訓5 汽車尾燈控製電路

附錄
附錄A 半導體集成電路型號的命名方法（GB3430-89）
附錄B 介紹54/74數字集成電路
部分習題參考答案
參考文獻

前言/序言

《集成電路設計與實現》 內容簡介： 本書是一本麵嚮高等職業技術學院電子信息類專業的集成電路設計與實現教材。內容涵蓋瞭集成電路設計的基本流程、核心技術、常用EDA工具的應用以及實際的電路設計與實現案例，旨在培養學生紮實的理論基礎、熟練的實踐技能和良好的工程素養，使其能夠適應現代集成電路産業快速發展的需求。 第一篇：集成電路設計基礎 本篇將為讀者構建集成電路設計的基礎知識體係。 第一章：集成電路産業概覽與設計流程 本章首先介紹集成電路（IC）的定義、發展曆程及其在現代科技中的關鍵作用，包括其在通信、計算、消費電子、汽車電子、醫療等領域的廣泛應用。接著，詳細闡述集成電路設計的主要流程，從需求分析、係統設計、邏輯設計、物理設計到製造、測試和封裝，深入剖析每個環節的關鍵任務和技術要求。我們將重點介紹現代集成電路設計流程中的EDA（Electronic Design Automation）工具在各個階段的應用，以及設計中常見的IP核（Intellectual Property Core）復用策略。此外，本章還將觸及數字集成電路、模擬集成電路以及混閤信號集成電路的基本分類和特點，為後續章節的學習奠定認知基礎。 第二章：數字邏輯基礎與硬件描述語言 本章是掌握數字集成電路設計的基石。我們將係統迴顧和深化數字邏輯的基本概念，包括邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）、組閤邏輯電路（編碼器、譯碼器、多路選擇器、加法器、減法器、比較器等）和時序邏輯電路（觸發器、寄存器、計數器、狀態機等）的設計原理和實現方法。在此基礎上，本章將重點介紹並實踐使用硬件描述語言（HDL），特彆是Verilog HDL。我們將詳細講解Verilog HDL的基本語法、數據類型、運算符、過程語句、模塊定義、實例化、端口連接等核心要素。通過大量的實例，演示如何使用Verilog HDL描述數字邏輯電路，並解釋其作為一種標準設計語言在集成電路設計中的重要性，包括其在邏輯綜閤、仿真和驗證中的作用。 第三章：邏輯綜閤與優化 本章聚焦於將HDL描述轉換為主邏輯門電路的過程。我們將深入講解邏輯綜閤（Logic Synthesis）的概念、原理和基本流程，包括從HDL代碼到門級網錶的轉換。重點介紹常用的邏輯綜閤工具及其工作原理，以及綜閤過程中常用的優化技術，如邏輯化簡、共享資源、時序優化、麵積優化等。本章將闡述如何通過編寫高質量的HDL代碼以及設置閤理的綜閤約束（Timing Constraints），來指導綜閤工具生成滿足性能、麵積和功耗要求的電路。我們將通過實例演示，分析綜閤後的電路結構，並講解如何評估和改進綜閤結果。 第四章：靜態時序分析（STA） 本章旨在讓讀者理解並掌握數字集成電路設計的關鍵性能指標——時序。我們將詳細介紹靜態時序分析（STA）的基本概念，包括時鍾、時序路徑、建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）、時鍾偏移（Clock Skew）、時鍾抖動（Clock Jitter）等。本章將闡述STA在芯片設計中的重要性，其如何幫助設計者發現並解決潛在的時序違規問題，從而保證芯片在目標時鍾頻率下的正確運行。我們將介紹常用的STA工具，以及如何分析STA報告，解讀關鍵的時序路徑，並提齣修正時序違規的設計策略，例如通過調整邏輯、增加緩衝器、改變時鍾頻率或調整布局布綫等。 第二篇：集成電路實現技術 本篇將深入探討集成電路的物理實現過程和相關的工藝技術。 第五章：物理設計基礎：布局與布綫 本章將介紹集成電路的物理實現過程，即物理設計（Physical Design），包括標準單元庫（Standard Cell Library）的介紹、布局（Placement）和布綫（Routing）的基本概念與流程。我們將詳細講解布局階段的任務，包括標準單元的放置、宏單元的放置以及IO端口的規劃。接著，深入講解布綫階段的任務，包括全局布綫、詳細布綫以及布綫規則（Design Rule Checking, DRC）的重要性。本章將探討布局布綫過程中需要考慮的關鍵因素，如功耗、信號完整性、熱效應以及DRC規則的強製性。我們將介紹常用的物理設計EDA工具，並通過實例展示布局布綫的效果及其對芯片性能的影響。 第六章：版圖設計與設計規則檢查（DRC） 本章重點講解集成電路的版圖（Layout）設計，這是將邏輯電路轉化為物理結構的關鍵一步。我們將介紹CMOS工藝的基本結構，如MOS晶體管的版圖錶示，以及金屬層、多晶矽層、擴散層等基本工藝層。本章將詳細講解版圖設計的原則和方法，如何根據設計規則（DRC Rules）繪製齣符閤工藝要求的版圖。我們將深入闡述DRC（Design Rule Checking）在版圖驗證中的核心作用，它確保版圖符閤半導體製造廠傢的技術要求，避免製造過程中齣現短路、開路等物理缺陷。本章將介紹DRC工具的使用，並講解如何分析DRC報告，修正版圖中的違規項。 第七章：寄生參數提取與後仿真 本章關注集成電路物理實現後的性能評估。我們將詳細介紹寄生參數提取（Parasitic Extraction）的概念和重要性，解釋在布局布綫過程中産生的綫電阻、綫電容以及晶體管的寄生效應如何影響電路的性能。本章將介紹常用的寄生參數提取工具，以及提取齣的寄生參數如何被用於後仿真（Post-Layout Simulation）。我們將深入講解後仿真的過程，包括如何使用提取的寄生參數對網錶進行仿真，以及後仿真結果如何用於驗證電路的時序和功能是否滿足設計要求。本章還將討論如何根據後仿真結果進行設計優化，例如通過修改版圖、調整布綫等來改善性能。 第三篇：實踐應用與案例分析 本篇將結閤實際應用，通過案例分析加深讀者對集成電路設計與實現技術的理解。 第八章：FPGA在集成電路原型驗證中的應用 本章將介紹現場可編程門陣列（FPGA）作為一種重要的集成電路原型驗證平颱。我們將講解FPGA的體係結構，包括可編程邏輯單元（LUTs）、可編程互連綫、DSP模塊、Block RAM等。本章將詳細闡述如何將使用HDL編寫的數字邏輯設計，通過FPGA開發流程（綜閤、布局布綫、下載）映射到FPGA芯片上，實現電路的原型驗證。我們將通過具體的FPGA項目案例，例如一個簡單的CPU控製器、一個圖像處理模塊或一個通信接口，演示完整的FPGA開發過程，以及如何在FPGA平颱上進行功能調試和性能評估。 第九章：ASIC設計流程實戰演練 本章將提供一個完整的ASIC（Application Specific Integrated Circuit）設計流程的實戰演練。我們將選擇一個具有代錶性的ASIC設計項目，例如一個簡單的微處理器外設控製器或一個特定功能的數字信號處理單元。讀者將跟隨教程，從需求分析開始，經曆HDL編碼、邏輯綜閤、靜態時序分析、布局布綫、DRC檢查、寄生參數提取、後仿真等各個環節。本章將指導讀者使用業界主流的EDA工具鏈（例如Synopsys, Cadence, Mentor Graphics等工具的簡化版或開源替代品），完成一個完整的ASIC設計流程。通過這個實戰項目，讀者將深刻理解各個設計階段的相互關聯和對最終産品性能的影響。 第十章：集成電路設計中的關鍵技術趨勢 本章將展望集成電路設計領域的未來發展趨勢。我們將介紹當前和未來可能影響集成電路設計的關鍵技術，包括低功耗設計技術（如門控時鍾、動態電壓頻率調整DVFS）、先進的封裝技術（如3D IC, chiplets）、人工智能在EDA中的應用（AI-driven EDA）、新興的半導體材料和器件（如FinFET, GAAFET, 碳納米管等）。本章還將討論RISC-V等開源指令集架構對集成電路設計的影響，以及微控製器、嵌入式係統和物聯網（IoT）設備等應用領域對集成電路提齣的新挑戰和機遇。 學習目標： 掌握集成電路設計的基本流程和關鍵技術。 熟練使用硬件描述語言（Verilog HDL）進行數字邏輯電路的設計。 理解邏輯綜閤、布局布綫、時序分析等物理實現過程。 熟悉FPGA和ASIC的設計與實現方法。 瞭解集成電路設計領域的前沿技術和發展趨勢。 適用對象： 本書適用於高等職業技術學院電子信息工程技術、通信技術、計算機應用技術、自動化等專業的學生，也可作為相關從業人員的參考用書。 附錄（可選）： 常用EDA工具命令參考 Verilog HDL常用語法速查錶 集成電路設計術語錶

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書的時候，確實被它的內容深度和廣度所震撼。它不僅僅停留在基礎的邏輯運算，而是深入到瞭數字係統設計的層麵。比如，在講到可編程邏輯器件（PLD）時，書中詳細介紹瞭CPLD和FPGA的結構、工作原理以及它們在現代電子係統中的重要性。作者並沒有迴避復雜的概念，而是用一種非常係統化的方式來梳理，從底層硬件描述語言（HDL）的基礎語法，到如何使用EDA工具進行仿真和綜閤，都進行瞭詳盡的闡述。我特彆喜歡其中關於時序邏輯設計的章節，對於亞穩態、競爭冒險等容易齣錯的地方，作者給齣瞭非常深入的分析和解決方案，這在很多同類教材中都很難看到如此細緻的講解。書中的示例程序也相當豐富，覆蓋瞭從簡單的計數器到復雜的微處理器接口設計，每一個程序都附有詳細的注釋和說明，並且展示瞭如何通過仿真來驗證設計的正確性。這對於想要將理論知識轉化為實際應用的學生來說，簡直是寶藏。而且，書中還涉及瞭一些高級主題，比如數據通路和控製通路的設計，以及一些常用的總綫協議，這讓我在學習過程中，能夠對整個數字係統的構建有一個更宏觀的認識。對於有一定數字電路基礎，想要進一步提升自己設計能力的讀者，這本書絕對能給你帶來質的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最大感受是，它在講解的過程中，始終圍繞著“為什麼”和“怎麼樣”這兩個核心問題。很多教材在講到某個電路的功能時，就直接給齣它的邏輯錶達式或者真值錶，然後就結束瞭。而這本書，它會花時間和篇幅去解釋這個邏輯錶達式是怎麼推導齣來的，這個真值錶是怎麼得齣的，以及這個電路在實際應用中為什麼要這樣設計。比如，在講解編碼器和譯碼器時，作者就詳細分析瞭它們在多路選擇器、顯示驅動等應用中的作用，並給齣瞭具體的電路設計實例。我特彆喜歡書中關於時鍾信號的講解，它不僅講瞭時鍾信號的周期和頻率，還深入分析瞭時鍾抖動（Jitter）、占空比（Duty Cycle）等參數對數字電路穩定性的影響，並且給齣瞭如何設計高性能時鍾分配網絡的建議。這種深入淺齣的講解方式，讓我不僅記住瞭電路的功能，更理解瞭其背後的設計思想和工程考量。書中還涉及瞭一些關於數字係統可靠性設計的內容，比如如何防止競爭冒險，如何提高抗乾擾能力等等，這對於我們今後在工程實踐中設計齣穩定可靠的數字係統，非常有指導意義。這本書的章節安排也非常閤理，邏輯清晰，過渡自然，讓人在閱讀過程中能夠保持持續的興趣和學習動力。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電路（第2版）》真的讓我眼前一亮，尤其是它在基礎概念的講解上，清晰且富有條理。我之前接觸過一些數字電路的書籍，但很多都顯得過於理論化，讓初學者望而卻步。而這本教材，它從最基本的一二極管、三極管的開關特性講起，循序漸進地引入邏輯門、組閤邏輯電路和時序邏輯電路。每一個概念的引入都配有直觀的圖示和生動的類比，比如講解觸發器時，作者就用瞭水龍頭和水桶的比喻，非常形象，一下子就明白瞭狀態的保持和翻轉是怎麼迴事。而且，書中大量引入瞭實際的應用案例，不是那種空洞的理論推導，而是告訴我們這些電路在實際生活中是怎麼工作的，比如在計數器那裏，就詳細介紹瞭電子時鍾的設計思路，這讓我對學習的意義有瞭更深的認識，不再是枯燥的公式和符號，而是鮮活的技術。習題部分也非常用心，從選擇題到計算題，再到設計題，難度循序漸進，而且答案詳解部分一點都不含糊，很多關鍵步驟都給齣瞭詳細的推導過程，這對於我這種喜歡鑽研的學生來說，真是太有幫助瞭。總之，如果你是數字電路的初學者，或者想要鞏固基礎，這本書絕對是你的不二之選，它讓你感覺學習數字電路並不是一件難事，反而充滿瞭樂趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感覺是，它在理論的嚴謹性和實踐的可操作性之間找到瞭一個非常好的平衡點。我印象最深刻的是，書中對於數字電路的分析方法，不隻是停留在理想狀態下的分析，而是引入瞭很多實際工程中需要考慮的因素。比如，在講解運算放大器和比較器在數字電路中的應用時，作者就詳細討論瞭輸入信號的閾值、輸齣電壓的擺幅、傳輸延遲等實際參數對電路性能的影響，並且給齣瞭相應的計算公式和設計建議。這種貼近實際工程的講解方式，讓我感覺自己不僅僅是在學習書本上的知識，更是在學習如何解決實際工程問題。書中對不同類型存儲器（SRAM, DRAM, ROM）的講解也非常到位，不僅介紹瞭它們的存儲原理，還分析瞭它們在讀寫時序、功耗和速度方麵的差異，以及如何在實際電路設計中根據需求進行選擇。我特彆喜歡其中關於狀態機設計的章節，作者通過一個簡單的交通燈控製係統，由淺入深地講解瞭有限狀態機的設計流程，包括狀態轉移圖、狀態錶、激勵錶以及最終的電路實現。這種從概念到實現的完整過程，讓我對如何設計復雜的控製器有瞭清晰的認識。書中的插圖和流程圖也非常清晰，幫助我更好地理解復雜的概念。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在實驗室裏經常和各種數字電路打交道的學生，我一直覺得市麵上很多教材在講到具體實現細節時，要麼過於籠統，要麼就隻停留在理論層麵。而這本《數字電路（第2版）》在這方麵給瞭我很大的驚喜。它在介紹各種邏輯器件（如TTL和CMOS係列）的電氣特性時，不僅僅是給齣瞭邏輯功能，還深入到瞭門電路的內部結構和工作原理，解釋瞭為什麼會有上升沿和下降沿，為什麼會有傳播延遲，以及這些參數是如何影響整個電路的速度和穩定性的。書中還花瞭很大篇幅講解如何進行電路的最小化和最優化，比如卡諾圖的應用，以及如何根據實際需求來選擇閤適的集成電路芯片。我尤其欣賞的是，書中對數模混閤信號處理的部分，雖然不是本書的重點，但作者也給齣瞭初步的介紹，比如ADC和DAC的基本原理和不同類型。這對於我們這些想要涉足更廣泛電子領域的學生來說，提供瞭一個很好的起點。習題的設計也非常貼閤實際，很多都需要結閤芯片手冊來完成，這讓我在學習過程中，就提前接觸到瞭實際工程中需要用到的信息。總的來說，這本書在理論深度和工程實踐的結閤上做得非常齣色，讓我感覺學到的知識是真正有用的，能夠指導我的實際操作。