数字逻辑电路/普通高等教育“十一五”国家级规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨文霞，孙青林 著

图书标签:

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• 计算机基础
• 电路分析
• 电子工程

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030184979

版次：1

商品编码：12125356

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2007-03-01

用纸：胶版纸

页数：409

字数：502000

正文语种：中文

内容简介

　　本书是为普通高等院校电子信息类、自动化类以及其他相关专业编写的教材。
　　本书在介绍基本理论和基本分析方法的基础上，引入了数字系统设计的内容，并介绍了EDA和硬件描述语言，强化了可编程逻辑器件的内容。
　　本书主要内容包括逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路分析与设计、脉冲波形的产生和整形、半导体存储器和可编程逻辑器件、数字系统设计、EDA及硬件描述语言和数／模和模／数转换器。
　　本书既注重基本理论的阐述，又注重实际应用能力的培养。既可作为高等学校电子信息类、自动化类及相关专业的专业基础课教材，也可供从事电子技术工作的人员参考。

内页插图

目录

第1章 逻辑代数基础
1．1 数字逻辑电路概述
1．1．1 数字信号和数字电路
1．1．2 数字电路的特点
1．1．3 数字电路的分类
1．2 数制
1．2．1 十进制
1．2．2 二进制
1．2．3 八进制和十六进制
1．2．4 各种数制之间的转换
1．3 码制与编码
1．3．1 原码、反码和补码
1．3．2 二一十进制码（BCD码）
1．3．3 ASCII码
1．4 逻辑代数
1．4．1 逻辑变量和逻辑函数概念
1．4．2 三种基本逻辑及其运算
1．4．3 复合逻辑运算
1．5 逻辑代数的基本公式和定理
1．5．1 逻辑代数的基本公式
1．5．2 基本定律
1．5．3 逻辑代数的三个基本定理
1．5．4 “异或”运算的公式
1．6 逻辑函数及其表示方法
1．6．1 逻辑函数的几种表示方法
1．6．2 逻辑函数式的两种标准形式
1．7 逻辑函数的化简
1．7．1 公式化简法
1．7．2 图形化简法
1．7．3 具有无关项的逻辑函数及其化简
本章小结
习题

第2章 门电路
2．1 半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性
2．1．1 半导体二极管的开关特性
2．1．2 半导体三极管的开关特性
2．1．3 MOS管的开关特性
2．2 分立元件门电路
2．3 TTL集成门电路
2．3．1 数字集成电路的分类
2．3．2 TTL“与非”门
2．3．3 其他类型的TTL门电路
2．3．4 其他系列的TTL电路
2．4 其他类型的双极型数字集成电路
2．4．1 ECL门电路
2．4．2 12L门电路
2．5 CMOS集成门电路
2．5．1 CMOS反相器
2．5．2 CMOS门电路
2．5．3 CMOS门电路使用注意事项
2．6 TTL电路与CMOS门电路之间的连接
2．6．1 TTL电路驱动CMOS电路
2．6．2 CMOS电路驱动TTL电路
本章小结
习题

第3章 组合逻辑电路
3．1 组合逻辑电路简介
3．1．1 组合逻辑电路的特点
3．1．2 组合逻辑电路的功能描述
3．2 组合逻辑电路的分析与设计
3．2．1 组合逻辑电路的分析方法
3．2．2 组合逻辑电路的设计方法
3．3 常用组合逻辑电路
3．3．1 编码器
3．3．2 译码器
……

第4章 触发器
第5章 时序逻辑电路的分析与设计
第6章 脉冲波形的产生和整形
第7章 半导体存储器和可编程逻辑器件
第8章 数字系统设计
第9章 EDA及硬件描述语言初步
第10章 数／模和模／数转换

参考文献

前言/序言

　　本书是作者在总结多年从事数字电路课程教学经验的基础上，结合电子技术的发展趋势以及后续课程的需要编写的。本书作为电子信息类本科生的专业基础课教材，主要适用对象为通信、电子、自动化、计算机、光电子、通信工程等专业的学生。
　　随着数字电子技术研究和应用的飞速发展，电子产品的设计和生产发生了许多革命性的变化。本书为适应这一变化，在详细介绍基本理论和基本分析方法的基础上，引入了数字系统的设计方法，介绍了EDA和硬件描述语言，并强化了可编程逻辑器件的内容。
　　全书共分10章。前两章分别为该课程的数学基础——逻辑代数和最基本的逻辑电路单元。为了便于没有学过模拟电子技术的同学入门，硬件电路从二极管和三极管的开关特性和模型开始介绍。第3章介绍组合逻辑电路的结构特点、分析方法和设计方法，中规模组合逻辑组件。第4章介绍时序逻辑电路的基础器件——触发器。第5章介绍时序逻辑电路的基本分析和设计方法。第6章介绍常用的脉冲变换电路——单稳态触发器和施密特触发器，脉冲产生电路一多谐振荡器和通用的集成函数信号发生器。第7章介绍各种半导体存储器的结构和工作原理，并讲述几种典型的可编程逻辑器件的结构特点、工作原理和使用方法。第8章概要介绍数字系统的定义和一般结构，介绍了数字系统的基本设计方法、数字系统设计的工具ASM图等。第9章概要介绍EDA技术的发展过程、EDA工具的结构，以及基于EDA技术的电子系统设计步骤，概述硬件描述语言VHDL的程序结构、基本语法和语句。第10章介绍D/A转换器和A/D转换器的基本原理和常见的典型电路及应用。
　　本书第1～4章由杨文霞编写，第5～10章由孙青林编写。
　　南开大学信息学院的李维祥教授在百忙中拨冗对全书进行了审核，并提出了一些宝贵的修改意见，在此编者对李教授表示深深的谢意。另外，刘波副教授对部分章节进行了校对，书中大量插图、表格的制作和部分文字的录人工作由张春燕、周云海、贾丕军、雷波、董娜等同学完成，对于他们所付出的辛勤劳动，在此表示感谢。
　　限于编者的水平，书中难免有疏漏错误之处，殷切希望读者给予批评指正，我们将虚心接受，以便进一步修订完善。

《电子工程基础：从原理到实践》 引言 在信息爆炸的时代，电子技术已渗透到我们生活的方方面面，从智能手机的精密芯片到庞大的数据中心，无不闪耀着电子工程的光芒。理解电子世界的底层逻辑，掌握构建数字系统的基本原理，是每一位 aspiring 电子工程师、计算机科学家以及任何对现代科技着迷的求知者所必需的。本书《电子工程基础：从原理到实践》正是为此而生，它旨在为读者构建一个坚实而全面的电子工程知识体系，涵盖了从最基础的电学概念到复杂的数字系统设计，引导读者一步步揭开电子世界的奥秘。 本书并非一本枯燥的理论堆砌，而是将理论与实践紧密结合，通过深入浅出的讲解和丰富的实例，让抽象的概念变得生动具体。我们相信，只有在理解“为什么”之后，才能更好地掌握“怎么做”。因此，本书在介绍每一个核心概念时，都力求阐明其背后的物理原理和逻辑推导，并通过精心设计的例题和思考题，鼓励读者主动参与到知识的建构过程中。 第一部分：模拟电路基础 在深入数字世界之前，我们必须先理解构成一切电子系统的基石——模拟电路。本部分将带领读者从零开始，逐步建立对基本电学定律的深刻认识，并在此基础上探索各类无源和有源电子元件的特性与应用。 第一章：电学基本定律 本章是整个旅程的起点，我们将回顾和巩固诸如欧姆定律、基尔霍夫电压定律 (KVL) 和电流定律 (KCL) 等基础概念。理解这些定律是分析和设计任何电学电路的基石。我们将通过直观的类比和数学推导，解释电压、电流、电阻、电导的含义，并探讨串联和并联电路的特性。此外，我们还将介绍功率和能量的概念，以及如何计算它们。本章的重点在于培养读者建立清晰的电路分析思维模型，学会如何运用这些基本定律来解决实际问题。 第二章：基本电子元件 本章将聚焦于构成现代电子系统的关键“积木”：电阻、电容和电感。我们将深入探讨它们的物理结构、工作原理、伏安特性以及在电路中的作用。电阻是限制电流流动的基本元件，我们将学习不同类型的电阻器及其标识方法。电容则能够储存电荷，其充放电特性在滤波、定时等电路中扮演着重要角色。电感则能储存磁场能量，其感应电动势在许多电路中都有关键的应用。通过学习这些元件的特性，读者将为理解更复杂的电路打下坚实基础。 第三章：半导体基础 半导体是现代电子学革命的核心。本章将引入半导体材料的独特属性，如本征半导体和掺杂半导体的导电性差异。我们将重点介绍二极管，理解其PN结的形成、单向导电性以及在整流、稳压等方面的应用。通过对二极管特性的深入剖析，读者将初步体验到半导体器件的非线性魅力。 第四章：基本放大电路 放大是电子电路中最基本的功能之一。本章将介绍晶体管，包括双极结型晶体管 (BJT) 和场效应晶体管 (FET) 的基本结构和工作原理。我们将学习如何利用晶体管构建基本放大电路，理解放大电路的电压增益、电流增益以及输入输出阻抗等关键参数。通过对放大电路的学习，读者将理解电子信号是如何被增强和传递的，这是构建几乎所有复杂电子系统的基础。 第五章：运算放大器及其应用 运算放大器 (Op-amp) 是一种高度理想化的放大器，它在模拟电路设计中具有极其广泛的应用。本章将介绍运算放大器的基本结构、理想特性以及关键参数。我们将重点探讨其在反相放大、同相放大、加法器、减法器、积分器、微分器等经典电路中的应用。通过学习运算放大器的应用，读者将认识到如何利用简单的外部元件构建出功能强大且灵活的模拟电路模块。 第二部分：数字电路基础 在掌握了模拟电路的基础后，我们将进入更为广阔和重要的数字电子领域。本部分将重点讲解数字信号的特性，以及如何利用逻辑门电路构建各种数字系统。 第六章：数字信号与逻辑门 本章将区分模拟信号和数字信号，理解数字信号的离散性和二值性。我们将引入二进制数制及其与十进制数制的转换，这是数字世界的基础语言。随后，我们将详细介绍最基本的逻辑门电路：AND、OR、NOT门，并在此基础上推导出NAND、NOR、XOR、XNOR门。我们将通过真值表和逻辑符号来描述它们的行为，并解释它们在组合逻辑电路中的核心作用。 第七章：布尔代数与逻辑化简 布尔代数是数字逻辑设计的数学工具。本章将介绍布尔代数的基本定律和定理，如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等。我们将学习如何运用这些定律对复杂的逻辑表达式进行化简，以达到减少门电路数量、提高电路效率的目的。本章还将介绍卡诺图 (Karnaugh Map) 方法，这是一种直观且有效的逻辑化简工具，能够帮助我们系统地找到最简逻辑函数。 第八章：组合逻辑电路设计 组合逻辑电路由逻辑门组成，其输出仅取决于当前的输入信号，与过去的输入无关。本章将教授如何根据给定的逻辑功能需求，设计实现该功能的组合逻辑电路。我们将学习如何从功能描述或真值表中推导出逻辑表达式，并通过逻辑化简得到最简表达式，最终构建出相应的逻辑电路。我们将通过实际的例子，如编码器、译码器、数据选择器 (Multiplexer)、数据分配器 (Demultiplexer) 等，来演示组合逻辑电路的设计过程。 第九章：时序逻辑电路基础 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储元件（如触发器）组成，其输出不仅取决于当前的输入，还取决于过去的状态。本章将引入时序逻辑电路的基本概念，并重点介绍各种类型的触发器，包括SR触发器、JK触发器、D触发器和T触发器。我们将详细分析它们的触发机制、状态转移图和时序图，理解它们如何存储和翻转状态。 第十章：时序逻辑电路设计 本章将把触发器的知识应用于实际的时序逻辑电路设计。我们将学习如何设计和分析各种时序逻辑电路，如计数器（二进制计数器、十进制计数器）和移位寄存器。我们将通过状态转移图来描述时序逻辑电路的行为，并学习如何根据状态转移图设计出相应的电路。计数器在数字系统中扮演着至关重要的角色，能够实现对脉冲的计数和分频；移位寄存器则用于数据的串行传输和并行存储。 第三部分：现代电子系统中的重要概念 在掌握了模拟和数字电路的基本原理后，本部分将拓展到更广泛的电子系统层面，介绍一些现代电子系统中不可或缺的重要概念和技术。 第十一章：存储器与微处理器简介 存储器是数字系统的“记忆”，它能够保存数据和程序。本章将介绍不同类型的存储器，如随机存取存储器 (RAM) 和只读存储器 (ROM)，并简要介绍它们的工作原理和应用。此外，我们还将初步介绍微处理器的基本结构和工作原理，理解它如何作为数字系统的“大脑”，执行指令并控制整个系统的运行。 第十二章：数字信号处理入门 数字信号处理 (DSP) 是当今电子工程领域的一个热门方向。本章将为读者提供DSP的基本概念，介绍采样、量化和编码等数字信号处理的关键过程。我们将简要讨论数字滤波器的概念，以及它在去除噪声、提取信息等方面的作用。尽管本章不会深入复杂的DSP算法，但旨在为读者开启一扇了解DSP世界的窗口。 第十三章：电路的故障诊断与排除 理论知识的学习离不开实际应用中的问题解决。本章将引导读者掌握基本的电路故障诊断和排除技巧。我们将讨论常见的电路故障类型，如短路、开路、元件失效等，并介绍使用万用表、示波器等常用测试仪器来定位和分析故障的方法。通过学习这些实用技能，读者能够更好地将理论知识应用于实际电路的维护和调试。 结论 《电子工程基础：从原理到实践》是一本旨在为读者提供扎实电子工程基础知识的教材。从模拟电路的基石到数字逻辑的精妙，再到现代电子系统中的关键概念，本书力求全面而深入地展现电子世界的魅力。我们希望通过本书的学习，读者能够建立起对电子工程的浓厚兴趣，掌握解决问题的思维方式，并为未来在电子工程、计算机科学或其他相关领域的深入学习和研究打下坚实的基础。电子工程的旅程充满挑战，但也充满无限可能，祝愿所有求知者都能在这段旅程中有所收获，开拓属于自己的电子世界。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在职工程师，我一直寻求一本能够系统梳理和巩固数字逻辑基础的教材，同时又能贴近实际应用。《数字逻辑电路》这本书在这方面做得非常出色。它在理论讲解上严谨而不失深度，涵盖了从布尔代数、逻辑门、组合逻辑、时序逻辑到存储器和微处理器基础等关键领域。我尤其欣赏书中对于不同逻辑器件特性和实现方式的细致分析，这对于理解和选择合适的硬件组件至关重要。书中提供的案例研究和设计流程，能够直接指导我们在实际项目中如何应用这些知识。例如，在设计一个控制系统时，书中对状态机设计的讲解，以及如何将抽象的状态转化为具体的硬件实现，让我受益良多。它不仅教授“是什么”，更注重“如何做”。而且，书中对于一些常见问题和易错点的提示，也充分体现了作者对实际工程经验的积累，能够帮助我们少走弯路。这本书无疑是一本值得反复研读的参考书，它不仅能帮助我提升理论水平，更能切实地指导我的工程实践，让我对数字系统设计有了更深入的洞察。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对电子产品充满好奇心的技术爱好者，一直想自己动手尝试一些简单的电子项目。这本书是我入门数字逻辑电路的首选。它的语言风格非常亲切，没有那种高高在上的学术腔调，读起来就像在听一个经验丰富的朋友分享他的知识。最让我印象深刻的是，它并没有直接抛出枯燥的公式，而是从最直观的逻辑功能入手，比如“与”、“或”、“非”这些概念，通过简单的生活实例来解释，让我一下子就明白了它们到底是怎么一回事。然后，它又很自然地引出了门电路，并且用大量的图示来展示不同门电路的符号和工作原理。当我看到书中讲解如何用这些基础门电路组合成更复杂的逻辑功能时，我感觉自己就像一个在玩乐高积木的工程师，非常有成就感。特别是关于组合逻辑和时序逻辑的部分，它清晰地解释了这两者之间的区别和联系，让我对如何设计能够根据输入信号做出不同反应的电路有了初步的认识。这本书让我觉得数字逻辑电路并没有想象中那么难，而且充满了趣味性，这极大地激发了我继续深入学习的动力。

评分☆☆☆☆☆

我一直对计算机的底层工作原理非常着迷，尤其是那些驱动着一切运算和交互的“看不见”的逻辑。这本书就像一座桥梁，将我从对宏观概念的模糊认知，带入了数字逻辑的微观世界。它以一种极具条理性的方式，系统地介绍了数字逻辑电路的构建模块。我特别喜欢书中对布尔代数化简方法的详细讲解，以及各种逻辑函数的表达形式，这让我能够更高效地设计和优化逻辑电路。书中对于组合逻辑电路的设计流程，如卡诺图化简和逻辑方程的推导，以及时序逻辑电路中触发器、寄存器、计数器等核心单元的原理和应用，都有着深入浅出的阐述。我尤其对书中关于状态机设计的讨论印象深刻，它清晰地展示了如何将一个动态的过程转化为一系列离散的状态和转换，这对于理解CPU、控制器等复杂数字系统的工作方式至关重要。这本书的严谨性和系统性，让我对数字逻辑电路有了更深刻的理解，也为我进一步探索计算机体系结构和数字系统设计打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是我近期阅读中最具启发性的一本！我是一名对电子工程领域充满好奇的学生，一直想深入了解数字逻辑电路的核心原理。这本书的出现，简直就像为我量身打造的。它并没有一开始就扔给我一堆晦涩的公式和概念，而是从最基础的门电路开始，循序渐进地讲解。作者的语言生动形象，将抽象的概念具象化，比如用现实生活中的开关比喻逻辑门，让我瞬间茅塞顿开。更让我惊喜的是，书中大量的图示和实例分析，让我在理解理论的同时，也能看到它们是如何在实际电路中应用的。我尤其喜欢它在讲解组合逻辑和时序逻辑时，那种层层递进的逻辑关系，让我能够清晰地把握不同电路类型的特点和应用场景。读完其中关于触发器和状态机的章节，我仿佛打开了新世界的大门，对如何设计和分析更复杂的数字系统有了全新的认识。这本书不仅仅是理论的堆砌，它更像是一位耐心的老师，一步步引导我掌握数字逻辑的奥秘，为我未来的学习和实践打下了坚实的基础。我强烈推荐给所有想要系统学习数字逻辑电路的朋友们，它一定会让你受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对“数字逻辑电路”这个词汇总有一种望而生畏的感觉，总觉得它会涉及大量的数学公式和晦涩的专业术语。然而，这本书彻底颠覆了我的看法。作者的叙述方式非常巧妙，他用一种非常“接地气”的语言，将原本可能复杂的概念变得生动易懂。书中的插图设计非常用心，每一个逻辑门、每一个电路图都画得清晰明了，并且配合生动的讲解，让我在理解原理时事半功倍。我尤其喜欢书中关于时序逻辑的介绍，特别是对于各种触发器（如SR、D、JK、T触发器）的讲解，它不仅解释了它们的内部结构和工作原理，还列举了它们在实际应用中的例子，比如用D触发器构建移位寄存器。这种理论与实践相结合的教学方式，让我觉得学习过程不再是枯燥的记忆，而是充满探索的乐趣。读完关于状态机的章节，我仿佛看到了一个复杂的系统是如何一步步被分解成更小的、可控的单元，这种思维方式极大地启发了我。这本书让我真正体会到了数字逻辑电路的魅力，也激发了我对这个领域更深入的探索欲望。