数字电子技术基础(第3版) [Fundamentals of Digital Electronics]

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杨志忠,卫桦林 编
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  • 模拟电路
  • 第三版
  • Fundamentals of Digital Electronics
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出版社: 高等教育出版社
ISBN:9787040493023
版次:3
商品编码:12335017
包装:平装
外文名称:Fundamentals of Digital Electronics
开本:16开
出版时间:2018-04-01
用纸:胶版纸
页数:414
字数:600000
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  《数字电子技术基础(第3版)》第1版为“普通高等教育‘十五’国家级规划教材”。《数字电子技术基础(第3版)》是在第2版的基础上,根据教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会新制定的“数字电子技术基础”课程教学基本要求进行修订的,它保留r原教材的理论体系和特点,增删了部分章节的内容。在保证基础的前提下,弱化了集成器件内部复杂电路的分析,突出了器件的逻辑功能和应用,及时反映了新器件和现代数字系统设计新发展。教材题例丰富、通俗易懂、重点突出、理论与实际应用结合紧密,便于教学、有利自学。
  全书共分11章,内容为:绪论、逻辑代数基础、集成逻辑门电路、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲产生与整形电路、数模和模数转换器、半导体存储器、可编程逻辑器件、硬件描述语言(VHDL),在附录B中还介绍了Multisim13.0软件。每节有思考题,各章有自测题、练习题和小结。书末有自测题和部分练习题答案。
  《数字电子技术基础(第3版)》采用纸质教材与网络资源相融合的新形式,增加了教学微视频和芯片使用手册等内容,丰富了知识的呈现形式,方便读者自学。
  《数字电子技术基础(第3版)》有电子教案、学习指导和全部练习题的解答,便于教师组织教学和帮助读者掌握本课程的主要内容与解题方法。
  《数字电子技术基础(第3版)》配套的教学参考书均由高等教育出版社出版。
  《数字电子技术基础(第3版)》可作为高等学校电气类、电子信息类、自动化类、计算机类、机械类和仪器类及其他相近专业“数字电子技术基础”和“数字逻辑电路”等课程的教材,也可供从事电子技术工作的工程技术人员和科技人员参考。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 概述
1.1.1 数字信号和数字电路
1.1.2 数字电路的特点和分类
1.2 数制和码制
1.2.1 数制
1.2.2 不同数制间的转换
1.2.3 二进制代码
1.3 二进制数的算术运算
1.3.1 两数绝对值之间的运算
1.3.2 原码、反码和补码
本章小结
自测题
练习题

第2章 逻辑代数基础
2.1 概述
2.2 逻辑代数中的常用运算
2.2.1 基本逻辑运算
2.2.2 复合逻辑运算
2.3 逻辑代数中的基本定律、常用公式和规则
2.3.1 逻辑代数中的基本定律
2.3.2 逻辑代数中的常用公式
2.3.3 逻辑代数中的三个基本规则
2.4 逻辑函数及其表示方法
2.4.1 逻辑函数的建立
2.4.2 逻辑函数的两种标准形式
2.5 逻辑函数的公式化简法
2.5.1 逻辑函数的最简表达式
2.5.2 逻辑函数的公式化简法
2.6 逻辑函数的卡诺图化简法
2.6.1 用卡诺图表示逻辑函数
2.6.2 用卡诺图化简逻辑函数
2.6.3 用卡诺图化简具有无关项的逻辑函数
本章小结
自测题
练习题
技能题

第3章 集成逻辑门电路
3.1 概述
3.2 基本逻辑门电路
3.2.1 三极管的开关特性
3.2.2 MOS管的开关特性
3.2.3 分立元件门电路
3.3 TTL集成逻辑门电路
3.3.1 TTL与非门
3.3.2 其他功能的TTL门电路
3.3.3 其他系列的TTL门电路
*3.3.4 TTL数字集成电路的系列
*3.3.5 其他双极型集成逻辑门电路
3.3.6 TTL集成逻辑门电路的使用注意事项
3.4 CMOS集成逻辑门电路
3.4.1 CMOS反相器
3.4.2 其他功能的CMOS门电路
3.4.3 高速CMOS门电路
*3.4.4 Bi-CMOS门电路
*3.4.5 CMOS数字集成电路的系列
3.4.6 CMOS集成逻辑门电路的使用注意事项
*3.5 TTL电路与CMOS电路的接口
3.5.1 TTL电路驱动CMOS电路
3.5.2 CMOS电路驱动TTL电路
本章小结
自测题
练习题
技能题

第4章 组合逻辑电路
4.1 概述
4.2 组合逻辑电路的分析和设计
4.2.1 组合逻辑电路的分析
4.2.2 组合逻辑电路的设计
4.3 加法器
4.3.1 半加器和全加器
4.3.2 加法器
4.4 编码器
4.4.1 二进制编码器
4.4.2 优先编码器
4.5 译码器和数据分配器
4.5.1 二进制译码器
4.5.2 二一十进制译码器
4.5.3 显示译码器
4.5.4 译码器的应用
4.5.5 数据分配器
4.6 数据选择器
4.6.1 4选1数据选择器
4.6.2 8选1数据选择器
4.6.3 数据选择器的应用
4.7 数值比较器
4.7.1 1位数值比较器
4.7.2 多位数值比较器
+4.8 组合逻辑电路中的竞争冒险
4.8.1 产生竞争冒险的原因
4.8.2 冒险的分类
4.8.3 冒险现象的判别
4.8.4 消除冒险现象的方法
本章小结
自测题
练习题
技能题

第5章 集咸触发器
5.1 概述
5.2 基本RS触发器
5.2.1 由与非门组成的基本RS触发器
5.2.2 由或非门组成的基本RS触发器
5.2.3 集成锁存器
5.3 同步触发器
5.3.1 同步RS触发器
5.3.2 同步D触发器
5.3.3 同步JK触发器
5.3.4 同步触发器的空翻
5.4 边沿触发器
5.4.1 TTL边沿JK触发器
5.4.2 维持阻塞D触发器
5.4.3 T触发器和T‘触发器
5.4.4 CMOS边沿触发器
*5.5 主从触发器
5.5.1 主从RS触发器
5.5.2 主从JK触发器
5.6 触发器的应用举例
本章小结
自测题
练习题
技能题
……

第6章 时序逻辑电路
第7章 脉冲产生与整形电路
第8章 数模和模数转换器
第9章 半导体存储器
第10章 可编程逻辑器件
第11章 硬件描述语言(VHDL)

附录A 数字电路的安装调试、故障检测与抗干扰措施
附录B Multisim13.0软件介绍

自测题参考答案
部分练习题答案
参考文献

前言/序言

  随着电子技术的迅速发展,数字电路的集成度也越来越高,大规模集成电路和可编程逻辑器件在各个领域都获得了广泛的应用,它已成为国民经济的重要推动力,作为专业技术基础课的“数字电子技术基础”课程的教学内容和技能等方面也要随之相应变化。“数字电子技术基础”是一门理论性、实践性和应用性都很强的课程,是学生学习现代电子技术理论知识和实践技能的入门课程。
  本书是在第2版的基础上结合我校多年课程教学改革与实践的经验,根据教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会最新制定的“数字电子技术基础”课程教学基本要求进行修订的,它保持了第2版的体系和特点,同时突出了新技术、新器件的应用,增加了现代数字电子技术的比例。
  全书共11章,主要内容有:绪论,逻辑代数基础,集成逻辑门电路,组合逻辑电路,集成触发器,时序逻辑电路,脉冲产生与整形电路,数模和模数转换器,半导体存储器,可编程逻辑器件,硬件描述语言(VHDL)。此外,还有两个附录。本书主要有如下特点:
  1.注重基础,突出数字集成电路的逻辑功能与应用。大规模集成电路和可编程逻辑器件的使用虽越来越多,但中、小规模集成电路仍是数字电子技术的基础,是学生必须掌握的基础知识,在分析数字集成电路时,遵循由简单到复杂,先基础后器件的原则,以基本概念、基本理论、基本分析方法和基本设计方法为重点进行分析。在组合逻辑电路中,在讲述各种基本逻辑电路工作原理的基础上,重点介绍了中规模集成电路的逻辑功能和应用,删除了器件内部复杂电路的分析;在集成触发器中,在介绍了基本RS触发器和同步触发器的基础上,突出了边沿触发器的逻辑功能和应用;在脉冲产生与整形电路中,以555定时器的逻辑功能和它的典型应用为主线,讨论了施密特触发器和单稳态触发器的工作原理后,介绍了它们的集成器件的逻辑功能与应用;在D/A和A/D转换器中,叙述了基本电路的工作原理后,突出了有关集成器件的功能和应用。教材层次分明、重点突出、便于教学、有利自学。
  2.突出理论知识的应用。各章在介绍集成器件的逻辑功能后都有应用举例,这些电路的功能都可实现。同时增加了数字电路应用中常见问题的处理:如集成电路的使用注意事项、门电路多余输入端的处理、接口电路的使用、附录A中介绍了数字电路的安装调试、故障检测及电磁干扰的抑制等。这不但使学生学会如何利用集成电路进行逻辑设计,使理论和实践紧密结合,提高了学生的知识综合应用能力和实际操作能力。
《现代通信系统原理与设计》 内容简介 《现代通信系统原理与设计》一书深入剖析了现代通信系统的核心原理,并着重于实际的设计与实现。本书旨在为读者提供一个全面而系统的视角,理解从信号的产生、传输到接收与处理的整个通信链路。内容涵盖了通信系统的基本建模,如信源编码、信道编码、调制解调、多址技术等,同时深入探讨了现代通信系统中的关键技术,包括数字信号处理、无线通信、光纤通信、卫星通信以及新兴的通信网络技术。本书力求理论与实践相结合,通过丰富的实例和仿真分析,帮助读者掌握通信系统设计的关键要素和优化方法。 第一部分:通信系统基础理论 本书首先建立通信系统的基本框架。我们将从信息论的基础出发,介绍信息熵、信道容量等概念,为理解信息传输的极限奠定理论基础。随后,深入讲解信号的表示与变换,包括傅里叶变换、拉格朗日变换等在通信信号分析中的应用。模拟信号与数字信号的特性、采样定理、量化误差等数字信号处理的基础概念将得到详细阐述,为后续的数字通信内容打下坚实基础。 第二部分:数字信号处理在通信中的应用 数字信号处理(DSP)是现代通信系统的“心脏”。本部分将系统性地介绍DSP在通信领域的关键技术。我们将详细讲解离散时间信号与系统的分析方法,包括Z变换、卷积等。滤波器设计是DSP的核心内容之一,本书将介绍FIR和IIR滤波器的设计原理、实现方法以及在信号整形、噪声抑制等方面的应用。此外,相关分析、功率谱估计等技术也将得到深入讲解,帮助读者理解信号的统计特性和频谱分布。本书还将重点介绍快速傅里叶变换(FFT)及其在通信系统中的高效实现,以及自适应滤波器的原理与应用,用于处理时变和噪声环境下的信号。 第三部分:信源编码与信道编码 为了有效地传输信息,必须对信息进行编码。本部分将详细讲解信源编码和信道编码技术。在信源编码方面,我们将介绍无损编码方法,如霍夫曼编码、算术编码,以及有损编码方法,如离散余弦变换(DCT)、小波变换等,并分析它们在图像、语音、视频压缩中的应用。 在信道编码方面,本书将重点介绍纠错编码技术,以提高通信系统的可靠性。我们将深入讲解线性分组码,如汉明码、BCH码、RS码等,以及卷积码。此外,本书还将介绍现代差错控制编码技术,如Turbo码和LDPC码,并分析它们在3G、4G、5G等移动通信系统中的关键作用。编码与解码的原理、译码算法(如最大似然译码、序贯译码、BCJR算法等)都将得到详尽阐述。 第四部分:调制解调技术 调制是将信息信号映射到传输信道的一种载波上的过程,而解调则是其逆过程。本部分将系统介绍各类调制解调技术。我们将从基本的模拟调制(AM、FM、PM)讲起,然后重点深入讲解数字调制技术。数字调制包括幅度键控(ASK)、频率键控(FSK)、相移键控(PSK),以及组合调制,如正交幅度调制(QAM)。本书将详细分析不同调制方式的功率谱特性、抗噪声能力、频谱效率等,并对比其优缺点。同时,还将介绍相干解调、非相干解调、最优接收等原理。 第五部分:多址技术与移动通信 在实际通信系统中,多个用户往往需要共享有限的通信资源。本部分将深入探讨多址技术,这是实现多人通信的关键。我们将详细介绍频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)的原理和优缺点。在此基础上,本书将重点讲解正交频分复用(OFDM)技术,它在4G、5G等现代无线通信系统中得到了广泛应用。OFDM如何将高速数据流分解成多个低速子载波传输,以及其对抗多径衰落的优势将被详细解析。 紧接着,本书将围绕移动通信系统展开。我们将从移动通信系统的基本架构(如蜂窝网络)入手,讲解小区划分、切换、漫游等概念。无线信道的特性,包括衰落、多普勒效应、干扰等,将得到深入分析。在此基础上,本书将详细介绍不同代移动通信技术(1G至5G)的发展历程、关键技术以及它们所面临的挑战与解决方案。特别是5G通信系统中引入的毫米波、大规模MIMO、网络切片等前沿技术,将给予充分的关注。 第六部分:先进通信技术 除了上述基础内容,本书还将涉足一些更先进和前沿的通信技术。 光纤通信: 介绍光纤作为通信介质的优势,包括带宽大、损耗低。讲解光信号的产生(激光器、LED)、传输(光纤类型、损耗、色散)和接收(光电探测器)。重点关注光网络的架构、波分复用(WDM)技术以及光通信的未来发展方向。 卫星通信: 介绍卫星通信系统的组成(地面站、卫星、轨道)、不同轨道卫星(LEO、MEO、GEO)的特点及其应用。讲解卫星通信的链路设计、调制解调方式以及在地面通信受限区域的优势。 信息安全与加密: 介绍信息安全在通信系统中的重要性,讲解对称加密、非对称加密、数字签名、密钥管理等基本概念,以及它们在保障通信数据安全方面的作用。 软件定义网络(SDN)与网络功能虚拟化(NFV): 探讨SDN如何实现网络控制与转发的分离,提高网络的可编程性和灵活性。介绍NFV如何将网络功能从专用硬件转移到通用服务器上运行,实现网络的敏捷化和云化。 物联网(IoT)通信: 介绍物联网通信系统的特点(海量设备、低功耗、低成本),以及与之相关的通信协议(如MQTT、CoAP)和通信技术(如LoRa、NB-IoT)。 第七部分:通信系统设计与仿真 本书的最后部分将引导读者将理论知识应用于实际设计。我们将探讨通信系统的设计流程,包括需求分析、系统架构设计、关键模块选择与参数配置。为了验证设计方案,本书将介绍如何利用仿真工具(如MATLAB/Simulink、Python等)进行通信系统的建模与仿真。通过具体的仿真实例,演示如何评估系统的性能,如误比特率(BER)、吞吐量、延迟等,并进行参数优化。读者将学会如何分析仿真结果,发现设计中的潜在问题,并提出改进方案。 学习目标 通过学习本书,读者将能够: 深刻理解现代通信系统的基本原理和关键技术。 掌握数字信号处理在通信系统中的核心应用。 熟悉信源编码和信道编码的原理及应用。 深入理解各种调制解调技术及其性能特点。 掌握多址技术和移动通信系统的设计与优化。 了解光纤通信、卫星通信等先进通信技术。 具备利用仿真工具进行通信系统设计与性能评估的能力。 为进一步深入研究通信工程领域的专业知识打下坚实的基础。 本书适合高等院校通信工程、电子信息工程、计算机科学与技术等专业的本科生、研究生,以及从事通信系统研发、设计、集成和维护的工程师阅读。

用户评价

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评价三: 对于那些渴望深入理解数字系统底层运作原理的工程师和研究者来说,这本书无疑是一座宝藏。它超越了简单的概念介绍,深入探讨了数字电路设计的理论基础和一些高级技巧。书中对数制转换、逻辑代数以及优化电路的各种方法进行了详尽的阐述,让我对如何设计出效率更高、功耗更低的数字电路有了全新的认识。特别是关于冗余电路的分析和消除,以及如何利用并行和串行处理的思想来优化电路性能,这些内容对我解决实际工程中的瓶颈问题起到了关键作用。我非常欣赏书中对有限状态机(FSM)的深入剖析,不仅仅是其基本原理,还包括了同步和异步FSM的优缺点,以及如何进行状态编码和电路实现。这对于设计复杂的控制器件非常有帮助。此外,书中还涉及了一些关于可编程逻辑器件(PLD)和现场可编程门阵列(FPGA)的原理性介绍,这让我对现代数字系统设计所依赖的硬件平台有了更宏观的认识。总的来说,这本书为我提供了一个更为广阔和深入的视角,让我能够从更本质的层面去理解和创新数字电子技术。

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”分隔。 评价一: 拿到这本书的瞬间,我就被它扎实的理论基础和严谨的逻辑结构所吸引。作为一个对数字世界充满好奇的初学者,我一直在寻找一本能够带领我系统性地理解数字逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路的入门书籍。这本书恰好满足了我的需求,从最基础的二进制数制和逻辑运算讲起,循序渐进地引入了复杂的概念,让我能够一步一个脚印地建立起完整的知识体系。书中对每一个概念的解释都力求清晰透彻,配以大量的图示和例题,使得抽象的理论变得生动形象。我特别欣赏作者在讲解组合逻辑电路设计时,无论是卡诺图的化简方法,还是逻辑门电路的实现,都剖析得淋漓尽致,让我对如何将逻辑功能转化为实际电路有了深刻的理解。而对于时序逻辑电路,书中对触发器、寄存器、计数器的讲解,更是详略得当,理论与实际应用相结合,让我能够直观地感受到这些基本单元在现代数字系统中的重要作用。即便是一些看似难以理解的概念,经过作者的巧妙阐述,也变得豁然开朗。这本书真的像一位循循善诱的老师,耐心地引导我探索数字电子技术的奥秘。

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评价四: 这本书最大的亮点在于其清晰易懂的讲解方式和丰富多样的练习题。作为一名非专业出身,但对电子技术抱有浓厚兴趣的学习者,我常常在自学过程中遇到难以理解的概念,或者找不到合适的练习来巩固所学。这本书在这方面给予了我极大的帮助。它采用了一种非常人性化的教学方法,将复杂的数字电子技术分解成一个个小巧易于理解的部分,并用形象的比喻和生活化的例子来解释抽象的逻辑概念。例如,在讲解布尔代数时,作者并没有生硬地给出公式,而是从开关电路的控制逻辑入手,让我很容易就理解了“与”、“或”、“非”等基本逻辑运算的含义。更令人称道的是,每章后面都配有大量的习题,从基础的概念巩固到复杂的电路分析和设计,覆盖面非常广,难度也循序渐进。通过完成这些习题,我不仅加深了对理论知识的理解,也锻炼了解决实际问题的能力。这本书真的像一位耐心的良师益友,陪伴我踏上了探索数字世界的奇妙旅程,让我不再畏惧那些看似高深的科技名词。

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评价二: 这本书给我最深刻的印象是它在理论深度与实践可操作性之间找到了一个绝佳的平衡点。作为一名有一定基础的学生,我在学习过程中常常遇到理论知识虽然理解,但如何将其应用到实际的电路设计中感到困惑。这本书在这方面做得尤为出色。它不仅仅停留在理论的堆砌,而是通过大量的实例,将抽象的逻辑门电路、编码器、译码器等基本模块,一步步构建成更复杂的系统,比如常见的存储器和控制器。书中对集成电路的应用讲解也十分到位,让我了解了实际器件的选型和使用注意事项。我尤其喜欢书中关于状态机的设计章节,它详细介绍了如何根据需求定义状态转移图,并通过设计实现一个功能完整的控制器。这种从需求分析到硬件实现的完整流程,极大地提升了我解决实际问题的能力。书中的附录部分,也为我提供了宝贵的参考信息,例如常用的逻辑符号和标准器件的介绍,这在我进行电路仿真和硬件搭建时提供了极大的便利。总而言之,这本书不仅是学习理论的宝典,更是指导实践的利器,让我能够将所学知识真正地运用到电子设计的海洋中。

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