數字電路(第3版) 賈立新著 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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賈立新著 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 電路分析
• 邏輯設計
• 計算機組成原理
• 電子技術
• 賈立新
• 高等教育
• 教材
• 電子工程
• 數字係統

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121307317

商品編碼：29336305513

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-04-01

基本信息

書名：數字電路(第3版)

定價：45.00元

作者：賈立新著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2017-04-01

ISBN：9787121307317

字數：

頁碼：

版次：3

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書是浙江省精品課程重點建設教材，依據電子信息科學與電氣信息類平颱課程教學基本要求編寫。全書共8章，主要內容包括：數字電路基礎知識、數製和碼製、邏輯代數基礎、集成門電路，組閤邏輯電路，鎖存器、觸發器和時序邏輯電路，半導體存儲器，脈衝信號的産生與整形電路，數模與模數轉換器，可編程邏輯器件，VHDL語言簡介，數字係統設計基礎等。每章安排瞭例題講解、自我檢測題、習題和實驗題，並配套電子課件、習題參考答案等。

目錄

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目 錄

章 數字邏輯基礎1
1.1 緒論1
1.1.1 模擬信號和數字信號1
1.1.2 模擬電路、數字電路和混閤信號
電路2
1.1.3 數字電路的發展曆史3
1.1.4 數字電路的優點4
1.2 數製和碼製5
1.2.1 數製5
1.2.2 碼製9
1.3 邏輯代數基礎12
1.3.1 基本邏輯運算12
1.3.2 復閤邏輯運算14
1.3.3 基本公式15
1.3.4 基本規則17
1.4 邏輯函數及其錶示方法18
1.5 邏輯函數的兩種標準形式21
1.6 邏輯函數的化簡24
1.6.1 化簡的意義24
1.6.2 公式化簡法26
1.6.3 卡諾圖化簡法26
1.7 邏輯電路分析設計舉例32
1.8 QuartusII軟件的基本操作34
1.9 例題講解44
本章小結47
自我檢測題47
習題50
實驗題52
第2章 集成門電路53
2.1 CMOS門電路53
2.1.1 MOS管的開關特性53
2.1.2 CMOS門電路的結構和工作
原理54
2.1.3 CMOS門電路的靜態特性58
2.1.4 CMOS門電路的動態特性65
2.1.5 CMOS邏輯電路係列67
2.1.6 CMOS漏極開路門68
2.1.7 CMOS三態門71
2.1.8 CMOS傳輸門73
2.2 TTL門電路74
2.2.1 二極管和三極管的開關特性74
2.2.2 分立元件門電路76
2.2.3 LSTTL與非門78
2.2.4 LSTTL門電路的電氣特性80
2.2.5 TTL集電極開路門和三態門83
2.3 BiCMOS門電路84
2.4 不同係列門電路的接口85
2.5 例題講解88
本章小結91
自我檢測題91
習題93
實驗題98
第3章 組閤邏輯電路100
3.1 編碼器100
3.2 譯碼器104
3.3 數據選擇器110
3.4 數值比較器114
3.5 加法器116
3.6 組閤邏輯電路的競爭與冒險120
3.6.1 競爭冒險及其産生原因120
3.6.2 冒險現象的識彆121
3.6.3 冒險現象的消除123
3.7 例題講解124
本章小結127
自我檢測題127
習題128
實驗題131
第4章 時序邏輯電路133
4.1 鎖存器133
4.1.1 基本SR鎖存器133
4.1.2 鍾控SR鎖存器137
4.1.3 鍾控D鎖存器138
4.2 觸發器141
4.2.1 主從D觸發器141
4.2.2 維持阻塞D觸發器143
4.2.3 其他功能的觸發器144
4.2.4 觸發器的動態參數145
4.3 計數器147
4.4 寄存器155
4.4.1 並行寄存器155
4.4.2 移位寄存器155
4.5 序列信號發生器159
4.6 時序邏輯電路的分析與設計164
4.6.1 概述164
4.6.2 同步時序邏輯電路的分析166
4.6.3 同步時序邏輯電路的設計169
4.6.4 異步時序邏輯電路的分析*177
4.7 例題講解178
本章小結181
自我測驗題182
習題185
實驗題192
第5章 半導體存儲器196
5.1 概述196
5.2 隻讀存儲器197
5.3 靜態存取存儲器202
5.4 動態存取存儲器205
本章小結207
自我檢測題208
習題208
第6章 脈衝波形的産生與整形210
6.1 概述210
6.2 施密特觸發器210
6.2.1 由CMOS門構成的施密特
觸發器211
6.2.2 施密特觸發器的應用213
6.3 多諧振蕩器215
6.3.1 由CMOS門構成的多諧
振蕩器215
6.3.2 CMOS石英晶體振蕩器217
6.4 單穩態觸發器218
6.4.1 由CMOS門構成的微分型
單穩態觸發器218
6.4.2 集成單穩態觸發器220
6.4.3 單穩態觸發器的應用222
6.5 555定時器及應用223
6.5.1 CMOS集成定時器7555的
電路結構和工作原理223
6.5.2 555定時器構成的施密特
觸發器224
6.5.3 555定時器構成的多諧
振蕩器225
6.5.4 555定時器構成的單穩態
觸發器227
本章小結229
自我檢測題229
習題231
實驗題235
第7章 數模與模數轉換器236
7.1 概述236
7.2 D/A轉換器236
7.2.1 D/A轉換器的基本原理236
7.2.2 權電阻型D/A轉換器237
7.2.3 R-2R網絡型D/A轉換器238
7.2.4 權電流型D/A轉換器240
7.2.5 D/A轉換器的主要技術
指標243
7.2.6 D/A轉換器的典型應用245
7.3 A/D轉換器246
7.3.1 A/D轉換器的基本原理246
7.3.2 並行比較型A/D轉換器249
7.3.3 逐次逼近型A/D轉換器252
7.3.4 雙積分型A/D轉換器256
7.3.5 型A/D轉換器*258
7.3.6 A/D轉換器的主要技術
指標260
本章小結261
自我檢測題261
習題262
實驗題265
第8章 現代數字係統設計基礎267
8.1 概述267
8.2 可編程邏輯器件268
8.2.1 可編程邏輯陣列PLA268
8.2.2 復雜可編程邏輯器件
CPLD271
8.2.3 現場可編程門陣列FPGA273
8.3 VHDL語言簡介278
8.3.1 概述278
8.3.2 VHDL的語言要素281
8.3.3 VHDL程序的基本結構284
8.3.4 VHDL程序的句法286
8.3.5 常量、變量與信號292
8.4 數字係統設計實例294
8.4.1 4位數字頻率計設計294
8.4.2 4位數字乘法器設計297
本章小結304
自我檢測題305
習題306
實驗題307
附錄A 常用集成芯片引腳排列310
附錄B EDA-3型數字數字電路學習闆312
自我檢測題答案314
參考文獻316

作者介紹

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賈立新，男，浙江工業大學副教授，長期從事電類基礎課程、電子設計專業課程教學，全國電子設計競賽獲奬團隊導師，齣版多部教材，教學、寫作經驗豐富。

文摘

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序言

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《數字電路（第3版）》 引言 數字電路作為現代電子信息技術的核心基石，其重要性不言而喻。從我們日常使用的智能手機、電腦，到通信網絡、工業自動化、航空航天等高端領域，無不依賴於精巧而高效的數字電路設計與實現。本書《數字電路（第3版）》旨在為讀者係統地、深入地剖析數字電路的原理、設計方法和實際應用，從而培養掌握數字電路設計與分析能力的專業人纔。本版在繼承前兩版經典內容的基礎上，結閤瞭數字技術發展的新趨勢和教學實踐的經驗，進行瞭全麵更新和優化，力求內容前沿、講解透徹、案例豐富，能夠滿足本科生、研究生以及相關工程技術人員的學習和研究需求。 第一章 緒論 本章將為讀者搭建起數字電路學習的宏觀框架，介紹數字電路的基本概念、發展曆程以及在當今社會中的重要地位。我們將從模擬信號與數字信號的本質區彆入手，闡述數字信號處理的優勢，從而引齣數字電路的研究對象——由基本邏輯門組成的復雜係統。本章還將簡要迴顧數字電路技術從早期晶體管邏輯（TTL）、金屬氧化物半導體（MOS）到如今集成電路（IC）大規模發展的曆史進程，以及其在各個領域展現齣的巨大潛力。通過本章的學習，讀者將對數字電路有一個初步的、清晰的認識，並激發深入學習的興趣。 第二章 二進製數製與邏輯代數基礎 數字電路的基石是二進製數製和邏輯代數。本章將詳細介紹二進製、十進製、十六進製等常用數製的相互轉換方法，以及它們在數字係統中的錶示方式，如原碼、補碼、反碼等。在此基礎上，我們將深入探討布爾代數（也稱邏輯代數）的基本公理、定理和運算規則，如邏輯與（AND）、邏輯或（OR）、邏輯非（NOT）等基本邏輯運算。通過對邏輯函數的化簡、最小項、最大項等概念的掌握，讀者將學會如何用最簡潔的邏輯錶達式來描述和實現數字電路的功能。本章是後續章節學習的必備基礎，務必理解和掌握其核心內容。 第三章 組閤邏輯電路 組閤邏輯電路是數字電路中最基本的一類電路，其輸齣僅取決於當前時刻的輸入信號，不包含記憶功能。本章將從最基本的邏輯門（AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR）開始，介紹它們的邏輯功能和電路實現。接著，我們將學習如何分析和設計各種常見的組閤邏輯電路，包括譯碼器（Decoder）、編碼器（Encoder）、數據選擇器（Multiplexer/Selector）、加法器（Adder）、減法器（Subtractor）、比較器（Comparator）、奇偶校驗電路（Parity Checker）等。我們將重點講解這些電路的設計思路、卡諾圖（Karnaugh Map）和Quine-McCluskey等化簡方法，以及利用集成邏輯芯片實現這些功能。本章的學習將使讀者能夠獨立設計和分析實現特定邏輯功能的組閤邏輯電路。 第四章 時序邏輯電路 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路具有記憶功能，其輸齣不僅取決於當前輸入，還與電路的“狀態”（即過去的輸入序列）有關。本章將重點介紹時序邏輯電路中的核心元件——觸發器（Flip-Flop）。我們將詳細講解不同類型的觸發器，如SR觸發器、JK觸發器、D觸發器、T觸發器，包括它們的邏輯功能、狀態轉移圖、狀態錶以及時序特性。在此基礎上，我們將進一步學習如何利用觸發器構成寄存器（Register），用於存儲並行數據，以及計數器（Counter），用於對脈衝信號進行計數。我們將分類介紹異步計數器和同步計數器，包括行波計數器、二進製計數器、十進製計數器、可預置計數器等。本章還將介紹時序邏輯電路的時序分析和設計方法，包括狀態圖、狀態錶、狀態編碼等，為設計更復雜的時序係統打下基礎。 第五章 存儲器 存儲器是數字係統中不可或缺的組成部分，它負責存儲數據和程序。本章將介紹不同類型的存儲器，包括隨機存取存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）。我們將詳細講解RAM的種類，如靜態RAM（SRAM）和動態RAM（DRAM），以及它們的讀寫操作原理和結構特點。對於ROM，我們將介紹掩碼ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦寫可編程ROM（EPROM）、電可擦寫可編程ROM（EEPROM）等類型，並解釋它們的工作方式和應用場景。本章還將簡要介紹閃存（Flash Memory）等新型存儲技術。理解存儲器的結構和工作原理對於設計高效的數字係統至關重要。 第六章 可編程邏輯器件（PLD） 可編程邏輯器件（PLD）是現代數字電路設計中非常重要的一類器件，它允許用戶在生産後對其邏輯功能進行配置。本章將介紹可編程邏輯器件的基本概念和發展曆程，重點講解通用陣列邏輯（GAL）、復雜可編程邏輯器件（CPLD）和現場可編程門陣列（FPGA）等主流PLD。我們將闡述它們的內部結構，如可編程邏輯陣列（PLA）、可編程陣列邏輯（PAL）、乘積項陣列（AND array）、或項陣列（OR array）、觸發器等。本章還將介紹如何使用硬件描述語言（HDL），如Verilog HDL或VHDL，來描述和設計在PLD上的邏輯功能，以及相關的開發工具和流程。PLD的應用極大地提高瞭數字電路設計的靈活性和效率。 第七章 數模與模數轉換 在許多實際應用中，數字電路需要與現實世界的模擬信號進行交互。本章將介紹數模轉換器（DAC）和模數轉換器（ADC）的工作原理和設計。我們將講解不同類型的DAC，如權電阻型、R-2R梯形網絡型等，並分析它們的精度、轉換速度和綫性度。對於ADC，我們將介紹其基本概念和不同工作原理，包括逐次逼近型、並行比較型、雙積分型、sigma-delta型等。本章還將討論采樣定理、量化誤差、混疊等與數字信號處理相關的重要概念。理解數模和模數轉換器對於設計混閤信號係統至關重要。 第八章 數字係統設計實例 本章將通過一係列具體的數字係統設計實例，將前麵章節所學的理論知識融會貫通。我們將選擇一些典型的、具有代錶性的數字係統，如簡易計算器、數碼顯示控製器、交通燈控製器、簡單的微處理器模型等，詳細講解其設計步驟、邏輯框圖、狀態機設計、硬件描述語言實現以及仿真驗證過程。這些實例將幫助讀者鞏固所學知識，理解不同模塊之間的協同工作方式，並初步掌握解決實際數字係統設計問題的能力。 第九章 數字電路的故障診斷與測試 隨著數字係統的復雜度不斷提高，其可靠性和可維護性變得越來越重要。本章將介紹數字電路的故障診斷與測試技術。我們將講解常見的數字電路故障類型，如短路、開路、邏輯錯誤等。然後，我們將介紹故障模型的建立，以及如何利用測試嚮量生成算法（如ATPG）來産生有效的測試序列。本章還將討論故障覆蓋率、故障模擬等概念，以及一些基本的故障診斷方法。掌握這些技術對於提高數字産品的質量和可靠性至關重要。 第十章 數字電路的最新發展趨勢 數字電路技術仍在不斷發展，本章將對數字電路領域的一些最新發展趨勢進行展望。我們將介紹超大規模集成電路（VLSI）設計、低功耗數字電路設計、嵌入式係統設計、片上係統（SoC）設計等前沿技術。此外，我們還將探討一些新興領域，如人工智能（AI）芯片、量子計算中的數字邏輯基礎等，以期為讀者提供更廣闊的視野和未來學習研究的方嚮。 總結 《數字電路（第3版）》力求成為一本內容全麵、體係嚴謹、易於理解的數字電路教材。通過對本書的學習，讀者將能夠： 深刻理解二進製數製和邏輯代數的基本原理。 熟練掌握組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計與分析方法。 瞭解各種存儲器的原理和應用。 掌握使用可編程邏輯器件實現復雜數字係統的方法。 理解數模與模數轉換器的基本工作原理。 通過實例學習數字係統的整體設計流程。 初步掌握數字電路的故障診斷與測試技術。 瞭解數字電路領域的最新發展動態。 本書的編寫過程中，力求做到內容準確、圖文並茂，並配有豐富的習題，幫助讀者鞏固和檢驗學習成果。我們相信，通過認真研讀本書，讀者一定能夠建立起紮實的數字電路理論基礎，為未來的學習和工作奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的邏輯性簡直是教科書級彆的流暢，從最底層的器件（比如二極管、三極管在開關電路中的應用）開始，逐步構建起復雜的集成電路模塊，整個知識體係的搭建非常嚴謹，毫無跳躍感。特彆是作者對半導體器件工作原理的闡述，沒有過度深入到物理層麵，而是聚焦於數字電路設計者最需要關心的“開關特性”和“閾值電壓”，這一點把握得恰到好處。我過去在學習可編程邏輯器件（PLD）那部分時總是感到睏惑，但這本書裏對CPLD和FPGA的基本結構進行瞭細緻的對比和分解，結閤實例展示瞭如何進行邏輯功能的映射，讓我第一次真正理解瞭“宏單元”和“查找錶”的概念。讀完這個章節，我立刻嘗試用VHDL（雖然書中沒有深入講硬件描述語言，但理論基礎已經打牢）去實現一個簡單的狀態機，感覺思路豁然開朗。對於係統架構層麵的討論也頗有洞見，它不僅僅是告訴我們“怎麼做”，更重要的是解釋瞭“為什麼這樣做”——比如為什麼需要流水綫、為什麼同步電路比異步電路更可靠。

評分☆☆☆☆☆

從閱讀體驗的角度來看，作者的文字風格非常嚴謹又不失親和力，沒有過多的學術腔調，語言簡潔有力，直擊要害。最讓我欣賞的是，書中對“為什麼”的解釋總是能找到最簡潔的邏輯鏈條。比如在講解觸發器同步和異步置位/復位信號的區彆時，作者用瞭一個“急救按鈕”和“常規命令”的比喻，清晰地區分瞭它們在係統緊急狀態下的優先級和作用範圍。此外，該書的參考文獻和術語索引做得非常詳盡，如果你在閱讀過程中對某個術語的來源或更專業的定義感興趣，查閱起來非常方便。總而言之，這本書就像是一位經驗豐富的老工程師在為你做一對一的輔導，他不僅告訴你公式是什麼，更重要的是讓你理解這個公式背後的物理意義和設計哲學，讀完之後，那種對數字電路的敬畏感和掌控感會油然而生，極大地提升瞭解決實際問題的信心。

評分☆☆☆☆☆

不得不提的是，這本書的習題設計簡直是“魔鬼級”的良心，它完全摒棄瞭那種死闆的套公式計算，而是大量融入瞭實際工程中的故障排查和設計優化問題。我做完前麵幾章的例題後，感覺自己的“電路直覺”被極大地激發瞭。比如，有一道題要求設計一個具有特定消抖功能的按鍵輸入電路，要求在不使用復雜時序邏輯的情況下，僅用基礎門電路和RC電路實現，這種開放性的設計題迫使你必須綜閤運用所學的各種知識點進行權衡和取捨。再比如，書中關於時序邏輯中的競爭與冒險現象的分析，不僅給齣瞭識彆方法，還提供瞭多種消除策略，並且每種策略都附帶瞭詳細的真值錶和波形圖佐證，邏輯推演過程嚴密到無可挑剔。做完這些練習，我不再滿足於僅僅停留在理論層麵，而是開始思考如何將這些模塊組閤成一個可靠、高效的數字係統，這本書成功地將我從“電路學習者”推嚮瞭“係統設計者”的思維模式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版真是讓人眼前一亮，雖然是第三版，但整體感覺非常現代化，不像有些老教材那樣陳舊晦澀。圖文並茂這一點做得特彆到位，無論是電路原理圖還是波形圖，都繪製得清晰明瞭，特彆是那些復雜的組閤邏輯和時序邏輯電路的解析圖，通過不同的顔色和綫條區分，即使是初學者也能很快抓住核心概念。作者在講解一些基礎的邏輯門和布爾代數化簡時，用瞭很多形象的比喻，讓抽象的邏輯運算變得生動起來。我記得有一章專門講譯碼器和多路選擇器，作者沒有直接堆砌公式，而是用瞭一個“信息高速公路”的比喻，一下子就理解瞭它們在實際係統中的作用。另外，書中對一些關鍵概念的定義非常精確，腳注部分也提供瞭不少延伸閱讀的綫索，這對於想深入研究的讀者來說簡直是寶藏。整體閱讀下來，感覺這本書在知識的深度和易讀性之間找到瞭一個極佳的平衡點，不像某些大部頭那樣讓人望而生畏，但知識點又足夠紮實，足以應對一般的數字係統設計需求。

評分☆☆☆☆☆

這本書在對新技術的引入方麵做得相當剋製和到位，它沒有盲目追求追逐時髦的最新技術，而是將重點放在瞭那些“永恒不變”的數字電路基礎理論上，但同時，它也巧妙地將一些現代化的概念融入到經典理論的框架內。例如，在討論存儲器時，它並沒有僅僅停留在SRAM和DRAM的基本單元結構上，而是通過對比不同存儲器的訪問速度和刷新機製，自然地引齣瞭現代微處理器緩存層次結構的設計思想。此外，書中對時序分析的講解，尤其是對建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）的深入剖析，非常透徹，它通過跨時鍾域信號傳輸的極端情況，形象地解釋瞭這些參數的物理意義，這對於處理跨時鍾域同步問題至關重要。這種將基礎理論與前沿應用巧妙結閤的方式，使得這本書的生命力得以延續，確保瞭讀者學到的知識既能應對當前的硬件挑戰，也能為未來的技術演進打下堅實的基礎。