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刘勇栾秋平 著

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• 第四版
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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121157882

商品编码：29379056768

包装：简装

出版时间：2012-05-01

基本信息

书名：数字电路(第4版)

定价：29.00元

作者：刘勇栾秋平

出版社：电子工业出版社

出版日期：2012-05-01

ISBN：9787121157882

字数：

页码：

版次：1

装帧：简装

开本：16开

商品重量：0.440kg

编辑推荐

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内容提要

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　　随着国家中长期教育发展规划的出台，根据职业教育的特点，结合近年来数字电子技术的飞速发展，组织具有丰富教学经验、长期从事一线教学的教师对原教材进行了修订，使其更加符合职业教育的规律，便于学生的学习与应用。
　　本教材共分为10章：数字电路基础、集成门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与变换电路、半导体存储器、数模与模数转换、可编程逻辑器件、实验与实训。
　　为进一步贯彻职业院校人才培养方针，突出实践操作技能，为后续课程的学习乃至就业打下良好的基础，在学习内容的组织与安排上，以学习数字集成电路的逻辑功能与外特性为主，突出学习的科学性、应用性、实践性，强调职业能力的培养。
　　为方便学习，本书配有电子教学参考资料包。

目录

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章　数字电路基础　
　1.1　数制与码制　
　1.1.1　十进制数　
　1.1.2　二进制数　
　1.1.3　八进制数（Octal　Number）和十六进制数（Hexadecimal　Number）　
　1.1.4　进位计数制之间的转换　
　1.1.5　BCD码与可靠性代码　
　1.1.6　ASCII码　
　1.1.7　算术运算　
　1.2　逻辑代数基础　
　1.2.1　基本逻辑运算　
　1.2.2　逻辑函数概述　
　1.2.3　逻辑代数基本定律与规则　
　1.2.4　逻辑函数标准表达式　
　1.2.5　逻辑函数的化简　
第2章　集成门电路　
　2.1　概述　
　2.2　TTL与非门电路　
　2.2.1　TTL与非门的工作原理　
　2.2.2　TTL与非门的电气特性　
　2.2.3　TTL与非门产品介绍　
　2.2.4　其他功能TTL门电路　
　2.2.5　TTL门电路使用注意事项　
　2.3　CMOS门电路　
　2.3.1　CMOS反相器　
　2.3.2　其他CMOS门电路　
　2.3.3　CMOS门电路产品介绍　
　2.3.4　CMOS门电路使用注意事项　
　2.4　接口电路　
　2.4.1　TTL驱动CMOS　
　2.4.2　CMOS驱动TTL　
　2.4.3　门电路与其他电路的连接　
　
第3章　组合逻辑电路　
　3.1　组合逻辑电路的分析与设计　
　3.1.1　组合逻辑电路分析　
　3.1.2　组合逻辑电路设计　
　3.2　常见组合逻辑电路　
　3.2.1　加法器　
　3.2.2　编码器　
　3.2.3　译码器　
　3.2.4　数据选择器与数据分配器　
　3.3　组合逻辑电路的竞争冒险现象　
第4章　触发器　
　4.1　基本触发器　
　4.1.1　触发器及分类　
　4.1.2　基本RS触发器　
　4.2　同步触发器　
　4.2.1　同步RS触发器　
　4.2.2　同步D触发器　
　4.2.3　同步JK触发器　
　4.3　典型集成触发器　
　4.3.1　主从触发器　
　4.3.2　边沿触发器　
　4.3.3　维持阻塞触发器　
　4.4　触发器应用　
　4.4.1　触发器构成分频电路　
　4.4.2　触发器构成单脉冲去抖电路　
　4.4.3　触发器构成信号鉴别电路　
　4.4.4　触发器之间的转换　
第5章　时序逻辑电路　
　5.1　概述　
　5.1.1　时序逻辑电路基本概念　
　5.1.2　时序逻辑电路功能描述　
　5.1.3　时序逻辑电路的分类　
　5.2　时序逻辑电路的分析　
　5.2.1　同步时序逻辑电路的分析方法及举例　
　5.2.2　异步时序逻辑电路的分析方法及举例　
　5.3　计数器　
　5.3.1　概述　
　5.3.2　同步计数器及应用　
　5.3.3　异步计数器及应用　
　5.3.4　计数器的级联　
　5.4　寄存器　
　5.4.1　基本寄存器　
　5.4.2　移位寄存器　
　5.4.3　寄存器应用实例　
第6章　脉冲波形的产生与变换电路　
　6.1　概述　
　6.2　555定时器　
　6.2.1　555电路结构　
　6.2.2　555定时器功能描述　
　6.3　单稳态触发器　
　6.3.1　555电路构成单稳态触发器　
　6.3.2　集成单稳态触发器　
　6.3.3　单稳态电路应用　
　6.4　施密特触发器　
　6.4.1　555电路构成施密特触发器　
　6.4.2　集成施密特触发器　
　6.4.3　施密特触发器的应用　
　6.5　多谐振荡器　
　6.5.1　555定时器构成多谐振荡器　
　6.5.2　石英晶体多谐振荡器　
　6.5.3　施密特触发器组成的多谐振荡器　
　6.5.4　环形振荡器　
第7章　半导体存储器　
　7.1　概述　
　7.2　只读存储器　
　7.2.1　只读存储器的结构和工作原理　
　7.2.2　ROM的分类　
　7.3　存取存储器　
　7.3.1　RAM基本结构　
　7.3.2　存储器常用芯片简介　
　7.4　存储器容量扩展　
第8章　数模与模数转换　
　8.1　数模转换器（DAC）　
　8.1.1　基本概念　
　8.1.2　常见D/A转换电路　
　8.1.3　集成D/A转换器及应用　
　8.2.　模数转换器（ADC）　
　8.2.1　A/D转换原理　
　8.2.2　典型A/D转换器　
　8.2.3　集成A/D转换器及应用　
第9章　可编程逻辑器件　
　9.1　可编程逻辑器件　
　9.2　可编程逻辑器件的分类、实现与结构　
　9.2.1　可编程逻辑器件的分类　
　9.2.2　可编程逻辑器件PLD的设计实现　
　9.2.3　PLD的基本结构　
　9.2.4　FPGA的结构　
　9.3　PAL器件结构及其应用　
　9.3.1　PAL器件结构　
　9.3.2　PAL器件举例及应用　
　9.4　GAL器件结构及其应用　
　9.4.1　GAL器件基本类型　
　9.4.2　GAL器件基本结构　
　9.4.3　GAL器件的输出逻辑宏单元OLMC　
　9.4.4　GAL器件工作模式及应用　
　9.5　现场可编程逻辑器件FPGA　
　9.5.1　概述　
　9.5.2　FPGA器件的基本结构　
　9.5.3　应用举例　
　9.6　CPLD　
　9.6.1　CPLD概述　
　9.6.2　CPLD的基本结构　
　9.6.3　CPLD的设计流程　
　9.6.4　CPLD的常用芯片　
　9.7　HDL语言　
　9.7.1　HDL概述　
　9.7.2　HDL开发流程　
　9.7.3　Verilog　HDL语言　
　9.7.4　VHDL　
0章　实验与实训　
　实验1　门电路逻辑变换及功能测试　
　一、实验目的　
　二、实验原理　
　三、试验仪器及器材　
　四、试验内容　
　五、试验报告要求　
　实验2　TTL门电路主要参数测试　
　一、实验目的　
　二、实验原理　
　三、试验仪器与器材　
　四、试验内容　
　五、试验报告要求　
　实验3　OC门和三态门　
　一、实验目的　
　二、实验原理　
　三、试验仪器与器材　
　四、试验内容与步骤　
　五、试验报告要求　
　实验4　组合逻辑电路　
　一、实验目的　
　二、实验原理　
　三、实验仪器及器材　
　四、实验内容与步骤　
　五、实验报告要求　
　实验5　译码显示电路　
　一、实验目的　
　二、实验原理　
　三、实验仪器及器材　
　四、实验内容与步骤　
　五、实验报告要求　
　实验6　数据选择器　
　一、实验目的　
　二、实验原理　
　三、实验仪器及器件　
　四、实验内容　
　五、实验报告要求　
　实验7　触发器逻辑功能测试　
　一、实验目的　
　二、实验原理　
　三、实验仪器与器材　
　四、实验内容　
　五、实验报告要求　
　实验8　计数器　
　一、实验目的　
　二、实验原理　
　三、实验仪器与器材　
　四、实验内容　
　五、实验报告要求　
　实验9　寄存器　
　一、实验目的　
　二、实验原理　
　三、实验仪器与器材　
　四、实验内容　
　五、实验报告要求　
　实验10　555定时器及其应用　
　一、实验目的　
　二、实验原理　
　三、实验仪器及器材　
　四、实验内容　
　五、实际报告要求　
　综合实验1　简易4人抢答器　
　综合实验2　彩灯循环控制器　
　综合实验3　交通灯控制器　
　综合实验4　报时式数字时钟　
　综合实验5　生理刺激反应时间测试仪　
　综合实验6　汽车尾灯控制电路　
　综合实验7　电子密码锁电路　
　实训1　交通灯控制电路　
　实训2　数字频率计　
　实训3　数字钟电路　
　实训4　8路抢答器的设计　
　实训5　篮球24秒倒计时　
　实训6　拔河游戏机　
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《逻辑的艺术：从基础门到复杂系统》 引言： 在信息爆炸的时代，理解构成我们数字世界基石的原理比以往任何时候都更加重要。从智能手机的微小芯片到驱动互联网的庞大服务器，数字电路无处不在，它们是现代科技的骨骼与灵魂。本书《逻辑的艺术：从基础门到复杂系统》旨在为读者揭示数字电路的奥秘，带领你穿越从最基本的逻辑门到构建复杂计算系统的迷人旅程。我们不只是学习枯燥的符号和公式，更是要理解逻辑思维的力量，以及如何将其转化为能够执行复杂任务的电子装置。无论你是对计算机硬件充满好奇的初学者，还是希望深入理解数字系统设计原理的学生，抑或是寻求拓宽技术视野的工程师，本书都将成为你不可或缺的指南。 第一部分：逻辑的基石——布尔代数与基本门电路 本部分将为你打下坚实的理论基础，让你深刻理解数字电路的核心——布尔代数。我们将从最基础的逻辑概念出发，介绍布尔代数中的基本运算，如“与”（AND）、“或”（OR）和“非”（NOT）运算，并阐述它们在数字逻辑中的意义。你将学习如何使用真值表来描述和分析逻辑门的功能，理解这些基本门电路是如何构建的，以及它们如何构成最简单的逻辑表达式。 布尔代数入门： 深入理解变量、逻辑值（0和1）以及逻辑运算符。学习布尔代数的基本定律，如交换律、结合律、分配律以及德摩根定律。这些定律不仅是化简逻辑表达式的利器，更是理解更复杂逻辑设计的关键。 基本逻辑门： 详细介绍AND、OR、NOT门的工作原理、符号表示及真值表。掌握它们的输入输出关系，并理解它们在实际电路中的应用场景。 组合逻辑门： 学习NAND、NOR、XOR、XNOR等通用逻辑门。理解它们如何通过组合基本门来实现更复杂的功能，以及它们在逻辑设计中的优势和应用。 逻辑表达式的化简： 学习使用卡诺图（Karnaugh Map）等可视化工具来简化复杂的布尔表达式。理解化简的意义在于减少电路的门数量，从而降低成本、功耗和信号延迟，提高电路的性能和可靠性。 第二部分：构建模块——组合逻辑电路的设计与分析 在掌握了基本逻辑门之后，我们将进入组合逻辑电路的设计领域。组合逻辑电路的特点是其输出仅取决于当前的输入状态，没有记忆功能。本部分将引导你如何从需求出发，设计出满足特定功能的组合逻辑电路，并学习如何对已有的组合逻辑电路进行分析，理解其工作原理。 多输入、多输出组合逻辑： 学习如何设计和分析包含多个输入和多个输出的组合逻辑电路。例如，我们将探讨译码器（Decoder）如何将二进制输入转换为唯一的输出线，编码器（Encoder）如何将多个输入信号转换为二进制编码，以及多路选择器（Multiplexer）如何根据选择信号从多个输入中选择一个输出。 加法器与减法器： 深入理解数字系统中最重要的算术运算单元。我们将从半加器（Half Adder）和全加器（Full Adder）开始，逐步构建出能够执行任意长度二进制数加法和减法的电路。理解进位传播（Carry Propagation）对算术电路性能的影响。 比较器与其他功能模块： 学习如何设计比较器（Comparator）来判断两个二进制数的大小关系。还将介绍其他常见的组合逻辑功能模块，如数码显示驱动器等。 实际应用案例分析： 通过具体的实例，如简单的计算器、交通信号灯控制器等，来展示组合逻辑电路在实际产品中的应用，加深理论与实践的联系。 第三部分：超越当下——时序逻辑电路的魅力 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路具有记忆功能，其输出不仅取决于当前输入，还取决于过去的输入状态。这使得时序逻辑电路能够存储信息，并在特定时钟信号的控制下进行状态转换。本部分将为你揭示时序逻辑电路的运作方式，以及它们在构建记忆单元和控制单元中的重要作用。 触发器（Flip-Flop）： 学习最基本的时序逻辑存储单元——SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器。理解它们的工作原理，不同触发器的特性以及它们如何利用时钟信号来同步数据存储。 寄存器（Register）： 学习如何将多个触发器组合起来构成寄存器，用于存储一组并行的二进制数据。了解移位寄存器（Shift Register）在数据串行传输和并行处理中的应用。 计数器（Counter）： 学习如何构建各种类型的计数器，如同步计数器（Synchronous Counter）和异步计数器（Asynchronous Counter）。理解它们在定时、分频和序列生成中的作用。 有限状态机（Finite State Machine, FSM）： 介绍有限状态机的概念，包括状态、输入、输出和状态转移。学习如何设计摩尔型（Moore）和米利型（Mealy）状态机，以及它们在控制系统中的强大应用，如指令译码、协议处理等。 时序逻辑的分析与设计： 掌握时序逻辑电路的波形图分析方法，理解时钟信号、建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）等关键参数对电路稳定性的影响。学习如何从需求出发，设计出满足特定时序要求的电路。 第四部分：系统之魂——同步时序系统与微处理器基础 本部分将把我们前面学习的知识融会贯通，探讨如何构建更复杂的同步时序系统，并初步接触微处理器的工作原理。理解数据如何在系统中流动，以及如何通过一系列控制信号来实现复杂的计算和数据处理。 同步时序系统的设计原则： 强调时钟信号在同步系统中的核心作用，以及如何设计无竞争（Race-Free）和无冒险（Hazard-Free）的时序电路。 存储器单元： 深入了解不同类型的存储器，包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。理解它们的工作原理、存储结构和在计算机系统中的功能。 微处理器的基本架构： 初步介绍微处理器的核心组成部分，如算术逻辑单元（ALU）、控制器（Control Unit）、寄存器组和总线。理解它们如何协同工作来执行指令。 指令集架构（ISA）的初步了解： 简要介绍指令集架构的概念，以及不同的指令类型如何被处理器执行。 数据通路与控制通路： 分析数据在处理器内部的流动路径（数据通路）以及控制信号如何协调数据通路的操作（控制通路）。 第五部分：现代数字设计的工具与实践 在理论学习的同时，掌握现代数字设计所依赖的工具和方法至关重要。本部分将为你介绍常用的硬件描述语言（HDL）和集成电路（IC）设计流程。 硬件描述语言（HDL）： 介绍Verilog或VHDL等主流HDL语言的基本语法和设计理念。学习如何使用HDL来描述数字逻辑电路，并进行仿真验证。 集成电路（IC）设计流程： 简要介绍从逻辑设计到物理实现的过程，包括综合（Synthesis）、布局（Placement）、布线（Routing）和时序分析（Timing Analysis）。 可编程逻辑器件（PLD）： 介绍现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）等可编程逻辑器件。理解它们如何为快速原型设计和灵活的系统实现提供强大的平台。 实际项目实践指导： 提供一些简单的项目案例，引导读者将所学知识应用于实际的电路设计和仿真，例如设计一个简单的 ALU 或一个小型数据处理器。 结语： 《逻辑的艺术：从基础门到复杂系统》不仅仅是一本关于电子元件的书籍，它更是一扇通往数字世界大门。通过对逻辑原理的深入探索，你将不仅能理解现代科技的运作方式，更能培养出严谨的逻辑思维和解决问题的能力。希望本书能点燃你对数字电路设计的热情，为你开启更广阔的学习和创造之旅。从简单的逻辑门开始，你将掌握构建复杂数字系统的钥匙，为未来的创新和发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

收到《数字电路（第4版）》后，我立刻感受到它在内容上的厚重感和学术性。我目前正在攻读计算机科学专业，对于理解计算机体系结构和微处理器的工作原理，扎实的数字电路基础是关键。我希望这本书能够涵盖数字逻辑设计的所有核心内容，包括布尔代数、卡诺图、逻辑门电路、组合逻辑和时序逻辑电路的设计与分析。更重要的是，我希望它能深入讲解同步和异步逻辑的区别与应用，以及如何处理时钟信号和时序冲突。我特别关注书中是否会涉及一些关于存储器（如SRAM, DRAM）和微处理器基本架构的设计原理。如果能有相关的图示和详细的数学推导，将有助于我更深刻地理解这些复杂的概念。我期待这本书能为我提供坚实的理论基础，让我能够更好地理解计算机硬件的底层运行机制，为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

拿到《数字电路（第4版）》，我首先被其清晰的章节划分和内容组织所吸引。我一直觉得，学习数字电路最重要的一点是要理解“为什么”这样做，而不仅仅是“怎么”做。我希望这本书在讲解各种逻辑门和集成电路的原理时，能够深入剖析其背后的设计思想和优化策略。比如，在介绍D触发器时，是否会讨论其不同类型的优缺点，以及在实际应用中如何根据需求进行选择？我更看重的是书中是否能够提供一些关于功耗优化、时序约束和信号完整性等方面的进阶内容。这些都是在实际数字电路设计中至关重要却常常被初学者忽略的细节。我希望这本书能像一位经验丰富的导师，不仅传授知识，更能分享宝贵的工程经验和设计心得。它是否能指导我如何从需求分析到最终实现，一步步构建起一个高效、稳定的数字系统？我非常期待书中能够有更多关于实际应用案例的讲解，让我能够学以致用。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的第一印象就是严谨与深度。从它厚重的分量和精美的排版来看，就知道作者一定倾注了大量的心血。我一直对微处理器和FPGA等复杂的数字系统非常感兴趣，而要理解这些，扎实的数字电路基础是必不可少的。我希望这本书能系统地梳理数字电路的基本概念，从最基础的逻辑门开始，循序渐进地深入到更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路。特别想知道书中对于状态机的设计和分析是如何展开的，这部分往往是难点，也是数字系统设计的精髓所在。此外，我还希望它能包含一些关于半导体器件在数字电路中的应用原理，比如MOS管的工作特性等，这样能让我对电路的物理实现有更直观的理解。这本书会不会提供一些经典的数字电路设计实例，比如简单的CPU模型或者存储器单元的设计？如果能有清晰的电路图和详细的分析过程，那将是极大的帮助。我期待它能够为我构建起一个完整、清晰的数字电路知识体系。

评分☆☆☆☆☆

终于收到这本《数字电路（第4版）》了，怀着无比激动的心情，我第一时间翻开它。这本书的外观设计就充满了科技感，封面硬朗，纸张厚实，散发着知识的香气。迫不及待地想要进入数字电路的奇妙世界，去探索那些逻辑门、触发器、计数器以及时序逻辑的奥秘。一直以来，我对计算机底层是如何运作的充满了好奇，而数字电路正是构建一切数字设备的基础。这本书的出现，无疑为我打开了一扇了解计算机“大脑”工作原理的大门。我期待书中能够详细讲解数字电路的设计流程、各种逻辑函数的化简方法，以及如何利用EDA工具进行仿真和实现。更重要的是，我希望能学到如何将理论知识应用于实际电路设计中，解决现实世界中的工程问题。这本书是否能提供丰富的案例分析，让我看到理论的实践应用？是否能引导我逐步掌握复杂的数字系统设计技巧？这些都是我最期待的。我希望它不仅仅是一本枯燥的教科书，而是一本能激发我学习热情，引领我入门的启蒙之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计风格让我眼前一亮，透露出一种现代和专业的氛围。我一直对嵌入式系统和物联网设备很感兴趣，而这些设备的核心都离不开数字电路。我希望这本书能够详细讲解数字信号的表示、编码、传输和处理等基础知识。特别是对于二进制、BCD码、ASCII码等各种编码方式的转换和应用，以及它们在数字系统中的作用。我期待书中能有对各种常用数字集成电路芯片的介绍，比如74系列逻辑芯片，并结合实际应用讲解如何使用它们构建各种功能模块。此外，我还想了解如何利用Verilog或VHDL等硬件描述语言进行数字电路的设计和仿真，这在现代数字系统设计中是不可或缺的技能。这本书是否能提供丰富的代码示例和仿真结果，让我能够直观地看到代码是如何转化为实际电路功能的？我希望它能成为我学习数字电路和硬件描述语言的得力助手。