數字電路與邏輯設計(第3版普通高等教育十一五規劃教材) 9787040287998 高等教 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鬍錦 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
• 電子技術
• 高等教育
• 教材
• 計算機基礎
• 電路分析
• 電子工程
• 9787040287998
• 十一五規劃教材

店鋪： 花晨月夕圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040287998

商品編碼：29424177209

包裝：平裝

齣版時間：2010-05-01

基本信息

書名：數字電路與邏輯設計(第3版普通高等教育十一五規劃教材)

定價：36.90元

作者：鬍錦

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2010-05-01

ISBN：9787040287998

字數：590000

頁碼：370

版次：3

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.599kg

編輯推薦

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p>　　本書在如下方麵做瞭進一步的調整和改進：將《數字電路與邏輯設計》（作者：鬍錦）分為上、下兩篇，上篇主要介紹數字電路的理論知識，精減瞭分立器件電路的理論描述和相似的例題，文字做瞭進一步提煉、適當刪減瞭冗餘內容；增補瞭部分思考題與習題參考答案；重點突齣瞭集成數字器件的應用等。下篇整閤瞭基本數字邏輯測試儀器的使用方法，數字電路設計和製作的基本技能，數字單元電路的製作與測試，數字係統的設計與製作，EWB虛擬實驗平颱及CPLD／FPGA開發工具——QuartusⅡ開發環境等實用性技能內容，強化瞭數字電路單元技能訓練和數字邏輯係統的綜閤設計能力的培養；選取與工程實際相關的項目，吸收瞭有關新技術、新器件、新工具的內容；突齣瞭大規模集成電路的應用。

內容提要

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　　本書是晉通高等教育“十一五”*規劃教材。《數字電路與邏輯設計》在前兩版教材的基礎上，對“數字電路與數字邏輯”課程內容進行瞭整閤優化，從應用角度齣發介紹瞭數字電路的基礎知識、邏輯分析的基本方法及數字電路設計製作的基本技能，並關注瞭中大規模集成電路的應用。全書分上、下兩篇，主要內容包括：邏輯代數基礎、集成邏輯門電路、組閤邏輯電路、集成觸發器、時序邏輯電路、脈衝波形的産生和整形、數模及模數轉換器、大規模集成數字電路、常用儀器與設備的使用方法、數字電路設計的基礎知識、EWB應用簡介、CPLD／FPGA開發環境QuartusⅡ應用簡介、數字電路單元實驗、數字係統綜閤設計。其中數字電路單元實驗、數字係統綜閤設計以及CPLD／FPGA開發應用等內容可根據教學實際情況選用。《數字電路與邏輯設計》可作為高等職業學校、高等專科學校、成人高校及本科院校的二級職業技術學院和民辦高校計算機專業、通信專業、電子類專業的教材，也可供有關專業技術人員參考使用，或作為自學用書。

目錄

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上篇 理論篇章 邏輯代數基礎 1．1 數製與編碼 1．1．1 數製 1．1．2 數製轉換 1．1．3 編碼 1．2 基本概念、公式和定理 1．2．1 三種基本邏輯關係 1．2．2 基本公式、定理和常用規則 1．3 邏輯函數的化簡 1．3．1 邏輯函數的標準與或式和 1．3．2 邏輯函數的公式化簡法 1．3．3 邏輯函數的圖形化簡法 1．3．4 具有無關項的邏輯函數的化 1．4 邏輯函數的錶示方法及相互轉換 1．4．1 幾種邏輯函數的錶示方法 1．4．2 邏輯函數幾種錶示方法之間 轉換本章小結思考題與習題第2章 集成邏輯門電路第3章 組閤邏輯電路第4章 集成觸發器第5章 時序邏輯電路第6章 脈衝波形的産生和整形第7章 數模及模數轉換器第8章 大規模集成數字電路下篇 實踐篇第9章 常用儀器與設備的使用方法0章 數字電路設計的基礎知識1章 EWB應用簡介2章 CPLD／FPGA開發環境Quartus 11應用簡介3章 數字電路單元實驗4章 數字係統綜閤設計部分思考題與習題參考答案參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《現代數字係統設計與實踐》 內容概述： 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的數字係統設計與實踐的學習平颱，內容涵蓋瞭數字邏輯設計的基礎理論、常用的設計方法、現代硬件描述語言（HDL）的應用以及實際工程項目的設計流程。全書共分為十五章，結構清晰，由淺入深，既注重理論的嚴謹性，又強調實踐的可操作性，力求幫助讀者掌握數字係統設計的核心技能，為進一步深入學習和實際工作打下堅實基礎。 第一章 數字係統基礎： 本章將從最基本的概念入手，介紹數字信號與模擬信號的區彆，以及數字係統在現代電子技術中的重要地位。我們將詳細闡述二進製、八進製、十六進製等數字編碼方式，以及它們之間的轉換方法，為後續的學習奠定基礎。此外，本章還將介紹基本的邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）及其真值錶和邏輯符號，為理解更復雜的邏輯電路打下基礎。我們將深入剖析布爾代數的基本定理和定律，包括交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等，並介紹如何利用布爾代數化簡邏輯錶達式，這是優化邏輯電路性能的關鍵步驟。最後，本章將引齣現代數字係統設計中常用的卡諾圖（Karnaugh map）方法，教授如何利用卡諾圖有效地化簡包含多個變量的邏輯函數，為設計高效的組閤邏輯電路提供直觀有效的工具。 第二章 組閤邏輯電路設計： 本章專注於組閤邏輯電路的分析與設計。我們將詳細講解組閤邏輯電路的特點，即輸齣僅取決於當前輸入，與曆史狀態無關。在此基礎上，我們將深入介紹各種基本的組閤邏輯模塊，包括編碼器（Encoder）、譯碼器（Decoder）、多路選擇器（Multiplexer, MUX）、多路分配器（Demultiplexer, DEMUX）以及加法器（Adder）、減法器（Subtractor）等算術邏輯單元。對於每一種模塊，我們將不僅提供其邏輯功能和電路結構，還會給齣詳細的分析方法和設計步驟，並通過實際例子展示如何利用這些基本模塊構建更復雜的係統。本章還將重點介紹競爭冒險（Race Condition）現象及其産生原因，並探討有效的抑製方法，以確保電路設計的穩定性和可靠性。 第三章 時序邏輯電路設計： 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還與電路的曆史狀態相關，即具有“記憶”功能。本章將詳細介紹時序邏輯電路的基本構成單元——觸發器（Flip-flop）。我們將深入解析不同類型的觸發器，如SR觸發器、JK觸發器、D觸發器和T觸發器，並詳細闡述它們的觸發方式、狀態轉移圖和時序特性。在此基礎上，我們將講解如何利用觸發器構建各種時序邏輯電路，包括寄存器（Register）、移位寄存器（Shift Register）和計數器（Counter）。我們將詳細分析各種計數器的類型，如同步計數器（Synchronous Counter）和異步計數器（Asynchronous Counter），並展示如何設計具有特定功能的計數器，例如上升/下降計數器、環形計數器等。此外，本章還將介紹有限狀態機（Finite State Machine, FSM）的概念，包括摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型狀態機的設計方法，以及如何將其應用於更復雜的順序控製係統。 第四章 可編程邏輯器件（PLD）入門： 隨著集成電路技術的飛速發展，可編程邏輯器件（PLD）已成為數字係統設計的主流工具。本章將係統介紹PLD的基本概念和發展曆程，包括ROM、PLA、PAL以及FPGA等主要器件類型。我們將詳細闡述這些器件的內部結構、工作原理以及它們在數字係統設計中的優勢和應用場景。我們將重點介紹目前應用最廣泛的FPGA（Field-Programmable Gate Array），闡述其可編程邏輯單元（Configurable Logic Block, CLB）、可編程互連資源（Programmable Interconnect）以及輸入/輸齣塊（Input/Output Block, IOB）等核心組成部分，並簡要介紹FPGA的設計流程。 第五章 Verilog HDL 基礎： 硬件描述語言（HDL）是現代數字係統設計不可或缺的工具。本章將深入介紹功能強大且應用廣泛的Verilog HDL。我們將從Verilog的基本語法入手，包括模塊（module）、端口（port）、數據類型（data type）、賦值語句（assignment statement）以及運算符（operator）等。我們將詳細講解Verilog的兩種基本描述方式：行為級描述（behavioral description）和數據流級描述（dataflow description），並展示如何利用這些描述方式來錶示組閤邏輯和時序邏輯電路。本章還將介紹Verilog中的關鍵結構，如always塊、if-else語句、case語句、for循環和while循環等，以及如何利用它們來實現復雜的邏輯功能。 第六章 Verilog HDL 結構化描述與高級特性： 本章將在Verilog HDL的基礎之上，進一步深入探討其結構化描述方式，包括實例化（instantiation）和連接（connection）等概念。我們將詳細講解如何使用Verilog來描述層次化結構，將復雜的係統分解為多個子模塊，並通過實例化和連接的方式將它們有機地組閤起來。此外，本章還將介紹Verilog的一些高級特性，如參數化（parameterization）、生成（generate）語句、任務（task）和函數（function）等，這些特性能夠顯著提高代碼的可重用性和設計效率。我們將通過豐富的實例，演示如何利用這些高級特性來設計更靈活、更通用的數字邏輯模塊。 第七章 Verilog HDL 仿真與驗證： 仿真與驗證是數字係統設計過程中至關重要的環節。本章將詳細介紹如何利用Verilog進行仿真和驗證，以確保設計的正確性。我們將講解Testbench（測試平颱）的設計方法，包括如何生成激勵信號、如何捕獲和比較輸齣信號，以及如何使用斷言（assertion）來檢查電路的行為。本章還將介紹常用的仿真工具，如ModelSim、QuestaSim或Vivado Simulator等，並演示如何使用這些工具進行行為仿真、門級仿真和時序仿真。我們將強調仿真驗證的重要性，以及如何通過有效的仿真策略來發現並修復設計中的bug。 第八章 FPGA 設計流程與實踐： 本章將詳細介紹基於FPGA的數字係統設計流程，從需求分析、邏輯設計、HDL編碼、綜閤（synthesis）、適配（implementation，包括布局與布綫）到仿真驗證，再到最終的下載與調試，貫穿整個設計周期。我們將重點介紹使用主流FPGA廠商（如Xilinx或Intel/Altera）提供的開發工具套件（如Vivado或Quartus Prime）進行設計的方法。本章還將提供多個基於FPGA的實際設計實例，涵蓋常見的數字信號處理模塊、微處理器接口等，幫助讀者將所學知識轉化為實際動手能力。 第九章 寄存器傳輸級（RTL）設計進階： 本章將進一步深化RTL設計理念。我們將討論如何設計更高效、更優化的RTL代碼，包括狀態編碼（state encoding）的選擇、流水綫（pipelining）技術在提高性能中的應用、以及如何處理異步復位（asynchronous reset）和同步復位（synchronous reset）等細節。我們將分析不同RTL設計風格對綜閤結果的影響，以及如何編寫易於理解和維護的代碼。本章還將探討如何針對特定的FPGA架構進行優化，以充分發揮硬件的性能。 第十章 時序約束與靜態時序分析（STA）： 在高性能數字電路設計中，時序問題至關重要。本章將詳細介紹時序約束（timing constraint）的概念，包括時鍾周期（clock period）、輸入延遲（input delay）、輸齣延遲（output delay）等。我們將深入講解靜態時序分析（Static Timing Analysis, STA）的原理和方法，以及如何利用STA工具來檢測和修復時序違例（timing violation）。本章還將討論如何通過優化設計、調整布局布綫和選擇閤適的器件來滿足嚴格的時序要求。 第十一章 低功耗數字設計技術： 隨著移動設備和便攜式電子産品的普及，低功耗設計已成為數字係統設計的重要考量。本章將係統介紹各種低功耗數字設計技術，包括時鍾門控（clock gating）、電源門控（power gating）、動態電壓與頻率調節（DVFS）等。我們將探討如何通過優化算法、選擇低功耗工藝和采用特殊的低功耗設計策略來降低數字電路的功耗。本章還將介紹相關的低功耗設計工具和評估方法。 第十二章 可綜閤HDL 設計模式： 本章將聚焦於可綜閤HDL設計模式。我們將討論哪些HDL結構是可綜閤的，以及哪些是不可綜閤的，並解釋其原因。我們將介紹一些常見的可綜閤設計模式，例如狀態機的實現、移位寄存器的設計、FIFO（First-In, First-Out）緩衝器的設計等。通過學習這些模式，讀者可以更好地理解如何編寫能夠被綜閤工具正確處理的HDL代碼，並避免一些常見的陷阱。 第十三章 接口設計與通信協議： 現代數字係統通常需要與其他設備進行通信。本章將介紹幾種常見的接口設計和通信協議，包括UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）、SPI（Serial Peripheral Interface）和I2C（Inter-Integrated Circuit）。我們將詳細講解這些協議的工作原理、信號時序和實現方法，並提供相應的HDL設計實例。此外，本章還將簡要介紹更復雜的通信協議，如USB（Universal Serial Bus）或Ethernet（以太網）的基本概念。 第十四章 調試技術與故障排除： 在數字係統設計過程中，調試是一個必不可少且往往具有挑戰性的環節。本章將介紹多種有效的調試技術，包括邏輯分析儀（logic analyzer）的使用、片上調試（on-chip debugging）工具的應用，以及如何通過仿真調試來定位問題。我們將分享一些常見的調試策略和故障排除技巧，幫助讀者快速有效地解決設計中遇到的問題，並提高調試效率。 第十五章 現代數字係統設計項目案例： 本章將通過一個或多個綜閤性的項目案例，將前麵章節所學的知識融會貫通。這些案例將涵蓋從需求分析到最終實現的完整流程，例如設計一個簡單的微處理器控製器、一個數據采集係統或一個簡單的數字信號處理單元。通過深入分析這些項目案例，讀者可以更直觀地理解數字係統設計的實際應用，並進一步鞏固和提升自己的設計能力。 總結： 《現代數字係統設計與實踐》是一本集理論與實踐於一體的教材，內容全麵、條理清晰、實例豐富。通過學習本書，讀者將能夠深刻理解數字邏輯設計的原理，熟練掌握現代硬件描述語言（Verilog HDL）的應用，並具備使用FPGA等可編程邏輯器件進行實際係統設計的能力，從而為應對日益復雜的數字係統設計挑戰做好充分準備。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我拿到這本書的時候，並沒有太高的期待，隻是作為課程的指定教材，我把它擺在瞭書架上。但隨著課程的深入，我發現這本書的價值遠超我的想象。它不像一些教科書那樣枯燥乏味，而是巧妙地將理論知識融入到實際的電路設計案例中。比如，在講解復雜組閤邏輯電路的設計時，書中會給齣一個具體的應用場景，然後一步步引導讀者如何運用卡諾圖、布爾代數等工具進行化簡和實現，這種“學以緻用”的方式讓我對抽象的理論有瞭更直觀的理解。我印象特彆深刻的是書中關於時序邏輯電路的部分，從觸發器到寄存器，再到計數器，每一個單元電路的講解都循序漸進，而且配有大量的圖示和時序圖，清晰地展現瞭電路的工作原理和信號變化過程。我曾經花瞭好幾個晚上，對照著書上的圖仔細分析一個典型的異步計數器的狀態轉移，最終豁然開朗，那種感覺真的太棒瞭。這本書的優點在於它既有理論的深度，又不失實踐的指導性，讓我在學習數字電路的道路上少走瞭很多彎路。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電路與邏輯設計》確實算得上是我的大學生活裏不可或缺的一本入門讀物。我當初選擇它，很大程度上是被“十一五規劃教材”這個標簽吸引，總覺得國傢層麵的規劃教材在內容深度和廣度上會有一定的保證，不至於太偏或者太淺。拿到書後，第一印象就是厚實，紙張的質感也還可以，適閤經常翻閱。內容上，從最基礎的數製轉換、邏輯門開始，一步步深入到組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計與分析，再到一些更高級的應用，比如存儲器、微處理器等，整個知識體係搭建得相當完整。我尤其喜歡書中對概念的闡釋，很多抽象的邏輯關係都能用生動形象的比喻來解釋，讓我這個初學者也能很快抓住要點。每章後麵的習題也是我復習的重頭戲，題型多樣，從簡單的概念題到復雜的綜閤設計題都有覆蓋，做完之後對知識點的掌握程度心裏就有數瞭。雖然有些題目確實很有挑戰性，需要反復琢磨，但解決問題的成就感是無與倫比的。這本書不僅教會瞭我如何設計數字電路，更重要的是培養瞭我邏輯思維能力和解決復雜問題的係統性方法，這對我後來的學習和實踐都起到瞭至關重要的作用。

評分☆☆☆☆☆

作為一名已經工作瞭幾年的電子工程師，偶然間翻到瞭這本書，讓我對當年學習數字電路的時光又有瞭新的認識。不得不說，《數字電路與邏輯設計》這本書在內容編排和知識點的講解上，確實有其獨到之處。它在講解復雜概念時，總能抓住核心要義，並用精煉的語言進行闡釋，避免瞭不必要的繁瑣。例如，在介紹PLA和CPLD等可編程邏輯器件時，書中用清晰的框圖和邏輯關係圖，將復雜的內部結構和工作原理分解開來，讓我能夠快速把握其關鍵特性。而且，書中對一些重要的設計方法論，比如自頂嚮下和自底嚮上的設計思路，都進行瞭深入的探討，這對於培養工程思維非常有益。我尤其欣賞書中對一些經典數字係統的分析，例如一個簡單的CPU的指令周期是如何實現的，書中通過層層剝離的方式，將指令譯碼、執行等過程一一呈現，讓人茅塞頓開。這本書不僅是一本學習數字電路的教材，更是一本培養工程師思維和工程實踐能力的寶典。

評分☆☆☆☆☆

作為一名已經畢業多年的工程師，迴過頭來看這本《數字電路與邏輯設計》，我仍然覺得它是一本值得推薦的經典教材。雖然我現在的職業方嚮已經不是直接從事數字電路設計，但當年學習它時打下的堅實基礎，依然在我的職業生涯中發揮著重要作用。這本書最讓我贊賞的一點是其內容的組織結構。它不是簡單地羅列知識點，而是遵循瞭由淺入深、由易到難的邏輯順序。從最基本的二進製和邏輯運算，到復雜的集成電路設計和係統級應用，層層遞進，讓讀者能夠構建起完整的知識體係。我特彆喜歡書中對一些關鍵概念的講解，比如“狀態機”的設計，書中通過詳細的例子，將抽象的狀態轉移和輸齣邏輯具象化，讓我能夠清晰地理解其工作原理。此外，書中還涉及瞭一些重要的數字係統組件，例如各種類型的存儲器和常用的邏輯器件，這為理解更高級的微處理器和FPGA等技術奠定瞭基礎。即使是現在，當我遇到一些需要用到數字邏輯思維解決的問題時，我也會不自覺地迴想起書中的一些基本原理和分析方法。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛開始接觸數字邏輯設計的學生，這本《數字電路與邏輯設計》是我學習過程中遇到的第一本係統性的教材。這本書最大的優點在於它的通俗易懂。作者在講解一些比較抽象的概念時，會用很多形象的比喻和生動的例子，讓我在理解上沒有太大的障礙。例如，在解釋“邏輯門”的時候，作者將其類比為生活中的“開關”，通過不同的組閤來實現不同的功能，這種方式讓我很快就理解瞭基本邏輯門的工作原理。書中的圖示也非常清晰，大量的電路圖和波形圖，讓我能夠直觀地看到電路的結構和信號的變化。我最喜歡的是每章後麵都有一些實際的應用案例，比如設計一個簡單的交通燈控製器，或者實現一個簡易的電子密碼鎖。這些案例讓我覺得數字電路設計並非遙不可及，而是可以通過所學的知識來實現的。這本書給瞭我學習數字電路的信心和興趣，讓我更加期待接下來的學習內容。