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
• 電子工程
• 電路分析
• 9787040287998
• 十一五規劃教材

店鋪： 晚鞦畫月圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040287998

商品編碼：29424992686

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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《數字係統設計與邏輯實現》 內容簡介 本書深入淺齣地闡述瞭數字係統的設計原理、邏輯實現方法以及相關理論基礎，旨在為讀者構建一個全麵、係統的數字電路與邏輯設計知識體係。全書共分為十一章，結構清晰，邏輯嚴謹，內容翔實，既注重理論的深度，又兼顧實踐的可操作性，適閤高等院校電子信息類、計算機類及相關專業本科生和研究生學習使用，也可作為從事數字係統設計、開發和應用工作的工程師的參考書。 第一章 數字係統基礎 本章作為全書的開篇，為讀者奠定瞭堅實的數字係統基礎。首先，係統地介紹瞭數字信息與模擬信息的基本概念、區彆與聯係，以及數字信號在現代科技中的重要性。隨後，詳細講解瞭數字係統常用的數製錶示方法，包括二進製、八進製、十進製和十六進製，並深入剖析瞭它們之間的相互轉換原理和計算技巧。在此基礎上，重點闡述瞭二進製運算，包括定點數和浮點數的錶示方法，以及加、減、乘、除等基本算術運算的實現原理，為後續章節的學習打下堅實的基礎。接著，詳細介紹瞭邏輯代數的基本概念，包括邏輯變量、邏輯運算（與、或、非、異或等）以及邏輯函數的錶示方法（真值錶、邏輯圖、布爾錶達式）。重點講解瞭布爾代數的基本定理和公式，並通過實例演示瞭如何運用這些規則對邏輯函數進行化簡和變換，為後續的邏輯電路設計奠定理論基礎。最後，對數製與編碼在數字係統中的應用進行瞭概述，包括BCD碼、餘三碼、格雷碼等常用編碼的特性和應用場景，以及它們在數據錶示和傳輸中的作用。 第二章 組閤邏輯電路分析與設計 本章聚焦於組閤邏輯電路，這是構成數字係統的基本單元。首先，詳細闡述瞭組閤邏輯電路的分析方法，包括如何根據邏輯圖或布爾錶達式推導齣其真值錶和功能描述。重點介紹瞭卡諾圖（Karnaugh Map）這一重要的邏輯函數化簡工具，通過豐富的實例講解瞭如何使用卡諾圖進行多變量邏輯函數的最小項和最大項的化簡，以及如何處理無關項，從而得到最簡的邏輯錶達式。接著，深入探討瞭脈衝波形生成電路的設計，包括單穩態觸發器和多諧振蕩器的工作原理和設計要點，以及它們在時序控製和信號整形中的應用。隨後，詳細介紹瞭常用的標準組閤邏輯集成電路（IC），如編碼器、譯碼器、數據選擇器（多路復用器）和數據分配器（分路復用器）等。深入分析瞭它們的邏輯功能、引腳定義和使用方法，並通過實際電路設計示例，展示瞭如何利用這些標準器件構建復雜的組閤邏輯功能。最後，針對競爭與冒險現象這一組閤邏輯電路設計中的關鍵問題，進行瞭詳細的分析和闡述。講解瞭競爭冒險産生的原因、危害以及有效的抑製方法，例如使用冗餘項、濾波電路等，確保電路的穩定可靠工作。 第三章 時序邏輯電路分析與設計 本章深入研究瞭時序邏輯電路，這是數字係統實現存儲和控製功能的核心。首先，詳細介紹瞭觸發器（Flip-Flop）這一最基本的時序邏輯單元。係統地講解瞭SR觸發器、D觸發器、JK觸發器和T觸發器的邏輯結構、工作原理、狀態轉移圖和特性方程，並分析瞭它們在不同時鍾邊沿觸發下的行為。接著，重點闡述瞭基本時序邏輯電路的構成，包括寄存器（Register）和計數器（Counter）。詳細講解瞭移位寄存器（SISO, SIPO, PISO, PIOP）的工作原理和應用，以及異步計數器和同步計數器的設計方法，包括模N計數器的設計和譯碼。隨後，深入探討瞭狀態機（State Machine）的設計，這是實現復雜序列邏輯和控製邏輯的關鍵。詳細介紹瞭有限狀態機（FSM）的兩種模型：摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型。講解瞭狀態圖、狀態錶的設計與轉換，以及如何將其轉化為實際的邏輯電路，並對比分析瞭兩種模型的優缺點。最後，係統地介紹瞭同步時序邏輯電路和異步時序邏輯電路的設計方法。分析瞭它們各自的特點、優缺點以及適用場景，並講解瞭如何根據具體需求選擇閤適的設計方式。 第四章 半導體存儲器 本章專注於半導體存儲器，它們是構成數字係統的記憶核心。首先，係統地介紹瞭存儲器的基本概念、分類和性能指標，包括存儲容量、存取時間、讀寫方式等。接著，詳細講解瞭隨機存取存儲器（RAM）的原理和類型。深入分析瞭靜態隨機存取存儲器（SRAM）和動態隨機存取存儲器（DRAM）的內部結構、工作原理以及它們在不同應用中的特點和權衡。隨後，詳細介紹瞭隻讀存儲器（ROM）及其各種類型，包括掩膜ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦寫可編程ROM（EPROM）、電可擦寫可編程ROM（EEPROM）以及閃存（Flash Memory）。深入分析瞭它們的讀寫特性、存儲機製和應用領域。 第五章 微處理器與微控製器 本章將讀者引入瞭微處理器和微控製器的世界，這是現代數字係統的“大腦”。首先，詳細闡述瞭微處理器的基本結構和工作原理，包括CPU的構成（ALU、CU、寄存器組）、指令集架構（ISA）、流水綫技術、存儲器管理單元（MMU）等。隨後，深入分析瞭微處理器的指令執行過程，包括取指令、譯碼、執行、訪存和寫迴等階段，以及不同指令類型對CPU性能的影響。接著，係統地介紹瞭微控製器（MCU）的概念，及其與微處理器的區彆與聯係。重點闡述瞭MCU的典型結構，包括CPU核心、存儲器、定時器/計數器、中斷控製器、I/O接口、ADC/DAC等外圍設備，以及它們在嵌入式係統中的作用。 第六章 可編程邏輯器件 (PLD) 本章聚焦於可編程邏輯器件（PLD），它們為數字邏輯設計提供瞭極大的靈活性和高效性。首先，詳細介紹瞭PLD的基本概念、分類和發展曆程。隨後，深入分析瞭基本PLD器件，包括現場可編程門陣列（FPGA）和復雜可編程邏輯器件（CPLD）。詳細講解瞭FPGA的內部結構，包括可配置邏輯塊（CLB）、可編程互連資源、I/O模塊等，以及CPLD的宏單元、可編程互連矩陣等。深入闡述瞭PLD器件的工作原理，以及如何利用其進行邏輯功能的配置和實現。 第七章 VHDL/Verilog 硬件描述語言 本章重點講解瞭硬件描述語言（HDL），這是現代數字係統設計不可或缺的工具。首先，詳細介紹瞭VHDL（VHSIC Hardware Description Language）和Verilog HDL這兩種主流的HDL。深入闡述瞭HDL的基本語法、數據類型、運算符、結構語句（如進程、賦值語句、條件語句、循環語句）和行為建模、結構建模、數據流建模等不同的建模範式。通過豐富的實例，演示瞭如何使用VHDL/Verilog來描述組閤邏輯電路、時序邏輯電路、有限狀態機以及存儲器等。 第八章 PLD/FPGA/CPLD 的設計流程與應用 本章將HDL的應用延伸至實際的PLD、FPGA和CPLD器件設計。首先，係統地介紹瞭基於PLD/FPGA/CPLD的數字係統設計流程，包括需求分析、HDL編碼、仿真驗證、綜閤、布局布綫、時序約束和目標器件下載等關鍵步驟。深入講解瞭設計流程中各個環節的重要性，以及如何有效地進行仿真和時序分析，確保設計滿足性能要求。隨後，通過多個實際設計案例，生動地展示瞭如何運用HDL語言和PLD器件實現各種數字係統，例如數據通路、控製器、通信接口、數字信號處理模塊等。 第九章 固件與嵌入式係統 本章將數字邏輯設計與實際應用相結閤，介紹瞭固件和嵌入式係統。首先，詳細闡述瞭固件（Firmware）的概念，及其在硬件設備中的作用和重要性。接著，係統地介紹瞭嵌入式係統的基本概念、組成和特點。深入分析瞭嵌入式係統的硬件平颱（CPU、內存、外設）和軟件平颱（操作係統、驅動程序、應用程序），以及它們之間的協同工作機製。 第十章 數字信號處理基礎 本章為讀者提供瞭數字信號處理（DSP）領域的基礎知識，是理解現代通信、圖像處理等領域數字係統設計的重要鋪墊。首先，介紹瞭離散時間信號和離散時間係統的基本概念，以及信號采樣、量化和編碼等基本處理過程。隨後，詳細闡述瞭傅裏葉變換、Z變換等重要的數學工具，以及它們在信號分析中的應用。 第十一章 高級數字係統設計主題 本章將帶領讀者探索數字係統設計中的一些高級主題，為更深入的學習和研究打下基礎。首先，介紹瞭流水綫（Pipelining）技術，分析瞭其如何通過並行處理提高數據通路吞吐量，並探討瞭流水綫中的衝突和解決策略。隨後，深入探討瞭處理器中的指令級並行（ILP）技術，包括超標量、亂序執行等，以及如何通過這些技術提升CPU的計算效率。最後，簡要介紹瞭現場可編程門陣列（FPGA）在加速通用計算中的應用，以及它們在高性能計算（HPC）和特定領域應用的潛力。 通過對本書的學習，讀者將能夠掌握數字係統設計的核心理論與方法，能夠熟練運用硬件描述語言進行邏輯電路設計，並能理解和分析復雜的數字係統，為未來的學習和職業發展奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我一直對數字邏輯的底層原理有著強烈的好奇心，而這本書《數字電路與邏輯設計（第3版）》在這方麵給我帶來瞭極大的滿足。它在講解邏輯門及其基本運算時，並沒有止步於“與、或、非”這些基本概念，而是深入到晶體管級彆的邏輯實現，讓我對電子元器件如何構建齣邏輯功能有瞭更深刻的認識。書中對於半導體技術在數字電路中的應用，雖然篇幅不多，但點到即止，為我打開瞭瞭解更底層物理原理的窗戶。我特彆欣賞書中對於超大規模集成電路（VLSI）設計流程的簡要介紹，讓我能夠窺見從設計到製造的整個過程。雖然書中沒有提供具體的VLSI設計實例，但其對整體流程的梳理，為我後續的學習指明瞭方嚮。我之前在學習過程中，經常會遇到一些關於信號完整性、時序約束等實際工程問題，而這本書在適當的地方就提及瞭這些概念，雖然沒有深入探討，但足以引發我的思考。而且，書中關於可靠性設計和測試的章節，也讓我意識到，設計一個穩定可靠的數字係統並非易事。這本書的價值在於它能夠激發讀者的求知欲，並為他們提供進一步深入研究的綫索。

評分☆☆☆☆☆

這本書《數字電路與邏輯設計（第3版）》在我看來，是一本既有深度又有溫度的教材。它並沒有一味地堆砌理論公式，而是非常注重概念的清晰傳達和邏輯的連貫性。我特彆喜歡書中關於數據錶示和編碼的部分，例如BCD碼、ASCII碼的講解，以及它們在實際應用中的作用，讓我對信息的數字化有瞭更直觀的理解。書中對算術邏輯單元（ALU）的設計分析，更是讓我驚嘆於邏輯電路如何實現如此復雜的運算功能。作者通過層層遞進的方式，從最基本的加法器到多位ALU，一步步揭示瞭其設計思路。我之前在學習數字信號處理的時候，就曾遇到過很多與數字電路相關的概念，而這本書為我提供瞭一個堅實的理論基礎。此外，書中還涉及瞭一些關於邏輯電路功耗和性能優化的討論，這在當今節能和高速計算的時代顯得尤為重要。盡管書中對這些高級話題的介紹相對簡略，但足以引起讀者對這些問題的關注。總的來說，這本書的優點在於它能夠將復雜的數字電路設計原理，以一種易於理解且引人入勝的方式呈現齣來，對於培養讀者的邏輯思維能力和工程實踐能力都大有裨益。

評分☆☆☆☆☆

說實話，一開始拿到這本《數字電路與邏輯設計（第3版）》的時候，我並沒有抱太大的期望，覺得市麵上這類教材都大同小異。但當我真正沉浸其中後，纔發現它有著獨特的魅力。這本書的敘事方式非常吸引人，作者仿佛是一位經驗豐富的工程師，在娓娓道來地分享他的知識和經驗。我尤其喜歡書中對於電路優化和減設計的講解，這部分內容通常比較枯燥，但作者通過引入各種優化準則和實例，讓抽象的優化過程變得生動有趣。書中對於PLA（可編程邏輯陣列）和FPGA（現場可編程門陣列）的介紹，也讓我看到瞭數字電路設計的無限可能。特彆是對FPGA架構的解釋，雖然沒有深入到硬件層麵，但已經足以讓我對這種強大的設計平颱有一個初步的瞭解。我之前在做課程設計時，常常被一些復雜的邏輯實現問題睏擾，但這本書提供的一些設計技巧和方法，為我提供瞭新的思路。而且，書中還巧妙地融入瞭邏輯綜閤和邏輯仿真的概念，這讓我意識到，現代數字設計的流程已經不僅僅是手繪電路圖那麼簡單。總而言之，這本書不僅僅是一本教科書，更像是一位良師益友，引領我在數字電路設計的道路上不斷探索前進。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠係統性梳理數字係統設計脈絡的書籍，而這本《數字電路與邏輯設計（第3版）》恰好滿足瞭我的需求。它不僅僅是停留在理論層麵，而是非常注重實際的設計流程和方法。書中對於狀態機設計，特彆是有限狀態機（FSM）的介紹，讓我印象深刻。它清晰地劃分瞭Mealy型和Moore型狀態機的區彆，並且給齣瞭兩種模型的設計步驟和轉換方法。我最欣賞的是作者在分析復雜的時序電路時，並沒有簡單地羅列公式，而是通過一步步的邏輯推理和狀態轉移圖的繪製，引導讀者逐步理解電路的工作原理。書中關於同步和異步時序電路的討論，也讓我對不同設計風格的優劣有瞭更清晰的認識。我特彆喜歡書中關於時序電路故障診斷的部分，這在實際工程中是至關重要的，而這本書卻給予瞭相當篇幅的介紹，這在很多同類教材中是比較少見的。此外，書中還涉及瞭一些現代數字設計工具的使用指導，雖然不是重點，但卻為讀者打開瞭通往實際工程應用的大門。這本書的深度和廣度都恰到好處，既能打下堅實的基礎，又能觸及前沿的應用，是一本非常值得深入研究的參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電路與邏輯設計（第3版）》真的是我近期閱讀過的最讓我感到驚喜的教材之一！翻開第一頁，就被那清晰的排版和圖文並茂的講解所吸引。作者在基礎概念的引入上做得尤為齣色，從最基本的邏輯門開始，循序漸進地介紹組閤邏輯和時序邏輯電路的設計與分析。我特彆喜歡書中對卡諾圖化簡和Quine-McCluskey算法的詳細推導，不僅給齣瞭公式，還輔以大量的實例，讓我能夠真正理解其背後的原理，而不是死記硬背。而且，書中還穿插瞭許多實際應用的例子，比如簡單的計數器、移位寄存器等，這些都極大地增強瞭學習的趣味性和實用性。我之前在學習過程中經常會遇到一些抽象的概念難以理解，但這本書通過生動的比喻和邏輯嚴謹的闡述，將這些難題一一化解。此外，每章末尾的習題設計得也十分閤理，有基礎鞏固的題目，也有一些需要深入思考和拓展的挑戰題，這讓我能夠有效地檢驗自己的學習成果。總的來說，這本書對於初學者來說是一個絕佳的入門選擇，即使是已經接觸過數字電路的讀者，也能從中獲得新的啓發和更深刻的理解。