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徐煜明 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121052767

商品编码：29488151209

包装：平装

出版时间：2008-01-01

基本信息

书名：数字电子技术与逻辑设计教程(第3版)

定价：23.00元

作者：徐煜明

出版社：电子工业出版社

出版日期：2008-01-01

ISBN：9787121052767

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是普通高等教育“十一五”*规划教材，是在《数字电子技术与逻辑设计教程（第二版）》的基础上作了进一步修订而成的，并增加了免费电子课件。本书共9章，内容包括数字电路基础、逻辑代数、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲信号的产生与变换，并介绍了A/D和D/A转换及大规模集成电路ROM、RAM、PLD等的一般知识。
　　本书叙述简明扼要，通俗易懂，可作为高职、高专计算机类、电气类、电子类、自动化类专业的教材，也可供有关工程技术人员自学参考。

目录

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章　数字电路基础
　1.1　数字电路概述
1.1.1　数字信号和数字电路
1.1.2　数字电路的特点
1.1.3　数字电路的分类
1.1.4　脉冲与脉冲参数
1.2　计数体制
1.2.1　进位计数制
1.2.2　二进制数
1.2.3　八进制数和十六进制数
1.2.4　数制转换
1.2.5　BCD码
1.2.6　格雷码
小结
习题
第2章　逻辑代数
　2.1　逻辑代数中的三种基本运算
2.1.1 或运算（Logic Addition）
2.1.2 与运算（Logic Multiplication）
2.1.3 非运算（Logic Negation）
　2.2　逻辑函数及其表示方法
2.2.1　逻辑函数
2.2.2　逻辑函数的表示方法
2.3　逻辑代数基本定律及常用公式
　 2.3.1　逻辑代数基奉定律
　 2.3.2　逻辑代数的常用公式
　 2.3.3　逻辑代数的重要规则
　 2.3.4　逻辑代数的相等
2.4　逻辑函数的化简
2.4.1　逻辑函数表达式的基本形式
2.4.2　逻辑函数表达式的标准形式
2.4.3　逻辑函数的化简
小结
习题
第3章　逻辑门电路
3.1　分立元件门电路
3.1.1 二极管开关特性
3.1.2 晶体三极管开关特性
3.1.3　简单门电路
3.1.4　复合门电路
3.2　TTL集成与非门电路
3.2.1 TTL电路的结构
3.2.2　TTL电路的工作原理
3.2.3　TTL与非门的传输特性
3.2.4　TTL与非门的性能指标
3.2.5　TTL与非门的改进
3.2.6　TTL电路的其他类型
3.3　其他双极型门电路
3.3.1 发射极耦合逻辑电路（ECL电路）
3.3.2　沣入逻辑电路
3.4　MOS门电路
3.4.1　MOS反相器
3.4.2　MOS与非门
3.4.3　MOS或非门
3.4.4　CMOS传输门
小结
习题
第4章　组合逻辑电路
　4.1　概述
　4.2　组合逻辑电路的分析
　 4.2.1 分析步骤
　 4.2.2　分析举例
　4.3　组合逻辑电路的设计
　 4.3.1 设计步骤
　 4.3.2　设计举例
　4.4　常用组合逻辑部件
　 4.4.1　编码器
　 4.4.2　译码器
　 4.4.3　数据选择器
　 4.4.4　加法器
　 4.4.5　数码比较器
　4.5　用中规模集成电路设计组合电路
　 4.5.1 用数据选择器实现组合逻辑函数
　　……
第5章　集成触发器
第6章　时序逻辑电路
第7章　脉冲信号的产生及波形变换
第8章　数/模转换器和模/数转换器
第9章　大规模集成电路介绍
部分习题答案
参考答案

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字电子技术基础与应用》 简介 本书是一本系统阐述数字电子技术基本原理、电路设计方法和实际应用的教材。内容涵盖了数字信号的表示、逻辑运算、基本逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器、脉冲信号产生与整形、模数/数模转换以及数字系统设计流程等核心知识。本书旨在为读者提供扎实的理论基础和清晰的实践指导，使其能够理解、分析和设计各种数字电子系统。 第一部分：数字逻辑基础 数字信号与数制： 数字信号的特点： 强调数字信号的离散性、非连续性和精确性，与模拟信号的连续性和近似性形成对比。解释数字信号在噪声干扰下具有更好的抗干扰能力，从而提高信号传输的可靠性。 数制系统： 详细介绍二进制（Binary）、十进制（Decimal）、八进制（Octal）和十六进制（Hexadecimal）四种常用数制。 二进制： 作为数字电路中最基本的表示方式，深入讲解其“0”和“1”两个基本状态的物理含义（高电平/低电平，开/关等）。 数制转换： 提供详细的算法和示例，指导读者如何在不同数制之间进行转换，包括整数和小数的转换。例如，将十进制数转换为二进制数（短除法），将二进制数转换为十进制数（按权展开），以及十进制与十六进制之间的相互转换。 二进制数的运算： 二进制加法、减法、乘法、除法： 讲解二进制基本算术运算的规则和方法，强调与十进制运算的相似之处和不同之处。 补码表示法： 重点介绍计算机中常用的补码表示法，解释其优点，即可以简化运算器的设计，实现加减法统一。详细阐述正数和负数在补码中的表示方式，以及如何进行补码加减运算。 逻辑代数基础： 逻辑变量与逻辑函数： 定义逻辑变量（只能取0或1两个值）和逻辑函数（输入逻辑变量，输出逻辑变量）。 基本逻辑运算： 逻辑“与”（AND）： 讲解其定义、符号、真值表，并用实例说明其应用，如“两个条件同时满足时，事件才发生”。 逻辑“或”（OR）： 讲解其定义、符号、真值表，并用实例说明其应用，如“两个条件只要有一个满足，事件就发生”。 逻辑“非”（NOT）： 讲解其定义、符号、真值表，并说明其“反转”功能。 复合逻辑运算： 与非（NAND）： 解释其由“与”运算后接“非”运算构成，强调其“万能性”，即任何逻辑函数都可以用NAND门实现。 或非（NOR）： 解释其由“或”运算后接“非”运算构成，同样具有“万能性”。 异或（XOR）： 讲解其定义（当两个输入不同时输出为1），符号、真值表，并说明其在奇偶校验、数据比较等方面的应用。 同或（XNOR）： 讲解其定义（当两个输入相同时输出为1），并说明其是XOR的补。 逻辑代数的基本定律与定理： 交换律、结合律、分配律： 阐述这些与普通代数类似的定律如何应用于逻辑运算。 重叠律、互补律、零律、同一律、吸收律、德摩根定理： 详细讲解这些重要的逻辑代数定理，并演示如何利用它们简化逻辑函数。德摩根定理在化简复杂逻辑表达式方面尤为重要。 逻辑函数的表示方法： 真值表： 最直观的表示方法，一一列出所有输入组合及其对应的输出。 逻辑图： 使用标准的逻辑门符号来表示逻辑函数。 逻辑表达式： 使用逻辑代数符号表示的数学表达式。 逻辑函数的化简： 代数化简法： 利用逻辑代数定律和定理对逻辑表达式进行化简，目标是得到最简形式。 卡诺图（Karnaugh Map）： 一种图形化的化简方法，适用于输入变量较少的逻辑函数。详细介绍如何绘制卡诺图，如何进行分组，以及如何从分组结果中提取最简逻辑表达式。 奎因-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）算法： 一种更通用的、适用于计算机实现的逻辑函数化简算法，适合输入变量较多的情况。 第二部分：基本逻辑电路 基本逻辑门电路： TTL（Transistor-Transistor Logic）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）逻辑系列： 介绍两种主流的集成电路技术。 TTL： 讲解其工作原理、特点（速度快、驱动能力强、功耗相对较高）、基本门电路（如74系列）。 CMOS： 讲解其工作原理、特点（功耗极低、集成度高、输入阻抗高）、基本门电路（如4000系列、74HC/HCT系列）。 各基本门电路的实现： AND、OR、NOT门： 介绍它们的逻辑功能、电路符号、真值表，并简要说明其内部实现电路（例如，利用晶体管构建）。 NAND、NOR、XOR、XNOR门： 介绍它们的逻辑功能、电路符号、真值表。 其他常用组合逻辑门： 如缓冲器（Buffer）和三态门（Tri-state Buffer）。 组合逻辑电路： 组合逻辑电路的特点： 强调其输出仅取决于当前输入，没有记忆功能。 编码器（Encoder）： 功能： 将多个输入信号转换为一个二进制代码输出。 类型： 如十进制—二进制编码器（BCD Encoder）、优先编码器（Priority Encoder）。 应用： 键盘输入、状态显示等。 译码器（Decoder）： 功能： 将二进制代码输入转换为唯一的输出信号。 类型： 如二进制—十二/十六/三十进制译码器、BCD—七段数码管译码器。 应用： 地址译码、指令译码、数码管显示等。 多路选择器（Multiplexer, MUX）： 功能： 从多个输入信号中选择一个作为输出。 组成： 数据输入端、选择输入端、输出端。 应用： 数据选择、信号路由、逻辑功能实现等。 多路分配器（Demultiplexer, DEMUX）： 功能： 将一个输入信号分配到多个输出端中的一个。 组成： 数据输入端、选择输入端、输出端。 应用： 数据分发、输出控制等。 加法器（Adder）： 半加器（Half Adder）： 实现两位二进制数的相加，产生和与进位。 全加器（Full Adder）： 实现三位二进制数的相加（两输入位与来自低位的进位），产生和与进位。 多位加法器： 行波进位加法器（Ripple Carry Adder）： 利用全加器串联实现，结构简单但速度较慢，进位需要逐位传播。 超前进位加法器（Look-Ahead Carry Adder）： 通过专门的逻辑电路提前产生进位，提高加法速度。 减法器（Subtractor）： 通常通过加法器配合补码实现。 比较器（Comparator）： 功能： 比较两个二进制数的大小，输出大于、小于或等于的信号。 组成： 逐位比较，并汇总比较结果。 运算器（Arithmetic Logic Unit, ALU）： 功能： 集加法、减法、逻辑运算（AND, OR, XOR等）于一体的集成电路，是CPU的核心部件之一。 时序逻辑电路： 时序逻辑电路的特点： 输出不仅取决于当前输入，还取决于电路过去的状态（具有记忆功能）。 触发器（Flip-Flop）： 基本原理： 由门电路构成，能够存储一位二进制信息。 分类： SR触发器（Set-Reset）： 基本的置位和复位功能。 D触发器（Data/Delay）： 存储输入数据。 JK触发器（Jack Kilby）： 功能强大，可以实现T触发器和D触发器的功能。 T触发器（Toggle）： 翻转状态。 触发器的触发方式： 电平触发： 由输入信号的电平状态决定触发。 边沿触发： 由输入信号的电平变化（上升沿或下降沿）触发，具有抗干扰能力强、同步性好的优点。 时钟信号（Clock Signal）： 讲解时钟信号的作用，它是同步时序电路的“心跳”，控制电路的状态翻转。 寄存器（Register）： 功能： 存储多位二进制数据，通常由若干触发器组成。 类型： 并行输入/并行输出寄存器： 数据一次性写入和读出。 串行输入/并行输出寄存器（SIPO）： 数据一位一位串行输入，然后并行输出。 并行输入/串行输出寄存器（PISO）： 数据并行输入，然后一位一位串行输出。 串行输入/串行输出寄存器（SISO）： 数据一位一位串行输入，也一位一位串行输出。 计数器（Counter）： 功能： 记录时钟脉冲的个数，或按预定的状态序列进行计数。 分类： 异步计数器（Ripple Counter）： 各级触发器的时钟信号不同步，计数速度受最慢的触发器影响。 同步计数器（Synchronous Counter）： 各级触发器的时钟信号同步，计数速度快，设计相对复杂。 类型： 加法计数器、减法计数器、可逆计数器。 模N计数器（Modulo-N Counter）： 计数到N后归零。 应用： 频率分频、定时、数字仪表等。 移位寄存器（Shift Register）： 功能： 除了存储数据外，还能将数据向左或向右移动。 应用： 串并转换、数据延迟、循环冗余校验（CRC）等。 第三部分：数字系统设计与应用 脉冲信号产生与整形： 弛豫振荡器： 如多谐振荡器（Astable Multivibrator），利用RC电路和逻辑门产生周期性的方波或脉冲信号。 单稳态触发器（Monostable Multivibrator）： 产生单个脉冲，脉冲宽度由外部RC电路决定。 施密特触发器（Schmitt Trigger）： 具有滞回特性的比较器，能够将不稳定或失真的输入信号整形为清晰的方波信号，提高抗干扰能力。 模数（A/D）转换与数模（D/A）转换： D/A转换器（DAC）： 将数字信号转换为模拟信号。 基本原理： 利用加权电阻网络或R-2R梯形网络，将数字量的各位转换为对应的模拟电压或电流，然后叠加。 类型： 如权电流型DAC、R-2R梯形网络DAC。 关键参数： 分辨率、转换速度、线性度。 A/D转换器（ADC）： 将模拟信号转换为数字信号。 基本原理： 常见的有逐次逼近型、双积分型、斜坡比较型、Σ-Δ调制型等。 逐次逼近型ADC： 利用DAC和比较器，逐步逼近模拟信号的真实值。 关键参数： 分辨率、采样率、量化误差。 应用： 数据采集系统、数字示波器、音频/视频处理等。 数字系统设计基础： 有限状态机（Finite State Machine, FSM）： 定义： 一种描述系统行为的模型，由有限个状态、状态转移和输出组成。 类型： 摩尔型（Moore Machine）： 输出仅取决于当前状态。 米利型（Mealy Machine）： 输出取决于当前状态和当前输入。 设计流程： 状态图（State Diagram）、状态表（State Table）、状态化简、状态分配、逻辑电路实现。 应用： 控制器设计、通信协议处理、序列检测等。 PLD（Programmable Logic Device）与FPGA（Field-Programmable Gate Array）： PLD： 可编程逻辑器件，允许用户通过编程实现特定的逻辑功能，如PLA、PAL、GAL。 CPLD（Complex Programmable Logic Device）： 复杂可编程逻辑器件，比PLD集成度更高。 FPGA： 现场可编程门阵列，具有高度的灵活性和可配置性，可实现复杂的数字系统。 硬件描述语言（HDL）： 如Verilog和VHDL，用于描述数字逻辑电路的设计。 常用的数字集成电路系列： 再次回顾TTL和CMOS系列，并介绍一些常用的具体芯片型号及其应用。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 在阐述理论概念的同时，提供了丰富的实例和实际电路分析，帮助读者理解理论在实际中的应用。 循序渐进的学习路径： 内容从最基础的数字逻辑概念开始，逐步深入到复杂的时序逻辑电路和系统设计。 注重化简与优化： 强调逻辑函数的化简方法，以及在设计中考虑电路的效率和性能。 覆盖面广： 涵盖了数字电子技术的主要知识点，为读者构建全面的知识体系。 易于理解的语言： 力求使用清晰、简洁的语言，配合直观的图示和表格，降低学习难度。 适用读者： 本书适合高等院校电子工程、自动化、计算机科学等专业本科生、研究生，以及从事电子产品研发、电路设计、嵌入式系统开发等相关行业的工程师和技术人员。对于希望系统学习数字电子技术基础的初学者，本书也是一本优秀的入门教材。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在准备考研的同学，在复习数字电路这门课的时候，这本书简直是我的救星。我之前看的几本书，要么过于理论化，要么案例太少，总是感觉学得很吃力。但《数字电子技术与逻辑设计教程(第3版)》完全不一样，它在理论讲解的深度和广度上都做得非常好，但同时又不会让人觉得过于晦涩。书中的每一个公式、每一个定理，背后都有清晰的推导过程和实际意义的解释，不会让你产生“这是什么鬼”的疑问。最让我印象深刻的是关于状态机的部分，这块内容通常是很多同学的难点，但这本书通过非常形象化的图示和生动的比喻，把有限状态机的设计过程分解得一清二楚，从状态的定义到状态转移图的绘制，再到电路的实现，每一步都操作性极强。我特别喜欢书中提供的很多设计案例，这些案例都是真实项目中的简化版本，能够让你看到理论知识是如何转化为实际应用的。而且，书中还穿插了一些“学习技巧”和“常见误区”的提示，这些信息对于提高学习效率、避免走弯路非常有帮助。总的来说，这本书的结构非常合理，内容详实，是考研复习和深入理解数字电子技术的绝佳参考。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我拿到《数字电子技术与逻辑设计教程(第3版)》的时候，并没有抱太大期望，毕竟市面上的这类书籍太多了。但当我翻开它，就被它的专业性和实用性所折服。这本书的编排非常精巧，每一页都充满了干货。从最基础的数字系统概念，到复杂的时序逻辑电路设计，它都做到了层层递进，环环相扣。我尤其欣赏它在讲解过程中，对于不同设计方法的权衡和比较，比如在介绍组合逻辑电路时，它会详细对比卡诺图法、布尔代数法以及Quine-McCluskey算法的优缺点，并结合实例说明在不同场景下哪种方法更合适。这种深入的分析，让我不再满足于仅仅会做题，而是开始思考“为什么这么做”。书中大量的图表和电路示意图，都画得非常规范、清晰，而且标注准确，这对于理解复杂的电路结构至关重要。另外，这本书在“实战”方面也做得非常出色，它提供了很多关于如何使用EDA工具进行仿真的指导，并且给出了一些基础的设计项目，让我能够亲手实践，将学到的知识转化为实际技能。这对于我们这些想在实际工作中应用数字电子技术的人来说，是极其宝贵的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排让我耳目一新。我之前接触过一些数字电子技术的书籍，但《数字电子技术与逻辑设计教程(第3版)》在内容的组织方式上，给我带来了很多启发。它没有像其他书那样，一开始就陷入各种公式和符号的海洋，而是从一个更加宏观的视角切入，先让你理解数字电子技术在现代社会中的地位和作用，然后再逐渐深入到具体的技术细节。这样一来，学习的动力和兴趣会大大提升。在讲解基本门电路的时候，它会结合一些生活中的例子，比如用开关来比喻逻辑门，让初学者很容易就能理解。然后，它会非常有条理地介绍如何用这些基本门电路组合出更复杂的逻辑功能，比如加法器、减法器等，并且详细讲解了它们的设计原理和时序特性。我特别喜欢书中关于时序逻辑电路的讲解，它非常清晰地阐述了触发器、寄存器、计数器等核心概念，并且通过大量的时序图来展示信号的变化过程，让我能够直观地理解时序的意义。总的来说，这本书在教学方法上非常用心，既有理论深度，又不失趣味性，非常适合想要系统学习数字电子技术的人。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我真的挺惊喜的！一直以来，我对数字电子技术总是有点摸不着头脑，感觉像是隔着一层雾。这本《数字电子技术与逻辑设计教程(第3版)》就像是拨开了迷雾的阳光，让那些原本抽象的概念变得生动起来。尤其是书里对各种逻辑门电路的讲解，图文并茂，循序渐进，从最基础的AND、OR、NOT，到更复杂的组合逻辑和时序逻辑，讲解得非常透彻。我特别喜欢它在讲解每一个章节的时候，都会先从理论入手，清晰地阐述基本原理，然后立刻跟上具体的例子，并且这些例子都不是那种凭空出现的，而是紧密联系实际应用的，比如在设计一个简单的计数器或者解码器的时候，书中会一步步地展示如何从需求分析到电路实现，每一个步骤都解释得非常到位。而且，它的语言风格也很亲切，不像有些技术书籍那么枯燥，读起来感觉像是一位经验丰富的老师在耐心指导你，让你在不知不觉中就掌握了知识。书中还包含了很多练习题，这些题目设计得非常巧妙，既有巩固基础的，也有提升思维的，做完之后感觉收获满满，对知识的掌握程度也有了直观的提升。

评分☆☆☆☆☆

这本书的优点实在是太多了，我有点不知道从何说起。首先，它的内容非常扎实，涵盖了数字电子技术和逻辑设计的大部分核心知识点。无论是基础的数制转换、逻辑代数，还是进阶的组合逻辑、时序逻辑，以及数据转换器、存储器等，都讲解得非常到位。我印象最深刻的是书中关于时序逻辑电路的设计部分，它详细介绍了状态机的设计流程，包括状态的划分、状态转移图和状态转移表的绘制，以及如何将状态机转化为实际的硬件电路。这些内容对于理解和设计复杂的数字系统至关重要。而且，这本书的习题设计也非常棒，每一章都有不同难度和类型的习题，能够帮助我们巩固所学知识，并且锻炼解决问题的能力。更让我惊喜的是，书中还提供了一些关于FPGA设计的基础介绍，这对于想要进一步学习硬件描述语言和进行实际项目开发的人来说，非常有价值。总的来说，这本书是一本集理论性、实用性和前瞻性于一体的优秀教材，非常值得推荐给所有对数字电子技术感兴趣的学习者。