數字電路設計與數字係統——21世紀信息通信係列教材 劉培植 9787563509942 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉培植 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 數字係統
• 電路設計
• 電子技術
• 通信工程
• 高等教育
• 教材
• 劉培植
• 21世紀信息通信
• 9787563509942

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563509942

商品編碼：29514343944

包裝：平裝

齣版時間：2005-02-01

基本信息

書名：數字電路設計與數字係統——21世紀信息通信係列教材

定價：32.00元

作者：劉培植

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：2005-02-01

ISBN：9787563509942

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.540kg

編輯推薦

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內容提要

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本書係統地介紹瞭數字電路的基礎知識，組閤和時序電路的分析、設計方法，使讀者對數字係統的構成及描述有較深入的瞭解，達到在具有較堅實的數字電路和數字係統理論知識的基礎上，獨立使用可編程邏輯器件、其他中小規模器件和計算機輔助分析、設計工具進行邏輯設計的能力、。同時，本教材也為後續計算機原理與接口、數字通信等專業課程提供瞭必要的基礎知識和概念。
本教材注重前後學習內容的連貫性，在對一般數字電路分析和設計基礎理論講述的基礎上，給齣瞭較多的分析設計實例，並根據數字電路和數字係統設計技術的發展，強調新技術的使用及分析問題和解決問題能力的培養。
本教材可以作為電子、信息類專業本科生教材和教學參考書，也可作為相關專業工程技術人員的參考和培訓教材。

目錄

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章 數字技術基礎
1.1 數字信號和數字電路
1.2 數字數製與編碼
1.3 邏輯代數基礎
1.4 邏輯錶達式的標準形式
1.5 邏輯函數的化簡
習題
第2章 邏輯門電路(集成邏輯門電路)
2.1 數字集成電路的特點和分類
2.2 晶體管的開關特性
2.3 二極管邏輯門
2.4 反相器
2.5 TTL集成邏輯門
2.6 ECL邏輯門
2.7 MOS管開關特性
2.8 NMOS邏輯門電路
2.9 CMOS邏輯門電路
2.10 不同邏輯電平的配閤
習題
第3章 組閤電路的分析與設計
3.1 組閤邏輯電路的特點
3.2 組閤邏輯電路的分析
3.3 小規模組閤邏輯電路的設計
3.4 組閤邏輯電路的冒險
3.5 常用的中規模組閤邏輯電路與應用
習題
第4章 集成觸發器
第5章 時序邏輯電路
第6章 中規模時序集成電路及應用
第7章 可編程邏輯器件
第8章 硬件描述語言VHDL
第9章 數模和模數轉換
0章 數字係統設計
附錄1 國産半導體集成電路型號命名法
附錄2 集成電路主要性能參數
附錄3 二進製邏輯單元圖形符號說明
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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數字電路設計與數字係統：探索信息時代的基礎語言 在飛速發展的21世紀，信息通信技術以前所未有的速度重塑著我們的世界。從智能手機的便捷操作到雲計算的強大算力，從人工智能的深度學習到物聯網的萬物互聯，這一切的背後，都離不開一個核心的基石——數字電路設計與數字係統。這門學科不僅是理解現代電子設備運作原理的關鍵，更是孕育未來創新科技的土壤。 數字世界，顧名思義，是一個由0和1構成的世界。在這個簡潔而強大的二進製語言體係中，我們可以抽象、編碼、處理和傳輸海量信息。而數字電路，正是實現這一係列操作的物理載體。它們由邏輯門、觸發器、寄存器、計數器等基本單元組成，通過精密的組閤和時序控製，完成諸如加法、減法、邏輯運算、數據存儲、信號傳輸等復雜功能。數字係統，則是這些數字電路的集閤，它們被組織起來，協同工作，構成瞭一個完整的、能夠執行特定任務的電子係統。 數字電路設計，是一門融閤瞭理論、實踐與藝術的學科。它要求設計者深刻理解布爾代數、邏輯函數、時序邏輯等基本原理，並能將這些抽象的理論轉化為實際的電路結構。這不僅包括對現有器件的靈活運用，更需要具備創造性地設計新型邏輯模塊的能力。從最初的邏輯門組閤，到復雜的微處理器、FPGA（現場可編程門陣列）等可編程器件的應用，數字電路設計的深度和廣度不斷拓展。 數字係統，則是數字電路設計的終極體現。它是一個從宏觀到微觀的完整體係。一個簡單的計算器，就是一個數字係統；一颱高性能的服務器，也是一個數字係統；而我們日常使用的電腦、手機，更是由成韆上萬個相互關聯的數字係統組成的復雜巨獸。數字係統的設計，需要考慮係統的整體架構、模塊劃分、接口設計、時鍾同步、功耗管理、信號完整性等多方麵因素，以確保整個係統的高效、穩定、可靠運行。 核心概念與技術：構建數字世界的基石 要深入理解數字電路設計與數字係統，我們必須掌握一係列核心概念和關鍵技術。 1. 二進製與邏輯代數： 數字電路的基礎是二進製，即0和1兩種狀態。布爾代數是描述和簡化數字邏輯運算的數學工具，其核心是邏輯門（AND, OR, NOT, XOR等）。通過邏輯函數的最小項展開、卡諾圖等方法，我們可以將復雜的邏輯功能化繁為簡，實現高效的電路設計。 2. 組閤邏輯電路： 組閤邏輯電路的輸齣僅取決於當前的輸入，不受曆史輸入狀態的影響。例如，加法器、譯碼器、多路選擇器等都屬於組閤邏輯。設計組閤邏輯電路的關鍵在於理解輸入輸齣之間的邏輯關係，並將其轉化為邏輯門或硬件描述語言（HDL）代碼。 3. 時序邏輯電路： 與組閤邏輯不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於其內部存儲的狀態，而狀態的改變通常由時鍾信號觸發。觸發器（Flip-Flop）是構成時序邏輯的基本單元，它們可以存儲一位信息。寄存器、計數器、移位寄存器等都是典型的時序邏輯電路。時序邏輯的設計需要仔細考慮時鍾沿、建立時間（setup time）、保持時間（hold time）等時序約束，以避免競爭冒險（race condition）等問題。 4. 有限狀態機（FSM）： 有限狀態機是描述和設計時序邏輯電路的一種強大模型。它由一組有限的狀態、狀態之間的轉移條件以及輸入輸齣組成。FSM可以用來設計復雜的控製器，例如在通信協議中處理數據幀、在CPU中執行指令序列等。 5. 存儲器： 存儲器是數字係統中用於存儲信息的核心組件。從簡單的RAM（隨機存取存儲器）和ROM（隻讀存儲器），到更復雜的SRAM（靜態RAM）和DRAM（動態RAM），它們在數字係統中扮演著至關重要的角色，是數據和程序的載體。 6. 邏輯綜閤與布局布綫： 在現代數字電路設計中，硬件描述語言（HDL），如Verilog和VHDL，是描述電路結構和行為的主要工具。邏輯綜閤工具可以將HDL代碼轉化為網錶（netlist），即由邏輯門組成的連接關係。布局布綫（Place and Route）工具則將網錶映射到具體的芯片工藝，確定每個邏輯單元在芯片上的物理位置以及它們之間的連接綫。 7. FPGA與ASIC： FPGA（現場可編程門陣列）是一種半導體器件，其內部邏輯單元和連接都可以通過軟件編程來配置，靈活性高，適用於原型驗證和中小型設計。ASIC（專用集成電路）則是為特定功能定製設計的集成電路，性能優越，功耗低，但開發周期長，成本高。理解兩者的設計流程和適用場景，是現代數字係統設計的重要考量。 應用領域：數字電路的無限可能 數字電路設計與數字係統的應用幾乎滲透到現代生活的方方麵麵： 通信係統： 手機、基站、路由器、交換機等通信設備的核心都在於數字信號的處理與傳輸。從調製解調到信道編碼，再到數據分組，無一不依賴於精密的數字電路設計。 計算機係統： CPU、GPU、內存控製器、芯片組等計算機核心部件，都是高度復雜的數字係統。操作係統、應用程序的運行，都需要底層數字硬件的支持。 消費電子： 電視、冰箱、空調、洗衣機等傢用電器，以及數碼相機、MP3播放器等便攜設備，都內嵌瞭各種數字控製電路，提供智能化和便捷化的用戶體驗。 汽車電子： 現代汽車的電子係統已成為其核心競爭力之一，從發動機控製單元（ECU）、車載娛樂係統到自動駕駛輔助係統（ADAS），都大量運用瞭數字電路技術。 醫療設備： 醫療影像設備（CT、MRI）、生命體徵監測儀、手術機器人等，都需要高精度、高可靠性的數字信號處理能力。 工業自動化： PLC（可編程邏輯控製器）、機器人控製器、傳感器接口等，都在工業生産中發揮著關鍵作用，提高瞭生産效率和自動化水平。 人工智能與大數據： AI芯片（如NPU、TPU）的齣現，更是將數字電路的設計推嚮瞭新的高度，它們針對深度學習等計算密集型任務進行瞭優化，展現齣強大的計算能力。 學習數字電路設計與數字係統的價值 掌握數字電路設計與數字係統，意味著你擁有瞭理解和創造信息時代關鍵技術的能力。這不僅僅是學習一門技術，更是培養一種邏輯思維、係統分析和解決問題的能力。 深厚的理論基礎： 讓你能夠理解電子設備背後的原理，而不是僅僅停留在“如何使用”的層麵。 強大的工程實踐能力： 能夠運用各種工具和方法，從概念到實際産品，完成復雜的數字係統設計。 廣闊的職業前景： 畢業生可以在集成電路設計公司、通信設備製造商、軟件公司、半導體行業等眾多領域找到理想的工作。 創新的源泉： 無論是開發新的通信協議，還是設計下一代AI芯片，都離不開紮實的數字電路與數字係統知識。 數字電路設計與數字係統，是通往信息時代無限可能性的鑰匙。它不僅是工程技術領域的核心課程，更是連接理論與實踐、抽象與具體的橋梁，為我們開啓瞭一個充滿機遇和挑戰的數字未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值在於其前瞻性和係統性，它不僅教授瞭數字電路設計的核心理論，更展現瞭數字係統在21世紀信息通信領域中的重要作用。作者的敘述邏輯嚴謹，層層遞進，從最基礎的邏輯門電路，逐步深入到復雜的處理器設計和嵌入式係統。我特彆欣賞書中對不同體係結構和設計方法的探討，例如對RISC和CISC指令集的比較，以及對流水綫技術和緩存技術的介紹，這些都讓我對現代計算機和通信設備的設計有瞭更深的理解。書中還涉及瞭數字信號處理、通信編碼等內容，這讓我認識到數字電路設計不僅僅是硬件實現，更是信息傳輸和處理的基石。書中的許多案例分析都緊密結閤瞭當前信息通信技術的發展熱點，例如對高速通信接口、移動通信係統等方麵的闡述，讓我看到瞭數字電路設計在推動技術進步中的關鍵作用。總而言之，這是一本能夠幫助讀者建立紮實的數字係統知識體係，並瞭解其在未來信息通信領域發展方嚮的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

作為一名已經接觸數字電路一段時間的學生，我一直在尋找一本能夠幫助我鞏固基礎並拓展視野的教材。這本《數字電路設計與數字係統》恰好滿足瞭我的需求。它的內容深度恰到好處，既有對基本概念的嚴謹闡述，又不乏對高級主題的深入探討。我特彆喜歡書中關於時序邏輯電路的章節，關於寄存器、移位寄存器、計數器等的設計，講得非常透徹，並且提供瞭多種實現方式的對比，讓我能夠理解不同方法的優缺點。書中對FPGA和CPLD等可編程邏輯器件的應用也進行瞭介紹，這對於我瞭解當前數字電路設計的主流技術非常有幫助。我注意到書中在講解某些復雜概念時，會引用一些經典的論文和研究成果，這讓我看到瞭學術前沿的動態，也為我提供瞭進一步深造的方嚮。同時，書中也包含瞭一些錯誤排查和調試的技巧，這對於實際工程開發來說是至關重要的。總的來說，這本書不僅是一本優秀的教材，更像是一位經驗豐富的導師，在我學習的道路上給予我寶貴的指導和啓發。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電路設計與數字係統》給我帶來瞭全新的學習體驗，它打破瞭我以往對技術類書籍枯燥乏味的刻闆印象。作者的寫作風格非常獨特，他善於將抽象的概念具象化，通過生動的比喻和形象的描述，讓原本復雜的數字邏輯變得易於理解。例如，在講解有限狀態機時，作者就用瞭一個“自動售貨機”的例子，非常形象地闡述瞭狀態轉移和輸齣的過程，我一下子就抓住瞭核心思想。而且，書中不拘泥於理論的堆砌，而是非常注重實踐性和應用性。大量的電路設計實例，從簡單的計數器到復雜的微處理器架構，都進行瞭詳細的講解和分析，讓我能夠看到理論知識在實際工程中的運用。我尤其欣賞書中對不同設計方法的比較分析，比如對並行處理和串行處理的優劣勢闡述，讓我能夠更全麵地認識到各種設計方案的取捨。此外，書中還穿插瞭一些曆史發展和未來趨勢的討論，這讓我不僅僅是學習技術本身，更能體會到數字電路在信息通信時代所扮演的關鍵角色，以及其未來無限的可能性。這種宏觀與微觀相結閤的學習方式，讓我對整個數字係統領域有瞭更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對信息通信技術抱有極大熱情的非專業讀者，偶然間接觸到瞭這本《數字電路設計與數字係統》，頓時感覺打開瞭新世界的大門。雖然我不是電子專業的學生，但書中清晰易懂的講解，讓我這個“門外漢”也能逐漸理解那些曾經以為高不可攀的數字世界。作者用非常通俗易懂的語言，將復雜的數字信號、邏輯門、集成電路等概念進行瞭生動形象的解讀，讓我仿佛在聽一個精彩的故事。我尤其喜歡書中關於信息編碼和解碼的章節，它讓我明白瞭我們日常生活中使用的各種信息，背後是如何通過數字電路進行處理的。書中還介紹瞭一些基礎的計算機組成原理，這讓我對計算機的運作方式有瞭初步的瞭解。雖然書中涉及一些技術細節，但我發現作者總是能夠找到恰當的比喻和類比，幫助我理解這些深層原理。這本書的價值不僅僅在於技術知識的傳授，更在於它能夠激發讀者的好奇心和求知欲，讓我對信息通信這個領域産生瞭濃厚的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電路設計與數字係統》真是讓人愛不釋手，尤其是我這種對電子世界充滿好奇的初學者。翻開書的第一頁，就被那清晰的排版和流暢的語言所吸引。作者劉培植先生娓娓道來，將那些曾經覺得晦澀難懂的邏輯門、觸發器、狀態機等概念，解釋得如同撥雲見日一般。書中的插圖和例題更是點睛之筆，每一個圖示都直觀地展示瞭電路的運行原理，每一個例子都緊密結閤實際，讓我能夠手把手地跟著學，仿佛身臨其境。尤其是關於組閤邏輯和時序邏輯的講解，循序漸進，從最基礎的與非門開始，逐步構建起復雜的數字係統，這種教學方法極大地降低瞭學習門檻，讓我這個門外漢也能逐步理解數字電路的奧妙。書中的內容設計得非常閤理，知識點安排得當，不會過於密集導緻消化不良，也不會過於分散而顯得雜亂無章。我特彆喜歡書中對實際應用案例的分析，讓我看到瞭理論知識是如何轉化為現實世界的強大工具的，這極大地激發瞭我進一步深入學習的動力。總而言之，這是一本非常優秀的入門教材，對於想要踏入數字電路設計領域的讀者來說，絕對是物超所值的第一選擇。