(教材)數字電路與邏輯設計 9787113127930 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳利永，陳傢禎，蔡銀河著 著

圖書標籤:

• 數字電路
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• 高等教育
• 9787113127930
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齣版社： 中國鐵道齣版社

ISBN：9787113127930

商品編碼：29690989055

包裝：平裝

齣版時間：2011-06-01

基本信息

書名:(教材)數字電路與邏輯設計

：26.00元

售價：17.7元,便宜8.3元,摺扣68

作者:陳利永,陳傢禎,蔡銀河著

齣版社：中國鐵道齣版社

齣版日期：2011-06-01

ISBN：9787113127930

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.422kg

編輯推薦

陳利永、陳傢禎、蔡銀河編寫的《數字電路與邏輯設計》是21世紀高等院校規劃教材。本教材共分6章，內容包括：數字邏輯基礎，組閤邏輯基礎，時序邏輯電路，脈衝産生電路，數/模和模/數轉換器，用VerilogHDL語言設計頻率計的實例，門電路簡介。本書適閤作為電氣信息類各專業本科生學習數字電路與邏輯設計課程的教材。

內容提要

陳利永、陳傢禎、蔡銀河編寫的《數字電路與邏輯設計》主要介紹數字電子與邏輯設計的基礎知識。主要內容有數字邏輯基礎、組閤邏輯電路、時序邏輯電路、脈衝産生電路、數/模和模/數轉換器，用VerilogHDL語言設計頻率計的實例、門電路簡介。《數字電路與邏輯設計》除瞭介紹上述內容，在附錄部分還介紹瞭如何利用Multisim軟件和MATLAB軟件的仿真功能實現數字電路的仿真，並詳細介紹瞭如何利用QuartusII軟件進行簡單數字係統的編輯和時序仿真的方法，以幫助學生掌握EDA的基本概念和技術。《數字電路與邏輯設計》適閤作為電氣信息類各專業本科生學習數字電路與邏輯設計課程的教材。

目錄

第1章 數字邏輯基礎 1.1 概述 1.1.1 數字電路與邏輯設計課程所研究的問題 1.1.2 數製 1.1.3 數製的轉換 1.1.4 碼製 1.1.5 數值信息在數字係統中的錶示 1.1.6 實數在數字係統中的錶示 1.1.7 算術運算 1.2 邏輯代數基礎 1.2.1 邏輯“與”關係 1.2.2 邏輯“或”關係 1.2.3 邏輯“非”關係 1.2.4 邏輯運算的復閤關係 1.2.5 正邏輯和負邏輯 1.3 邏輯代數的基本關係式和常用公式 1.3.1 邏輯代數的基本關係式 1.3.2 基本定律 1.3.3 常用的公式 1.3.4 基本定理 1.4 邏輯函數的錶示方法 1.4.1 邏輯函數的錶示方法 1.4.2 邏輯函數的真值錶錶示法 1.4.3 邏輯函數式 1.4.4 邏輯圖 1.4.5 工作波形圖 1.5 邏輯函數式的化簡 1.5.1 公式化簡法 1.5.2 邏輯函數的卡諾圖化簡法 1.5.3 具有無關項的邏輯函數的化簡 1.6 研究邏輯函數的兩類問題 1.6.1 給定係統分析功能 1.6.2 給定邏輯問題設計係統 1.7 用Verlog HDL語言實現三態門的方法 小結 習題和思考題第2章 組閤邏輯基礎 2.1 概述 2.1.1 組閤邏輯電路的特點 2.1.2 組閤邏輯電路的分析和綜閤方法 2.2 常用的組閤邏輯電路 2.2.1 編碼器 2.2.2 優先編碼器 2.2.3 譯碼器 2.2.4 顯示譯碼器 2.2.5 數據選擇器 2.2.6 加法器 2.2.7 數值比較器 2.2.8 隻讀存儲器(ROM) 2.2.9 可編程邏輯器件(PLD) 2.3 綜閤例題 2.4 組閤邏輯電路中的競爭-冒險現象 2.4.1 競爭-冒險現象 2.4.2 競爭-冒險現象的判斷方法 小結 習題和思考題第3章 時序邏輯電路 3.1 概述 3.2 觸發器的電路結構和動作特點 3.2.1 基本RS觸發器的電路結構和動作特點 3.2.2 同步RS觸發器的電路結構和動作特點 3.2.3 主從RS觸發器的電路結構和動作特點 3.2.4 由S傳輸門組成的邊沿觸發器 3.3 觸發器邏輯功能的描述方法 3.3.1 RS觸發器 3.3.2 D觸發器 3.3.3 JK觸發器 3.3.4 T觸發器 3.3.5 觸發器邏輯功能的轉換 3.4 時序邏輯電路的分析方法 3.5 常用的時序邏輯電路 3.5.1 寄存器和移位寄存器 3.5.2 隨機存取存儲器 3.5.3 同步計數器 3.5.4 移位寄存器型計數器和順序脈衝發生器 3.5.5 序列信號發生器 3.6 時序邏輯電路分析設計綜閤例題 小結 習題和思考題第4章 脈衝産生電路，數/模和模/數轉換器 4.1 方波信號發生器 4.1.1 石英晶體振蕩器 4.1.2 555定時器的應用 4.1.3 用555定時器組成施密特電路 4.1.4 用555定時器組成單穩態電路 4.1.5 用555定時器組成多諧振蕩器 4.2 模/數、數/模轉換器概述 4.2.1 權電阻網絡D/A轉換器 4.2.2 A/D轉換器的基本組成 4.2.3 直接A/D轉換器 4.3 A/D和D/A轉換器的使用參數 4.3.1 A/D和D/A轉換器的轉換精度 4.3.2 A/D和D/A轉換器的轉換速度 小結 習題和思考題第5章 用Verilog HDL語言設計頻率計的實例 5.1 數字係統的層次化結構設計 5.2 兩位十進製數字頻率計的層次結構框圖 5.2.1 在QuartusⅡ中實現計數器的電路 5.2.2 在QuartusⅡ中實現測頻時序控製電路的設計 5.2.3 頻率計顯示譯碼器電路的設計 5.2.4 頻率計頂層電路的設計 5.2.5 將設計文件下載到芯片上的方法第6章 門電路簡介 6.1 概述 6.2 TTL集成門電路 6.2.1 TTL門電路的組成及工作原理 6.2.2 TTL門電路的輸入特性麯綫和輸齣特性麯綫 6.2.3 集電極開路的門電路(OC門) 6.2.4 三態門電路(TS門) 6.3 S門電路 6.3.1 CMOS反相器電路的組成和工作原理 6.3.2 CMOS與非門電路的組成和工作原理 6.3.3 CMOS或非門電路的組成和工作原理 6.3.4 CMOS傳輸門電路的組成和工作原理 6.4 集成電路使用知識簡介 6.4.1 集成門電路的主要技術指標 6.4.2 多餘輸入腳的處理 6.4.3 TTL與CMOS的接口電路 小結 習題和思考題附錄A 期末練習題附錄B Multisim軟件在數字電路中的應用附錄C 用MATLAB的Simulink環境實現數字邏輯電路的仿真附錄D EDA技術在數字電路設計中的應用

作者介紹

文摘

序言

《探索電子世界的奧秘：數字信號的邏輯之旅》 電子世界的脈搏，跳動於微觀的邏輯門之間；信息的洪流，奔湧在二進製的潮汐之上。本書旨在為讀者揭開數字電路與邏輯設計的神秘麵紗，引領您踏上一段探索電子世界精髓的邏輯之旅。從最基礎的邏輯運算，到復雜的集成電路設計，我們將循序漸進，層層深入，讓您深刻理解數字信息如何被處理、存儲和傳輸，從而構建齣我們日常生活中無處不在的電子設備。 第一篇：數字世界的基石——邏輯運算與門電路 在本篇中，我們將為您構建數字電路設計的堅實基礎。首先，我們將介紹數字信號與模擬信號的根本區彆，以及為何數字信號在現代電子係統中占據主導地位。接著，我們將深入探討數字係統的基本構成元素：二進製數。您將學會如何進行二進製數的錶示、運算，以及它們在計算機和數字設備中的核心作用。 隨後，我們將聚焦於邏輯運算，這是數字電路的靈魂。我們將詳細講解最基本的邏輯門——與門（AND）、或門（OR）、非門（NOT）的工作原理、真值錶和邏輯符號。理解這些基本門電路，就像掌握瞭構建一切復雜數字係統的“積木”。在此基礎上，我們將進一步介紹組閤邏輯門，如與非門（NAND）、或非門（NOR）、異或門（XOR）和同或門（XNOR），並闡釋它們在邏輯實現上的優勢和應用。 您將學習到如何使用邏輯門來構建更復雜的組閤邏輯電路，例如加法器、減法器、譯碼器、編碼器和多路選擇器。我們將通過大量的實例分析，展示這些基本單元如何在實際電路中發揮作用，解決具體的邏輯問題。例如，您將看到一個簡單的加法器是如何通過邏輯門組閤實現的，又比如，多路選擇器如何根據控製信號選擇不同的數據輸入。 此外，我們還會介紹如何化簡邏輯錶達式，這對於優化電路設計，減少元件數量，提高電路性能至關重要。您將學習到布爾代數的基本定理和法則，並掌握卡諾圖（Karnaugh Map）等可視化工具，有效地簡化復雜的邏輯函數。通過對這些基本概念的深入理解，您將為後續更高級的數字電路設計打下堅實的基礎。 第二篇：時序的舞蹈——時序邏輯電路與狀態機 如果說組閤邏輯電路負責“此刻”的計算，那麼時序邏輯電路則賦予瞭數字係統“記憶”和“時間”的概念。在本篇中，我們將帶領您進入時序邏輯的奇妙世界。我們將首先介紹存儲元件，如觸發器（Flip-Flop），這是時序邏輯電路的基本單元，能夠記住一個比特的信息。我們將詳細講解各種類型的觸發器，如SR觸發器、JK觸發器、D觸發器和T觸發器，分析它們的觸發機製、狀態轉換以及在不同應用中的特點。 在此基礎上，我們將介紹寄存器（Register）和計數器（Counter）的概念。寄存器是多個觸發器的組閤，用於存儲一組二進製數據，是數據傳輸和暫存的關鍵。計數器則能夠按照預設的序列進行計數，是時序控製和頻率分頻等應用的核心。您將學習到如何設計和分析各種類型的計數器，如同步計數器和異步計數器。 更重要的是，我們將引入時序邏輯電路的核心——有限狀態機（Finite State Machine, FSM）。我們將詳細講解摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型狀態機的結構、設計方法以及狀態轉移圖的繪製。您將學習如何將實際的邏輯功能抽象為狀態機模型，並逐步實現復雜的狀態控製係統。通過對狀態機的深入理解，您將能夠設計齣能夠處理序列輸入、執行復雜任務的控製器，這在微處理器、通信係統等領域至關重要。 我們將通過豐富的實例，展示時序邏輯電路在實際應用中的強大威力。例如，您將學習到如何使用觸發器和門電路構建一個簡單的時鍾分頻器，又比如，如何設計一個交通信號燈控製器，它需要根據時間序列來切換不同的信號狀態。通過這些案例，您將深刻體會到時序邏輯電路在賦予數字係統動態行為方麵的關鍵作用。 第三篇：邏輯的藝術——復雜邏輯單元與集成電路設計基礎 在本篇中，我們將進一步拓展您的視野，深入到更復雜、更實用的數字邏輯單元的設計與應用。我們將詳細介紹算術邏輯單元（Arithmetic Logic Unit, ALU），它是中央處理器（CPU）的核心部件，能夠執行各種算術和邏輯運算。您將學習到如何基於全加器等基本單元，構建齣功能強大的ALU，理解其指令集的運作原理。 接著，我們將探討存儲器（Memory）的基本原理。您將瞭解隨機存取存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）的不同類型，如SRAM、DRAM、PROM、EPROM、EEPROM等，並理解它們的工作方式以及在數據存儲中的角色。您還將學習到存儲器的地址譯碼和數據讀寫過程。 然後，我們將引入數字係統設計中至關重要的一種方法——硬件描述語言（Hardware Description Language, HDL）。我們將簡要介紹Verilog或VHDL等HDL語言的基本語法和特性，並演示如何使用HDL來描述和仿真數字邏輯電路。HDL的齣現極大地提高瞭數字電路設計的效率和靈活性，是現代集成電路設計不可或缺的工具。 此外，我們還將觸及集成電路（Integrated Circuit, IC）的基本概念。您將瞭解集成電路的製造工藝，以及如何將大量的邏輯門和電路集成到一塊小小的芯片上。我們將簡要介紹數字信號處理器（DSP）、微控製器（MCU）等常見集成電路芯片的功能和應用領域，讓您對電子産品的“大腦”有更直觀的認識。 第四篇：從理論到實踐——數字電路設計實例與應用拓展 理論知識的掌握是基礎，而將其應用於實踐，纔能真正領略數字邏輯設計的魅力。在本篇中，我們將通過一係列貼近實際應用的案例，將前幾篇所學知識融會貫通。 我們將從一個簡單的數字係統設計開始，例如設計一個簡易的計算器，它能夠完成基本的加減乘除運算。您將需要運用組閤邏輯來處理算術運算，並利用時序邏輯來實現狀態切換和結果顯示。 接著，我們將探討一些更復雜的應用，例如簡單的數字時鍾的設計。您將需要利用計數器來實現小時、分鍾和秒的計時，並通過邏輯門來控製顯示器的輸齣。 我們還會介紹數字係統中常見的通信協議，如串行通信和並行通信的基本原理，以及如何在數字電路中實現這些通信方式。 最後，我們將展望數字邏輯設計的未來發展趨勢，例如可編程邏輯器件（PLD）如FPGA（Field-Programmable Gate Array）的應用，以及它們在原型設計、嵌入式係統和高性能計算等領域的廣泛應用。我們還將簡要提及人工智能和機器學習等前沿技術與數字電路設計的交叉融閤，激發您對未來電子科技發展的無限遐想。 本書力求以清晰的語言、豐富的圖示和詳實的例證，幫助您建立對數字電路與邏輯設計的全麵認識。無論您是電子工程專業的學生，還是對電子技術充滿好奇的愛好者，希望通過本書的學習，您能夠掌握駕馭數字邏輯的技能，解鎖電子世界的無限可能，並為未來的技術創新打下堅實的基礎。讓我們一起，踏上這場精彩的數字邏輯之旅！

評分☆☆☆☆☆

翻開這本《(教材)數字電路與邏輯設計》，我最大的感受是它的編排結構非常清晰，但同時也流露齣一種略微陳舊的氣息。內容的深度在組閤邏輯和時序邏輯的交匯處處理得比較得當，特彆是對於觸發器的建立時間（setup time）和保持時間（hold time）的闡述，圖示清晰，邏輯推導也循序漸進。然而，我總覺得它在軟件仿真工具的引入上略顯保守。我們現在學習數字設計，離不開像ModelSim或者Vivilog這樣的硬件描述語言（HDL）工具，但這本書似乎將更多的筆墨放在瞭傳統的邏輯門級電路分析和手動化簡上。雖然理論基礎很重要，但缺少瞭現代設計流程的實戰演練，總讓人感覺像是學瞭一套精妙的古武功，卻缺少瞭與現代“槍械”結閤的訓練。比如，書中對狀態機的設計，雖然講解瞭有限狀態機（FSM）的理論模型，但在如何用VHDL或Verilog代碼高效地實現一個復雜控製器時，著墨不多，這對於希望快速上手FPGA開發的讀者來說，多少有些遺憾。它像是一本詳盡的“內功心法”手冊，但缺少瞭“實戰招式”的演示。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在職場摸爬滾打多年的工程師，我重溫這種基礎教材時，關注點會自然地轉移到其對“工程實踐”的覆蓋麵上。這本書在理論部分的嚴謹性是毋庸置疑的，對於各種標準邏輯芯片（如TTL和CMOS係列）的電氣特性描述，提供瞭足夠的數據支持，讓你理解為什麼某些設計在實際電路中會失效。但它在實際係統集成方麵的討論顯得有些單薄。例如，在談到總綫仲裁或數據傳輸延遲時，它多半停留在抽象的時序圖上，很少涉及實際電路中諸如阻抗匹配、信號完整性這些硬核的物理層問題。這使得這本書更適閤於學院派的學生用來應付考試和理解底層原理，而非需要立刻投入到復雜係統闆級設計中的工程師。它提供的是“是什麼”和“為什麼”，但對於“如何在高噪聲環境中可靠地實現它”，則沒有深入探討，這可能是它作為一本基礎教材的定位所決定的，但對於追求實用主義的我來說，總覺得隔瞭一層紗，無法完全觸摸到工程的肌理。

評分☆☆☆☆☆

我特彆留意瞭這本書在介紹可編程邏輯器件（PLD）部分的內容更新情況。對於數字電路的學習而言，從離散的門電路轉嚮基於描述語言的可編程器件是必然趨勢。這本書在這方麵的處理上，顯然受到瞭齣版時間的製約。它詳細描述瞭早期的PAL和GAL結構，這對於理解邏輯陣列的工作原理很有幫助，但對於當前主流的FPGA架構，如LUT（查找錶）的深層結構、片上資源配置以及相關的時鍾管理單元（PLL/MMCM）的深入解析，內容明顯不足。它更多地停留在“如何用邏輯式映射到可編程單元”的層麵，而沒有深入到“如何高效地利用現代FPGA的並行性和流水綫結構來優化設計性能”。因此，如果讀者是衝著學習現代SoC或ASIC設計流程而來，這本書充當的更像是一個曆史背景介紹，而非實戰手冊。基礎的組閤邏輯和時序分析是永恒的，但圍繞著這些理論的實現工具和平颱，這本書的參考價值正在隨著技術迭代而迅速減弱，需要搭配更近期的資料來補充。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，這本書的語言風格是典型的學術嚴謹，幾乎沒有多餘的修飾詞，每一個句子都像是經過精密計算的。這種風格的優點是信息密度高，閱讀起來效率很高，你不會被無謂的敘述拖慢節奏。然而，缺點也十分明顯：它缺乏與讀者的情感連接。例如，在講解時序邏輯中的“冒險”（Hazard）問題時，它隻是給齣瞭産生條件和消除方法，但沒有生動地描述一次錯誤的邏輯切換在實際係統中可能導緻多麼災難性的後果，比如CPU運算齣錯或者設備誤動作。這種“去人性化”的敘述方式，雖然確保瞭信息的準確性，卻削弱瞭學習的趣味性和記憶的深刻性。我更喜歡那些能夠通過生動案例，將抽象的邏輯錯誤與真實的係統故障聯係起來的書籍，那樣能讓人對每一個邏輯門的設計都抱有一份敬畏之心，而不是將其視為簡單的數學符號。這本書在理論上固若金湯，但在“講故事”方麵，則顯得力不從心。

評分☆☆☆☆☆

這本名為《(教材)數字電路與邏輯設計》的書，光看書名就讓人聯想到那些密密麻麻的邏輯門電路和真值錶。我本以為它會是一本枯燥乏味的教科書，堆滿瞭晦澀難懂的公式和標準化的實驗步驟。然而，當我真正沉下心來翻閱，卻發現它在基礎概念的鋪陳上做瞭不少細緻的打磨。比如，對於布爾代數的基本公理，作者並沒有僅僅羅列齣來，而是通過一些生活化的比喻，試圖將這些抽象的數學工具與實際的開關邏輯聯係起來。我印象尤其深的是講解“卡諾圖化簡”的那一章，過去我總是在死記硬背分組的規則，但這本書裏，它用瞭一種可視化的方法，引導讀者去“觀察”那些可以閤並的相鄰項，這對於初學者來說，無疑是一劑強心針。雖然全書的篇幅不小，內容也相對紮實，但它似乎更注重於構建一個堅實的理論基石，對於那些前沿的、例如超大規模集成電路（VLSI）的工藝細節，則隻是點到為止，保持瞭教材應有的通用性和基礎性。整體感覺，如果目標是打好數字係統設計的地基，這本書是閤格的，但如果期待在其中找到最新的芯片設計範例或者高速信號處理的技巧，那可能需要尋找更專業的進階讀物瞭。