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) 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
• 電路分析
• 數字係統
• 計算機基礎
• 電子工程
• 三版

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040287998

商品編碼：29692538927

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

售價：25.1元,便宜11.8元,摺扣68

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：

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.599kg

編輯推薦

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

　　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

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

文摘

序言

探索數字世界的基石：從邏輯門到復雜係統 在這個信息爆炸的時代，我們生活在一個由數字信號構建的世界。從智能手機的每一次觸屏，到超級計算機的強大運算，再到物聯網設備之間的無縫連接，這一切的背後都離不開一套精巧而強大的體係——數字電路。它們是現代電子設備的核心，是構建復雜計算和信息處理係統的基礎。本書將帶領您深入探索數字電路的奧秘，理解其基本原理，掌握設計方法，並為進一步學習更高級的數字係統奠定堅實的基礎。 第一章：數字世界的入口——二進製與邏輯代數 要理解數字電路，我們首先需要理解它們所使用的語言。數字世界最根本的語言是二進製，即僅由0和1兩種狀態組成。本章將為您詳細介紹二進製數係的錶示方法，包括原碼、補碼等，並闡述二進製與其他數製（如十進製、十六進製）之間的轉換。理解二進製是進入數字領域的第一把鑰匙。 緊隨其後，我們將引入數字邏輯的另一位核心人物——邏輯代數，也稱為布爾代數。它是一套嚴謹的數學工具，用於描述和分析由0和1組成的信號之間的邏輯關係。我們將學習基本的邏輯運算，如與（AND）、或（OR）、非（NOT）運算，並深入理解它們在數字電路中的物理實現。此外，本章還將介紹更復雜的邏輯門，如異或（XOR）、同或（XNOR）、與非（NAND）、或非（NOR）門，以及它們各自的真值錶和邏輯錶達式。掌握邏輯代數，您將能夠精確地描述和簡化任何數字邏輯功能。 第二章：構建數字電路的基本磚塊——邏輯門及其組閤 掌握瞭基本的邏輯門，我們就可以開始搭建更復雜的電路。本章將詳細講解各種基本邏輯門的結構、工作原理以及在集成電路中的實現。您將瞭解到，盡管它們看起來簡單，但卻是構建任何數字係統的基石。 在此基礎上，我們將學習如何將這些基本邏輯門組閤起來，實現更高級的邏輯功能。我們將深入分析各種組閤邏輯電路的設計，例如： 編碼器（Encoder）與譯碼器（Decoder）：理解它們如何將一種編碼格式轉換為另一種，在數據處理和地址選擇等領域扮演著關鍵角色。 數據選擇器（Multiplexer, MUX）與數據分配器（Demultiplexer, DEMUX）：學習它們如何根據控製信號選擇或分發數據，是實現靈活數據通路和信號路由的核心。 加法器（Adder）與減法器（Subtractor）：深入理解二進製算術運算的實現原理，包括半加器、全加器以及多位加法器的設計。 比較器（Comparator）：學習如何設計電路來比較兩個二進製數的大小。 通過這些實例，您將學會如何根據功能需求，將邏輯門巧妙地組閤起來，設計齣滿足特定任務的電路模塊。 第三章：捕捉狀態的魔術——時序邏輯電路 如果說組閤邏輯電路的輸齣僅取決於當前的輸入，那麼時序邏輯電路則引入瞭一個全新的維度——“記憶”或者說“狀態”。時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前的輸入，還取決於電路之前所經曆的狀態。本章將帶領您進入時序邏輯的世界。 我們將首先介紹構成時序邏輯電路最基本的單元——觸發器（Flip-Flop）。您將詳細瞭解不同類型的觸發器，如SR觸發器、JK觸發器、D觸發器以及T觸發器，理解它們的結構、工作原理、時鍾信號的作用以及掌握置位（Set）、復位（Reset）等控製輸入。觸發器是構建所有存儲單元和狀態機的基礎。 在此基礎上，我們將學習如何將觸發器組閤起來，實現更復雜的時序邏輯功能： 寄存器（Register）：瞭解寄存器如何用於存儲一組二進製數據，並學習各種寄存器類型，如並行輸入並行輸齣（PIPO）、串行輸入並行輸齣（SIPO）等。 計數器（Counter）：深入研究計數器的設計，包括同步計數器和異步計數器，理解它們如何按照特定序列進行計數，並在頻率分頻、數字定時等方麵發揮重要作用。 移位寄存器（Shift Register）：學習移位寄存器如何實現數據的串行傳輸和轉換，理解它們在串行通信、波形發生器等應用中的價值。 您還將學習如何使用狀態圖和狀態錶來描述和設計同步時序邏輯電路，以及如何分析和理解時序邏輯電路的時序特性，如建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time），這對於確保電路的穩定運行至關重要。 第四章：從抽象到現實——硬件描述語言（HDL）與邏輯綜閤 在數字電路的設計過程中，僅僅依靠手繪邏輯圖已經無法滿足現代復雜係統的需求。硬件描述語言（HDL）的齣現，極大地提高瞭設計效率和可維護性。本章將為您介紹當前最主流的HDL之一——Verilog HDL（您也可以選擇學習VHDL，本書將以Verilog為例進行講解）。 您將學習Verilog HDL的基本語法，包括數據類型、運算符、過程塊（always塊）、連續賦值語句等。更重要的是，您將學會如何使用Verilog HDL來描述各種數字邏輯功能，從簡單的邏輯門到復雜的組閤邏輯和時序邏輯電路。 掌握瞭Verilog HDL的描述能力後，我們將進入邏輯綜閤（Logic Synthesis）的環節。邏輯綜閤工具能夠將您用HDL編寫的抽象描述，自動翻譯成實際的門級網錶。本章將闡述邏輯綜閤的原理，以及如何通過對HDL代碼的優化和設計約束的設置，來指導綜閤工具生成滿足性能、麵積和功耗要求的電路。您將瞭解到綜閤工具如何進行邏輯化簡、門級選擇和布局布綫等關鍵步驟，從而實現從行為級描述到物理實現的轉變。 第五章：構建復雜的數字係統 有瞭前麵章節的基礎，我們就可以開始著手設計和分析更復雜的數字係統瞭。本章將通過一係列實際的應用案例，展示如何將前麵學到的理論和工具融會貫通。 我們將探討存儲器（Memory）的設計與原理，包括SRAM（靜態隨機存取存儲器）和DRAM（動態隨機存取存儲器）的基本結構和工作方式，以及它們在數字係統中的地位。 此外，我們還將深入瞭解微處理器（Microprocessor）的基本架構，包括指令集、寄存器組、算術邏輯單元（ALU）、控製單元以及存儲器的交互。盡管微處理器是極其復雜的係統，但通過將其分解為可管理的邏輯模塊，您將能夠理解其核心工作原理。 最後，本章還將觸及現場可編程門陣列（FPGA）等可編程邏輯器件的概念。FPGA提供瞭一種靈活的硬件實現平颱，允許用戶在芯片上配置邏輯功能，這在原型開發、定製化設計和教育領域具有廣泛的應用。您將瞭解到FPGA的內部結構，以及如何將其與HDL設計流程結閤起來，實現您的數字係統設計。 結語 數字電路與邏輯設計是通往信息科技世界的基石。通過本書的學習，您將不僅能夠理解構成現代電子設備的基本原理，更重要的是，您將掌握一套強大的工具和方法，用於分析、設計和實現屬於您自己的數字係統。從最基本的邏輯門到復雜的計算核心，數字電路的魅力無處不在。希望本書能激發您對數字邏輯設計的濃厚興趣，並為您在未來的學習和職業生涯中打開一扇扇通往無限可能的大門。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本厚厚的《數字電路與邏輯設計（第3版）》，第一印象是內容極其詳實，幾乎涵蓋瞭數字電路設計所有能想到的核心知識點。它不像市麵上某些教材那樣走馬觀花，而是對每一個知識點都進行瞭深入的挖掘和剖析。比如在討論有限狀態機設計時，它不僅僅停留在狀態圖和狀態錶上，還詳細探討瞭不同編碼方式對電路復雜度和速度的影響，甚至提到瞭如何利用特定算法來簡化狀態轉移邏輯，這一點對於想要深入研究FPGA或ASIC設計的讀者來說，價值無可估量。書中的習題設計也頗具匠心，難易程度分布閤理，從基礎的邏輯化簡到復雜的係統級設計，步步遞進，讓人欲罷不能。我記得有一章專門講瞭半加器和全加器的設計優化，書中不僅展示瞭標準電路圖，還通過布爾代數和卡諾圖的反復迭代，清晰地展示瞭如何從冗餘設計走嚮最簡設計，這種“過程重於結果”的教學理念，著實令人佩服。這本書更像是導師的手把手指導，而不是冰冷的知識堆砌，它教會瞭我如何像一個真正的電子工程師那樣去思考問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都達到瞭一個非常令人信服的水平。它不僅僅滿足於介紹標準的組閤邏輯和時序邏輯元件，更進一步探討瞭存儲器的組織結構、可編程邏輯器件（PLD）的基本原理，甚至還觸及瞭總綫仲裁和簡單的CPU結構基礎。對於一個規劃教材來說，它無疑是超齣瞭基礎要求的。我個人認為，這本書的價值體現在其係統性的構建上，它把分散的邏輯門、觸發器、計數器、寄存器這些知識點，有機地串聯成瞭一個可工作的數字係統。舉例來說，它在講解計數器時，先從最基礎的異步計數器講起，然後引入同步計數器的優勢，最後再過渡到設計一個特定模數的計數器，這種由淺入深、層層遞進的邏輯鏈條，讓學習者能夠清晰地看到知識是如何一步步纍積並最終構建齣復雜功能的。我感覺自己在使用這本書的過程中，不僅僅是在學習“是什麼”，更是在學習“怎麼做”和“為什麼是這樣做的”，這種實踐導嚮的教學方法，對於提升動手能力非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

我對這本《數字電路與邏輯設計（第3版）》的評價，可以用“紮實可靠的基石”來概括。它不是那種追求新潮概念、但缺乏深度的“網紅”教材。相反，它迴歸瞭數字邏輯設計的本源，專注於那些經過時間檢驗、並且在任何一代硬件設計中都不可或缺的核心原理。書中的術語定義準確無誤，每一個邏輯符號的引入都有明確的背景說明。令我印象深刻的是，作者在討論邏輯函數化簡時，不僅詳細講解瞭布爾代數運算規則，還非常細緻地介紹瞭Karnaugh Map（卡諾圖）的應用邊界和局限性，甚至適當地提到瞭Quine-McCluskey算法的基本思想，這錶明瞭作者對知識的把握是全麵且不偏頗的。對於需要通過考試並且希望在未來從事硬件設計相關工作的學生而言，這本書提供瞭足夠的深度去應對各種挑戰，同時它的結構化組織也保證瞭學習的效率，避免瞭知識點的碎片化。它是一本值得反復研讀的工具書和學習指南。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電路與邏輯設計（第3版）》的教材，說實話，給我的感覺就像是走進瞭一個設計精密的迷宮，裏麵充滿瞭各種邏輯門、組閤電路和時序電路的奧秘。我記得我剛開始接觸這方麵知識的時候，感覺那些真值錶和卡諾圖簡直是天書，但隨著我跟著書裏的章節一步步深入，那種豁然開朗的感覺真是太棒瞭。作者在講解基礎概念時，總能用非常形象的比喻，比如將復雜的邏輯功能比作生活中的開關和流程，這極大地降低瞭初學者的門檻。特彆是對CMOS和TTL邏輯族特性的對比分析，簡直是教科書級彆的嚴謹又不失清晰。我特彆欣賞它在例題設計上的用心，那些例題往往不是簡單地重復理論，而是巧妙地結閤瞭實際應用場景，讓我能真正理解“為什麼”要這樣設計，而不是死記硬背公式。書中的圖示清晰度和排版質量也是一流的，即便是比較復雜的時序圖，也能讓人一眼看明白信號的先後順序和狀態轉移。這本書為我後續學習微機原理和嵌入式係統打下瞭極其堅實的基礎，可以說，沒有紮實的數字邏輯基礎，後來的學習寸步難行，而這本書無疑提供瞭最穩固的地基。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我過去翻閱過幾本數字電路的教材，很多都顯得過於理論化和抽象，讀起來枯燥乏味，學完後感覺腦子裏一團漿糊。然而，這本《數字電路與邏輯設計（第3版）》完全打破瞭這種刻闆印象。它的敘述風格非常親切自然，即便是對於那些首次接觸負邏輯、上升沿觸發、下降沿觸發這些概念的同學來說，也能通過作者精心設置的“陷阱”和“注意點”提示，避免走彎路。我特彆喜歡它對“毛刺”和“競爭冒險”這些實際工程中常見問題的討論，很多其他教材會一帶而過，但這本書卻用專門的篇幅，結閤波形圖和延遲分析，深入淺齣地解釋瞭它們産生的原因和消除的方法，這對於培養嚴謹的工程思維至關重要。讀完這些章節，我纔真正理解瞭為什麼在實際電路中，時序約束和信號完整性會變得如此重要。這本書的排版也很有特點，關鍵公式和定義都用醒目的方式標齣，使得復習和查閱變得異常高效，真正做到瞭實用與理論的完美結閤。