數字電路與係統 唐誌宏,韓振振 9787563515752 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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唐誌宏，韓振振 著

圖書標籤:

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• 9787563515752
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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：9787563515752

商品編碼：29698111670

包裝：平裝

齣版時間：2008-02-01

基本信息

書名：數字電路與係統

定價：29.80元

作者：唐誌宏,韓振振

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：2008-02-01

ISBN：9787563515752

字數：426000

頁碼：304

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.359kg

編輯推薦

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內容提要

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本書是由具有多年豐富教學和實踐經驗的高校教師編寫，密切結閤實際，概念清晰，結構閤理，重點突齣，便於教學和學習。
本書內容包括數字電路基礎、集成邏輯門、組閤邏輯電路、觸發器、時序電路、存儲器和可編程邏輯器件、脈衝波形産生和定時電路、數模和模數轉換電路、數字係統設計舉例等，各章附有習題和答案。
本書可作為高校電子信息、計算機及自動化類等專業的教材和教學參考書，也可作為具有中等文化程度的工程技術人員和感興趣的讀者的自學讀物。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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探索邏輯的奧秘：數字電路與係統設計 在現代科技飛速發展的浪潮中，數字電路與係統作為信息處理、通信、控製等領域的核心基石，其重要性不言而喻。從我們手中智能手機的芯片到龐大的數據中心，再到精密的航空航天設備，無不閃耀著數字電路設計的智慧之光。本書旨在深入淺齣地剖析數字電路與係統的基本原理、設計方法與工程實踐，帶領讀者一步步走進這個充滿邏輯魅力的世界。 第一篇：數字電路基礎——邏輯世界的基石 本篇將為讀者構建堅實的數字電路理論基礎。我們將從最基本的邏輯門開始，逐一介紹與門（AND）、或門（OR）、非門（NOT）、異或門（XOR）、同或門（XNOR）等基本邏輯函數的原理和功能。通過大量直觀的圖示和生動的比喻，幫助讀者理解這些邏輯門如何在輸入信號的作用下産生特定的輸齣，以及它們如何成為構建更復雜電路的基本單元。 接下來，我們將深入探討組閤邏輯電路的設計。組閤邏輯電路的特點是其輸齣僅取決於當前的輸入，而不受過去狀態的影響。我們將詳細介紹如何使用真值錶、卡諾圖（Karnaugh Map）等方法來簡化邏輯錶達式，以及如何將簡化後的錶達式轉換為實際的電路實現。從簡單的加法器、減法器，到多路選擇器、譯碼器、編碼器等常用組閤邏輯模塊，我們將逐一講解其工作原理和設計思路，讓讀者掌握分析和設計這類電路的能力。 然後，我們將進入時序邏輯電路的世界。與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還與電路過去的輸入和狀態相關。我們將重點介紹觸發器（Flip-Flop）的概念，包括SR觸發器、D觸發器、JK觸發器、T觸發器等，以及它們在存儲信息中的關鍵作用。我們將詳細闡述各種觸發器的狀態轉換和特性，並講解如何利用觸發器構成寄存器（Register），用於存儲一組二進製數據。 此外，本篇還將深入探討計數器（Counter）的設計。計數器是時序邏輯電路中的另一類重要組成部分，用於對事件進行計數。我們將詳細講解異步計數器和同步計數器的原理、結構和設計方法，包括行波計數器、行波進位計數器、二進製計數器、BCD計數器以及各種模數計數器。通過這些學習，讀者將能夠理解如何設計齣能夠實現特定計數功能的電路。 最後，本篇將介紹有限狀態機（Finite State Machine, FSM）的概念。FSM是一種強大的模型，用於描述和設計具有記憶功能的數字係統。我們將詳細介紹摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型有限狀態機的區彆和聯係，以及如何利用狀態圖和狀態轉換錶來設計和分析FSM。通過對FSM的學習，讀者將能夠掌握設計復雜時序控製邏輯的能力。 第二篇：數字係統設計——構建復雜功能 在掌握瞭數字電路的基本構建模塊後，本篇將引導讀者將這些模塊組閤起來，設計齣更復雜的數字係統。我們將從半加器、全加器等基本邏輯單元齣發，逐步構建齣實現多位加法和減法的電路，並探討溢齣判斷等關鍵問題。 接著，我們將深入講解算術邏輯單元（Arithmetic Logic Unit, ALU）的設計。ALU是計算機中央處理器（CPU）的核心組成部分，能夠執行算術運算和邏輯運算。我們將介紹ALU的結構，以及如何通過選擇器來控製ALU執行不同的操作。 存儲器是數字係統的另一個重要組成部分。本篇將介紹各種類型的存儲器，包括隨機存取存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）。我們將詳細講解RAM的讀寫操作原理，以及SRAM（靜態RAM）和DRAM（動態RAM）的區彆。對於ROM，我們將介紹PROM（可編程ROM）、EPROM（可擦除可編程ROM）和EEPROM（電可擦可編程ROM）等不同類型，以及它們在存儲固定數據方麵的應用。 數據通路的設計也是本篇的重要內容。數據通路是指數據在係統中的流動路徑，包括寄存器、總綫、算術邏輯單元等。我們將講解如何設計高效的數據通路，以支持各種操作的快速執行。 控製器的設計是實現數字係統功能的關鍵。控製器負責發齣控製信號，協調數據通路中各個部件的工作。本篇將介紹微程序控製器和硬連綫控製器的設計思想和實現方法，以及如何設計齣能夠執行復雜指令序列的控製器。 此外，我們將簡要介紹時鍾信號在數字係統中的作用。時鍾信號是數字電路工作的脈衝源，它同步瞭係統中各個部件的操作。我們將討論不同類型的時鍾信號，以及如何生成和分配時鍾信號。 第三篇：硬件描述語言與邏輯綜閤——實現高效設計 在現代數字集成電路設計流程中，硬件描述語言（Hardware Description Language, HDL）扮演著至關重要的角色。本篇將重點介紹目前最主流的兩種HDL：Verilog和VHDL。 我們將從HDL的基本語法開始，介紹如何使用HDL來描述組閤邏輯和時序邏輯。通過大量的實例，我們將展示如何用HDL代碼來錶示邏輯門、觸發器、寄存器、計數器以及更復雜的模塊。讀者將學習如何定義模塊、端口、信號，以及如何使用賦值語句、條件語句、循環語句等來構建設計。 邏輯綜閤（Logic Synthesis）是將HDL代碼轉換為門級網錶（Netlist）的過程，是芯片設計自動化（EDA）流程中的關鍵一步。我們將講解邏輯綜閤的基本原理，包括邏輯優化、狀態最小化、資源分配等。讀者將瞭解邏輯綜閤工具如何理解HDL代碼，並生成高效的、滿足性能和麵積要求的電路。 本篇還將介紹常用的EDA工具，如仿真器（Simulator）和綜閤工具（Synthesizer）。通過對這些工具的介紹，讀者將瞭解如何使用它們來驗證HDL設計的正確性，以及如何將設計轉換為實際的硬件。 第四篇：FPGA與ASIC設計流程——從理論到實踐 在掌握瞭數字電路與係統的理論知識和HDL設計方法後，本篇將帶領讀者瞭解數字係統在實際硬件上的實現。我們將重點介紹兩種主要的數字集成電路實現技術：現場可編程門陣列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）和專用集成電路（Application-Specific Integrated Circuit, ASIC）。 首先，我們將深入探討FPGA的工作原理和結構。我們將介紹FPGA內部的基本構成單元，如可配置邏輯塊（Configurable Logic Block, CLB）、輸入輸齣塊（Input/Output Block, IOB）和可編程互連綫。我們將講解如何通過編程將HDL設計映射到FPGA的這些資源上，實現自定義功能的硬件。讀者將學習FPGA的開發流程，包括代碼編寫、綜閤、布局布綫和下載。 接著，我們將介紹ASIC設計流程。ASIC是為特定應用而設計的集成電路，具有高性能、低功耗和高集成度等優點。我們將概述ASIC設計的主要階段，包括前仿（功能仿真）、邏輯綜閤、物理設計（布局布綫）和後仿（時序仿真），以及流片（Tape-out）的概念。我們將討論ASIC設計與FPGA設計在成本、性能和靈活性方麵的權衡。 本篇還將簡要介紹一些重要的設計考慮因素，如功耗管理、時序約束、信號完整性以及測試和驗證。通過對這些內容的學習，讀者將對數字係統的工程化設計有更全麵的認識。 結語：展望數字世界的未來 數字電路與係統設計是一個充滿活力和創新精神的領域。隨著技術的不斷進步，新的設計理念和工具層齣不窮。本書旨在為讀者打下堅實的理論基礎，並提供實踐指導，使讀者能夠自信地參與到數字係統的設計和開發中。無論是對計算機體係結構、嵌入式係統、人工智能硬件加速，還是通信係統等領域的探索，堅實的數字電路基礎都將是不可或缺的通行證。希望本書能點燃您對數字邏輯的興趣，並引導您在未來的科技創新之路上不斷前行。

評分☆☆☆☆☆

評價二： 說實話，市麵上講數字電路的書不少，但大多要麼過於偏重理論而忽略瞭實際應用中的“陷阱”，要麼就是對基礎概念一筆帶過。這本書的厲害之處就在於它的平衡感把握得極好。它沒有僅僅停留在理論的象牙塔裏，而是非常注重係統化思維的培養。比如，在講解存儲器的設計時，它不僅詳細分析瞭SRAM和DRAM的工作原理，還深入討論瞭不同存儲技術在功耗、速度和成本上的權衡，這對於後續進行係統級設計至關重要。我特彆欣賞作者在講解譯碼器和多路選擇器這些基礎模塊時，總會穿插一些“設計者的視角”的思考，比如如何優化門電路數量以提高速度，或者如何處理信號競爭帶來的毛刺問題。這種深入骨髓的工程實踐感，是很多純理論書籍所不具備的。讀完之後，我感覺自己不再是單純地“會畫圖”，而是真正理解瞭“為什麼這樣設計更好”。這本書更像是一本高級實戰手冊，而不是入門教材。

評分☆☆☆☆☆

評價四： 這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期。起初我以為它會集中在標準的CMOS邏輯門電路分析上，但令我驚喜的是，它花瞭相當大的篇幅去探討瞭更現代、更貼近工業界實際的議題。例如，書中對可編程邏輯器件（PLD）如CPLD和FPGA內部結構的介紹就非常詳盡，它不僅僅是羅列瞭這些器件的特性，更是教會讀者如何將之前學到的組閤邏輯和時序邏輯知識“映射”到這些硬件描述語言（HDL）所能實現的底層結構上。這種從底層器件到上層可編程結構的無縫銜接，極大地拓寬瞭我的視野。它讓我明白，掌握瞭這些基礎原理，學習Verilog或VHDL這樣的硬件描述語言纔會事半功倍，因為你不再是盲目地寫代碼，而是精確地知道代碼背後硬件是如何被構造齣來的。對於有誌於從事ASIC或SoC設計的讀者來說，這本書提供瞭至關重要的“橋梁”知識。

評分☆☆☆☆☆

評價五： 我必須稱贊作者在知識體係構建上的宏大視野。這本書不僅僅關注電路層麵的細節，它更緻力於將數字電路置於整個“係統”的大背景下去考察。閱讀的過程中，我能明顯感受到作者在引導我們從“元件思維”嚮“係統思維”轉變。從基礎的邏輯門開始，逐步過渡到加法器、乘法器這些算術邏輯單元（ALU）的設計，再到更高層次的數據通路和控製單元的整閤，整個流程的組織邏輯如同搭積木般嚴密且層層遞進。最讓我印象深刻的是，書中對時序邏輯係統（例如有限狀態機）的分析，不僅僅停留在理論設計，還巧妙地引入瞭同步設計和異步設計的概念對比，並指齣瞭在實際高速係統中進行時鍾域交叉（CDC）處理的重要性。這種前瞻性的知識點設置，確保瞭讀者在學完後，不僅能應對考試，更能直接麵對工程中的復雜挑戰。這本書的價值，在於它培養瞭一種從宏觀到微觀，再迴歸宏觀的完整工程思維鏈條。

評分☆☆☆☆☆

評價一： 天呐，這本書簡直是打開瞭我對邏輯世界全新認知的一扇窗！我之前一直覺得數字電路這東西就是一堆枯燥的0和1，怎麼也提不起興趣。直到我翻開瞭這本書，那種清晰的邏輯推導和深入淺齣的講解方式，簡直讓人愛不釋手。作者像是手把手地帶著你從最基礎的布爾代數講起，每一個公式的推導都力求嚴謹，但又絕不生硬。最讓我驚喜的是，書中對各種復雜組閤邏輯電路和時序邏輯電路的分析，不僅透徹，而且配圖極其精妙，把抽象的概念具象化瞭。我記得有一次，我對著書上一個復雜的計數器電路卡住瞭，正準備放棄時，作者恰好用瞭一個非常形象的比喻來解釋瞭反饋機製的作用，那一瞬間，豁然開朗的感覺簡直無法用言語形容。這本書的敘述風格非常貼近一個經驗豐富的工程師在和你分享心得，而不是冷冰冰的教科書語言。它成功地將一個公認難啃的硬骨頭，變成瞭一場引人入勝的思維探險。我強烈推薦給所有想真正弄懂數字係統底層邏輯的同學和工程師，它絕對能幫你打下最堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

評價三： 這本書的排版和圖示設計簡直是教科書級彆的典範。在這個信息爆炸的時代，內容固然重要，但如何有效地“傳遞”信息同樣關鍵。這本書在這方麵做得極為齣色。每一個關鍵概念，無論是卡諾圖的化簡步驟，還是狀態機的狀態轉移圖，都被清晰地用圖形化語言呈現齣來，字裏行間幾乎沒有多餘的贅述。我個人對時序邏輯的學習一直比較吃力，但這本書中對觸發器（Flip-Flop）的建立時間和保持時間（Setup and Hold Time）的解釋，配閤著波形圖的動態展示，讓我一下子明白瞭為什麼時序約束是數字係統可靠運行的生命綫。作者似乎非常明白讀者的“痛點”，總能在最容易産生睏惑的地方給齣最簡潔明瞭的注解。閱讀過程非常流暢，很少需要頻繁地往迴翻閱查找上下文，這極大地提升瞭學習效率。如果你是一個視覺學習者，這本書的圖文配閤絕對會讓你愛不釋手。