正版剛數字電路與邏輯設計實驗教程9787111247968張亞君,陳龍 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張亞君，陳龍 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
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• 高等教育
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• 張亞君
• 陳龍
• 9787111247968
• 電路分析

店鋪： 溫文爾雅圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111247968

商品編碼：29759537305

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基本信息

書名：數字電路與邏輯設計實驗教程

定價：20.00元

作者：張亞君,陳龍

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：

ISBN：9787111247968

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：

開本：

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編輯推薦

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內容提要

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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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數字電路與邏輯設計：原理、實踐與創新 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的數字電路與邏輯設計領域學習體驗。我們從最基礎的邏輯門操作齣發，逐步引導讀者掌握二進製、邏輯代數、組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計與分析方法。本書的獨特之處在於，它不僅側重理論知識的傳授，更強調動手實踐和實際應用。通過大量的實驗項目和案例分析，讀者將有機會將理論知識轉化為實際技能，理解數字係統的工作原理，並能夠獨立設計和構建復雜的數字電路。 第一部分：數字電路基礎與邏輯門 我們將從最根本的數字係統概念入手，介紹數字信號與模擬信號的區彆，以及數字電路在現代科技中的重要作用。二進製數製是數字世界的基礎，我們將深入講解二進製的錶示、轉換，以及二進製算術運算（加、減、乘、除）。在此基礎上，我們將介紹數製之間的相互轉換，包括二進製、十進製、八進製和十六進製。 邏輯門是數字電路的基本構建單元。本書將詳細介紹最核心的邏輯門，包括與門（AND）、或門（OR）、非門（NOT），以及由它們組閤而成的與非門（NAND）、或非門（NOR）、異或門（XOR）和同或門（XNOR）。我們將闡述每種邏輯門的邏輯功能、真值錶、邏輯符號和集成電路實現。通過直觀的圖示和詳細的解釋，讀者將深刻理解每種邏輯門的工作原理。 第二部分：布爾代數與邏輯化簡 布爾代數是邏輯設計的理論基石。我們將介紹布爾代數的基本公理和定理，如交換律、結閤律、分配律、互補律、同一律、零律、冪等律、吸收律、德摩根定律等。這些定律是化簡邏輯錶達式、優化電路設計的關鍵工具。 本書將教授多種邏輯化簡方法，包括代數化簡法和卡諾圖（Karnaugh Map）法。代數化簡法通過應用布爾代數定律直接推導簡化錶達式；而卡諾圖法則提供瞭一種直觀的圖形化方法，能夠係統地找齣最簡的邏輯錶達式。我們將通過大量的實例演示，讓讀者熟練掌握這兩種化簡技巧，理解如何通過化簡減少電路的元件數量，提高電路的效率和可靠性。 第三部分：組閤邏輯電路設計與分析 組閤邏輯電路由邏輯門組成，其輸齣僅取決於當前輸入，不包含記憶功能。我們將深入研究幾種典型的組閤邏輯電路，包括： 編碼器（Encoder）： 將多個輸入信號轉換為一個二進製輸齣。我們將介紹優先編碼器和二進製編碼器。 譯碼器（Decoder）： 將一個二進製輸入信號擴展為多個輸齣信號，每個輸齣對應一個特定的輸入組閤。我們將分析其在多路選擇、顯示驅動等方麵的應用。 數據選擇器（Multiplexer/MUX）： 根據選擇信號從多個輸入中選擇一個作為輸齣。我們將探討其在信號路由和數據選擇中的作用。 數據分配器（Demultiplexer/DEMUX）： 將一個輸入信號分發到多個輸齣中的一個，由選擇信號控製。 加法器（Adder）： 實現二進製加法運算。我們將講解半加器、全加器，以及多位加法器（如行波進位加法器、超前進位加法器）的設計。 減法器（Subtractor）： 實現二進製減法運算，通常通過加法的補碼實現。 比較器（Comparator）： 比較兩個二進製數的大小。 奇偶校驗電路（Parity Checker/Generator）： 用於檢測和生成數據傳輸中的錯誤。 本書將引導讀者掌握如何根據需求設計這些組閤邏輯電路，並學會分析已知組閤邏輯電路的功能。我們會強調如何將實際問題轉化為邏輯錶達式，進而轉化為具體的電路實現。 第四部分：時序邏輯電路設計與分析 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路包含記憶元件，其輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於過去的輸入曆史（即電路的狀態）。這是數字係統能夠實現復雜功能的關鍵。 我們將從最基本的存儲元件——觸發器（Flip-Flop）開始。我們將詳細介紹不同類型的觸發器，包括： SR 觸發器： 最基本的觸發器，具有置位（S）和復位（R）輸入。 D 觸發器： 數據觸發器，能夠存儲一位數據。 JK 觸發器： 功能更強大的觸發器，可以實現翻轉、保持、置位和復位等多種操作。 T 觸發器： 翻轉觸發器，在T輸入為1時翻轉狀態。 我們將闡述各種觸發器的特性錶、狀態圖、激勵錶以及它們的製作方法（如利用基本門電路）。 在此基礎上，我們將介紹寄存器（Register）和移位寄存器（Shift Register）。寄存器用於存儲一組二進製數據，而移位寄存器則可以將數據左移或右移，在串行-並行轉換、數據存儲和轉移等應用中發揮重要作用。 計數器（Counter）是時序邏輯電路的另一類重要組成部分。我們將介紹： 異步計數器（Ripple Counter）： 觸發器的時鍾輸入連接到前一級觸發器的輸齣，存在時鍾脈衝延遲。 同步計數器（Synchronous Counter）： 所有觸發器的時鍾輸入都連接到同一個時鍾信號，可以避免延遲問題。我們將詳細講解如何設計各種模數的同步計數器，包括二進製計數器、十進製計數器等。 本書還將深入探討有限狀態機（Finite State Machine, FSM）的概念，這是描述和設計復雜數字係統行為的標準模型。我們將介紹摩爾（Mealy）型和米利（Moore）型有限狀態機的區彆，以及如何根據狀態圖和狀態錶設計FSM。 第五部分：半導體存儲器與數字係統集成 我們還將介紹半導體存儲器，這是數字係統中存儲信息的核心部件。我們將講解： 隨機存取存儲器（RAM）： 包括靜態RAM（SRAM）和動態RAM（DRAM），它們的讀寫原理和結構特點。 隻讀存儲器（ROM）： 包括掩碼ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦除可編程ROM（EPROM）、電擦除可編程ROM（EEPROM）和閃存（Flash Memory），以及它們的用途。 在掌握瞭基本的數字電路組件和設計方法後，我們將進一步探討如何將這些單元集成起來，構建更復雜的數字係統。我們將介紹一些基本的係統設計理念，例如總綫結構、時序控製和數據通路的設計。 第六部分：實踐性實驗與案例分析 本書包含一係列精心設計的實驗項目，旨在讓讀者親手實踐所學知識。每個實驗都將從實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗步驟和實驗報告要求等方麵進行詳細說明。實驗項目涵蓋瞭從基礎邏輯門到復雜時序邏輯電路的設計和搭建，例如： 使用邏輯門搭建簡單的邏輯函數。 設計並實現一個4位二進製加法器。 構建一個移位寄存器，實現串行-並行數據轉換。 設計並驗證一個二進製同步計數器。 利用觸發器和組閤邏輯實現一個簡單的狀態機控製器。 此外，本書還將穿插一些實際的案例分析，例如簡化的微處理器結構、數碼顯示係統、簡單的通信協議等，幫助讀者理解數字電路在實際應用中的價值和挑戰。 第七部分：EDA工具與Verilog/VHDL入門 為瞭適應現代數字電路設計的發展趨勢，本書還將對電子設計自動化（EDA）工具進行介紹，並提供Verilog或VHDL硬件描述語言（HDL）的入門指導。EDA工具極大地提高瞭數字電路設計的效率和準確性。通過學習HDL，讀者將能夠以文本的方式描述數字電路，並利用EDA工具進行仿真、綜閤和實現，為進一步深入學習數字集成電路設計打下堅實基礎。 學習目標 通過學習本書，讀者將能夠： 理解數字電路的基本原理和邏輯功能。 熟練運用布爾代數進行邏輯錶達式的化簡。 掌握組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計方法。 理解各種存儲元件（如觸發器、寄存器、RAM、ROM）的工作原理。 能夠獨立完成數字電路設計和實驗項目。 瞭解EDA工具在數字電路設計中的作用。 對硬件描述語言（Verilog/VHDL）有初步認識。 本書適閤於電子信息工程、計算機科學與技術、自動化等專業的本科生、研究生，以及對數字電路與邏輯設計感興趣的工程師和技術人員。我們相信，通過本書的學習，讀者將能夠建立起紮實的數字電路設計基礎，為未來在相關領域的學習和工作做好充分準備。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排非常具有層次感，它不像某些教材那樣把所有內容一股腦地塞給你。相反，它采用瞭“由簡到繁，逐步深挖”的策略。在基礎部分，它用瞭大量篇幅來鞏固基礎元器件（如基本門電路、RS/JK/D觸發器）的物理特性和邏輯特性，為後續復雜的係統級設計打下瞭堅不可摧的“物理基礎”。我特彆喜歡它在引入大規模集成電路（LSI）概念時所做的鋪墊工作。作者巧妙地利用瞭一個簡單的加法器設計案例，展示瞭如何從基礎邏輯門層層抽象、封裝，最終形成一個功能強大的模塊。這個過程的闡述，清晰地展示瞭數字電路設計中的抽象化和模塊化思想是如何一步步實現的。對於我這種喜歡刨根問底的讀者來說，它在某些關鍵概念的解釋上，總能提供一個更深一層的視角。比如，當討論同步電路的競爭與冒險問題時，作者不僅指齣瞭問題，還提供瞭多種硬件消隱技術（如增加冗餘項、使用濾波電容等），這種多維度的解決方案展示，極大地拓寬瞭我的設計思路。這本書更像是一份厚重的“實戰手冊”，而不是一套空泛的理論集閤，強烈推薦給所有希望在數字電子領域精進的人。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量給我留下瞭深刻印象。現在的教材很多為瞭控製成本，紙張用得太薄，墨水也容易洇開，影響閱讀體驗。但這本教程的紙張厚實，印刷清晰度極高，即便是那些密密麻麻的邏輯錶達式和參數錶格，看起來也不會吃力。更值得稱道的是，書中對仿真工具的使用指導部分，雖然篇幅不算特彆大，但點到瞭位。作者似乎很理解現代電子設計流程，他們沒有僅僅停留在麵包闆層麵，而是加入瞭對如 Multisim 或類似的仿真軟件的基本操作和波形觀察的指導。這種對工具鏈的兼顧，體現瞭作者對當代電子工程師培養需求的深刻理解。在學習到狀態機設計時，我嘗試將書中的理論設計直接輸入到仿真軟件中進行驗證，發現理論預測和仿真結果幾乎完美吻閤，這極大地增強瞭我對自身學習效果的信心。書中對不同設計方法的優劣對比也十分到位，比如如何權衡組閤邏輯的實現復雜度與時序邏輯的控製難度，這些權衡點纔是真正區分“會做”和“會設計”的關鍵所在。這本書的價值在於，它不隻是教你“怎麼做”，更重要的是讓你理解“為什麼這樣做是最好的選擇”。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我之前對數字電路的概念一直有些模糊，總覺得那些‘1’和‘0’之間的切換太抽象瞭。但這本書給我的感覺完全不同，它像是一位經驗豐富的老工程師，耐心十足地帶著你從頭“搭積木”。最讓我眼前一亮的是它對時序電路部分的處理方式。例如，對觸發器（Flip-Flop）的各種工作模式，比如主從結構和邊沿觸發的細微差彆，作者沒有用冷冰冰的數學語言堆砌，而是通過生動的時序圖和狀態圖來解釋，那種“時間”對邏輯狀態的影響被可視化地呈現齣來瞭，讀起來酣暢淋灕。我記得有一次，我被一個異步清零和同步復位的區彆搞得很睏惑，翻看書中的對比錶格和相應的波形圖後，那種“啊哈！”的頓悟感立刻就來瞭。此外，這本書在實驗環節的指導也極其細緻，它沒有把實驗流程當成一個單純的“照做”清單，而是深入解釋瞭為什麼要選擇特定的芯片型號，以及測試點設置的內在邏輯。這種對實驗背景和原理的雙重強調，使得我們不隻是完成任務，更是在學習如何進行嚴謹的工程驗證。這本書的深度和廣度把握得恰到好處，既能滿足基礎教學要求，又不失前沿實驗探索的空間，非常適閤需要將理論應用於實際動手環節的讀者。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就給我一種非常專業、嚴謹的感覺，那種樸實的藍白色調，加上清晰的字體排版，一看就知道是麵嚮工程實踐的教材。我抱著極大的期望打開瞭它，希望能在電路基礎這塊打下紮實的基礎。剛翻開前幾章，內容組織邏輯就顯得十分清晰，從最基本的布爾代數開始，循序漸進地引入瞭組閤邏輯和時序邏輯的概念。作者在講解理論的同時，非常注重與實際實驗的結閤，每一個理論推導後麵幾乎都能找到對應的實驗步驟和預期結果分析。尤其是對各種邏輯門的工作原理和真值錶的推導部分，講解得深入淺齣，即便是初次接觸數字電路的同學，也能很快把握住核心思想。我特彆欣賞作者在案例選擇上的獨到眼光，他們沒有選擇那些過於花哨或脫離實際的應用，而是聚焦於計數器、譯碼器這些最核心、最常被引用的模塊，這對於建立係統級的數字係統思維至關重要。閱讀過程中，我感覺自己不僅僅是在記憶公式，而是在構建一個完整的邏輯框架。而且，書中的插圖質量非常高，那些電路圖畫得乾淨利落，關鍵節點的標注清晰明瞭，極大地減少瞭閱讀時的理解障礙。總而言之，這是一本極具匠心、注重實踐的入門讀物，對於想真正搞懂數字係統底層邏輯的讀者來說，絕對是值得信賴的夥伴。

評分☆☆☆☆☆

我對教材的要求一嚮是“少說廢話，多給乾貨”，這本書在這一點上做得非常齣色，簡直是理工科教材中的一股清流。它在內容的組織上體現齣一種強烈的“以能力為導嚮”的理念。舉個例子，在介紹中規模集成電路（MSI）的應用時，它沒有孤立地講解每一個芯片的功能，而是立刻將其置於一個更宏大的係統設計背景中——比如如何用譯碼器和多路選擇器快速搭建一個數據分配網絡。這種“模塊化思維”的培養，對於我們後續學習微處理器和FPGA設計至關重要。書中的例題設計難度適中且富有代錶性，很多都是在實際工程中會遇到的優化難題。我個人特彆喜歡作者對設計規範和潛在陷阱的提示，比如關於扇入扇齣比的限製、電平標準對係統穩定性的影響等等，這些“江湖經驗”在其他理論書裏是很少提及的。閱讀體驗上，雖然內容專業性很強，但其語言風格保持瞭一種沉穩而略帶幽默的剋製感，不會讓人感到枯燥。每次學完一個章節，都會有一種紮實的成就感，因為它提供的知識點都是可以被立即應用和驗證的堅實基石。它更像一本“工具書”和“教科書”的完美融閤體，隨時可以拿齣來查閱和參考。