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唐智杰，朱方文 著

图书标签:

• 数字电路
• 电路分析
• 电子技术
• 应用设计
• 数字逻辑
• 可编程逻辑器件
• VHDL
• Verilog
• FPGA
• 嵌入式系统

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 上海大学出版社

ISBN：9787567120037

商品编码：29767809937

包装：平装

出版时间：2015-11-01

基本信息

书名:数字电路应用

：38.00元

售价：25.8元,便宜12.2元,折扣67

作者:唐智杰,朱方文

出版社：上海大学出版社

出版日期：2015-11-01

ISBN：9787567120037

字数：

页码：224

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

《数字电路应用》以“从基础理论出发，以实际应用为切入点，教学与实践相结合”为主线，采用从简单到复杂，从一般到特殊的演绎方法，主要讲述数字电路基础知识、大规模集成电路设计与应用、VerilogHDL语言设计方法和QuartusⅡ应用软件的使用技术。同时，本教材引进实例设计与实验环节，方便有效地通过计算机来实现多个实例的设计与验证，加深学生对概念、方法和应用技巧的理解，并能够加以应用。本教材结构清楚、层次分明、重点突出，注重理论与实践相结合。
　　《数字电路应用》可作为高等工科院校电子技术、自动控制及相近专业本科高年级学生和研究生的教材，也作为广大科研工作者、工程技术人员以及高等院校教师的参考书。

目录

作者介绍

文摘

序言

章 绪论
1．1 什么是数字电路
1．2 数字电路的发展及应用
1．3 数字电路设计方法
1．4 课程应用模型

第2章 数字电路基础
2．1 数制和码制
2．1．1 基本概念
2．1．2 二进制与十进制
2．1．3 八进制与十六进制
2．1．4 码制
2．2 逻辑代数基础
2．2．1 逻辑运算
2．2．2 基本规则
2．3 逻辑函数
2．3．1 逻辑函数及其表示方法
2．3．2 逻辑函数的标准形式
2．3．3 逻辑函数的代数化简
2．3．4 卡诺图化简法
习题

第3章 逻辑电路
3．1 门电路
3．1．1 基本门电路
3．1．2 常用集成门电路
3．2 组合逻辑电路
3．2．1 组合电路的分析和设计
3．2．2 组合逻辑电路的竞争与冒险
3．2．3 常用的集成组合逻辑电路
3．3 时序逻辑电路
3．3．1 触发器
3．3．2 典型触发器
3．3．3 典型集成触发器
3．3．4 时序逻辑电路的分类
3．3．5 同步时序逻辑电路分析与设计
3．3．6 异步时序逻辑电路的分析与设计
3．3．7 计数器
3．3．8 寄存器
习题

第4章 大规模数字集成电路
4．1 半导体存储器
4．1．1 只读存储器
4．1．2 随机存储器
4．2 可编程逻辑器件
4．2．1 简单可编程逻辑器件
4．2．2 复杂可编程逻辑器件（CPLD）
4．2．3 现场可编程门阵列（FPGA）
4．3 常用CPLD/FPGA器件
4．3．1 Altera公司产品
4．3．2 Xilinx公司产品
4．3．3 Lattice公司产品
习题

第5章 Verilog HDL数字设计基础
5．1 Verilog HDL简介
5．2 语法基本要素
5．3 模块的结构
5．3．1 模块的介绍
5．3．2 模块的调用
5．4 数据类型与表达式
5．4．1 线网型变量
5．4．2 寄存器型变量
5．5 运算符
5．5．1 操作数
5．5．2 Verilog HDL的运算符
5．6 赋值语句
5．6．1 连续赋值语句
5．6．2 线网声明赋值
5．6．3 过程赋值语句
5．7 结构说明语句
5．8 条件语句
5．8．1 if-else语句
5．8．2 case语句
5．9 循环语句
5．9．1 forever循环语句
5．9．2 repeat循环语句
5．9．3 While循环语句
5．9．4 for循环语句
5．10 块语句
5．10．1 顺序语句块
5．10．2 并行语句块
5．11 结构语句
5．11．1 initial语句
5．11．2 always语句
5．12 系统任务
5．12．1 任务
5．12．2 任务定义
5．12．3 任务调用
5．13 函数语句
5．13．1 函数定义
5．13．2 函数调用
5．13．3 函数的使用规则
5．13．4 task和function的区别
5．14 常用的系统任务和函数
5．14．1 $display和$write
5．14．2 系统任务$monitor
5．14．3 系统函数$time和$realtime
5．14．4 系统任务$finish和$stop
5．14．5 系统任务$readmem
5．14．6 系统任务$random
5．14．7 文件输入／输出任务
5．15 编译预处理
5．15．1 'define和'undef．
5．15．2 'ifdef、'else和'endif
5．15．3 'default_type
5．15．4 'include-
5．15．5 'resetall
5．15．6 'timescale
5．15．7 'unconnected_drive和'nounconnected_driw
习题

第6章 Quartus Ⅱ功能及应用
6．1 Quartus Ⅱ软件简介及特点
6．2 Quartus Ⅱ软件开发流程
6．2．1 设计输入
6．2．2 综合
6．2．3 布局布线
6．2．4 编译和配置
6．2．5 仿真
6．2．6 调试
6．2．7 系统级设计
6．3 Quartus Ⅱ软件的使用举例
6．3．1 创建Quartus Ⅱ工程
6．3．2 设计输入
6．3．3 工程配置及时序约束
6．3．4 编译
6．3．5 器件与引脚设定
6．3．6 功能仿真
6．3．7 时序仿真
6．3．8 机器编程和配置
6．4 Quartus Ⅱ下载及安装建议

第7章 基础应用实例
7．1 基本门电路设计实例
7．1．1 基本逻辑门
7．1．2 三态门电路
7．1．3 总线缓冲器
7．2 组合逻辑电路设计实例
7．2．1 逻辑函数的实现
7．2．2 多路数据选择器
7．2．3 数据分配器
7．2．4 比较器
7．2．5 优先编码器
7．2．6 3线-8线译码器
7．2．7 BCD-七段显示译码器
7．2．8 码制转换器
7．3 加法器
7．3．1 半加器
7．3．2 全加器
7．4 减法器
7．4．1 半减器
7．4．2 全减器
7．5 时序逻辑电路设计实例
7．5．1 触发器
7．5．2 计数器
7．5．3 寄存器
7．5．4 移位寄存器

第8章 高级应用实例
8．1 投票表决器
8．1．1 功能要求
8．1．2 设计实现
8．1．3 仿真结果
8．2 序列信号发生器
8．2．1 功能要求
8．2．2 设计实现
8．2．3 仿真结果
8．3 分频器
8．3．1 功能要求
8．3．2 设计实现
8．3．3 仿真结果
8．4 交通灯控制器
8．4．1 功能要求
8．4．2 设计实现
8．4．3 仿真结果
8．5 颗粒物罐装系统
8．5．1 功能要求
8．5．2 设计实现
8．5．3 仿真结果
附录A 参考系统硬件原理图
附录B 参考系统管脚对应表
参考文献

《数字逻辑与电路分析》 本书旨在为读者构建坚实的数字逻辑基础，并深入讲解数字电路的设计与分析方法。我们将从最基本的逻辑门电路出发，循序渐进地引导读者理解组合逻辑电路和时序逻辑电路的工作原理，最终能够独立设计和分析复杂的数字系统。 第一部分：数字逻辑基础 本部分将系统介绍数字电路的基石——逻辑门电路。我们将详细阐述布尔代数的基本公理和定理，例如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等，并展示如何利用这些定律对逻辑表达式进行化简。随后，我们将逐一介绍基本的逻辑门，包括非门（NOT）、与门（AND）、或门（OR）、与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）以及同或门（XNOR）。我们会详细解释每种逻辑门的逻辑功能、真值表以及其在电路中的符号表示。 为了更直观地理解逻辑门的功能，我们将引入卡诺图（Karnaugh Map）和逻辑表格（Quine-McCluskey）等化简工具。读者将学会如何使用这些工具将复杂的逻辑表达式化简为最简形式，从而减少电路的复杂度，降低功耗，提高电路的集成度。我们会通过大量的实例演示，帮助读者熟练掌握不同组合逻辑电路的设计流程，例如译码器（Decoder）、编码器（Encoder）、多路选择器（Multiplexer）和数据分配器（Demultiplexer）等。 第二部分：组合逻辑电路设计与分析 在掌握了基本的逻辑门和化简方法后，本部分将聚焦于组合逻辑电路的设计与分析。我们将深入探讨加法器（Adder）、减法器（Subtractor）、比较器（Comparator）等算术逻辑单元的设计。读者将理解全加器、半加器的工作原理，并学会如何构建多位加法器和减法器。 我们还会讲解数据选择器和数据分配器的应用，例如如何利用它们实现数据通路的选择和信号的分配。此外，本部分还将介绍存储元件的基本概念，为后续时序逻辑电路的学习奠定基础。我们将讲解触发器（Flip-Flop）的基本类型，如RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器，并详细分析它们的特性、状态转换和工作时序。 第三部分：时序逻辑电路设计与分析 时序逻辑电路是数字电路的核心组成部分，它们具有记忆功能，其输出不仅取决于当前的输入，还与之前的状态有关。本部分将深入剖析时序逻辑电路的设计与分析。我们将从最基础的触发器出发，讲解如何利用触发器构建寄存器（Register）和移位寄存器（Shift Register）。读者将理解寄存器在数据存储和传输中的作用，并学习不同类型的移位寄存器，如串入并出（SIPO）、并入串出（PISO）、串入串出（SISO）和并入并出（PIPO）等。 更进一步，我们将介绍计数器（Counter）的设计，包括异步计数器（Ripple Counter）和同步计数器（Synchronous Counter）的原理。读者将学会如何设计各种模数的计数器，以及如何利用计数器实现定时和频率分频等功能。 本部分的关键内容还将包括有限状态机（Finite State Machine, FSM）的设计。我们将详细介绍摩尔型（Mealy Machine）和密尔型（Moore Machine）状态机的区别和联系，并演示如何根据具体需求设计状态转换图（State Transition Diagram）和状态表（State Table）。我们将通过实例，例如交通灯控制器、数字显示控制器等，来展示FSM在实际问题中的应用。 第四部分：半导体器件与逻辑族 为了让读者更全面地理解数字电路的实现，本部分将简要介绍构成数字电路的基本半导体器件，如二极管和三极管。我们将重点讲解场效应晶体管（FET）和双极结型晶体管（BJT）在数字电路中的作用，以及它们如何构成基本的逻辑门电路。 接着，我们将介绍几种主流的数字逻辑集成电路族，包括跨耦合晶体管逻辑（CML）、二极管晶体管逻辑（DTL）、跨耦合晶体管逻辑（CTL）、集成注入逻辑（I2L）、晶体管-晶体管逻辑（TTL）和互补金属氧化物半导体（CMOS）逻辑。我们将分析每种逻辑族的特点，例如噪声容限、传播延迟、功耗以及扇出能力等。重点讲解CMOS逻辑的优点，例如低功耗和高集成度，使其成为现代数字电路设计的主流选择。 第五部分：存储器与可编程逻辑器件 本部分将拓展数字电路的应用领域，重点介绍存储器和可编程逻辑器件。我们将深入讲解半导体存储器的分类，包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。具体来说，我们将介绍静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的工作原理、结构以及读写操作。 对于只读存储器，我们将介绍掩膜式只读存储器（MROM）、可编程只读存储器（PROM）、可擦写可编程只读存储器（EPROM）和电可擦写可编程只读存储器（EEPROM）等类型。读者将理解不同ROM的特点及其适用场景。 最后，本部分将介绍可编程逻辑器件（PLD）的概念，特别是现场可编程门阵列（FPGA）和通用可编程逻辑器件（CPLD）。我们将概述PLD的基本结构和工作原理，以及它们如何实现灵活的数字电路设计。读者将了解到PLD在原型验证、小批量生产和特定应用领域的重要作用。 学习目标与方法： 通过学习本书，读者将能够： 掌握布尔代数的基本运算和化简技巧。 深刻理解各种基本逻辑门的功能和组合逻辑电路的设计原理。 熟练掌握组合逻辑电路（如加法器、译码器、多路选择器等）的设计与分析方法。 深入理解时序逻辑电路（如触发器、寄存器、计数器、状态机等）的工作机制。 能够根据需求设计和分析复杂时序逻辑电路。 了解构成数字电路的基本半导体器件和主流逻辑集成电路族。 认识存储器和可编程逻辑器件在数字系统中的作用。 本书注重理论与实践相结合，每章都配有大量的例题和习题，帮助读者巩固所学知识。我们鼓励读者动手实践，通过模拟软件或实际电路板进行验证，从而加深对数字逻辑和电路设计的理解。本书适合电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的学生，以及对数字电路设计感兴趣的工程师和爱好者阅读。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我抱着试试看的心态拿起的这本教材，因为市面上关于数字电路的书籍汗牛充栋，大多千篇一律，要么过于理论化以至于脱离实际，要么过于偏重某一特定芯片家族而缺乏普适性。然而，《数字电路应用》却展现出一种难得的老练和深度。它对工业级接口标准，例如SPI、I2C以及RS-485协议的底层电气特性和软件实现逻辑的描述，达到了教科书级别的水准。我记得有一章专门讨论了噪声容限和电磁兼容性（EMC）在数字系统设计中的影响，这通常是初级读物会忽略的部分，但作者却用生动的笔触揭示了这些“软知识”在保证系统长期稳定运行中的关键作用。最让我印象深刻的是，书中对冗余设计和容错机制的探讨，它不仅仅停留在理论层面，还结合了航空电子和工业控制的案例，展示了如何通过硬件冗余来提高系统的可靠性，这种结合了理论深度和工程广度的视角，非常适合希望从“会搭电路”提升到“会设计可靠系统”的进阶学习者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验简直是一场酣畅淋漓的技术之旅。我以前在学校里学数字电路，感觉就是背诵卡诺图和触发器特性，枯燥且缺乏成就感。但《数字电路应用》这本书的编排逻辑完全打破了这种刻板印象。它把重点放在了“应用”二字上，每一个章节的引入都紧密围绕一个实际需要解决的问题展开，比如如何设计一个高效的频率合成器，或者如何实现一个低功耗的信号处理流水线。作者在介绍锁相环（PLL）的基本结构时，并没有直接给出复杂的数学模型，而是先从系统对频率稳定性的需求出发，逐步引导读者认识到混频器、压控振荡器（VCO）和环路滤波器的必要性，这种“需求驱动”的教学方式，让知识的构建过程变得非常自然。更值得称赞的是，它对不同逻辑族（如TTL和CMOS）的特性对比分析得非常到位，清晰地指出了它们在功耗、速度和驱动能力上的权衡取舍，为读者在实际选型时提供了坚实的依据。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，刚开始翻阅这本《数字电路应用》时，我对它的深度略感吃惊。它完全不是那种为入门者准备的“简易指南”，而是直指数字系统核心的专业参考书。特别是关于流水线技术和数据通路优化的那一节，分析得极其透彻。作者用一个大型乘法器为例，详细演示了如何通过增加级联寄存器来提高时钟频率，同时又不显著增加组合延迟的整体开销，这种对性能瓶颈的精确识别和优化策略的给出，是教科书里鲜有提及的干货。此外，书中对异步握手协议在多处理器系统中的应用描述，也远远超过了一般的描述，它探讨了总线仲裁的复杂性以及如何防止死锁的发生，这些内容对于从事高性能计算或嵌入式操作系统接口开发的人来说，具有极高的参考价值。整本书的语言风格严谨又不失清晰，逻辑链条环环相扣，让人在学习过程中感到知识的积累是连续且扎实的。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到惊喜的是它对现代数字设计流程中仿真与验证工具链的集成性描述。在如今这个时代，单纯的原理图设计已经远远不够，如何使用仿真软件来验证设计的功能正确性，是每一个数字工程师必备的技能。《数字电路应用》在这方面做得非常出色，它没有仅仅停留在理论层面，而是深入探讨了如何使用波形观察工具来调试复杂的时序错误，并对常见的仿真陷阱，比如激励不足或模型不准确导致的误判，提出了明确的规避建议。书中对 Testbench 的结构化设计原则的阐述，对我构建自己的验证平台帮助极大。它强调了测试向量的完备性和边界条件的覆盖率，这种面向工程实践的视角，使得这本书的实用价值远超同类书籍。它成功地搭建了一座从基础逻辑理论到复杂系统验证的桥梁，让读者能够带着解决实际问题的能力走出书本。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字电路应用》真是让我大开眼界，尤其是对那些复杂逻辑电路的剖析，简直是庖丁解牛般的精妙。我记得我之前在学习可编程逻辑器件（PLD）的时候，总是觉得那些时序逻辑和组合逻辑混在一起让人晕头转向，但是这本书的讲解方式特别有条理。它不是简单地堆砌公式和真值表，而是非常注重从实际应用的角度去阐述，比如如何用FPGA实现一个高速数据采集系统，书中给出的案例分析步骤非常细致，从系统需求分析到硬件描述语言（VHDL/Verilog）的编码，再到仿真和综合的每一步都讲得清清楚楚。我特别欣赏它在介绍异步电路设计时所使用的论证方法，它没有回避跨时钟域传输带来的亚稳态问题，而是深入浅出地讲解了同步化和握手协议的实际应用，这对于我后来独立完成一个嵌入式系统的接口设计起到了决定性的作用。这本书的图例绘制水平也值得称赞，那些时序图和状态图清晰明了，比很多专业参考书上的示意图更易于理解，真正做到了将抽象的电子理论落地到具体的工程实践之中，读起来一点也不枯燥，反而充满了探索的乐趣。