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路而红 著

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出版社： 国家开放大学出版社

ISBN：9787304029135

商品编码：29784171583

包装：平装

出版时间：2004-10-01

基本信息

书名：数字电子电路

定价：27.00元

作者：路而红

出版社：国家开放大学出版社

出版日期：2004-10-01

ISBN：9787304029135

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.522kg

编辑推荐

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内容提要

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为了适应电子技术发展的需要，2004年，中央电大重新修订了《数字电子电路课程教学大纲》。本书根据新教学大纲，同时满足高等工程专科电气、电子类专业对电子技术基础课程(数字电子电路)的要求，精选了教材内容，增加了新器件和新技术方面的内容，包括可编程逻辑器件的开发、VHDL对数字电路的描述等。为了方便读者学习，每章都给出了主要内容、学习目标及小结。另外对于特别重要的内容采取符号方式提醒读者，突出了重点内容和基本概念。
本书以逻辑代数为基础，以数字电路的分析与设计为目的，全面介绍了数字电路的基本理论、工作原理、分析与设计方法以及实际应用。全书共分11章，主要包括：逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路的分析与设计、常用时序逻辑电路、半导体存储器、可编程逻辑器件、脉冲电路、数模和模数转换器以及数字系统分析与设计。在附录部分，介绍了VHDL语言。
本书可作为高等工程专科电子信息类、电气信息类各专业的教科书，也可供其他相近学科工程技术人员参考。

目录

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绪论
0.1 数字量与模拟量
0.2 数字电路及其特点
0.3 数字电路的分类
章 逻辑代数基础
1.1 数制与码制
1.2 基本逻辑运算
1.3 逻辑代数的基本定律与规则
1.4 逻辑代数的常用公式
1.5 逻辑函数的表示方法及其相互转换
1.6 逻辑函数的公式化简法
1.7 逻辑函数的卡诺图化简法
本章小结
习题
第2章 逻辑门电路
2.1 数字集成电路的特点及分类
2.2 半导体器件的开关特性
2.3 TTL门电路
2.4 其它类型的TTL门电路
2.5 CMOS门电路
2.6 CMOS与TTL门电路的比较
本章小结
习题
第3章 组合逻辑电路
3.1 组合逻辑电路概述
3.2 常用组合逻辑电路
3.3 用中规模集成器件（MSI）构成组合电路的设计和分析
3.4 组合电路中的竞争冒险现象
本章小结
习题
第4章 触发器
4.1 时序逻辑电路的特点
4.2 基本RS触发器
4.3 同步RS触发器
4.4 主从触发器
4.5 边沿触发器
4.6 动态特性
4.7 触发器的逻辑功能
本章小结
习题
第5章 时序逻辑电路分析与设计
5.1 时序逻辑电路的分类
5.2 同步时序逻辑电路分析
5.3 同步时序逻辑电路设计
本章小结
习题
第6章 常用时序逻辑电路
6.1 寄存器
6.2 计数器
6.3 序列信号发生器
本章小结
习题
第7章 半导体存储器
7.1 只读存储器（ROM）
7.2 存取存储器（RAM）
本章小结
习题
第8章 可编程逻辑器件
8.1 PLD概述
8.2 可编程阵列逻辑PAL
8.3 通用阵列逻辑GAL
8.4 复杂可编程逻辑器件CPLD
8.5 现场可编程门阵列FPGA
8.6 PLD的应用开发
本章小结
习题
第9章 脉冲电路
9.1 脉冲信号与脉冲电路
9.2 555定时器
9.3 施密特触发器
9.4 单稳态触发器
9.5 多谐振荡器
本章小结
习题
0章 数模和模数转换器
10.1 数模转换器（DAC）
10.2 模数转换器（ADC）
10.3 集成DAC、ADC及其应用
本章小结
习题
1章 数字系统分析与设计
11.1 数字系统概述
11.2 数字系统的分析
11.3 数字系统的设计
本章小结
习题
附录 硬件描述语言VHDL
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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探索数字世界的基石——现代电子技术的底层逻辑 本书并非直接介绍某一本特定的《数字电子电路》教材，而是旨在为广大电子技术爱好者、初学者以及希望深入理解现代电子设备运行原理的专业人士，构建一个全面、系统且深入的数字电子电路知识体系。我们聚焦于构成现代信息社会基石的数字逻辑原理，力求剥离那些过于枝蔓的教学细节，直击核心概念，让读者真正掌握数字电路的设计、分析和应用方法。 第一部分：数字世界的语言——二进制与逻辑门 数字电子技术的核心在于“0”和“1”的二元世界。本部分将带领读者从最基础的二进制数制入手，理解数字信号的本质及其与模拟信号的区别。我们将深入剖析二进制的编码方式，包括无符号数、有符号数（原码、反码、补码）的表示方法，以及它们在计算机运算中的重要性。 紧接着，我们将迎来数字逻辑世界的“基石”——逻辑门。不再停留于教科书上简单的“与”、“或”、“非”符号，我们将详细讲解这些基本逻辑门（AND, OR, NOT）的工作原理、真值表以及它们在集成电路中的物理实现基础（尽管不会深入到晶体管层面，但会说明其基本工作模式）。在此基础上，我们将拓展到更复杂的逻辑门，如NAND、NOR、XOR、XNOR门，并着重分析它们的特性、优点以及在实际电路设计中的应用。我们将演示如何利用这些基本逻辑门组合成更复杂的逻辑功能，为后续的组合逻辑电路打下坚实基础。 第二部分：化繁为简的艺术——组合逻辑电路 组合逻辑电路是指电路的输出仅取决于当前输入的逻辑电路。在本部分，我们将系统地学习组合逻辑电路的设计方法和分析技巧。 布尔代数与最小项/最大项展开： 我们将深入学习布尔代数运算规则，并掌握如何利用最小项（Sum of Products, SOP）和最大项（Product of Sums, POS）的形式来表示任何逻辑函数。这将是进行逻辑化简的基础。 逻辑函数的化简： 繁杂的逻辑表达式不仅难以实现，而且会增加电路的复杂度和功耗。我们将介绍多种强大的逻辑化简方法： 布尔代数化简法： 通过运用布尔代数定理和公理，直接对逻辑表达式进行化简。 卡诺图（Karnaugh Map, K-map）： 一种图形化、直观的化简方法，对于变量数量较少的逻辑函数（通常不超过5-6个变量）尤为有效。我们将详细讲解如何绘制和使用卡诺图，识别相邻的1（或0）并进行分组，最终得到最简的SOP或POS表达式。 Quine-McCluskey算法： 一种系统化的代数化简方法，适用于变量数量较多或需要计算机辅助化简的情况。我们将介绍其基本步骤和原理。 重要的组合逻辑电路模块： 我们将重点介绍几种在实际应用中至关重要的组合逻辑电路模块： 编码器（Encoder）和译码器（Decoder）： 它们在多路选择、显示驱动等领域发挥着核心作用。我们将分析它们的结构和工作原理，并给出实际应用示例。 多路选择器（Multiplexer, MUX）和多路分离器（Demultiplexer, DEMUX）： MUX可以根据选择信号从多个输入中选择一个输出，而DEMUX则将一个输入分发到多个输出。我们将深入理解它们的工作原理，以及如何在数据选择、信号路由等方面发挥作用。 加法器（Adder）和减法器（Subtractor）： 这是数字计算的核心。我们将从半加器、全加器开始，逐步介绍行波进位加法器、超前进位加法器等，理解它们如何实现二进制数的加减运算。 比较器（Comparator）： 用于比较两个二进制数的大小，是许多控制系统和算法的基础。 奇偶校验发生器/检测器（Parity Generator/Checker）： 用于在数据传输过程中检测错误，提升数据的可靠性。 第三部分：有“记忆”的电路——时序逻辑电路 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还与电路之前的状态（即“历史”）有关。这意味着时序逻辑电路具有“记忆”功能，是构建复杂数字系统（如存储器、微处理器）的关键。 触发器（Flip-Flop）： 触发器是时序逻辑电路中最基本的存储单元，能够存储一位二进制信息。我们将详细讲解各种类型的触发器： SR触发器（Set-Reset Flip-Flop）： 最基础的触发器，理解其工作原理和存在的问题（如约束条件）。 D触发器（Delay Flip-Flop）： 最常用的触发器之一，其输出等于输入在一个时钟周期后的延迟。 JK触发器（Jack Kilby Flip-Flop）： 功能更强大，克服了SR触发器的不足，能够实现多种翻转模式。 T触发器（Toggle Flip-Flop）： 在每个时钟脉冲下翻转其状态。 我们将深入分析各种触发器的状态转换图、时序图，以及它们如何实现信息的存储和传递。 寄存器（Register）： 寄存器是由多个触发器组成的单元，用于存储一组二进制数。我们将介绍移位寄存器（左移、右移、双向移位）及其在数据处理、串并转换等方面的应用，以及通用寄存器。 计数器（Counter）： 计数器能够按照特定序列对时钟脉冲进行计数。我们将讲解： 异步计数器（Ripple Counter）： 结构简单，但存在时钟偏移问题。 同步计数器（Synchronous Counter）： 所有触发器都由同一个时钟信号驱动，性能更优。 二进制计数器、十进制计数器（BCD Counter）： 介绍如何设计任意模数的计数器。 移位寄存器计数器（Johnson Counter, Ring Counter）。 计数器在频率分频、定时器、数字显示等领域有着广泛应用。 有限状态机（Finite State Machine, FSM）： FSM是描述和设计复杂时序逻辑电路的强大模型。我们将介绍： 摩尔型（Moore Machine）和米利型（Mealy Machine）状态机： 理解它们在输出生成方式上的区别。 状态图和状态表： 如何用图形和表格形式描述FSM的行为。 FSM的设计流程： 从功能需求出发，如何一步步设计出满足要求 FSM，包括状态分配、化简和电路实现。 FSM广泛应用于控制单元、序列发生器、通信协议等。 第四部分：构建更宏伟的蓝图——现代数字系统设计 掌握了基本的组合逻辑和时序逻辑电路后，我们将视角提升到宏观层面，理解如何利用这些基本单元构建更复杂的数字系统。 存储器（Memory）： 存储器是数字系统的核心组成部分。我们将介绍： 随机存取存储器（RAM）： 包括静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM），理解它们的读写原理和结构。 只读存储器（ROM）： 包括掩模ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）以及闪存（Flash Memory），了解它们的特性和应用。 存储器的地址解码： 理解如何通过地址线选择特定的存储单元。 可编程逻辑器件（PLD）： 随着集成电路技术的发展，许多逻辑功能不再需要分立的集成电路来实现，而是可以通过可编程逻辑器件来实现。我们将介绍： 可编程只读存储器（PROM）作为逻辑实现。 可编程阵列逻辑（PAL）和通用阵列逻辑（GAL）。 现场可编程门阵列（FPGA）： 这是现代数字系统设计中最重要的工具之一。我们将介绍FPGA的基本结构（逻辑单元、布线资源、输入输出接口）和设计流程，以及它在原型设计、定制硬件加速等领域的巨大优势。 硬件描述语言（HDL）： 为了高效地设计和验证复杂的数字系统，硬件描述语言变得不可或缺。我们将简要介绍Verilog和VHDL的基本概念和语法，说明它们如何在逻辑抽象层面上描述硬件，并用于综合和仿真。 数字系统设计的流程： 从需求分析、逻辑设计、功能仿真、综合、布局布线到最终的物理实现（例如FPGA配置或ASIC制造），我们将梳理完整的数字系统设计流程。 贯穿全书的理念： 自顶向下与自底向上相结合： 我们将鼓励读者在学习过程中，既要理解基本逻辑单元的工作原理（自底向上），也要培养将复杂系统分解为模块化、可管理单元的能力（自顶向下）。 理论与实践相结合： 虽然本书主要侧重理论讲解，但我们会穿插大量的实例和应用场景，帮助读者理解抽象概念的实际意义。鼓励读者通过仿真工具（如Logisim, Proteus, ModelSim等）动手实践，加深理解。 抽象与具体并存： 我们将在逻辑层面深入讲解，同时也会适当提及相关器件的物理实现和工作特性，以提供更全面的认识。 迭代与优化： 数字电路的设计往往是一个迭代和优化的过程。我们将强调在设计过程中考虑性能、功耗、面积等因素，并进行权衡。 通过系统地学习本书内容，读者将能够： 深刻理解数字信号的本质和二进制运算的原理。 熟练掌握基本逻辑门的设计与组合。 高效地设计和化简组合逻辑电路。 深入理解时序逻辑电路的工作机制，并能设计各种触发器、寄存器和计数器。 掌握有限状态机的建模与设计方法。 理解存储器的结构和工作原理。 对现代数字系统设计工具（如FPGA、HDL）有初步的认识。 为进一步学习微处理器、数字信号处理、嵌入式系统等高级主题打下坚实的基础。 无论您是电子工程专业的学生，还是对电子技术充满热情的爱好者，亦或是希望理解现代电子产品如何工作的技术人员，本书都将是您探索数字世界、掌握现代电子技术核心能力的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

这部作品的魅力在于其难以归类的风格。它糅合了侦探小说的严谨逻辑、黑色幽默的辛辣讽刺，以及一丝丝近乎于魔幻现实主义的荒诞色彩。故事的主线其实很简单，围绕着一个失踪的艺术品展开，但作者的笔锋却游走于各个社会阶层之间，对人性的贪婪、虚荣和无聊进行了淋漓尽致的讽刺。我特别欣赏作者对细节的把控，比如对一家老旧咖啡馆里咖啡豆烘焙气味的精确描绘，或者对某个政客领带花色的刻意强调，这些看似无关紧要的细节，最终都巧妙地构成了推动情节的关键线索。读这本书时，我总忍不住停下来，回味那些富有哲理的片段，它们并非大道理的说教，而是巧妙地融入在日常的对话和场景之中，如同一颗颗被精心埋下的彩蛋。这本书非常适合在一个人独处，环境安静的时候阅读，因为你需要足够的沉浸感去捕捉那些稍纵即逝的暗示。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我只有一个感觉：作者绝对是个疯子，一个天才的疯子。它完全打破了我对传统叙事结构的认知，情节推进的方式极其跳跃，充满了不合逻辑的巧合，但奇怪的是，在作者的笔下，这些“不合逻辑”却构建出了一种更高层次的逻辑自洽。书中对于未来社会生态的描绘，那种冷峻、去人情化的技术统治，让我不寒而栗。它不像某些科幻作品那样热衷于宏大的太空歌剧，而是聚焦于个体在极端环境下的心理崩溃与异化。文字的风格非常凌厉，像一把手术刀，毫不留情地剖开社会表象的温情脉脉，直指核心的残酷。尤其是一些对话场景，极简、精准，每一个字都像是经过千锤百炼才留下来的，充满了张力。这本书的阅读过程，更像是在攀登一座技术和思想的冰山，每一步都伴随着对自身认知的冲击。它不是用来“享受”的，而是用来“面对”的，强迫你直视那些你平日里选择忽略的社会阴影。

评分☆☆☆☆☆

这部作品，我刚翻开没几页，就被作者那种抽丝剥茧的叙事方式深深吸引住了。它构建了一个极其宏大且复杂的叙事框架，每一个章节都像是一块精雕细琢的拼图，看似独立，实则紧密关联，共同指向一个深远的哲学命题。作者似乎对人性的幽微之处有着超乎寻常的洞察力，笔下的人物没有绝对的善恶之分，他们的动机和挣扎都显得如此真实可信。特别是其中关于“记忆的不可靠性”那一段描写，简直是神来之笔，让人在阅读的同时，不禁开始反思自己过往经历的真实性。语言上，这部书的文字功底极强，既有古典文学的韵味，又不失现代语法的流畅性，时常出现一些意想不到的比喻，每一次阅读都像是在解谜，需要集中全部的注意力去捕捉那些隐藏在字里行间的深层含义。那种沉浸式的阅读体验，让人感觉自己仿佛不是在看书，而是切身参与了这场史诗般的探索之旅。它不是那种可以轻松翻阅的消遣读物，更像是一次对心智的深度训练，每次合上书本，脑海中都会留下久久无法散去的余韵和对世界更深一层的困惑与理解。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的阅读门槛相当高，它要求读者具备一定的历史和文化背景知识，否则很多典故和讽刺的意味就会大打折扣。作者似乎并不在乎读者的接受程度，而是坚持着自己的艺术追求，用一种近乎晦涩的语言，构建了一个自洽的微观世界。书中对权力结构和阶层固化的分析，尖锐得让人后背发凉，那些描绘上层社会酒会和底层民众挣扎的场景，对比之强烈，充满了戏剧张力。我尤其喜欢作者在叙事中采用的“多视角切换”手法，同一个事件，从不同人物的口中讲述出来，真相便变得支离破碎、扑朔迷离。这种不确定性，恰恰是这部作品最迷人的地方，它让你永远无法确信你所看到的就是全部。与其说这是一本小说，不如说它是一份对特定时代和特定人群的社会学田野调查报告，只是披上了一层极其华丽且晦涩的文学外衣。它需要反复阅读和细致考据，才能真正领略到作者那份深厚的学识和批判精神。

评分☆☆☆☆☆

这是一部关于“失落”的史诗，但它的“失落”并非是悲剧性的哀叹，而是一种对时间流逝和文明更迭的冷静记录。作者的笔触非常细腻，充满了对逝去年代的怀旧情愫，但这种怀旧又被一种后现代的疏离感所稀释，使得整体基调既温暖又苍凉。书中反复出现的意象——比如生锈的铁轨、被遗忘的图书馆、以及永恒不变的星空——构建了一个令人神往又略带忧伤的氛围。文字的节奏感极强，时而缓慢冗长，如同老旧的留声机在播放着一首慢板乐曲，将情感层层铺开；时而又如同骤雨般急促，将关键信息一气呵成地抛出。最让我感到震撼的是它探讨了“身份的构建与解构”这一主题，通过一个角色的多重人格和身份错位，展现了现代社会中个体身份的脆弱性和多面性。它不是那种让你看完后拍案叫绝的作品，而是那种会在深夜里，当你抬头望向窗外时，突然让你感到心头一紧，开始咀嚼其中味道的隐性经典。