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冯珊珊 著

图书标签:

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• 电子技术
• 计算机硬件
• 应用电路
• 电路设计
• 可编程逻辑器件
• FPGA
• VHDL

店铺： 赏心悦目图书专营店

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787568230056

商品编码：29361266823

包装：平装

出版时间：2016-08-01

基本信息

书名：数字电路的分析与应用

定价：42.00元

作者：冯珊珊

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2016-08-01

ISBN：9787568230056

字数：

页码：204

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《数字电路的分析与应用》采用“模块教学、项目驱动”的教学模式，改变了以往理论、实验、课程设计三者分离的教学方式。全书设计了基础、综合、进阶三个层次的模块，每个模块又由多个项目组成。在项目的学习中涵盖了真实、完整的实际工作任务并充分体现了基于工作过程的全新教学理念。教学项目分别以裁判表决电路、数码显示器、智力竞赛抢答器、具有整点报时功能的可校时数字钟、数字电压表的制作与调试等实际项目内容为载体，涵盖了数字电子技术的主要内容。每一项目配有相关内容的实验与量的习题，便于教师教学与读者自学。
　　《数字电路的分析与应用》内容覆盖面广、深浅度适中、实用性强，可作为高等工科院校电类专业数字电子技术类课程的教材。同时也可作为其他相关专业师生及工程技术人员参考用书。

目录

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模块一 数字电路的基础知识
项目一 裁判表决电路
一、项目导入
二、任务链接
任务一 数制与码制
任务二 由信号灯建立逻辑事件与实际电路的直观认识
任务三 逻辑函数的化简
三、项目实施（裁判表决电路的设计与制作）
项目二数码显示器
一、项目导入
二、任务链接
任务一 编码器部分设计
任务二 译码器部分设计
任务三 其他电路（加法器、数据选择器、数据比较器）
三、项目实施
项目三 智力竞赛抢答器
一、项目导入
二、任务链接
任务一 集成触发器
任务二 时序逻辑电路的分析及设计
任务三 智力竞赛抢答器
三、项目实施
小结
练习题

模块二 数字钟整机设计与制作
项目一计数器设计
一、项目导入
二、任务链接
任务一 二进制计数器
任务二 十进制计数器
任务三 集成计数器及其应用
三、项目实施
项目二 时钟脉冲电路设计
一、项目导入
二、任务链接
任务一 矩形波产生电路
任务二 矩形波整形电路
三、项目实施
项目三 具有整点报时功能的可校时数字钟整机电路设计与仿真
一、项目导入
二、任务链接
任务一 数字钟整机框图设计和功能定义
任务二 振荡分频电路的设计与仿真
任务三 60进制与24进制计数器的设计与仿真
任务四 时间显示电路的设计与仿真
任务五 整点报时电路的设计与仿真
任务六 校时电路的设计与仿真
三、项目实施
知识拓展
小结
练习题

模块三 任务展——数字电压表的制作与调试
一、项目导入
二、任务链接
任务一 数字电压表的构成及参数指标
任务二 A／D转换器
任务三 D／A转换器
三、项目实施
小结
练习题
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代逻辑设计原理与实践》 内容简介： 《现代逻辑设计原理与实践》是一部深入探讨数字逻辑设计核心概念、方法与工程应用的权威著作。本书不仅系统阐述了数字电路的基本构建单元和工作原理，更着重于介绍如何利用先进的设计理念和工具，将理论知识转化为实际可行的数字系统。本书面向对象是电子工程、计算机科学、自动化及相关领域的学生、研究人员及工程师，旨在为其提供坚实的理论基础和丰富的实践指导，使其能够独立完成复杂的数字逻辑设计任务，并应对现代集成电路设计中的挑战。 本书的编排逻辑严谨，由浅入深，层层递进。开篇部分，我们从最基础的数字逻辑概念入手，详细介绍了二进制数制、逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）及其布尔代时代，构建了数字世界的基石。我们将深入分析这些基本逻辑门的工作原理、逻辑表达式以及它们在数字电路中的基本应用。在此基础上，本书将系统地介绍各种组合逻辑电路的设计方法，包括卡诺图（Karnaugh Maps）、奎恩-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）算法等，这些方法是化简逻辑函数、优化电路结构的关键。我们将通过大量的实例，展示如何设计和分析加法器、减法器、译码器、多路选择器、数据分配器等常见的组合逻辑电路，并深入探讨这些电路在实际应用中的作用，例如在算术逻辑单元（ALU）中的应用。 本书的第二个核心部分将聚焦于时序逻辑电路。我们将详细介绍触发器（Flip-flops）和寄存器（Registers）的原理，包括SR、JK、D、T触发器的结构、状态转移图和特性方程，以及它们如何构成基本的存储单元。在此基础上，本书将深入探讨各种时序状态机的设计方法，包括有限状态机（Finite State Machines, FSM）的建模（状态图、状态表）、最小化以及实现。我们将详细解析同步时序逻辑和异步时序逻辑的特点及设计考量，并通过实际案例，如计数器、移位寄存器、序列发生器等的详细设计流程，帮助读者掌握构建动态数字系统的能力。本书还将深入分析时序电路中的关键问题，如时钟信号的产生与分配、时序约束（setup time, hold time）的分析与处理，以及避免亚稳态（metastability）的策略，这些都是保证数字系统稳定可靠运行的关键。 随着对基本逻辑单元和时序概念的理解，本书将进一步拓展到更高级的数字系统设计技术。我们将详细介绍可编程逻辑器件（PLDs），包括PLA、PAL、CPLD和FPGA（Field-Programmable Gate Array）的架构、工作原理以及它们在现代数字设计中的重要地位。本书将重点介绍如何使用硬件描述语言（HDL），例如Verilog或VHDL，来描述和实现复杂的数字逻辑功能。我们将从基本的HDL语法、数据类型、行为建模、结构建模等方面入手，逐步引导读者掌握HDL编程技巧，并将其应用于设计和仿真复杂的数字系统。通过学习HDL，读者将能够更高效地设计和验证大规模集成电路。 本书不仅关注理论知识，更强调实践应用。在各个章节中，我们将穿插大量的工程实例，涵盖各种应用领域，例如： 微处理器设计： 讲解如何构建CPU的基本组成部分，包括控制单元、算术逻辑单元（ALU）、寄存器文件以及指令流水线等，使读者理解计算机体系结构中的数字逻辑基础。 数字信号处理（DSP）单元： 介绍如何利用数字逻辑实现滤波器、乘法器、累加器等DSP核心模块，为理解数字通信、音频视频处理等领域打下基础。 嵌入式系统控制器： 演示如何设计用于控制各种外围设备的嵌入式系统逻辑，例如通用输入/输出（GPIO）、定时器、中断控制器等，这是物联网（IoT）和嵌入式应用开发的关键。 通信接口逻辑： 讲解如何设计用于实现各种通信协议的逻辑电路，如UART、SPI、I2C等，使读者了解数据传输和互联互通的数字基础。 存储器接口： 探讨如何设计与RAM、ROM等存储器进行交互的逻辑，理解数据存储和访问的原理。 此外，本书还将深入探讨数字逻辑设计的验证与测试技术。我们将介绍仿真（simulation）、形式验证（formal verification）以及逻辑综合（logic synthesis）等关键工具和方法，使读者了解如何保证设计质量、提高开发效率。本书还将介绍低功耗设计、时钟频率优化、面积优化等工程实践中至关重要的方面，帮助读者在实际设计中做出权衡和取舍。 在本书的最后部分，我们将带领读者探索数字逻辑设计的最新发展趋势和前沿技术。这可能包括对高频设计、混合信号设计、片上系统（SoC）集成、以及AI在芯片设计中的应用等方面的初步介绍，为读者指明进一步深入学习的方向。 《现代逻辑设计原理与实践》力求在理论深度、技术广度以及工程实用性之间取得平衡。通过系统学习本书，读者将不仅能够掌握数字逻辑设计的核心理论和方法，更能在实践中运用这些知识，独立完成从概念到实现、从简单电路到复杂系统的设计任务。本书将成为读者在数字逻辑设计领域探索与创新的宝贵伙伴。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，我就被它厚重的质感和严谨的排版所吸引，一看就是经过精心打磨的专业书籍。虽然我主要关注的是微机原理和嵌入式系统设计，但这本书在数字逻辑基础方面的讲解，确实为我的后续学习打下了坚实的地基。尤其是对组合逻辑电路和时序逻辑电路的深入剖析，配合大量的实例图示，让原本晦涩难懂的布尔代数和卡诺图化简变得清晰明了。我记得有一次在调试一个复杂的时序状态机时遇到了瓶颈，回去翻阅这本书中关于JK触发器和D触发器状态转移的描述，立刻茅塞顿开。它不是那种只停留在理论层面的教材，而是非常注重实际应用中的细节处理，比如如何避免竞争冒险，如何进行电路的优化设计。书中的电路图绘制得非常规范，每一个元器件的符号和连接方式都无可挑剔，这对于我们这些需要将理论转化为硬件实现的工程师来说，是极其宝贵的财富。这本书在系统地梳理数字系统的基本构成单元方面做得非常出色，为理解更高级的CPU架构和存储系统打下了不可或缺的知识储备。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度远超出了我对“数字电路基础”的传统认知，它更像是一本系统工程的入门指南。作者并没有满足于介绍基本的与非门和或非门的应用，而是将这些基础单元如何构建成复杂的算术逻辑单元（ALU）以及存储结构进行了详尽的阐述。我特别喜欢它对数制转换和编码理论的介绍部分，作者以一种近乎哲学思辨的方式，探讨了信息如何在不同表示形式之间无损转换的内在逻辑。这对于我理解数据通信和信息安全领域的一些底层协议非常有帮助。书中对正弦波、方波在不同逻辑电路中通过的延迟和失真分析，细致到让人汗颜，这恰恰是那些理论至上的书籍所忽略的实际问题。它教会了我，在数字电路的世界里，“时间”和“波形”与“逻辑状态”同等重要，甚至是决定性的因素。这本书的价值在于，它构建了一个完整、闭合的数字世界观，让读者能够从最基础的物理信号层面，逐步攀升到复杂的系统架构层面。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，它不像某些教科书那样刻板生硬，反而透露着一种老派工程师的务实和严谨。阅读过程中，我能感受到作者在每一个概念引入时都经过了深思熟虑，力求用最简洁的数学工具来描述最复杂的物理现象。特别是它在处理脉冲信号和时钟同步问题时的论述，简直堪称教科书级别的典范。我尤其欣赏作者在讲解有限状态机设计时采用的自顶向下分析方法，这极大地提升了我对大型数字系统结构性思维的培养。我记得书中提到一个关于异步电路设计的案例，通过非常巧妙的引入一个虚拟时钟概念，成功地将一个难以处理的问题简化，这种思维的跨越和创新令人拍案叫绝。虽然涉及大量的逻辑门和逻辑代数，但作者通过丰富的图示和对比实验，使得这些抽象的概念变得具体可感。读完这本书，我感觉自己对“0”和“1”世界的理解又上了一个台阶，不再只是停留在软件编程的层面，而是真正触及到了底层硬件的运行脉搏。

评分☆☆☆☆☆

作为一名习惯了面向对象编程和高级语言抽象的学习者，这本书提供了一种急需的“反向工程”视角。它强迫我重新回到晶体管开关的本质，去理解现代计算设备是如何通过最简单的物理定律构建起万丈高楼的。书中对CMOS逻辑电路的介绍非常扎实，虽然没有深入到半导体物理的层面，但对于理解低功耗设计和电路的扇入扇出限制，提供了非常实用的理论基础。我发现，很多我在软件层面遇到的性能瓶颈，追根溯源其实是硬件时序或资源分配的问题，这本书恰好提供了诊断这些问题的工具箱。其中关于时序图和真值表的对应关系分析，我尝试用Python写了一个小型模拟器进行交叉验证，结果发现书中的推导完美契合，这极大地增强了我对内容准确性的信心。这本书不仅仅是一本学习资料，它更像是一扇通往硬件世界的“任意门”，打开了通往更深层次系统理解的大门，对于任何想在电子信息领域有所建树的人来说，都是一本不可或缺的案头宝典。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量绝对是顶级的，拿在手里就有一种沉甸甸的专业感，这对于一本需要频繁翻阅的工具书来说至关重要。我个人对那种字体小、行距密集的书籍非常反感，但这本书的字体选择恰到好处，黑白分明，图表与文字的穿插布局也非常合理，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。让我印象深刻的是，书中对一些经典数字电路的讲解，比如译码器、多路复用器等，不仅仅停留在功能描述，还深入探讨了它们在实际系统中的选型标准和性能指标，比如延迟时间和功耗考量。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，是很多当代快餐式教材所缺乏的深度。我甚至把这本书当成了工作中的一本参考手册，每当遇到需要快速回顾某个标准逻辑芯片特性的时候，总能迅速定位到相关的章节，并且获得比查阅数据手册更系统、更具脉络性的理解。它提供的是一种知识体系，而不是孤立的知识点集合。