数字电路与逻辑设计(第3版普通高等教育十一五规划教材) 9787040287998 高等教 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡锦 著

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• 9787040287998
• 十一五规划教材

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040287998

商品编码：29424992686

包装：平装

出版时间：2010-05-01

基本信息

书名：数字电路与逻辑设计(第3版普通高等教育十一五规划教材)

定价：36.90元

作者：胡锦

出版社：高等教育出版社

出版日期：2010-05-01

ISBN：9787040287998

字数：590000

页码：370

版次：3

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.599kg

编辑推荐

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p>　　本书在如下方面做了进一步的调整和改进：将《数字电路与逻辑设计》（作者：胡锦）分为上、下两篇，上篇主要介绍数字电路的理论知识，精减了分立器件电路的理论描述和相似的例题，文字做了进一步提炼、适当删减了冗余内容；增补了部分思考题与习题参考答案；重点突出了集成数字器件的应用等。下篇整合了基本数字逻辑测试仪器的使用方法，数字电路设计和制作的基本技能，数字单元电路的制作与测试，数字系统的设计与制作，EWB虚拟实验平台及CPLD／FPGA开发工具——QuartusⅡ开发环境等实用性技能内容，强化了数字电路单元技能训练和数字逻辑系统的综合设计能力的培养；选取与工程实际相关的项目，吸收了有关新技术、新器件、新工具的内容；突出了大规模集成电路的应用。

内容提要

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　　本书是晋通高等教育“十一五”*规划教材。《数字电路与逻辑设计》在前两版教材的基础上，对“数字电路与数字逻辑”课程内容进行了整合优化，从应用角度出发介绍了数字电路的基础知识、逻辑分析的基本方法及数字电路设计制作的基本技能，并关注了中大规模集成电路的应用。全书分上、下两篇，主要内容包括：逻辑代数基础、集成逻辑门电路、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生和整形、数模及模数转换器、大规模集成数字电路、常用仪器与设备的使用方法、数字电路设计的基础知识、EWB应用简介、CPLD／FPGA开发环境QuartusⅡ应用简介、数字电路单元实验、数字系统综合设计。其中数字电路单元实验、数字系统综合设计以及CPLD／FPGA开发应用等内容可根据教学实际情况选用。《数字电路与逻辑设计》可作为高等职业学校、高等专科学校、成人高校及本科院校的二级职业技术学院和民办高校计算机专业、通信专业、电子类专业的教材，也可供有关专业技术人员参考使用，或作为自学用书。

目录

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上篇 理论篇章 逻辑代数基础 1．1 数制与编码 1．1．1 数制 1．1．2 数制转换 1．1．3 编码 1．2 基本概念、公式和定理 1．2．1 三种基本逻辑关系 1．2．2 基本公式、定理和常用规则 1．3 逻辑函数的化简 1．3．1 逻辑函数的标准与或式和 1．3．2 逻辑函数的公式化简法 1．3．3 逻辑函数的图形化简法 1．3．4 具有无关项的逻辑函数的化 1．4 逻辑函数的表示方法及相互转换 1．4．1 几种逻辑函数的表示方法 1．4．2 逻辑函数几种表示方法之间 转换本章小结思考题与习题第2章 集成逻辑门电路第3章 组合逻辑电路第4章 集成触发器第5章 时序逻辑电路第6章 脉冲波形的产生和整形第7章 数模及模数转换器第8章 大规模集成数字电路下篇 实践篇第9章 常用仪器与设备的使用方法0章 数字电路设计的基础知识1章 EWB应用简介2章 CPLD／FPGA开发环境Quartus 11应用简介3章 数字电路单元实验4章 数字系统综合设计部分思考题与习题参考答案参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字系统设计与逻辑实现》 内容简介 本书深入浅出地阐述了数字系统的设计原理、逻辑实现方法以及相关理论基础，旨在为读者构建一个全面、系统的数字电路与逻辑设计知识体系。全书共分为十一章，结构清晰，逻辑严谨，内容翔实，既注重理论的深度，又兼顾实践的可操作性，适合高等院校电子信息类、计算机类及相关专业本科生和研究生学习使用，也可作为从事数字系统设计、开发和应用工作的工程师的参考书。 第一章 数字系统基础 本章作为全书的开篇，为读者奠定了坚实的数字系统基础。首先，系统地介绍了数字信息与模拟信息的基本概念、区别与联系，以及数字信号在现代科技中的重要性。随后，详细讲解了数字系统常用的数制表示方法，包括二进制、八进制、十进制和十六进制，并深入剖析了它们之间的相互转换原理和计算技巧。在此基础上，重点阐述了二进制运算，包括定点数和浮点数的表示方法，以及加、减、乘、除等基本算术运算的实现原理，为后续章节的学习打下坚实的基础。接着，详细介绍了逻辑代数的基本概念，包括逻辑变量、逻辑运算（与、或、非、异或等）以及逻辑函数的表示方法（真值表、逻辑图、布尔表达式）。重点讲解了布尔代数的基本定理和公式，并通过实例演示了如何运用这些规则对逻辑函数进行化简和变换，为后续的逻辑电路设计奠定理论基础。最后，对数制与编码在数字系统中的应用进行了概述，包括BCD码、余三码、格雷码等常用编码的特性和应用场景，以及它们在数据表示和传输中的作用。 第二章 组合逻辑电路分析与设计 本章聚焦于组合逻辑电路，这是构成数字系统的基本单元。首先，详细阐述了组合逻辑电路的分析方法，包括如何根据逻辑图或布尔表达式推导出其真值表和功能描述。重点介绍了卡诺图（Karnaugh Map）这一重要的逻辑函数化简工具，通过丰富的实例讲解了如何使用卡诺图进行多变量逻辑函数的最小项和最大项的化简，以及如何处理无关项，从而得到最简的逻辑表达式。接着，深入探讨了脉冲波形生成电路的设计，包括单稳态触发器和多谐振荡器的工作原理和设计要点，以及它们在时序控制和信号整形中的应用。随后，详细介绍了常用的标准组合逻辑集成电路（IC），如编码器、译码器、数据选择器（多路复用器）和数据分配器（分路复用器）等。深入分析了它们的逻辑功能、引脚定义和使用方法，并通过实际电路设计示例，展示了如何利用这些标准器件构建复杂的组合逻辑功能。最后，针对竞争与冒险现象这一组合逻辑电路设计中的关键问题，进行了详细的分析和阐述。讲解了竞争冒险产生的原因、危害以及有效的抑制方法，例如使用冗余项、滤波电路等，确保电路的稳定可靠工作。 第三章 时序逻辑电路分析与设计 本章深入研究了时序逻辑电路，这是数字系统实现存储和控制功能的核心。首先，详细介绍了触发器（Flip-Flop）这一最基本的时序逻辑单元。系统地讲解了SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器的逻辑结构、工作原理、状态转移图和特性方程，并分析了它们在不同时钟边沿触发下的行为。接着，重点阐述了基本时序逻辑电路的构成，包括寄存器（Register）和计数器（Counter）。详细讲解了移位寄存器（SISO, SIPO, PISO, PIOP）的工作原理和应用，以及异步计数器和同步计数器的设计方法，包括模N计数器的设计和译码。随后，深入探讨了状态机（State Machine）的设计，这是实现复杂序列逻辑和控制逻辑的关键。详细介绍了有限状态机（FSM）的两种模型：摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型。讲解了状态图、状态表的设计与转换，以及如何将其转化为实际的逻辑电路，并对比分析了两种模型的优缺点。最后，系统地介绍了同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路的设计方法。分析了它们各自的特点、优缺点以及适用场景，并讲解了如何根据具体需求选择合适的设计方式。 第四章 半导体存储器 本章专注于半导体存储器，它们是构成数字系统的记忆核心。首先，系统地介绍了存储器的基本概念、分类和性能指标，包括存储容量、存取时间、读写方式等。接着，详细讲解了随机存取存储器（RAM）的原理和类型。深入分析了静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的内部结构、工作原理以及它们在不同应用中的特点和权衡。随后，详细介绍了只读存储器（ROM）及其各种类型，包括掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦写可编程ROM（EPROM）、电可擦写可编程ROM（EEPROM）以及闪存（Flash Memory）。深入分析了它们的读写特性、存储机制和应用领域。 第五章 微处理器与微控制器 本章将读者引入了微处理器和微控制器的世界，这是现代数字系统的“大脑”。首先，详细阐述了微处理器的基本结构和工作原理，包括CPU的构成（ALU、CU、寄存器组）、指令集架构（ISA）、流水线技术、存储器管理单元（MMU）等。随后，深入分析了微处理器的指令执行过程，包括取指令、译码、执行、访存和写回等阶段，以及不同指令类型对CPU性能的影响。接着，系统地介绍了微控制器（MCU）的概念，及其与微处理器的区别与联系。重点阐述了MCU的典型结构，包括CPU核心、存储器、定时器/计数器、中断控制器、I/O接口、ADC/DAC等外围设备，以及它们在嵌入式系统中的作用。 第六章 可编程逻辑器件 (PLD) 本章聚焦于可编程逻辑器件（PLD），它们为数字逻辑设计提供了极大的灵活性和高效性。首先，详细介绍了PLD的基本概念、分类和发展历程。随后，深入分析了基本PLD器件，包括现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）。详细讲解了FPGA的内部结构，包括可配置逻辑块（CLB）、可编程互连资源、I/O模块等，以及CPLD的宏单元、可编程互连矩阵等。深入阐述了PLD器件的工作原理，以及如何利用其进行逻辑功能的配置和实现。 第七章 VHDL/Verilog 硬件描述语言 本章重点讲解了硬件描述语言（HDL），这是现代数字系统设计不可或缺的工具。首先，详细介绍了VHDL（VHSIC Hardware Description Language）和Verilog HDL这两种主流的HDL。深入阐述了HDL的基本语法、数据类型、运算符、结构语句（如进程、赋值语句、条件语句、循环语句）和行为建模、结构建模、数据流建模等不同的建模范式。通过丰富的实例，演示了如何使用VHDL/Verilog来描述组合逻辑电路、时序逻辑电路、有限状态机以及存储器等。 第八章 PLD/FPGA/CPLD 的设计流程与应用 本章将HDL的应用延伸至实际的PLD、FPGA和CPLD器件设计。首先，系统地介绍了基于PLD/FPGA/CPLD的数字系统设计流程，包括需求分析、HDL编码、仿真验证、综合、布局布线、时序约束和目标器件下载等关键步骤。深入讲解了设计流程中各个环节的重要性，以及如何有效地进行仿真和时序分析，确保设计满足性能要求。随后，通过多个实际设计案例，生动地展示了如何运用HDL语言和PLD器件实现各种数字系统，例如数据通路、控制器、通信接口、数字信号处理模块等。 第九章 固件与嵌入式系统 本章将数字逻辑设计与实际应用相结合，介绍了固件和嵌入式系统。首先，详细阐述了固件（Firmware）的概念，及其在硬件设备中的作用和重要性。接着，系统地介绍了嵌入式系统的基本概念、组成和特点。深入分析了嵌入式系统的硬件平台（CPU、内存、外设）和软件平台（操作系统、驱动程序、应用程序），以及它们之间的协同工作机制。 第十章 数字信号处理基础 本章为读者提供了数字信号处理（DSP）领域的基础知识，是理解现代通信、图像处理等领域数字系统设计的重要铺垫。首先，介绍了离散时间信号和离散时间系统的基本概念，以及信号采样、量化和编码等基本处理过程。随后，详细阐述了傅里叶变换、Z变换等重要的数学工具，以及它们在信号分析中的应用。 第十一章 高级数字系统设计主题 本章将带领读者探索数字系统设计中的一些高级主题，为更深入的学习和研究打下基础。首先，介绍了流水线（Pipelining）技术，分析了其如何通过并行处理提高数据通路吞吐量，并探讨了流水线中的冲突和解决策略。随后，深入探讨了处理器中的指令级并行（ILP）技术，包括超标量、乱序执行等，以及如何通过这些技术提升CPU的计算效率。最后，简要介绍了现场可编程门阵列（FPGA）在加速通用计算中的应用，以及它们在高性能计算（HPC）和特定领域应用的潜力。 通过对本书的学习，读者将能够掌握数字系统设计的核心理论与方法，能够熟练运用硬件描述语言进行逻辑电路设计，并能理解和分析复杂的数字系统，为未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字电路与逻辑设计（第3版）》真的是我近期阅读过的最让我感到惊喜的教材之一！翻开第一页，就被那清晰的排版和图文并茂的讲解所吸引。作者在基础概念的引入上做得尤为出色，从最基本的逻辑门开始，循序渐进地介绍组合逻辑和时序逻辑电路的设计与分析。我特别喜欢书中对卡诺图化简和Quine-McCluskey算法的详细推导，不仅给出了公式，还辅以大量的实例，让我能够真正理解其背后的原理，而不是死记硬背。而且，书中还穿插了许多实际应用的例子，比如简单的计数器、移位寄存器等，这些都极大地增强了学习的趣味性和实用性。我之前在学习过程中经常会遇到一些抽象的概念难以理解，但这本书通过生动的比喻和逻辑严谨的阐述，将这些难题一一化解。此外，每章末尾的习题设计得也十分合理，有基础巩固的题目，也有一些需要深入思考和拓展的挑战题，这让我能够有效地检验自己的学习成果。总的来说，这本书对于初学者来说是一个绝佳的入门选择，即使是已经接触过数字电路的读者，也能从中获得新的启发和更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书《数字电路与逻辑设计（第3版）》在我看来，是一本既有深度又有温度的教材。它并没有一味地堆砌理论公式，而是非常注重概念的清晰传达和逻辑的连贯性。我特别喜欢书中关于数据表示和编码的部分，例如BCD码、ASCII码的讲解，以及它们在实际应用中的作用，让我对信息的数字化有了更直观的理解。书中对算术逻辑单元（ALU）的设计分析，更是让我惊叹于逻辑电路如何实现如此复杂的运算功能。作者通过层层递进的方式，从最基本的加法器到多位ALU，一步步揭示了其设计思路。我之前在学习数字信号处理的时候，就曾遇到过很多与数字电路相关的概念，而这本书为我提供了一个坚实的理论基础。此外，书中还涉及了一些关于逻辑电路功耗和性能优化的讨论，这在当今节能和高速计算的时代显得尤为重要。尽管书中对这些高级话题的介绍相对简略，但足以引起读者对这些问题的关注。总的来说，这本书的优点在于它能够将复杂的数字电路设计原理，以一种易于理解且引人入胜的方式呈现出来，对于培养读者的逻辑思维能力和工程实践能力都大有裨益。

评分☆☆☆☆☆

我一直对数字逻辑的底层原理有着强烈的好奇心，而这本书《数字电路与逻辑设计（第3版）》在这方面给我带来了极大的满足。它在讲解逻辑门及其基本运算时，并没有止步于“与、或、非”这些基本概念，而是深入到晶体管级别的逻辑实现，让我对电子元器件如何构建出逻辑功能有了更深刻的认识。书中对于半导体技术在数字电路中的应用，虽然篇幅不多，但点到即止，为我打开了了解更底层物理原理的窗户。我特别欣赏书中对于超大规模集成电路（VLSI）设计流程的简要介绍，让我能够窥见从设计到制造的整个过程。虽然书中没有提供具体的VLSI设计实例，但其对整体流程的梳理，为我后续的学习指明了方向。我之前在学习过程中，经常会遇到一些关于信号完整性、时序约束等实际工程问题，而这本书在适当的地方就提及了这些概念，虽然没有深入探讨，但足以引发我的思考。而且，书中关于可靠性设计和测试的章节，也让我意识到，设计一个稳定可靠的数字系统并非易事。这本书的价值在于它能够激发读者的求知欲，并为他们提供进一步深入研究的线索。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始拿到这本《数字电路与逻辑设计（第3版）》的时候，我并没有抱太大的期望，觉得市面上这类教材都大同小异。但当我真正沉浸其中后，才发现它有着独特的魅力。这本书的叙事方式非常吸引人，作者仿佛是一位经验丰富的工程师，在娓娓道来地分享他的知识和经验。我尤其喜欢书中对于电路优化和减设计的讲解，这部分内容通常比较枯燥，但作者通过引入各种优化准则和实例，让抽象的优化过程变得生动有趣。书中对于PLA（可编程逻辑阵列）和FPGA（现场可编程门阵列）的介绍，也让我看到了数字电路设计的无限可能。特别是对FPGA架构的解释，虽然没有深入到硬件层面，但已经足以让我对这种强大的设计平台有一个初步的了解。我之前在做课程设计时，常常被一些复杂的逻辑实现问题困扰，但这本书提供的一些设计技巧和方法，为我提供了新的思路。而且，书中还巧妙地融入了逻辑综合和逻辑仿真的概念，这让我意识到，现代数字设计的流程已经不仅仅是手绘电路图那么简单。总而言之，这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位良师益友，引领我在数字电路设计的道路上不断探索前进。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够系统性梳理数字系统设计脉络的书籍，而这本《数字电路与逻辑设计（第3版）》恰好满足了我的需求。它不仅仅是停留在理论层面，而是非常注重实际的设计流程和方法。书中对于状态机设计，特别是有限状态机（FSM）的介绍，让我印象深刻。它清晰地划分了Mealy型和Moore型状态机的区别，并且给出了两种模型的设计步骤和转换方法。我最欣赏的是作者在分析复杂的时序电路时，并没有简单地罗列公式，而是通过一步步的逻辑推理和状态转移图的绘制，引导读者逐步理解电路的工作原理。书中关于同步和异步时序电路的讨论，也让我对不同设计风格的优劣有了更清晰的认识。我特别喜欢书中关于时序电路故障诊断的部分，这在实际工程中是至关重要的，而这本书却给予了相当篇幅的介绍，这在很多同类教材中是比较少见的。此外，书中还涉及了一些现代数字设计工具的使用指导，虽然不是重点，但却为读者打开了通往实际工程应用的大门。这本书的深度和广度都恰到好处，既能打下坚实的基础，又能触及前沿的应用，是一本非常值得深入研究的参考书。