数字电子技术 9787111350675 机械工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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初玲，刘国尧 著

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• 教材
• 机械工业出版社
• 9787111350675

店铺： 花晨月夕图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111350675

商品编码：29425015816

包装：平装

出版时间：2011-09-01

基本信息

书名：数字电子技术

定价：29.00元

作者：初玲,刘国尧

出版社：机械工业出版社

出版日期：2011-09-01

ISBN：9787111350675

字数：370000

页码：229

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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《数字电子技术》共分9章，主要内容包括：数字电路的基础知识、数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、集成触发器及应用、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、d-a和a-d转换以及半导体存储器和可编程逻辑器件。
　　《数字电子技术》可作为普通专科院校、高等职业院校的电子信息类、计算机类、通信类、自动化类及机电设备类专业的教材或参考书，也可供相关领域的技术人员和管理人员学习参考。
　　为方便教学，本书配有免费电子教案、教学课件、教学大纲（含课时安排）、自我检查题、思考题与习题、期末试题及参考答案等，凡选用本书作为授课教材的学校，均可来电（010-88379564）或邮件（cmpqu@163.）索取。有任何技术问题也可通过以上方式联系。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《现代电子系统设计与应用》 第一章 绪论 本章将全面介绍现代电子系统设计的宏观图景，阐述电子技术在当今社会发展中所扮演的关键角色。我们将深入探讨电子系统的定义、构成要素及其在不同领域的广泛应用，包括通信、计算、控制、医疗、能源以及消费电子等。通过回顾电子技术的发展历程，从真空管时代到集成电路的飞跃，再到如今的超大规模集成电路和物联网的兴起，读者将对电子技术的演进脉络有一个清晰的认识。 本章还将重点分析驱动电子技术不断进步的核心动力，如摩尔定律的持续效应、新型半导体材料的研发、微电子制造工艺的革新以及软件与硬件的深度融合。同时，我们将概述现代电子系统设计面临的主要挑战，包括日益增长的性能需求、功耗限制、散热问题、信号完整性、电磁兼容性以及产品生命周期缩短等。最后，本章将为后续章节的学习奠定基础，介绍本书将要涉及的关键技术领域和设计方法，旨在培养读者系统性思考和解决复杂电子工程问题的能力。 第二章 数字逻辑基础 本章将系统性地梳理数字逻辑的基本原理和核心概念，为理解和设计数字电子系统打下坚实基础。我们将从最基本的逻辑门（AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR）开始，详细讲解它们的逻辑功能、真值表以及在硬件电路中的实现方式。在此基础上，我们将引入布尔代数，阐述其基本定律和定理，并演示如何运用代数方法进行逻辑化简，以优化电路设计，减少元器件数量和功耗。 接着，本章将深入讲解组合逻辑电路的设计与分析。我们将学习如何根据逻辑功能要求，利用卡诺图（Karnaugh Map）或奎因-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）算法等工具，系统地设计出最优的逻辑电路。同时，我们将分析各种常见的组合逻辑电路，如编码器、译码器、多路选择器（Multiplexer）、数据分配器（Demultiplexer）、加法器（Adder）和减法器（Subtractor）等，并探讨它们在实际应用中的作用。 之后，本章将聚焦时序逻辑电路，这是数字系统动态行为的核心。我们将详细介绍触发器（Flip-Flop）的基本类型，如SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器，深入理解它们的翻转特性、工作原理以及状态转换图。基于触发器，我们将讲解寄存器（Register）和计数器（Counter）的设计，包括移位寄存器、同步计数器、异步计数器以及各种功能的计数器（如二进制计数器、十进制计数器、环形计数器等）。本章还将初步介绍有限状态机（Finite State Machine, FSM）的概念，包括状态图和状态转换表，为后续更复杂的系统设计打下基础。 第三章 半导体器件基础 本章将为读者提供深入理解现代电子设备工作原理所必需的半导体器件基础知识。我们将从介绍半导体材料的特性入手，阐述硅（Si）和锗（Ge）等材料的原子结构、能带理论及其与导体、绝缘体的区别。随后，我们将详细讲解PN结的形成及其单向导电性和整流特性，这是所有半导体器件的基础。 本章将重点介绍二极管（Diode）的各种类型及其特性，包括普通PN结二极管、稳压二极管（Zener Diode）、发光二极管（LED）、肖特基二极管（Schottky Diode）和光电二极管（Photodiode）等，并分析它们在整流、稳压、发光、高速开关和光电转换等方面的应用。 接着，本章将深入探讨双极性结型晶体管（Bipolar Junction Transistor, BJT）的工作原理。我们将详细讲解NPN和PNP型BJT的结构、载流子注入、电场分布以及不同偏置状态下的工作模式（截止、放大、饱和）。本章还将分析BJT作为放大器和开关的特性，介绍其基本电路组态（共发射极、共集电极、共基极）及其电压增益、电流增益和输入输出阻抗等关键参数。 之后，本章将详细介绍场效应晶体管（Field-Effect Transistor, FET），包括结型场效应晶体管（JFET）和金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）。我们将深入理解MOSFET的结构（NMOS和PMOS）、工作原理、阈值电压、跨导以及不同工作区域（截止、线性、饱和）。本章还将探讨MOSFET作为放大器和开关的优势，并简要介绍其在集成电路设计中的重要性。 第四章 运算放大器及其应用 本章将深入介绍运算放大器（Operational Amplifier, Op-Amp）这一通用且强大的模拟集成电路。我们将从分析理想运放的特性开始，包括无限开环增益、无限输入阻抗、零输出阻抗以及无穷带宽，理解其基本工作原理和虚短、虚断的特性。 在此基础上，本章将详细讲解各种基本运放电路的构成与应用。我们将深入分析同相放大器、反相放大器、电压跟随器（缓冲器）的电路结构、增益计算以及它们在信号放大和阻抗匹配方面的作用。 接着，我们将探讨更复杂的运算放大器应用电路，如加法器、减法器、积分器和微分器。我们将推导这些电路的输出电压表达式，理解它们如何实现数学运算功能，并在信号处理、滤波器设计等方面找到应用。 本章还将介绍比较器（Comparator）电路，分析其工作原理，理解它如何用于判断信号大小，并举例说明其在阈值检测、窗口比较等方面的应用。此外，我们还会探讨运放电路中的非理想效应，如有限增益、有限带宽、输入失调电压、输入偏置电流和输出电压摆幅限制等，并分析这些非理想因素对电路性能的影响，以及如何通过电路设计来减小其不利影响。 第五章 滤波器设计 本章将全面介绍滤波器（Filter）的基本概念、分类及其设计方法，帮助读者理解信号滤波在电子系统中的关键作用。我们将首先阐述滤波器的基本功能，即允许特定频率范围内的信号通过，而衰减或阻止其他频率范围的信号。 我们将详细介绍不同类型的滤波器，包括低通滤波器（Low-Pass Filter, LPF）、高通滤波器（High-Pass Filter, HPF）、带通滤波器（Band-Pass Filter, BPF）和带阻滤波器（Band-Stop Filter, BSF）。对于每种类型的滤波器，我们将介绍其理想频率响应特性，并讨论在实际电路中常见的实现方式，如无源滤波器（RLC滤波器）和有源滤波器（基于运放的滤波器）。 本章将重点讲解巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和贝塞尔（Bessel）等几种常见滤波器设计标准。我们将分析不同标准下滤波器的特性，包括通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度以及相频响应的差异，并指导读者如何根据具体的应用需求选择合适的设计标准。 在有源滤波器设计方面，我们将详细介绍萨伦-凯（Sallen-Key）拓扑和状态变量（State Variable）拓扑等常用电路结构。我们将推导这些电路的传递函数，并演示如何通过选择元件值来设计具有特定截止频率、品质因数（Q值）和增益的滤波器。 此外，本章还将触及数字滤波器的基本概念，介绍数字滤波器与模拟滤波器的区别，以及常用的数字滤波器类型，如FIR（有限脉冲响应）滤波器和IIR（无限脉冲响应）滤波器。虽然本章重点在于模拟滤波器的设计，但对数字滤波器的简要介绍将为读者建立更全面的信号处理知识体系。 第六章 数模与模数转换 本章将深入探讨数模转换（Digital-to-Analog Conversion, DAC）和模数转换（Analog-to-Digital Conversion, ADC）这两个在数字信号处理与模拟世界之间架起桥梁的关键技术。我们将详细分析DAC的工作原理，介绍几种主要的DAC实现方式，包括电阻网络型DAC（如权电阻型DAC和R-2R梯形DAC）、电容开关型DAC以及逐次逼近型DAC。我们将讨论DAC的分辨率、转换时间和非线性等关键参数，并分析它们对转换精度的影响。 接着，本章将聚焦ADC的工作原理，并介绍多种主流的ADC结构。我们将详细讲解双积分型ADC、斜坡比较型ADC、逐次逼近型ADC、并行比较型ADC（Flash ADC）以及Σ-Δ（Sigma-Delta）ADC。对于每种ADC类型，我们将深入剖析其内部工作流程、转换速度、分辨率以及在特定应用场景下的优劣势。 本章还将讨论影响ADC和DAC性能的关键指标，例如量化误差、失真、噪声、采样率、信噪比（SNR）和有效位数（ENOB）。我们将阐述这些参数如何决定了转换器的实际精度和动态范围，并提供实际案例说明如何在设计和选择转换器时权衡这些指标。 最后，本章将探讨ADC和DAC在实际系统中的应用，如数字音频/视频处理、数据采集系统、通信接收/发射端、以及传感器信号的数字化等，帮助读者理解这些转换器在现代电子设备中的不可或缺性。 第七章 微控制器基础与接口技术 本章将深入介绍微控制器（Microcontroller Unit, MCU）的核心概念、体系结构以及常见的接口技术，为读者掌握嵌入式系统设计打下坚实基础。我们将从讲解微控制器的基本组成出发，包括中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM/Flash）、定时器/计数器、中断控制器、通信接口（如UART、SPI、I2C）以及通用输入/输出（GPIO）端口等。 本章将详细介绍微控制器的工作流程，包括指令的读取、解码、执行以及中断响应机制。我们将探讨不同类型的微控制器体系结构，如RISC（精简指令集计算机）和CISC（复杂指令集计算机），以及它们对性能和功耗的影响。 之后，我们将重点阐述微控制器与外部设备进行通信和交互的各种接口技术。我们将深入讲解通用异步收发器（UART）的通信协议、波特率设置以及数据传输方式，以及其在串行通信中的广泛应用。接着，我们将介绍同步串行通信协议SPI（Serial Peripheral Interface）和I2C（Inter-Integrated Circuit），分析它们的通信时序、主从设备的工作模式以及在连接传感器、存储器等外设时的优势。 此外，本章还将介绍模拟信号与微控制器交互的关键接口：模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）。我们将讲解如何配置和使用微控制器内置的ADC和DAC外设，采集外部模拟信号，或输出模拟信号以控制外部设备。 最后，本章将简要介绍中断（Interrupt）的概念及其在提高微控制器响应速度和效率方面的作用，以及通用输入/输出（GPIO）口的使用，包括输入、输出模式的配置以及推挽输出、开漏输出等工作方式。 第八章 嵌入式系统开发 本章将引导读者深入了解嵌入式系统的开发流程、工具链和关键技术，使之能够设计和实现功能强大的嵌入式应用。我们将首先阐述嵌入式系统的定义、特点及其在汽车电子、消费电子、工业自动化、医疗设备和物联网等领域的广泛应用。 本章将详细介绍嵌入式系统的典型开发流程，包括需求分析、硬件选型、软件设计、代码实现、调试测试以及部署优化等各个环节。我们将重点讲解交叉编译（Cross-compilation）的概念，以及如何搭建和使用交叉编译工具链（如GCC for ARM），以在宿主计算机上开发运行在目标嵌入式平台上的软件。 之后，我们将探讨嵌入式软件开发中的关键技术，包括实时操作系统（RTOS）的使用。我们将介绍RTOS的核心概念，如任务（Task）、调度（Scheduling）、信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）、消息队列（Message Queue）和事件标志（Event Flag）等，并分析RTOS在多任务并发、资源管理和实时性保证方面的作用。我们将以FreeRTOS等流行的RTOS为例，讲解其API接口的使用和任务创建、切换过程。 本章还将介绍嵌入式系统常用的调试技术，包括硬件调试器（如JTAG、SWD）的使用，以及通过串口输出日志信息、使用仿真器等方法。同时，我们将讨论嵌入式系统的性能优化和功耗管理策略，如代码优化、中断驱动编程、低功耗模式的应用等。 最后，本章将通过一个或多个实际的嵌入式系统项目案例，例如一个简单的物联网传感器节点或一个简单的控制系统，来演示整个开发流程，帮助读者将所学知识融会贯通，并激发其独立进行嵌入式系统开发的兴趣和能力。 第九章 电源管理与低功耗设计 本章将聚焦电子系统设计中至关重要的电源管理与低功耗技术，旨在帮助读者构建更高效、更持久的电子设备。我们将从分析电子系统中功耗的来源入手，区分静态功耗（漏电功耗）和动态功耗（开关功耗），并讲解影响功耗的关键因素，如工作电压、时钟频率、器件数量和开关活动等。 本章将详细介绍各种电源管理技术。我们将讨论线性稳压器（LDO）和开关稳压器（如降压转换器Buck、升压转换器Boost）的工作原理、效率和优缺点，以及如何根据应用需求选择合适的电源转换器。同时，我们将介绍电荷泵（Charge Pump）等其他电源转换技术。 之后，我们将深入探讨低功耗设计策略。在硬件层面，我们将讨论如何通过选择低功耗器件、优化电路设计、采用动态电压频率调整（DVFS）以及合理的上电/下电时序来降低功耗。在软件层面，我们将介绍如何利用微控制器的低功耗模式（如休眠模式、待机模式），如何通过软件控制设备的工作状态，以及如何优化算法以减少不必要的计算和I/O活动。 本章还将重点讲解电池供电设备的电源管理。我们将讨论不同类型电池（如锂离子电池、镍氢电池）的特性、充电管理和安全注意事项。同时，我们将介绍电池电量监测技术，以及如何通过精确的电量估算来延长设备的续航时间。 最后，我们将通过实际的案例分析，展示如何在一个典型的嵌入式产品（如便携式医疗设备或智能家居终端）中应用各种电源管理和低功耗设计技术，以实现更长的电池寿命和更好的用户体验。 第十章 电磁兼容性（EMC）设计 本章将全面探讨电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）设计的重要性及其实现方法，确保电子设备能够在复杂的电磁环境中正常工作，并且不会对其他设备产生不可接受的电磁干扰。我们将首先阐述EMC的基本概念，包括电磁干扰（EMI）和电磁敏感性（EMS），以及EMC的两个基本要求：抑制辐射发射和抵抗外部干扰。 本章将深入分析EMI的产生机制，包括传导干扰（Conducted Emission）和辐射干扰（Radiated Emission）。我们将讲解不同频率范围内的干扰传播途径，如电源线、信号线、PCB走线以及天线效应等。 接着，我们将重点介绍EMC设计中的关键技术和防护措施。在PCB设计方面，我们将讨论地线设计（接地策略、接地回路）、电源分配网络（PDN）设计、信号走线规则（如差分走线、阻抗匹配）以及屏蔽和滤波等技术。在系统集成方面，我们将讲解机箱屏蔽、连接器滤波、线缆屏蔽以及共模扼流圈的应用。 本章还将介绍EMS（电磁敏感性）的防护，包括静电放电（ESD）、电快速瞬变脉冲（EFT）、浪涌（Surge）和射频干扰（RFI）等常见干扰源及其防护措施。我们将讲解如何通过瞬态电压抑制器（TVS）、压敏电阻（MOV）、滤波电容和滤波电感等器件来提高设备的抗干扰能力。 此外，本章还将简要介绍EMC标准的国际和国内规范（如CISPR、FCC、GB标准），以及EMC测试的流程和方法。通过理解EMC的基本原理和设计方法，读者将能够在产品设计初期就充分考虑EMC问题，从而避免后期昂贵的修改和认证失败，设计出更可靠、更稳定的电子产品。

评分☆☆☆☆☆

从一位对嵌入式开发充满热情的学习者的角度来看，一本好的数字电子技术教材，是搭建我们理解微控制器内部工作原理的基石。这本书给我最直观的感受是，它似乎在尽力将理论知识与实际应用之间那条难以逾越的鸿沟填平。我尤其关注那些关于时序逻辑、状态机以及接口电路的部分。这些内容在实际的嵌入式系统中至关重要，它们直接关系到我们如何设计出稳定可靠的硬件电路，以及如何与各种外围设备进行高效的通信。在阅读一些章节时，我发现作者在讲解复杂概念时，会巧妙地运用类比或者生活中的例子，这种方式对于我们这些初学者来说，能够大大降低理解的难度，让抽象的电子原理变得更加生动和易于接受。我非常期待书中能够深入讲解一些实际电路的设计思路和注意事项，例如如何根据具体需求选择合适的芯片，如何进行PCB布线以避免信号干扰，以及在实际调试过程中可能会遇到的一些典型问题和解决方案。如果这本书能在这些方面提供一些实操性的指导，那将是对我学习生涯的一大助力。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书，是因为身边的一些朋友推荐，说它的内容讲解得很透彻，而且对初学者非常友好。我个人比较注重知识点的逻辑性和系统性，希望在学习新内容的时候，能够清晰地看到它与之前知识点的关联，而不是碎片化的学习。这本书在这一点上给我留下了很好的印象，它似乎在构建一个完整的知识框架，让读者能够一步步地深入。我特别关注那些关于逻辑函数化简、卡诺图以及时序逻辑电路设计的部分。这些是掌握数字电路设计基本功的关键。我希望书中能够提供足够多的例题，并且这些例题的难度和类型能够有所区分，这样我就可以通过练习来巩固和检验我的学习成果。我还对书中关于集成电路（IC）的介绍很感兴趣，例如一些常用的逻辑芯片系列，以及它们在实际电路中的应用。如果这本书能提供一些关于实际电路板设计或者故障排除的经验分享，那无疑会更具参考价值。总的来说，这本书的整体感觉非常扎实，内容丰富，并且有很强的学习引导性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计我一直都很喜欢，那种简约又不失专业感的风格，让人一眼就能感受到它是一本严谨的技术类书籍。我当初选择它，很大程度上也是被这个外观所吸引。拿到手后，翻开目录，看到里面丰富的章节划分，就觉得内容肯定很充实，不像有些书那样浮于表面。虽然我还没来得及深入研读每一个章节，但仅仅是浏览一下目录和部分章节的引言，我就能感受到作者在内容编排上的用心。比如，对于一些基础概念的引入，我觉得处理得比较清晰，不会上来就抛出太多复杂的公式和概念，而是循序渐进，帮助读者建立起扎实的理论基础。我个人对数字电路中的逻辑门和组合逻辑电路的部分特别感兴趣，因为这部分内容是很多后续学习的基础，如果这方面讲解得透彻，对后续的学习会非常有帮助。我希望这本书在这方面能够提供详实且易于理解的解释，最好能配上一些实际的例子或者小练习，这样学习效果会更好。总的来说，这本书给我的第一印象是非常积极的，充满了期待，感觉它会是我在数字电子技术领域一个得力的学习伙伴。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电子工程专业的学生，我深知数字电子技术是整个学科体系中的核心组成部分。这本书给我留下深刻印象的是其内容的广度和深度。我尤其对书中关于数模转换（ADC）和模数转换（DAC）的部分非常感兴趣，因为在很多实际的测量和控制系统中，这些单元都扮演着至关重要的角色。我希望作者能够详细地阐述不同类型ADC和DAC的原理、特点以及选择依据，最好能结合一些具体的应用场景进行说明，比如在音频处理、数据采集或者通信系统中，如何根据性能要求来选择合适的转换器。此外，我也非常期待书中能够涵盖一些关于数字信号处理（DSP）的基本概念，哪怕只是入门级的介绍，因为这能帮助我们更好地理解数字信号的变换和分析。这本书给我带来的整体感觉是，它旨在为读者构建一个全面而坚实的数字电子技术知识体系，并且注重理论与实践的结合，这对于我们未来的学习和工作都将是宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我买这本书的初衷，是希望能够系统地梳理一下自己对数字电子技术的一些模糊认知，尤其是在复习一些经典理论和模型时，总是觉得不够深入。这本书的排版和字体选择我个人觉得很舒适，长时间阅读也不会感到疲劳，这是一个非常加分的小细节。在翻阅的过程中，我特别留意了关于半导体器件的介绍，比如二极管、三极管以及MOSFET等，这些是构成数字电路最基本的“砖块”。我希望书中能够不仅仅是简单地介绍它们的特性，更能阐述它们在不同电路结构中是如何发挥作用的，以及它们的优缺点分别是什么。我非常看重书中对这些基础元器件的工作原理和物理特性的深入剖析，因为只有真正理解了“为什么”，才能更好地“怎么做”。我个人倾向于那些能够引导读者思考，而不是仅仅提供答案的书籍，希望这本书能在讲解原理时，也能引发我们对电路设计背后逻辑的深度思考。