数字电子技术基础(第2版) 9787121254680 电子工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张宝荣 著

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• 数字电子技术
• 电子技术
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• 电路
• 数字电路
• 电子工业出版社
• 教材
• 9787121254680
• 第2版
• 高等教育

店铺： 晚秋画月图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121254680

商品编码：29493983086

包装：平装

出版时间：2015-02-01

基本信息

书名：数字电子技术基础(第2版)

定价：45.0元

作者：张宝荣

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-02-01

ISBN：9787121254680

字数：595000

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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传统技术课程融合EDA新技术的新编教材。
第2版，经多年实际教学检验的精品课程教材。

内容提要

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本书为高等学校“十二五”电气自动化类规划教材之一，也是燕山大学的“数字电子技术基础”河北省精品课程配套教材，是根据近年来数字电子技术的新发展和课程组多年的教学实践积累，针对数字电子技术课程教学基本要求和学习特点而编写的。
全书包括数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器与可编程逻辑器件、脉冲波形的产生与整形、数模和模数转换，共8章。考虑到EDA技术已成为数字电路设计的首要手段，本书加入了目前比较流行的EDA设计软件MAX+PLUSⅡ的内容，并结合具体章节给出了软件的应用方法。本教材可满足学时较少情况下的教学，适宜48～60学时的教学。为了方便教学和自学，配备有实用的电子课件和习题简解。

目录

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作者介绍

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张宝荣博士，燕山大学副教授，河北省首批精品课“数字电子技术基础”负责人，从事数字电子技术教学工作多年，经验丰富，注重传统教学与新技术的融合。

文摘

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序言

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版前言
为适应新形势下电子技术的高速发展和社会需求，高等教育对电气信息类人才的培养提出了更高要求，教材内容更新和定位面临新的挑战。“数字电子技术基础”是电气信息类学生的专业基础课程，也是实践性很强的技术基础课程。随着数字化和信息化技术的飞速发展，数字课程对学生知识和能力的提升凸显出更重要的作用。
遵照教育部对“电子技术基础课程教学的基本要求”，要把学生培养成为有理论基础，有较强的实战能力，有足够的创新意识的应用型人才。我们从事数字电子技术基础教学工作多年，并坚持教学改革实践，积累了丰富的经验，燕山大学“数字电子技术基础”课程于2002年获得河北省首批精品课程称号，并于2003年全面展开EDA实践教学，2004年的“数字电子技术基础课程设计”项目获河北省教学成果二等奖。
教学的实践和体会使我们感到，器件的更新、技术的发展使教学内容不断增加，而课内教学时数又在减少的形势下，编写一本适宜理论学时数较少，但密切联系实践，突出工程应用的教材是非常必要的。
本书具有以下几个特点：
1．适宜较少学时教学
本着“保基础，重实践，少而精”的原则，整合了教学内容。加强了绝缘栅场效应管的原理知识，可方便CMOS门教学并为先“数字”后“模拟”的教学模式创造条件；适当精简了CMOS门特性曲线讲解，以加大器件产品的比对和参数列表为补充；将555定时器及其脉冲电路作为“脉冲波形的产生与整形”一章的开篇主体部分，具有知识的完整性和独立性，不受章内后续内容的影响，便于教学内容的裁剪。本教材建议学时数为48～60学时。
2．增加教材的可读性
本书和传统教材相比，适度增大了图、表比例，强化知识对比和总结，并注重对“难点”内容进行细致的推理解析和附图说明。每章设有“内容提要”和“本章小结”，并给出“教学基本要求”和“重点内容”。教材附带习题和思考题简解、逻辑符号对照表及常用数字集成芯片列表，利于学生阅读和自学。
3．突出了集成电路内容
除门电路和触发器较多涉及内部电路外，全书加大了集成芯片及系列产品的介绍和应用举例，把侧重点放在对集成电路的认知和使用方面，以利于学生实战能力培养和工程意识加强。
4．融合EDA课程设计内容
可编程逻辑器件PLD近年来发展迅速，大容量、高速率的器件不断出现，在科技领域广泛应用。本书除在第6章介绍PLD的工作原理和电路结构外，还在其他章节介绍了可编程逻辑器件的编程软件的使用方法，在相关章节结合教学内容配备相应的EDA实用例题。这些例题来自我们多年的EDA课程设计教学实践，学生能够学以致用，为创新能力的培养打下必要的基础。
5．采用国际上常用的图形逻辑符号
为便于学生较快地适应实际工作，中、大规模集成电路的图形符号采用国外教材、技术资料和EDA软件中普遍使用的习惯画法，即示意性框图画法。本书基本运算和复合运算的逻辑符号均采用国际上常用的图形逻辑符号。
6．适宜多样化教学
教材配套提供电子课件、电子习题简解及EDA课程设计教学软件。
另外，教材中把EDA的相关知识和MAX+PLUSⅡ的设计举例、集成逻辑门电路的实际应用问题及组合和时序电路的综合设计等内容暂定为选学部分。因为这些内容应用性较强且占用学时较多，这样会方便教材使用院校根据学校EDA硬件环境是否具备，或EDA是否再单独设课，做灵活的教学安排，同时也方便学时较少的学校做必要的内容取舍而不影响本课程知识的整体性。
本书由燕山大学数字电子技术教研组全体老师共同完成。其中刘雪强编写章，李江昊编写第4、5章，黄震编写第6章及教材中EDA相关内容，郭璇编写第8章，常丹华编写了第2章并负责全书的组织和统稿工作，张宝荣编写第3、7章并负责全书的核查和修改工作。
对本书选用的参考文献的著作者，我们致以真诚的感谢。限于编者水平，书中难免有错误和不妥之处，敬请业界同仁和读者批评指正。


编 者
2011年1月


第2版前言
本书是在《数字电子技术基础》（版）的基础上修订而成，其知识体系结构与版一致。修订目的是为进一步方便教学，提高教学效率。
修订工作除了修正版的不足之外，主要针对以下几个方面进行：
章数字逻辑基础，主要是新增了关于任意项的内容和例题，补充了真值表到表达式转换更为通用的方法。第2章逻辑门电路，主要是充实了TTL反相器电路工作原理的分析方法，新增了驱动与负载关系部分，以加强数电和模电在内容上的联系。第3章组合逻辑电路，主要增加了对组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别的深入讨论。第4章触发器，主要是补充了触发器的存储核心电路，对触发器的动作特点与电路结构的对应关系进行了深入说明。第5章时序逻辑电路，主要是在时序逻辑电路设计部分新增了求驱动方程更为通用的方法；增加了计数器进位信号的构成原理，细化了构成任意进制计数器的过程，增加了在定时场合经常用到的“单次/触发计数器”内容。第6章半导体存储器与可编程逻辑器件，在VHDL部分增加了加法器程序，替换了计数器程序，新增了Signal和Variable内容的说明和习题。第7章脉冲波形的产生与整形和第8章数模和模数转换也进行了相应内容的调整。附录部分新增了附录C，主要内容为EDA软件元件库说明和部分常用逻辑符号及对应名称列表，以方便EDA实践教学。
本书由燕山大学数字电子技术教研组全体老师共同完成。其中刘雪强修订章，李江昊和付广伟修订第4、5章，郭璇修订第8章，张宝荣和高美静修订第3、7章。由于常丹华老师已经退休，第2章修订工作由刘燕燕负责。黄震和张保军修订第6章和教材中EDA相关内容，以及全书的组织和统稿工作。
感谢常丹华老师在本书版编写和第2版修订过程中做的大量工作。借此机会，祝常丹华老师退休生活快乐！
对本书选用的参考文献的著作者，我们致以真诚的感谢。限于编者水平，书中若有错误和不妥之处，敬请业界同仁和读者批评指正。



编 者
2015年1月

《集成电路设计与应用》 引言 在信息技术飞速发展的今天，集成电路（Integrated Circuit，IC）作为现代电子系统的“心脏”和“大脑”，其重要性不言而喻。从智能手机、电脑到汽车电子、工业自动化，再到航空航天、医疗设备，集成电路无处不在，是推动科技进步和社会发展的关键核心技术。本书《集成电路设计与应用》旨在为读者构建一个全面、深入的集成电路知识体系，涵盖从基本原理到前沿技术的广泛内容，培养读者在集成电路领域的设计、分析和应用能力。本书特别适合于电子工程、微电子学、计算机科学等相关专业的本科生、研究生，以及从事集成电路设计、研发、测试和应用工程师的专业人士。 第一章：集成电路基础理论与工艺 本章将从集成电路的起源和发展历程出发，阐述集成电路的基本概念、分类（模拟集成电路、数字集成电路、混合信号集成电路）及其在现代社会中的重要地位。我们将深入探讨构成集成电路的半导体材料（如硅、锗、砷化镓等）的物理特性，以及PN结、MOSFET、BJT等基本半导体器件的工作原理。 在半导体工艺方面，本章将详细介绍集成电路制造流程中的关键步骤，包括光刻（Photolithography）、刻蚀（Etching）、薄膜沉积（Thin Film Deposition）、离子注入（Ion Implantation）和金属化（Metallization）等。我们将解释这些工艺如何将数百万甚至数十亿个晶体管和其他电子元件集成到一块微小的芯片上，以及不同工艺技术（如CMOS、BiCMOS）的特点和适用范围。此外，本章还会触及集成电路的可靠性、封装技术以及测试方法，为后续章节的学习打下坚实的基础。 第二章：数字集成电路设计方法学 数字集成电路是当前集成电路技术的主流，本章将系统地介绍数字集成电路的设计方法和流程。我们将从逻辑门（Logic Gates）的基本原理开始，逐步引入组合逻辑电路（Combinational Logic Circuits）的设计，包括译码器、编码器、多路选择器、加法器等。 接着，我们将转向时序逻辑电路（Sequential Logic Circuits）的设计，重点讲解触发器（Flip-flops）的类型（SR, JK, D, T触发器）和应用，以及寄存器（Registers）、计数器（Counters）的设计。我们还将介绍有限状态机（Finite State Machines, FSM）的设计方法，包括Mealy型和Moore型状态机的原理、状态图的绘制和状态表的转换。 在本章的后半部分，我们将引入硬件描述语言（Hardware Description Languages, HDLs），如Verilog或VHDL，作为描述和设计数字电路的标准工具。我们将学习HDL的基本语法、数据类型、运算符，以及如何利用HDL描述组合逻辑和时序逻辑电路，并进行仿真验证。此外，本章还将概述自顶向下（Top-down）和自底向上（Bottom-up）的设计方法，以及层次化设计（Hierarchical Design）的概念，这对设计大型复杂集成电路至关重要。 第三章：复杂数字系统设计与验证 随着集成电路规模的不断增大，复杂数字系统的设计变得尤为重要。本章将深入探讨复杂数字系统的设计方法，包括处理器架构、存储器系统、片上通信（On-Chip Communication）等。我们将介绍RISC和CISC指令集架构的基本概念，以及流水线（Pipelining）和多核（Multi-core）技术如何提高处理器性能。 在存储器系统方面，我们将详细讲解SRAM、DRAM等不同类型存储器的结构和工作原理，以及存储器控制器的设计。片上通信是现代SoC（System on Chip）设计的关键，本章将介绍常用的片上总线协议，如AXI、AHB，以及网络交换（Network-on-Chip, NoC）的概念。 设计验证是集成电路设计过程中不可或缺的关键环节。本章将重点介绍数字系统验证的策略和技术，包括仿真（Simulation）、形式验证（Formal Verification）、静态时序分析（Static Timing Analysis, STA）等。我们将讨论测试平台的构建，以及覆盖率（Coverage）的概念，并强调早发现、早解决设计缺陷的重要性。 第四章：高性能计算与嵌入式系统中的集成电路 本章将聚焦于集成电路在高性能计算（High-Performance Computing, HPC）和嵌入式系统（Embedded Systems）中的应用。我们将探讨用于HPC的特种集成电路，如GPU（Graphics Processing Unit）、FPGA（Field-Programmable Gate Array）和ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）在并行计算、科学计算和大数据处理中的作用。 对于嵌入式系统，我们将深入分析嵌入式处理器（如ARM、MIPS架构）、DSP（Digital Signal Processor）以及各种专用接口控制器（如UART、SPI、I2C）的设计与应用。我们将讨论嵌入式系统的功耗优化、实时性保证以及低功耗设计技术，并介绍嵌入式系统开发中常用的调试工具和方法。 第五章：模拟与混合信号集成电路设计 尽管数字集成电路占据主流，但模拟电路和混合信号电路在许多应用中仍然至关重要。本章将介绍模拟集成电路的基本设计技术，包括放大器（Amplifiers）的设计（如跨导放大器、跨阻放大器）、滤波器（Filters）的设计（如Butterworth、Chebyshev滤波器）、振荡器（Oscillators）和稳压器（Voltage Regulators）的设计。我们将深入研究各种晶体管的非线性特性以及如何利用反馈（Feedback）来提高电路的性能和稳定性。 混合信号集成电路是将模拟和数字电路集成到同一芯片上的技术。本章将详细介绍模数转换器（Analog-to-Digital Converters, ADCs）和数模转换器（Digital-to-Analog Converters, DACs）的设计原理、性能指标（如分辨率、采样率、精度）和不同架构（如逐次逼近型、Delta-Sigma型ADC）。我们将讨论在混合信号电路设计中如何处理信号完整性、电源噪声以及衬底耦合等问题。 第六章：射频（RF）集成电路设计 射频集成电路是无线通信系统的核心，负责信号的产生、接收和处理。本章将介绍射频集成电路设计的特殊性，包括寄生效应、阻抗匹配、噪声和线性度等关键问题。我们将讲解各种射频电路模块的设计，如低噪声放大器（Low Noise Amplifier, LNA）、功率放大器（Power Amplifier, PA）、混频器（Mixer）、压控振荡器（Voltage-Controlled Oscillator, VCO）和频率合成器（Frequency Synthesizer）。 我们将探讨不同射频通信标准（如Wi-Fi、Bluetooth、5G）对射频集成电路设计的要求，以及CMOS RF、BiCMOS RF等不同工艺在射频设计中的应用。本章还将介绍射频电路的测试和测量方法，以及新兴的射频技术趋势。 第七章：先进集成电路技术与未来趋势 本章将展望集成电路领域的未来发展方向和前沿技术。我们将讨论摩尔定律（Moore's Law）的挑战与延续，以及下一代半导体材料（如GaN、SiC）和器件（如FinFET、GAAFET）在高性能和高功耗应用中的潜力。 我们将深入探讨异构集成（Heterogeneous Integration）和3D集成（3D IC）等先进封装技术，以及它们如何克服传统平面集成电路的限制。此外，本章还将关注新兴的应用领域，如人工智能（AI）和机器学习（ML）对专用集成电路（如AI芯片、TPU）的需求，以及物联网（IoT）和边缘计算（Edge Computing）对低功耗、高集成度芯片的要求。量子计算、神经形态计算等颠覆性技术的进展也将有所提及，为读者勾勒出集成电路未来的发展蓝图。 结论 《集成电路设计与应用》力求为读者提供一个扎实、全面、与时俱进的集成电路知识体系。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解集成电路的设计原理、工艺流程，掌握数字、模拟、混合信号及射频集成电路的设计方法，并了解集成电路在现代科技和未来发展中的关键作用。本书期望能够激发读者对集成电路领域的浓厚兴趣，为其在相关领域的学习、研究和职业发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

在翻阅这本《数字电子技术基础（第2版）》的过程中，我最深刻的感受是它的“人性化”设计。我特别赞赏它在讲解过程中，那种耐心细致的态度。它不会因为我们是初学者而忽略一些看似微不足道的细节。例如，在引入一些新的概念时，它会提前铺垫，介绍相关的背景知识，并且在讲解过程中，反复强调一些关键点，并用不同的方式来解释。我尤其喜欢它在一些章节中，会设置“常见问题解答”或者“易混淆概念辨析”这样的板块。这些小小的板块，却能解决我很多阅读时产生的疑惑，避免我陷入思维的误区。它就像一个经验丰富的老师，知道我们可能会在哪里跌倒，并且提前为我们铺好了路。此外，它在内容组织上，也体现了“由易到难，由浅入深”的原则。刚开始的时候，都是一些非常基础的逻辑运算和门电路，然后逐渐过渡到组合逻辑、时序逻辑，再到更复杂的逻辑系统。这种循序渐进的学习路径，让我在学习过程中能够感受到明显的进步，从而更有信心继续深入学习。这本书给我带来的不仅仅是知识，更是一种学习的乐趣和有效的学习方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和内容组织方式，确实让我在阅读过程中产生了一种“沉浸式”的体验。我特别欣赏它在每一章节的结尾，都会设置一些“思考题”或者“习题”。这些习题的难度适中，既能够帮助我巩固刚刚学到的知识，又不会让我感到过于沮丧。更重要的是，有些习题的设置非常巧妙，它不是简单地重复课本上的概念，而是会引导我去思考一些更深层次的问题，或者将不同的知识点联系起来。例如，在讲完某个复杂的逻辑电路后，它可能会提出一个变体问题，要求我分析在某些参数变化后，电路的输出会发生什么变化。这种开放式的思考题，极大地激发了我的求知欲和解决问题的能力。我感觉自己不只是在被动地接受知识，而是在主动地探索和学习。而且，这本书在一些关键概念的讲解上，用了多种方式来呈现。有时候是文字描述，有时候是图示，有时候甚至是伪代码的描述。这种多角度的讲解方式，能够让不同学习风格的读者都能找到适合自己的理解方式。我个人尤其喜欢它在讲解一些算法或者流程时，会附带流程图。这就像给我提供了一个清晰的地图，让我能够更好地把握整个流程的脉络。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书在知识的深度和广度上都给我留下了深刻的印象。它不仅仅是停留在最基础的数字逻辑概念，而是能够触及到一些更前沿的数字系统设计和实现方法。我尤其关注它在章节中提到的关于硬件描述语言（HDL）的应用。虽然书中可能没有深入讲解HDL的语法细节，但它通过一些简化的例子，让我对HDL在现代数字电路设计中的重要性有了初步的认识。它让我明白，仅仅掌握基本的逻辑门电路已经不足以应对复杂的数字系统设计，而HDL等工具的使用，是必不可少的。此外，它在一些章节中，还涉及到了FPGA和ASIC等一些集成电路设计和实现的基本概念。这些内容虽然可能对于初学者来说有些挑战，但作者的处理方式却相当得当，他只是提供了一个宏观的视角，让我了解到数字电子技术的发展方向和应用领域。这对于培养我的全局观和对未来学习的规划非常有帮助。总而言之，这本书在我心中不仅仅是一本入门教材，更像是一个引路者，它在打好基础的同时，也为我打开了一扇通往更广阔数字技术世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

说实话，在接触这本书之前，我对数字电子技术这门课的印象一直停留在“抽象”、“难懂”的层面，感觉很多公式和理论都离我现实中的应用有点遥远。但是，这本《数字电子技术基础（第2版）》却给了我一些意想不到的惊喜。我尤其对其中关于实际电路设计和应用的章节印象深刻。它不仅仅停留在理论层面，而是花费了相当大的篇幅来讲解如何将理论知识转化为实际可用的电路。例如，在讲述了各种逻辑芯片的内部结构和功能后，它会给出一些实际的电路设计案例，比如如何用组合逻辑电路实现一个简单的译码器，或者如何用时序逻辑电路构建一个计数器。这些案例非常具体，不仅包含了电路原理图，还附带了详细的步骤说明和一些需要注意的细节。让我觉得最实用的是，它还提到了在实际焊接和调试过程中可能会遇到的一些问题，以及相应的解决方法。这对于我们这些初学者来说，无疑是非常宝贵的经验。它让我意识到，学习数字电子技术不仅仅是记住公式和原理，更重要的是能够动手实践，并将理论知识应用于解决实际问题。这本书在这一点上做得非常出色，它成功地将枯燥的理论知识与生动的实践经验相结合，让我在学习的过程中充满了成就感。

评分☆☆☆☆☆

收到这本《数字电子技术基础（第2版）》的时候，我本来是抱着一种“来者不拒”的心态，想着至少能从里面捡点有用的东西。毕竟，电子技术这个领域，很多时候细节决定成败，一个不经意的概念讲解，说不定就能点亮我之前一直卡壳的地方。翻开第一部分，首先吸引我的是它在基础概念引入上的那种循序渐进。不像有些书上来就抛一堆公式和术语，它似乎更倾向于先让你理解“为什么”，然后再告诉你“怎么做”。比如，在讲到逻辑门电路的时候，作者并没有直接给出真值表和符号，而是先用一些生活中的类比，比如开关和灯泡，来解释AND、OR、NOT这些基本逻辑运算的含义。这让我觉得很亲切，一下子就把距离拉近了。而且，它在介绍每个概念的时候，都会配上一些清晰的图示，这些图示不是那种杂乱无章的示意图，而是经过精心设计的，能够直观地展示电路结构或者信号变化。这对于我这种视觉型学习者来说，简直是福音。我尤其喜欢它在讲解组合逻辑和时序逻辑电路时，那种逻辑清晰的思路。它不会让你觉得这两个概念是孤立的，而是能看到它们之间的联系和发展。即使是一些相对复杂的概念，比如触发器和寄存器，它也能通过分解步骤，一步步地引导你理解其工作原理。总的来说，这本书的基础部分做得相当扎实，为后续深入学习打下了坚实的基础，让我对整个数字电子技术领域有了更宏观和微观的认识。