数字电子技术 梅开乡,郭颖 9787301115046 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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梅开乡，郭颖 著

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• 梅开乡
• 郭颖
• 9787301115046

店铺： 书逸天下图书专营店

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301115046

商品编码：29581040532

包装：平装

出版时间：2008-01-01

基本信息

书名：数字电子技术

定价：35.00元

作者：梅开乡,郭颖

出版社：北京大学出版社

出版日期：2008-01-01

ISBN：9787301115046

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.681kg

编辑推荐

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1.内容上与时俱进，反映科技发展的现状；注重系统性，重视基本核心内容，符合专业人才培养方案的知识结构要求。
　　2.道应应用型本科的特点，与我国电子信息产业发展相适应，增加与生产实践相关的实例（案例），有助于学生理解，增强就业后的应用能力。
　　3.内容表述的结构符合认知规律，适应扩招以后应用型本科的生源水平，符合应用型本科学校的培养方案，有利于教和学。
　　4.系列教材体系完整，包括通信、电子信息专业所有主要课程，理论课与实践课教材统一规划，注重各个课程知识内容相互之间的衔接。
木书是关于介绍“数字电子技术”的教学用书，全书按“逻辑器件介绍、数字线路分析、数字系统应用”的思路来编排课程内容体系，以CMOS、BI-CMOS集成器件的应用为主线，系统地介绍了组合逻辑电路、时序逻辑电路的分析方法和设计方法。书中还特别介绍了运用GAL、FPGA等现代数字逻辑器件构成复杂数字系统的设计方法。 本书可作为高等学院应用型本科电子信息、通信、计算机科学与技术、电气、自动化、机电工程及相关专业的“数字电子技术”、“数字逻辑电路”课程的教材，也可供电子技术的有关工程技术人员参考。

内容提要

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木书按“逻辑器件介绍、数字线路分析、数字系统应用”的思路来编排课程内容体系，以CMOS、BI-CMOS集成器件的应用为主线，系统地介绍了组合逻辑电路、时序逻辑电路的分析方法和设计方法。特别介绍了运用GAL、 FPGA等现代数字逻辑器件构成复杂数字系统的设计方法。主要内容有数字逻辑基础、集成门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器和可编程逻辑器件、脉冲产生和整形电路、D／A和A／D转换器。附录巾有方便学生实践训练的“常用数字集成电路引脚排列图”、“主要技术参数” 和“VHDL简介”等。各章有“教学提示”、“教学要求”、“本章小结”、 “应用实例”，并配有难易程度和数量适当的思考题与刊题，便于读者自学，学用结合。
　　本书可作为高等学院应用型本科电子信息、通信、计算机科学与技术、电气、自动化、机电工程及相关专业的“数字电子技术”、“数字逻辑电路 ”课程的教材，也可供电子技术的有关工程技术人员参考。

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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《数字逻辑与微控制器原理及应用》 内容简介： 本书全面深入地探讨了数字电子技术的核心概念、基本原理及其在现代电子系统中的广泛应用。本书旨在为读者构建扎实的数字逻辑基础，并重点介绍微控制器的组成、工作原理、编程方法以及实际应用案例，使读者能够理解和掌握数字电路的设计、分析和实现。 第一部分：数字逻辑基础 第一章：二进制数与逻辑运算 二进制数系统： 详细介绍二进制数的表示方法，包括无符号数和带符号数的表示（如原码、反码、补码），以及不同进制之间的转换。理解二进制是数字电路设计的基础，所有逻辑运算都基于0和1的组合。 基本逻辑门： 深入讲解与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）的功能和逻辑表达式，并辅以真值表和逻辑图进行清晰阐述。 通用逻辑门： 介绍异或门（XOR）、同或门（XNOR）、与非门（NAND）、或非门（NOR）的工作原理和应用。特别是NAND和NOR门作为通用逻辑门，可以组合构建出所有其他逻辑门，这在电路设计中具有重要的经济性和实用性。 布尔代数： 阐述布尔代数的基本公理和定理，例如交换律、结合律、分配律、吸收律、对偶律等。通过布尔代数可以对复杂的逻辑表达式进行化简，从而简化电路设计。 逻辑函数的表示方法： 介绍逻辑函数的不同表示形式，包括逻辑表达式、真值表、卡诺图（Karnaugh Map）。卡诺图作为一种直观的图形化方法，能够帮助读者快速地对逻辑函数进行最小化，从而设计出最简化的逻辑电路。 逻辑函数化简： 详细演示如何使用布尔代数和卡诺图来化简逻辑函数，以达到减少逻辑门数量、降低电路复杂度、提高电路性能和降低成本的目的。 第二章：组合逻辑电路 编码器与译码器： 介绍编码器（Encoder）的功能，即将输入的多个信号转化为一个二进制代码，例如优先编码器。详细讲解译码器（Decoder）的工作原理，输入一个二进制代码，输出相应的控制信号，例如BCD码转七段数码管显示。 多路选择器（Multiplexer, MUX）与多路分配器（Demultiplexer, DEMUX）： 阐述多路选择器的选择功能，根据选择信号从多个输入信号中选择一个输出。深入讲解多路分配器的功能，将一个输入信号根据选择信号分配到多个输出端。 加法器与减法器： 讲解半加器（Half Adder）和全加器（Full Adder）的原理，以及如何构建多位加法器（如串行加法器、并行加法器）。介绍减法器的实现方式，通常基于加法器和数的补码表示。 比较器： 介绍数字比较器的功能，用于比较两个二进制数的大小（大于、小于、等于），以及如何设计和应用。 组合逻辑电路的设计流程： 总结组合逻辑电路的设计步骤，包括需求分析、真值表建立、逻辑表达式推导、逻辑函数化简、电路图绘制等。 第三章：时序逻辑电路 触发器（Flip-Flop）： 详细介绍不同类型的触发器，包括SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器。深入分析它们的触发方式（电平触发、边沿触发）、状态转换以及状态表。 锁存器（Latch）： 讲解锁存器的工作原理，特别是电平触发的特性，以及与触发器的区别。 寄存器（Register）： 介绍寄存器的组成（多个触发器）及其功能，用于存储一组二进制数据。讲解移位寄存器（Shift Register）的工作原理，包括左移、右移、串入串出、串入并出、并入串出、并入并出等模式。 计数器（Counter）： 详细介绍同步计数器（Synchronous Counter）和异步计数器（Asynchronous Counter）的结构和工作原理。讲解各种计数模式，如加法计数器、减法计数器、可预置计数器、十进制计数器等。 状态机（State Machine）： 介绍有限状态机（Finite State Machine, FSM）的概念，包括摩尔型（Moore）和米利型（Mealy）状态机。讲解状态图、状态转移图和状态表的绘制，以及如何根据状态机设计时序逻辑电路。 时序逻辑电路的时序分析： 讨论时序逻辑电路中的关键时序参数，如建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、传播延迟（Propagation Delay），以及这些参数对电路稳定性的影响。 第二部分：微控制器原理与应用 第四章：微控制器概述 微控制器的定义与特点： 介绍微控制器（Microcontroller Unit, MCU）的概念，它是一种集成在一块芯片上的微处理器，包含了CPU、内存、输入/输出接口和其他外围设备。强调其体积小、功耗低、成本低、集成度高等特点。 微控制器的基本组成： 详细解析微控制器的核心组成部分： 中央处理器（CPU）： 负责执行指令、处理数据、控制芯片的整体运行。 存储器： 包括程序存储器（Flash Memory，用于存放程序代码）和数据存储器（RAM，用于存放临时数据和变量）。 输入/输出（I/O）接口： 提供与外部世界的连接，包括通用I/O端口（GPIO）、定时器/计数器、中断控制器、串行通信接口（UART, SPI, I2C）、模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）等。 微控制器的发展历程与主流架构： 简要回顾微控制器的发展，介绍常见的微控制器架构，如ARM Cortex-M系列、AVR系列、PIC系列等。 嵌入式系统中的地位： 阐述微控制器在嵌入式系统中的核心作用，以及嵌入式系统在消费电子、工业控制、汽车电子、医疗设备等领域的广泛应用。 第五章：微控制器核心原理 指令集架构（ISA）： 介绍不同微控制器的指令集架构，如RISC（精简指令集计算机）和CISC（复杂指令集计算机）的特点，以及RISC在现代微控制器中的普遍应用。 CPU工作流程： 详细描述CPU的取指令、指令译码、执行指令、写回结果的基本流程，以及指令流水线（Pipeline）技术如何提高CPU的执行效率。 中断系统： 深入讲解中断的概念、中断源、中断向量、中断服务程序（ISR）以及中断优先级。理解中断机制对于实现高效的实时响应至关重要。 定时器/计数器： 介绍定时器和计数器的不同工作模式，包括定时、计数、PWM（脉冲宽度调制）生成等。重点讲解如何利用定时器实现精确的时间控制和波形生成。 串行通信接口： 详细介绍常见的串行通信协议，如UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路总线）的工作原理、通信方式和应用场景。 模数转换（ADC）与数模转换（DAC）： 讲解ADC将模拟信号转换为数字信号的过程，包括采样、量化、编码，以及ADC的性能指标（分辨率、采样率）。介绍DAC将数字信号转换为模拟信号的过程，及其在音频、控制等领域的应用。 第六章：微控制器编程与开发环境 嵌入式C语言编程： 重点介绍在嵌入式系统中常用的C语言特性，如指针、位操作、结构体、联合体以及与硬件相关的特殊函数。强调理解硬件寄存器的操作对实现底层控制的重要性。 汇编语言在嵌入式开发中的作用： 简述汇编语言在特定场景下的优势，如性能优化、直接硬件访问等，并说明其与C语言的结合使用。 集成开发环境（IDE）： 介绍常见的微控制器IDE，如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、Arduino IDE、STM32CubeIDE等，以及它们在代码编辑、编译、调试、仿真等方面的功能。 编译器与链接器： 解释编译器将高级语言代码转换为机器码的过程，以及链接器将多个目标文件和库文件组合成最终可执行文件的作用。 调试技术： 介绍常用的调试方法，包括断点、单步执行、观察变量、内存查看、逻辑分析仪等，以帮助开发者定位和解决程序错误。 嵌入式操作系统（RTOS）简介： 简要介绍实时操作系统（RTOS）的概念、作用及其在复杂嵌入式系统中的应用，例如任务调度、资源管理、进程间通信等。 第七章：微控制器实际应用案例 LED控制与显示： 通过实例讲解如何使用通用I/O口控制LED的亮灭，以及如何驱动数码管、LCD等显示设备，实现简单的信息显示。 按键输入与消抖： 演示如何读取按键输入，并讲解消除按键抖动（Debouncing）的常用软件和硬件方法，确保按键输入的可靠性。 定时器应用： 通过实际案例展示定时器在延时、周期性任务执行、PWM波生成等方面的应用，例如LED呼吸灯效果、电机速度控制。 串行通信实例： 编写程序演示通过UART与PC或其他设备进行数据通信，如发送传感器数据、接收控制指令。 传感器数据采集： 介绍如何连接各种传感器（如温度传感器、湿度传感器、光敏传感器），并通过ADC读取模拟信号，进行数据处理和应用。 电机控制： 讲解如何利用PWM技术控制直流电机、步进电机等，实现调速、方向控制等功能。 简单智能家居系统： 结合多个章节的知识，设计一个简单的智能家居控制系统，例如通过手机APP（通过蓝牙或Wi-Fi模块）控制家中的灯光和电器。 嵌入式项目开发流程： 总结一个完整的嵌入式项目开发流程，包括需求分析、硬件选型、原理图设计、PCB设计、软件开发、系统调试和测试。 本书力求理论与实践相结合，通过丰富的图示、详细的步骤和贴近实际的案例，帮助读者深入理解数字电子技术和微控制器的精髓，为从事相关领域的学习、研究和开发打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我这种半路出家的电子爱好者量身定做的！我之前对数字电路的了解基本停留在“开关”的层面，一看到逻辑门电路图就头大。但这本书的叙述方式非常平易近人，它没有一开始就抛出复杂的公式和晦涩的理论，而是从最基础的二进制和布尔代数开始，一步步地搭建起知识的阶梯。特别赞赏它在讲解组合逻辑电路和时序逻辑电路时的那种循序渐进的节奏感。比如，它在讲解锁存器和触发器时，会用非常生动的比喻来描述状态的保持和转换，这比教科书上的死板定义要容易理解得多。我记得有一章专门讲了存储器的结构，图文并茂，让我终于明白了RAM和ROM到底在底层是如何工作的，而不是停留在“能存数据”这个概念上。读完前几章，我简直有种豁然开朗的感觉，原来那些复杂的数字系统都是由这些简单的逻辑单元组合而成的。对于想真正弄懂数字系统底层逻辑的人来说，这本书的铺垫做得非常扎实，绝不是那种只停留在应用层面的速成读物。

评分☆☆☆☆☆

作为一名工科背景深厚的学生，我不得不说，这本书在理论深度和工程实践的结合上做得相当出色。很多教材往往只侧重于理论推导，读起来枯燥乏味，或者只讲应用案例，缺乏对核心原理的深挖。但梅开乡和郭颖老师的这本书找到了一个绝佳的平衡点。在深入探讨有限状态机（FSM）时，他们不仅清晰地阐述了图灵机模型和米利/穆尔机的区别，还紧密结合了实际的控制器设计案例，比如交通信号灯控制器的设计流程。我特别欣赏它在介绍集成电路技术发展脉络时的那种历史感，从TTL到CMOS，再到最新的低功耗技术，作者没有放过任何一个关键的技术节点，这对于理解现代集成电路设计的发展趋势至关重要。书中的习题设计也很有水平，区分度很高，既有巩固基础的计算题，也有需要综合运用知识进行系统分析和设计的开放性问题。我花了大量时间在校对和推导书中的一些关键公式上，发现其严谨性毋庸置疑，非常适合作为专业课程的参考书，能够支撑起一个学期扎实的学习量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图质量简直是业界良心！对于一本涉及大量逻辑图和时序波形的专业书籍来说，清晰度是生命线。我手里拿着的是影印版，但即便是这样，那些电路图上的元件符号、连线和标注都异常清晰锐利，完全没有出现模糊不清导致误判的情况。更重要的是，作者在呈现复杂的逻辑波形图时，采用了非常直观的颜色区分和时间轴标注，使得我们能够一眼看出信号之间的延迟和竞争冒险（Hazards）问题所在。有一点让我印象特别深刻，就是在讲解竞争冒险的消除方法时，书中直接将一个有缺陷的电路图和经过修正后的电路图并列展示，同时配上消除前后的输出波形图，这种对比式的教学方法，效率高得惊人。我以前在其他资料上学习这部分内容时总是需要反复琢磨，但在这本书里，我几乎是看一遍就能明白其症结所在。这种对细节的关注，体现了编著者对读者学习体验的深切考量。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷是想梳理一下自己在数字信号处理前端的知识盲区，尤其是关于高速数据采集系统中对异步电路的处理。这本书并没有让我失望，它在涉及先进主题时展现出的广度和深度是超乎预期的。比如，在深入分析异步电路时，它不仅提到了经典的握手协议，还花了篇幅介绍了如何使用脉冲信号进行同步控制，这一点在很多入门教材中是几乎看不到的。此外，书中对数模/模数转换器（DAC/ADC）的原理讲解也十分透彻，不仅仅停留在框图层面，而是详细拆解了R-2R梯形网络和逐次逼近寄存器（SAR）的工作流程。对于我这种需要与底层硬件打交道的人来说，理解这些转换器的非线性误差和采样定理的实际影响至关重要，而这本书给出的分析框架非常成熟和专业。它更像是一本“工具书”与“教材”的完美结合体，随时可以翻阅以解决工程中的实际疑问。

评分☆☆☆☆☆

从一个非科班出身，但对硬件DIY有浓厚兴趣的读者的角度来说，这本书的价值在于它构建了一种“自上而下，再自下而上”的认知体系。一开始，它会用宏观的视角介绍整个数字系统的架构，比如微处理器的工作流程，让读者有个整体概念。然后，它会沉浸到最微小的晶体管开关层面，解释逻辑门是如何实现的。这种穿梭于宏观和微观之间的叙事方式，极大地缓解了初学者的焦虑感。当我阅读到反馈电路和时钟同步部分时，我能清晰地将其与我过去制作的Arduino项目中的时序问题联系起来，瞬间找到了理论与实践的连接点。更棒的是，书中对设计规范的强调，比如对毛刺（Glitches）的预防和对时序裕度的计算，这些都是在实际项目调试中常常遇到的“坑”，这本书提前给我打好了预防针。读完这本书，我不再是那个只会复制粘贴代码的“脚本小子”，而是开始真正理解我电路板上每一条信号线背后的物理意义和设计哲学。