数字电路与逻辑设计教程 9787564036461 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郭小春，蔡国瑞 著

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店铺： 广影图书专营店

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564036461

商品编码：29657947136

包装：平装

出版时间：2010-07-01

基本信息

书名:数字电路与逻辑设计教程

定价：36.00元

售价：24.5元,便宜11.5元,折扣68

作者:郭小春,蔡国瑞

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2010-07-01

ISBN：9787564036461

字数：

页码：267

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.459kg

编辑推荐

内容提要

《数字电路与逻辑设计教程》详细讲解了数字逻辑电路的基础知识，重点介绍了逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲的产生和变换电路、数，模与模／数转换电路、存储器与可编程逻辑器件的电路结构和特点及工作原理、实验与课程设计。
本书中还有多个实验和课程设计部分，对前部分章节进行实践训练，并且在附录中汇编了常用数字集成电路的名称、型号、引脚排列等内容。
本书可作为高等院校电子类、电气类、计算机类、自动化类等专业的教学用书，也可供相关专业的函授、自考学生使用。

目录

作者介绍

文摘

章 微型计算机系统概述
电子技术中的工作信号可以分为模拟信号和数字信号两大类。模拟信号是指时间上和数值上都是连续变化的信号，如电视的图像信号和伴音信号、生产过程中由传感器检测的由某种物理量（如温度、压力）转化成的电信号等。传输、处理模拟信号的电路称为模拟电路。数字信号是指时间和数值上都是断续变化的离散信号，它们的变化发生在离散的瞬间，如电子表的秒信号、由计算机键盘输入到计算机的信号等。它们的值也仅在有限个量化值间阶跃变化，而数字电路就是传送、处理这些数字信号的。这类信号在两种稳定状态（如电位的高、低或脉冲的有、无）之间作阶跃式变化，可以分别表示“0”和“1”两种信号，如脉冲就是其典型的信号。
脉冲就是短时间内出现的电压或电流，或者说问断性的电压或电流叫做脉冲电压或脉冲电流。很明显，前面提及的模拟信号——直流和正弦交流信号不是脉冲信号。广义来讲，按非正弦规律变化的电压或电流称为脉冲电压或电流。
……

序言

信号的舞蹈：开启数字世界的奥秘 在信息爆炸的时代，我们无时无刻不被数字信号所包围。从智能手机的流畅操作，到大数据中心的澎湃算力，再到人工智能的智慧涌现，这一切的根源都深植于那精妙绝伦的数字电路与逻辑设计之中。这本书，将带领您深入探索这个由0和1组成的奇妙世界，理解那些看不见的逻辑是如何驱动我们所依赖的现代科技，为您揭示数字信号的舞蹈，解锁通往数字未来的钥匙。 为何要理解数字信号？ 我们生活中所接触的一切信息，无论是文字、图片、声音还是视频，最终都会被转化为计算机能够理解的二进制数字信号——0和1。数字电路，正是处理、转换和存储这些信号的基础。而逻辑设计，则是搭建这些电路的蓝图和规则，它决定了电路如何响应输入信号，并产生期望的输出。 试想一下，您手中的智能手机，能够瞬间接通远方的亲友，能够播放高清电影，能够为您规划最佳路线。这一切的背后，是无数个微小的晶体管，按照严谨的逻辑规律协同工作，将模拟世界的信息转化为数字信号，再将处理后的数字信号转化为我们能够感知和理解的形式。没有对数字电路和逻辑设计的深刻理解，我们便无法真正掌握现代科技的精髓，也难以在快速发展的数字领域有所建树。 本书将带您领略什么？ 本书并非仅仅罗列枯燥的公式和定理，而是以一种引人入胜的方式，带您循序渐进地掌握数字电路与逻辑设计的核心概念。我们将从最基础的数字信号和逻辑门开始，逐步深入到复杂的组合逻辑和时序逻辑电路的设计与分析，最终触及一些前沿的数字系统设计方法。 基石：二进制与逻辑运算 我们将首先为您介绍计算机世界的通用语言——二进制数制。您将了解二进制数的表示方法、与十进制数之间的转换，以及在数字系统中扮演的关键角色。在此基础上，我们将引入逻辑运算，如与（AND）、或（OR）、非（NOT）、异或（XOR）等，它们是构建所有数字电路的基石。您将学习如何使用真值表来描述逻辑运算，并理解布尔代数是如何用数学的方式来表达和化简逻辑函数的。 构建块：逻辑门与组合逻辑电路 在掌握了基本的逻辑运算后，我们将深入探讨构成数字电路的基本单元——逻辑门。您将了解各种基本逻辑门（AND、OR、NOT）的符号、功能和工作原理，以及它们如何通过组合形成更复杂的逻辑功能。随后，我们将聚焦于组合逻辑电路的设计。这类电路的输出仅取决于当前的输入，与过去的状态无关。您将学习如何从逻辑功能描述（如真值表或布尔表达式）出发，设计出实现该功能的组合逻辑电路，包括译码器、编码器、多路选择器、数据分配器等，这些都是数字系统中不可或缺的功能模块。 动态世界：时序逻辑电路 现实世界的许多操作都需要“记忆”和“状态”。时序逻辑电路正是为此而生。这类电路的输出不仅取决于当前输入，还与电路过去的状态有关。本书将重点介绍时序逻辑电路的基本构成单元——触发器。您将深入理解不同类型的触发器（如SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器）的工作原理，以及它们如何作为存储单元，用于构建状态机。接着，我们将探讨移位寄存器和计数器等重要的时序逻辑电路。移位寄存器可以将二进制信息进行移位操作，是数据传输和处理的关键；计数器则能够按照特定规律对脉冲信号进行计数，是数字系统中实现时序控制和频率分频的基础。 抽象与实现：硬件描述语言（HDL） 随着数字电路的规模日益庞大和复杂，手动绘制和连接逻辑门的方法已不再可行。硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，应运而生，它们允许工程师以更高级别的抽象方式来描述数字电路的设计。本书将为您引入HDL的基本语法和概念，展示如何使用HDL来描述组合逻辑和时序逻辑电路，以及如何通过仿真和综合工具来实现您的设计。掌握HDL，是您迈向现代数字系统设计领域的关键一步。 深入探索：状态机设计与有限状态机（FSM） 复杂的数字系统通常可以用有限状态机（FSM）来建模和设计。FSM由一组有限的状态、状态之间的转移条件以及在状态转移时产生的输出组成。您将学习如何分析和设计Mealy型和Moore型状态机，理解它们在控制逻辑、序列发生器等方面的应用。通过FSM的设计，您将能够将抽象的系统功能转化为具体的硬件电路实现。 系统级思维：大型数字系统设计概览 除了单个数字电路模块，本书还将为您提供一个宏观的视角，让您了解如何将这些基本的数字电路模块组合起来，构建出更大型、更复杂的数字系统。您将接触到一些在现代数字系统中扮演重要角色的概念，例如存储器（RAM、ROM）、微处理器、数字信号处理器（DSP）等，并了解它们的基本工作原理和在整个系统中的作用。 谁能从本书中受益？ 无论您是计算机科学、电子工程、自动化、通信工程等相关专业的在校学生，还是希望深入理解数字技术、拓展职业技能的工程师，亦或是对数字世界充满好奇的科技爱好者，本书都将是您的理想选择。 对于学生： 本书将为您打下坚实的数字电路与逻辑设计理论基础，为后续更深入的专业课程和项目实践提供坚实的支撑。通过清晰的讲解和丰富的示例，您将能够透彻理解抽象的概念，并掌握解决实际设计问题的能力。 对于工程师： 本书将帮助您巩固和更新数字设计知识，掌握新的设计工具和方法，提升您的职业竞争力。无论您是从事硬件设计、嵌入式系统开发，还是其他与数字技术相关的领域，本书都能为您提供有价值的参考。 对于爱好者： 如果您对计算机、电子产品的工作原理感到好奇，希望揭开它们神秘面纱，本书将为您打开一扇通往数字世界的大门。您将能够理解手机、电脑等设备是如何运作的，并体验创造数字逻辑的乐趣。 本书的特点： 循序渐进，由浅入深： 从最基础的概念出发，逐步引入更复杂的理论和技术，确保读者能够轻松理解。 概念清晰，逻辑严谨： 深入剖析每一个概念背后的原理，力求讲解的准确性和易懂性。 丰富示例，图文并茂： 大量精心设计的插图和实例，将抽象的理论转化为直观的理解，帮助读者更好地掌握知识。 实践导向，注重应用： 强调理论与实践的结合，引导读者思考如何在实际问题中应用所学知识。 语言通俗，风格严谨： 避免晦涩难懂的术语，用清晰易懂的语言进行阐述，同时保持学术的严谨性。 踏上探索之旅 数字世界，是一个充满无限可能的地方。每一次按下按钮，每一次滑动屏幕，背后都蕴藏着精巧的数字逻辑。本书将为您揭示这一切背后的奥秘，让您不再是被动的使用者，而是能够理解、设计和创造数字世界的参与者。 拿起这本书，让我们一起开启这段精彩的数字电路与逻辑设计探索之旅，感受信号的舞蹈，解锁数字世界的无限可能！

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，那种沉稳的深蓝色调配上简洁有力的字体，初上手就能感觉到一种专业和严谨的气息。封面设计不像一些教材那样堆砌晦涩的公式和图表，而是留出了大片的留白，反而凸显了主题的焦点。内页的纸张质量也相当不错，触感细腻，长时间阅读眼睛不容易疲劳，这对于需要反复翻阅和标记重点的理工科教材来说，绝对是一个加分项。排版方面，作者明显花了不少心思，章节的划分清晰明了，关键概念和重要公式的字体大小和加粗处理都恰到好处，即便是初学者在快速浏览时也能迅速定位核心内容。尤其是那些复杂的逻辑门电路图和时序图，线条清晰，标注准确，即使用放大镜看也不会觉得模糊不清，这体现了出版方在制图环节上的高标准要求。整体而言，这本书拿在手上就是一种享受，让人愿意沉下心来去钻研里面的知识体系，而不是仅仅把它当作一本应付考试的工具书。外壳的耐磨性似乎也经过了测试，即便是经常携带在背包里和其它书籍摩擦，表面依然保持着很好的平整度，没有出现明显的折角或污渍，可见在材料选择上是颇为用心的。

评分☆☆☆☆☆

我最欣赏这本书的逻辑组织方式，它没有急于抛出那些令人望而生畏的布尔代数和卡诺图，而是采取了一种循序渐进的“故事线”叙述方式。开篇从最基础的开关理论和物理实现讲起，用生活中的例子类比晶体管的工作原理，一下子就拉近了理论与实践的距离。作者在解释基本逻辑门（AND, OR, NOT）时，不是简单地给出真值表，而是深入探讨了它们在不同工艺下的电压阈值和电流特性，这种深度在同类教材中是比较少见的。随后过渡到组合逻辑电路，每一个设计实例都配有详尽的步骤分析，从需求分析到逻辑抽象，再到最终的电路图实现，步骤清晰到像是手把手教学。更别提它对对称性、冗余性和故障诊断的探讨，这些内容往往是其它教材中被一笔带过或者放在附录的部分，但在这里却被提升到了主干章节，极大地拓宽了读者对数字系统可靠性的认知。这种由浅入深、层层递进的知识架构，让学习过程中的“顿悟”时刻大大增加，有效避免了死记硬背带来的知识断裂感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计堪称一绝，它们不仅仅是检验知识掌握程度的工具，更像是进一步探索知识边界的“迷你项目”。不同于传统教材中那些直接套用公式就能得解的题目，这里的习题往往需要读者进行综合运用和灵活变通。比如，有些题目要求设计一个特定功能的时序电路，但限制了可用的基本单元数量，这迫使你必须深入理解状态机的优化技巧和资源分配的艺术。我特别喜欢其中几个需要结合实际芯片手册（虽然没有直接引用具体型号，但其设计思路高度贴合工业标准）进行分析的案例，这些案例促使我必须跳出书本本身，去查阅相关的EDA工具文档和器件规格书，极大地锻炼了独立解决工程问题的能力。此外，练习题的难度梯度设置得非常科学，基础题夯实地基，中等题进行巩固和深化，而最后的几道挑战题则常常需要跨章节的知识点融合，真正做完一遍，感觉对整个数字逻辑的理解都上升了一个台阶，不再是零散的知识点，而是一个完整的、可以操作的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

从语言风格上来说，作者的文字功底非常扎实，没有那种典型的“理工科教科书腔”，晦涩难懂的术语解释得极其到位，常常能找到既精准又形象的比喻。比如在描述竞争冒险现象时，作者用“赛跑选手起跑线微小的差异导致最终结果的巨大偏差”来比喻传输延迟的不一致性，一下子就让这个抽象的概念变得鲜活起来。此外，书中对一些经典设计，例如优先编码器、数据选择器等，不仅给出了标准的实现方法，还讨论了其在不同应用场景下的权衡取舍，比如速度优先还是面积优先。这种探讨“为什么”而不是仅仅说明“是什么”的论述方式，极大地激发了我对原理深究的兴趣。很多时候，我感觉自己不是在阅读一本教材，而是在听一位经验丰富、表达能力极强的工程师在细心讲解他的设计哲学，这种亲切感和启发性是许多官方教材所欠缺的，它让学习过程充满了探索的乐趣，而不是枯燥的灌输。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度完美地平衡了理论基础与工程实践的衔接。它并没有止步于介绍TTL和CMOS的基本逻辑单元，而是花了相当篇幅去讲解了基本的半导体器件特性对电路性能的制约，比如阈值电压的漂移、噪声容限的概念等，这些是真正决定电路在实际环境中能否稳定工作的关键。更让我印象深刻的是，它对于数字系统中的时序约束（Setup Time和Hold Time）的讲解，不仅给出了数学定义，还配有多个动态时序图的剖析，清晰地展示了数据在寄存器输入端的“窗口期”是如何被精确控制的。这种对时序问题的重视，使得读者在后续学习FPGA或ASIC设计时，能够自然地理解为什么时序违例是硬件设计中最令人头疼的问题之一。可以说，这本书为我后续深入学习硬件描述语言（HDL）和系统级设计打下了无比坚实的基础，它成功地将抽象的逻辑世界和具体的物理世界搭建起了一座坚固的桥梁，让理论不再是空中楼阁。