(教材)數字電路與邏輯設計 9787113127930 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

繁體網頁||簡體網頁

☆☆☆☆☆

陳利永，陳傢禎，蔡銀河著 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
• 教材
• 電子技術
• 計算機基礎
• 高等教育
• 9787113127930
• 電路分析
• 數字係統
• 半導體

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 中國鐵道齣版社

ISBN：9787113127930

商品編碼：29671060901

包裝：平裝

齣版時間：2011-06-01

基本信息

書名：(教材)數字電路與邏輯設計

定價：26.00元

作者：陳利永,陳傢禎,蔡銀河著

齣版社：中國鐵道齣版社

齣版日期：2011-06-01

ISBN：9787113127930

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.422kg

編輯推薦

---

陳利永、陳傢禎、蔡銀河編寫的《數字電路與邏輯設計》是21世紀高等院校規劃教材。本教材共分6章，內容包括：數字邏輯基礎，組閤邏輯基礎，時序邏輯電路，脈衝産生電路，數/模和模/數轉換器，用VerilogHDL語言設計頻率計的實例，門電路簡介。本書適閤作為電氣信息類各專業本科生學習數字電路與邏輯設計課程的教材。

內容提要

---

陳利永、陳傢禎、蔡銀河編寫的《數字電路與邏輯設計》主要介紹數字電子與邏輯設計的基礎知識。主要內容有數字邏輯基礎、組閤邏輯電路、時序邏輯電路、脈衝産生電路、數/模和模/數轉換器，用VerilogHDL語言設計頻率計的實例、門電路簡介。《數字電路與邏輯設計》除瞭介紹上述內容，在附錄部分還介紹瞭如何利用Multisim軟件和MATLAB軟件的仿真功能實現數字電路的仿真，並詳細介紹瞭如何利用QuartusII軟件進行簡單數字係統的編輯和時序仿真的方法，以幫助學生掌握EDA的基本概念和技術。《數字電路與邏輯設計》適閤作為電氣信息類各專業本科生學習數字電路與邏輯設計課程的教材。

目錄

---

章 數字邏輯基礎 1.1 概述 1.1.1 數字電路與邏輯設計課程所研究的問題 1.1.2 數製 1.1.3 數製的轉換 1.1.4 碼製 1.1.5 數值信息在數字係統中的錶示 1.1.6 實數在數字係統中的錶示 1.1.7 算術運算 1.2 邏輯代數基礎 1.2.1 邏輯“與”關係 1.2.2 邏輯“或”關係 1.2.3 邏輯“非”關係 1.2.4 邏輯運算的復閤關係 1.2.5 正邏輯和負邏輯 1.3 邏輯代數的基本關係式和常用公式 1.3.1 邏輯代數的基本關係式 1.3.2 基本定律 1.3.3 常用的公式 1.3.4 基本定理 1.4 邏輯函數的錶示方法 1.4.1 邏輯函數的錶示方法 1.4.2 邏輯函數的真值錶錶示法 1.4.3 邏輯函數式 1.4.4 邏輯圖 1.4.5 工作波形圖 1.5 邏輯函數式的化簡 1.5.1 公式化簡法 1.5.2 邏輯函數的卡諾圖化簡法 1.5.3 具有無關項的邏輯函數的化簡 1.6 研究邏輯函數的兩類問題 1.6.1 給定係統分析功能 1.6.2 給定邏輯問題設計係統 1.7 用Verlog HDL語言實現三態門的方法 小結 習題和思考題第2章 組閤邏輯基礎 2.1 概述 2.1.1 組閤邏輯電路的特點 2.1.2 組閤邏輯電路的分析和綜閤方法 2.2 常用的組閤邏輯電路 2.2.1 編碼器 2.2.2 優先編碼器 2.2.3 譯碼器 2.2.4 顯示譯碼器 2.2.5 數據選擇器 2.2.6 加法器 2.2.7 數值比較器 2.2.8 隻讀存儲器(ROM) 2.2.9 可編程邏輯器件(PLD) 2.3 綜閤例題 2.4 組閤邏輯電路中的競爭-冒險現象 2.4.1 競爭-冒險現象 2.4.2 競爭-冒險現象的判斷方法 小結 習題和思考題第3章 時序邏輯電路 3.1 概述 3.2 觸發器的電路結構和動作特點 3.2.1 基本RS觸發器的電路結構和動作特點 3.2.2 同步RS觸發器的電路結構和動作特點 3.2.3 主從RS觸發器的電路結構和動作特點 3.2.4 由S傳輸門組成的邊沿觸發器 3.3 觸發器邏輯功能的描述方法 3.3.1 RS觸發器 3.3.2 D觸發器 3.3.3 JK觸發器 3.3.4 T觸發器 3.3.5 觸發器邏輯功能的轉換 3.4 時序邏輯電路的分析方法 3.5 常用的時序邏輯電路 3.5.1 寄存器和移位寄存器 3.5.2 存取存儲器 3.5.3 同步計數器 3.5.4 移位寄存器型計數器和順序脈衝發生器 3.5.5 序列信號發生器 3.6 時序邏輯電路分析設計綜閤例題 小結 習題和思考題第4章 脈衝産生電路，數/模和模/數轉換器 4.1 方波信號發生器 4.1.1 石英晶體振蕩器 4.1.2 555定時器的應用 4.1.3 用555定時器組成施密特電路 4.1.4 用555定時器組成單穩態電路 4.1.5 用555定時器組成多諧振蕩器 4.2 模/數、數/模轉換器概述 4.2.1 權電阻網絡D/A轉換器 4.2.2 A/D轉換器的基本組成 4.2.3 直接A/D轉換器 4.3 A/D和D/A轉換器的使用參數 4.3.1 A/D和D/A轉換器的轉換精度 4.3.2 A/D和D/A轉換器的轉換速度 小結 習題和思考題第5章 用Verilog HDL語言設計頻率計的實例 5.1 數字係統的層次化結構設計 5.2 兩位十進製數字頻率計的層次結構框圖 5.2.1 在QuartusⅡ中實現計數器的電路 5.2.2 在QuartusⅡ中實現測頻時序控製電路的設計 5.2.3 頻率計顯示譯碼器電路的設計 5.2.4 頻率計頂層電路的設計 5.2.5 將設計文件下載到芯片上的方法第6章 門電路簡介 6.1 概述 6.2 TTL集成門電路 6.2.1 TTL門電路的組成及工作原理 6.2.2 TTL門電路的輸入特性麯綫和輸齣特性麯綫 6.2.3 集電極開路的門電路(OC門) 6.2.4 三態門電路(TS門) 6.3 S門電路 6.3.1 CMOS反相器電路的組成和工作原理 6.3.2 CMOS與非門電路的組成和工作原理 6.3.3 CMOS或非門電路的組成和工作原理 6.3.4 CMOS傳輸門電路的組成和工作原理 6.4 集成電路使用知識簡介 6.4.1 集成門電路的主要技術指標 6.4.2 多餘輸入腳的處理 6.4.3 TTL與CMOS的接口電路 小結 習題和思考題附錄A 期末練習題附錄B Multisim軟件在數字電路中的應用附錄C 用MATLAB的Simulink環境實現數字邏輯電路的仿真附錄D EDA技術在數字電路設計中的應用

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

模擬世界的基石：電子信號的奧秘與數字邏輯的殿堂 在浩瀚的科技海洋中，數字電路與邏輯設計無疑是構建現代信息社會的基石。從掌上的智能手機到龐大的數據中心，從精密的醫療儀器到翱翔天際的飛機，一切的智能與便捷，都離不開這些微小卻強大的電子元件，以及它們所遵循的精巧邏輯。這門學科，如同一位技藝精湛的建築師，為我們揭示瞭如何用最基本的“開”與“關”的組閤，構建齣能夠處理海量信息、執行復雜指令的數字世界。 從抽象到具體：理解電子信號的本質 要深入理解數字電路，首先需要觸及電子信號的本質。在現實世界中，許多物理量是連續變化的，例如聲音的聲波、溫度的冷暖、光綫的明暗。這些連續變化的信號被稱為模擬信號。模擬電路，正是處理和操控這些模擬信號的藝術。它們通過放大、濾波、調製等技術，將物理世界的豐富信息轉化為可用的電子信號。例如，我們說話時産生的聲音，經過麥剋風轉化成的電信號，就是一種模擬信號，其電壓或電流的大小隨聲音的強弱而變化。收音機接收到的電波，電視機屏幕上顯現的圖像，也都是由模擬信號的不斷變化所構成。 然而，模擬信號在傳輸和處理過程中容易受到噪聲的乾擾，其精度和穩定性也存在一定的局限性。這就引齣瞭數字信號的革命。數字信號並非連續變化，而是以離散的、量化的方式錶示信息。最基本的數字信號就是二進製信號，它隻有兩個狀態：高電平（通常錶示為“1”）和低電平（通常錶示為“0”）。就像開關隻有“開”和“關”兩種狀態一樣，數字信號的這種特性使其在抗乾擾能力、信息存儲和傳輸的精度方麵具有顯著優勢。 邏輯的語言：二進製的魔力 數字電路的核心在於其邏輯運算。二進製的“0”和“1”並不是孤立存在的數字，它們是邏輯運算的載體。邏輯門，作為數字電路的最基本單元，是實現邏輯運算的硬件電路。它們接收一個或多個二進製輸入信號，並根據預設的邏輯規則産生一個二進製輸齣信號。 最常見的邏輯門包括： 與門 (AND Gate): 隻有當所有輸入都為“1”時，輸齣纔為“1”。如同“A並且B都成立”的條件。 或門 (OR Gate): 隻要有一個輸入為“1”時，輸齣就為“1”。如同“A或B成立”的條件。 非門 (NOT Gate): 輸入為“0”時，輸齣為“1”；輸入為“1”時，輸齣為“0”。它翻轉輸入信號的狀態，起到“否定”的作用。 與非門 (NAND Gate): 是與門和非門的組閤，隻有當所有輸入都為“1”時，輸齣纔為“0”，否則輸齣為“1”。 或非門 (NOR Gate): 是或門和非門的組閤，隻有當所有輸入都為“0”時，輸齣纔為“1”，否則輸齣為“0”。 異或門 (XOR Gate): 當輸入信號不同時，輸齣為“1”；當輸入信號相同時，輸齣為“0”。 通過將這些邏輯門以不同的方式組閤起來，我們可以構建齣執行各種復雜邏輯功能的電路。從簡單的加法器，到復雜的微處理器，都離不開邏輯門的協同工作。理解這些基本邏輯門的功能和工作原理，是掌握數字電路設計的起點。 從組閤到時序：構建動態的數字係統 數字電路可以大緻分為兩大類：組閤邏輯電路和時序邏輯電路。 組閤邏輯電路的輸齣僅取決於當前的輸入狀態，它沒有記憶功能。一旦輸入發生變化，輸齣就會立即更新。例如，一個加法器電路，輸入兩個數字，輸齣它們的和。在輸入不變的情況下，輸齣也不會改變。組閤邏輯電路的設計通常涉及真值錶、卡諾圖等簡化方法，以找到最簡潔、最高效的電路實現。 時序邏輯電路則不同，它的輸齣不僅取決於當前的輸入，還取決於電路之前（曆史）的狀態。時序邏輯電路引入瞭“時鍾”信號，將電路的操作同步化。時鍾信號就像一個節拍器，控製著電路中信息的流動和狀態的更新。 時序邏輯電路的核心是觸發器 (Flip-Flop)。觸發器是一種能夠存儲一個二進製位的基本存儲單元。它有兩個穩定狀態，並且能夠根據時鍾信號和輸入信號的狀態來改變自身的狀態。最常見的觸發器有SR觸發器、JK觸發器、D觸發器和T觸發器。 通過將觸發器與其他邏輯門組閤，我們可以構建齣更復雜的時序邏輯電路，例如： 寄存器 (Register): 由多個觸發器組成，用於存儲一組二進製數據。例如，一個8位寄存器可以同時存儲8個二進製位。 計數器 (Counter): 能夠按照一定的規律自動地對時鍾脈衝進行計數。計數器的應用非常廣泛，例如在數字時鍾、頻率測量等方麵。 移位寄存器 (Shift Register): 能夠將存儲的數據進行左移或右移操作。移位寄存器在串行數據傳輸、並行-串行轉換等方麵發揮重要作用。 時序邏輯電路的設計需要考慮狀態轉移、時鍾同步等問題，其分析和設計過程更加復雜，但卻能夠實現更加強大的功能，例如狀態機的設計，用於控製復雜的係統流程。 數字化世界的基石：微處理器與集成電路 在現代電子設備中，我們很難看到獨立的邏輯門或觸發器。取而代之的是高度集成的集成電路 (Integrated Circuit, IC)。集成電路由數韆、數百萬甚至數十億個晶體管和其他電子元件組成，被封裝在一個小小的芯片上。 其中，微處理器 (Microprocessor) 是現代計算機和許多數字設備的核心。它是一塊高度復雜的集成電路，內部包含瞭運算器、控製器、寄存器等單元，能夠執行各種指令，完成復雜的計算和數據處理任務。微處理器的齣現，標誌著數字電路設計進入瞭一個全新的時代，使得功能強大的計算設備能夠被 miniaturized 並且普及。 數字電路與邏輯設計這門學科，不僅是一係列理論知識的集閤，更是一門將抽象的邏輯概念轉化為實際電子器件的工程藝術。它要求我們具備嚴謹的邏輯思維能力，清晰的分析和設計能力，以及對電子元件特性的深刻理解。 學科的價值與未來展望 深入學習數字電路與邏輯設計，能夠為我們打開通往計算機科學、通信工程、嵌入式係統、人工智能等眾多前沿領域的門扉。掌握瞭這門學科，我們就能夠理解計算機硬件的工作原理，設計和開發嵌入式係統，甚至參與到更高級的芯片設計中。 隨著技術的不斷發展，數字電路的集成度越來越高，性能也越來越強大。未來的數字電路設計將更加注重低功耗、高效率、並行處理以及與新興技術的融閤，例如量子計算的初步探索，以及人工智能算法在芯片設計過程中的應用。 總而言之，數字電路與邏輯設計是一門既古老又充滿活力的學科。它讓我們理解瞭數字世界的運作機製，掌握瞭構建智能設備的鑰匙。從最基本的邏輯門到復雜的微處理器，每一個環節都蘊含著智慧的結晶，共同推動著人類科技的飛速發展。理解這門學科，就是站在瞭數字時代的浪潮之巔，眺望著更加智能、更加便捷的未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀設計，簡直是對讀者的摺磨。我通常認為，教材作為學習工具，實用性是第一位的，但這本書在這一點上錶現得極其業餘。紙張質量差得可以，拿在手裏感覺很輕薄，生怕稍微用力一點就會撕壞。更要命的是油墨問題，有些頁麵的字跡深淺不一，尤其是在涉及復雜邏輯錶達式或者真值錶的時候，有些數字和符號幾乎要與背景融為一體，看得我眼睛生疼。我不得不經常調整角度，甚至需要藉助颱燈的光綫纔能勉強分辨齣那些“1”和“0”。此外，書的開本似乎也設計得不太閤理，寬度剛好卡在舒適閱讀的範圍之外，一手拿著書，一手拿筆做筆記就顯得非常局促。有時候我需要對照前麵的章節來理解後麵的內容，但翻頁的時候書頁會很僵硬地粘在一起，需要小心翼翼地掰開，生怕造成永久性損傷。這本教材的實體質量完全對不起它所承載的知識價值，更彆提那些為瞭節省成本而犧牲掉的色彩印刷瞭，如果重要的波形圖和狀態圖能用不同顔色清晰地區分開來，學習效率絕對能提高一大截。這種低成本的製作方式，讓整個學習過程都濛上瞭一層不愉快的陰影，讓人感覺自己花錢買的不是一本工具書，而是一堆勉強裝訂在一起的紙張。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題設計簡直是一場災難，它們要麼過於簡單，要麼難度陡增到完全不符閤它在教材中應有的位置。那些簡單的題目，無非就是重復書本上的例子，抄寫一遍真值錶或者畫幾個基礎門電路，做完之後毫無成就感，更彆提對知識點的鞏固瞭。而一旦遇到稍微復雜一點的題目，比如要求設計一個特定時序電路或者進行復雜的有限狀態機分析時，書本上的例題和講解完全無法提供足夠的支撐。我感覺很多習題的答案都是硬湊齣來的，邏輯鏈條不清晰，甚至有些步驟的推導看起來像是憑空齣現的。更令人氣憤的是，這本書的課後習題答案在市麵上根本找不到正版、清晰的解析版本，這使得學生在遇到難題時，完全處於“自生自滅”的狀態。我不得不花費大量時間去論壇上尋找其他學習者的討論，試圖拼湊齣正確的解題思路，這極大地分散瞭我對新知識學習的注意力。一本優秀的教材應該能通過循序漸進的習題，引導學生逐步掌握知識的深度和廣度，但這本教材的習題分布和難度梯度完全是混亂的，它更像是給已經掌握瞭這門學科的人用來“炫技”的，而不是給初學者用來“入門”的。

評分☆☆☆☆☆

在章節的組織和知識的遞進邏輯上，這本書也暴露齣嚴重的問題。它在開篇花費瞭過多的篇幅去介紹一些曆史性的、如今在主流設計中已經很少使用的概念，比如早期的TTL/CMOS邏輯傢族的詳細電氣特性對比，這些內容占據瞭寶貴的篇幅，卻對理解現代FPGA或ASIC設計流程幫助甚微。然而，當我們真正進入到核心內容——比如同步時序邏輯、狀態機的化簡與實現時，章節的銜接卻顯得異常突兀和跳躍。前一頁還在講基礎的D觸發器，下一頁就直接要求你設計一個復雜的自動售貨機控製器，中間缺乏必要的過渡和鋪墊。我經常在閱讀時産生強烈的“斷裂感”，感覺作者是在不同時間點寫完不同的部分，然後簡單地用膠水粘閤在一起。這種鬆散的結構，讓讀者很難建立起一個宏觀的、整體的知識框架。你可能在某一個點上理解瞭，但當你要把這個點連接到下一個點時，卻發現連接綫斷瞭，需要自己重新摸索如何架橋。對於需要建立嚴密邏輯體係的數字電路學科來說，這種結構上的鬆散是緻命的，它阻礙瞭知識的係統化吸收和長期記憶。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭很大力氣試圖從這本書中找到一些能夠與實際工程應用接軌的案例分析或者項目實踐指導，結果發現這部分內容幾乎是空白的。這本書似乎完全沉浸在純理論的象牙塔中，對於數字電路設計中那些常見的約束條件、器件選型時的考量、或者現代集成電路設計流程中的實際操作步驟，都避而不談。它詳細講解瞭各種抽象的邏輯代數化簡方法，但當你想把這些理論應用到一個具體的四位加法器設計時，它隻會告訴你公式，卻不會告訴你現實中的芯片封裝是什麼樣子，你需要用什麼焊接技術，或者在PCB設計時需要注意哪些信號完整性問題。這種“隻教理論，不授技藝”的編寫方式，讓這本書的實用價值大打摺扣。我渴望看到一些關於VHDL或Verilog語言的入門介紹，哪怕是初步的結構描述也好，但這本書似乎將這些現代設計工具視為洪水猛獸，完全沒有涉及。對於一個想通過這本書為未來職業生涯打下堅實基礎的學生來說，這無疑是巨大的遺憾。它提供的是一個靜態的、理想化的模型，而不是一個動態的、可以被工程師拿來解決實際問題的知識庫。這種理論與實踐的巨大鴻溝，使得學習過程顯得空洞而無力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容實在是太枯燥瞭，簡直讓人昏昏欲睡。我記得我拿到這本書的時候，還對“數字電路與邏輯設計”這個主題抱有一絲期待，想著能學到一些新奇的電路設計原理或者有趣的邏輯門應用。結果呢？翻開第一頁，映入眼簾的就是密密麻麻的公式和晦澀難懂的定義。作者的敘述方式非常刻闆，仿佛是在背誦技術手冊，完全沒有考慮到讀者初學時的睏惑和興趣點。舉個例子，講到布爾代數時，感覺就像是在做高等數學的證明題，每一個步驟都像是為瞭證明它本身的正確性而存在，而不是為瞭幫助我們理解邏輯的本質。更彆提那些插圖瞭，模糊不清的電路圖，連個清晰的標注都沒有，讓人看瞭半天也不知道那個方塊代錶什麼，那個箭頭又指嚮哪裏。我花瞭大量時間去理解一個基礎概念，但書裏的解釋總是那麼的拐彎抹角，讓人不得不去彆的渠道找更直觀的資料來輔助學習。這本書在建立係統認知方麵做得非常不到位，它更像是一個知識點的堆砌，缺乏一條清晰的學習主綫來牽引讀者。對於一個想通過這本書入門的人來說，這簡直是一場災難。我嚴重懷疑作者是否真的理解如何有效地傳授這些知識，或者他是否隻是單純地將他所知道的一切一股腦地塞給瞭讀者。閱讀體驗極差，完全沒有達到一本優秀教材應有的引導作用。