數字電路與邏輯設計(第2版)

數字電路與邏輯設計(第2版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

劉培植 著
圖書標籤:
  • 數字電路
  • 邏輯設計
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  • 電路分析
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店鋪: 滿苑逞嬌圖書專營店
齣版社: 北京郵電大學齣版社有限公司
ISBN:9787563533879
商品編碼:29888781809
包裝:平裝
齣版時間:2013-01-01

具體描述

基本信息

書名:數字電路與邏輯設計(第2版)

定價:58.00元

作者:劉培植

齣版社:北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期:2013-01-01

ISBN:9787563533879

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頁碼:

版次:1

裝幀:平裝

開本:16開

商品重量:0.663kg

編輯推薦


內容提要


“數字電路與邏輯設計”是電子、信息與通信類專業的專業基礎課,也是相關專業工程技術人員的必修內容。劉培植等編著的《數字電路與邏輯設計(第2版)》係統地介紹數字技術的基礎知識、邏輯器件(門電路、可編程邏輯器件、數模混閤電路等)的工作原理及應用、組閤邏輯電路與時序邏輯電路的分析和設計方法、脈衝電路以及硬件設計描述語言等內容。通過學習,使讀者掌握較堅實的數字電路和數字係統理論知識,對數字邏輯電路和數字係統的構成、描述、分析、設計等有較深入的理解,具備獨立進行邏輯電路分析,使用中小規模數字電路和可編程邏輯器件進行邏輯設計的能力。
《數字電路與邏輯設計(第2版)》注重前後學習內容的連貫性,注重理論聯係實際,在講述數字電路分析和設計理論的基礎上,結閤常用器件來分析和設計各種實用電路,跟蹤數字電路和數字係統技術的發展,強調新技術的使用,以及分析問題和解決問題能力的培養。

目錄


章 數字技術基礎第2章 邏輯門電路第3章 組閤電路的分析與設計第4章 集成觸發器第5章 時序邏輯電路第6章 中規模時序集成電路及應用第7章 可編程邏輯器件第8章 硬件描述語言VHDL第9章 數模和模數轉換0章 脈衝波形的産生與變換

作者介紹


文摘


序言



《數字世界的基礎:從門電路到復雜係統》 本書將帶領您踏上一段激動人心的探索之旅,深入數字電路與邏輯設計的核心世界。我們從最基本的邏輯門開始,逐步構建起復雜的數字係統,揭示信息在現代電子設備中如何被編碼、處理和存儲。這是一本麵嚮廣泛讀者的指南,無論您是計算機科學、電子工程的在校學生,還是對數字技術充滿好奇的技術愛好者,都能從中獲得深刻的理解。 第一篇:邏輯運算的基石——基礎邏輯門與布爾代時代 我們首先深入探究數字世界的最基本構建模塊:邏輯門。您將瞭解“與”、“或”、“非”、“異或”等基本邏輯門的工作原理,它們如同數字世界的“原子”,是所有更復雜運算的基礎。我們將通過直觀的圖示和清晰的語言,解釋這些邏輯門如何根據輸入信號産生特定的輸齣信號,並引入真值錶這一強大的工具,幫助您係統地分析和理解任何邏輯組閤的行為。 緊接著,我們將引齣布爾代數,這是一種強大的數學工具,用於描述和簡化數字邏輯。您將學習布爾代數的公理和定理,如交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等,並掌握如何使用這些定律來化簡復雜的邏輯錶達式。化簡不僅僅是數學上的練習,它直接關係到硬件的效率和成本,更少的邏輯門意味著更低的功耗、更快的速度和更小的芯片麵積。我們將通過大量實例,演示如何應用布爾代數化簡邏輯電路,從復雜的布爾錶達式推導齣最簡化的邏輯門網絡。 掌握瞭布爾代數,您將能夠獨立設計和分析更復雜的組閤邏輯電路。我們將探討組閤邏輯電路的構成,包括加法器、減法器、多路選擇器、譯碼器、編碼器等。例如,您將理解一個簡單的半加器是如何通過異或門和與門實現的,以及如何在此基礎上構建一個能夠處理任意位數加法的全加器。對於多路選擇器,您將學會如何利用控製信號來選擇多個輸入中的一個輸齣,這在數據選擇和路由中扮演著關鍵角色。譯碼器和編碼器則揭示瞭數字係統中信號的轉換和錶示方式,例如將二進製數轉換為顯示器的驅動信號,或者將按鍵的掃描信號轉換為二進製編碼。 第二篇:超越瞬時——時序邏輯與狀態的奧秘 如果組閤邏輯電路的輸齣僅取決於當前的輸入,那麼時序邏輯電路則引入瞭“時間”和“記憶”的概念。我們將首先介紹觸發器,這是構成所有時序邏輯電路的基本存儲單元。您將深入理解D觸發器、JK觸發器、T觸發器等不同類型觸發器的內部結構和工作原理,以及它們如何利用時鍾信號來存儲和更新數據。時鍾信號的重要性不言而喻,它如同數字係統的“心跳”,同步著所有器件的工作,確保數據在正確的時間被讀取和寫入。 基於觸發器,我們構建齣更為復雜的時序邏輯電路,如寄存器和計數器。寄存器是用於臨時存儲一組二進製數據的單元,它們是CPU內部進行數據暫存和傳輸的核心部件。您將瞭解並行加載、串行加載等不同的數據輸入/輸齣方式。計數器則是能夠按照預設的序列對時鍾脈衝進行計數的電路,它們在頻率分頻、定時、數字信號處理等領域有著廣泛的應用。我們將詳細講解異步計數器和同步計數器的設計原理,以及如何實現上數、下數、預置等功能。 更進一步,我們將探索有限狀態機(FSM)的設計。FSM是一種強大的模型,用於描述具有有限數量狀態的係統。您將學習如何通過狀態圖和狀態轉移錶來描述一個係統的行為,並將這種抽象的模型轉化為實際的硬件電路。FSM在各種控製係統中扮演著至關重要的角色,例如交通信號燈控製器、自動售貨機控製邏輯、通信協議的狀態管理等。我們將通過具體的實例,演示如何將一個實際的控製需求抽象成一個FSM,並設計相應的時序邏輯電路來實現它。 第三篇:從理論到實踐——現代數字係統設計 在掌握瞭基礎的邏輯門、布爾代數和時序邏輯電路後,我們將開始將這些知識應用於更廣泛的、更接近實際應用的數字係統設計。我們將介紹數字係統設計中常用的方法論和工具。 可編程邏輯器件 (PLDs) 和硬件描述語言 (HDLs):現代數字電路設計已經不再局限於手工繪製門電路圖。本書將為您介紹可編程邏輯器件,如PAL、GAL、CPLD和FPGA。這些器件允許您通過編程的方式來實現復雜的邏輯功能,極大地提高瞭設計的靈活性和效率。同時,我們將引入硬件描述語言(HDLs),如Verilog或VHDL。HDLs是一種專門用於描述數字硬件的語言,您將學習如何使用HDL來描述邏輯門、觸發器、以及更為復雜的係統。掌握HDL是進行現代數字集成電路設計和FPGA開發的關鍵技能。我們將通過HDL實例,演示如何用代碼描述組閤邏輯和時序邏輯電路,並將這些代碼“綜閤”成實際的硬件電路。 存儲器設計:存儲器是數字係統的核心組成部分,用於存儲信息。我們將深入探討不同類型的存儲器,包括隨機存取存儲器(RAM)和隻讀存儲器(ROM)。您將瞭解靜態RAM(SRAM)和動態RAM(DRAM)的工作原理,以及它們在不同應用中的優缺點。對於ROM,我們將介紹PROM、EPROM、EEPROM等類型,以及它們如何存儲永久性或可擦寫的數據。我們將討論存儲器單元的組織方式、地址解碼邏輯以及讀寫操作的時序。 微處理器與數據通路:我們將初步涉足微處理器的工作原理。雖然微處理器本身是一個極其復雜的係統,但我們將從更基本的層麵來理解其核心組成部分:數據通路和控製器。數據通路負責數據的流動和算術邏輯運算,而控製器則負責指令的譯碼和執行序列的生成。您將瞭解指令周期、寄存器文件、算術邏輯單元(ALU)等概念,以及它們如何協同工作來執行程序。這部分內容將幫助您理解計算機是如何執行程序的,為進一步深入學習計算機體係結構打下基礎。 第四篇:信號的轉換與處理——數模混閤與接口技術 數字世界和現實世界的模擬信號之間需要橋梁。我們將介紹數模轉換(DAC)和模數轉換(ADC)的概念和基本原理。您將瞭解不同類型的DAC和ADC,如逐次逼近型ADC、Σ-Δ調製ADC等,以及它們在采樣率、分辨率和精度方麵的權衡。這些轉換器是音頻、視頻、傳感器數據采集等領域不可或缺的組件。 最後,我們將探討數字係統與其他設備之間的接口技術。您將瞭解串行通信和並行通信的區彆,以及常見的通信協議,如UART、SPI、I2C等。這些接口使得不同的電子設備能夠相互通信,構成更大的、功能更豐富的係統。例如,您將理解一個微控製器如何通過I2C接口與傳感器通信,或者通過SPI接口與顯示器通信。 學習的旅程,永無止境 本書旨在提供一個堅實的基礎,幫助您理解數字電路與邏輯設計的原理和方法。我們強調概念的清晰和實例的豐富,力求讓您在輕鬆的閱讀中掌握核心知識。通過對本書內容的學習,您將能夠: 理解數字信號的本質,並掌握布爾代數這一強大的分析工具。 設計和分析各種組閤邏輯和時序邏輯電路,包括加法器、寄存器、計數器和有限狀態機。 熟悉現代數字係統設計的常用工具和方法,為進一步學習FPGA開發和集成電路設計做好準備。 瞭解數字係統與外部世界的交互方式,掌握數模轉換和通信接口的基本原理。 本書是您進入數字電路與邏輯設計精彩世界的引路者。願您在這段學習旅程中,發現數字世界的無限魅力!

用戶評價

評分

“數字電路與邏輯設計(第2版)”—— 那些讓我“欲仙欲死”但又“受益匪淺”的例題分析 坦白說,我之所以能在“數字電路與邏輯設計(第2版)”這本書上堅持下來,很大程度上是因為那些“欲仙欲死”但又“受益匪淺”的例題分析。這本書中的例題,絕對不是那種“一看就懂,一做就對”的簡單練習,而是真正能夠檢驗你對知識掌握程度的“硬骨頭”。 我記得在學習“組閤邏輯電路”設計時,有一個例題是要求設計一個能判斷輸入二進製數是否為奇數的電路。乍一看,似乎很簡單,隻要看最低位是不是1就行瞭。但當我深入分析書本給齣的解題思路時,我纔發現,作者並沒有僅僅停留在簡單的邏輯門組閤,而是從輸入變量的定義,到列齣真值錶,再到使用卡諾圖進行化簡,每一步都做得非常詳盡。 最讓我“欲仙欲死”的是,當我嘗試自己獨立完成這個例題時,我發現自己無法像書本上那樣,輕鬆地得到最簡的邏輯錶達式。我會在繪製卡諾圖時,齣現分組錯誤,或者遺漏瞭一些項。我不得不一遍又一遍地對照書本的講解,試圖找齣自己問題的根源。我甚至會嘗試不同的化簡方法,來驗證我的結果是否正確。這種反復的嘗試和糾錯,讓我對卡諾圖的使用,以及邏輯化簡的技巧,有瞭更深刻的理解。 另一個讓我“欲仙欲死”的,是關於“狀態機”設計的例題。比如,設計一個能夠檢測特定序列(例如,1011)的電路。這個例題,不僅需要我理解狀態的定義,狀態的轉移,還需要我將這些抽象的概念,轉化為實際的邏輯門電路。我花瞭很長時間來繪製狀態轉移圖,並嘗試用不同的觸發器來存儲狀態。 書本上的例題分析,給我提供瞭一個非常清晰的解題框架。它展示瞭如何一步步地將問題分解,如何定義狀態,如何確定狀態之間的轉移條件,以及如何設計輸齣邏輯。但是,當我嘗試自己去解決類似的問題時,我發現,即使有瞭框架,實際的執行過程也充滿瞭挑戰。我會在定義狀態時,齣現冗餘,或者遺漏關鍵的狀態。我會在設計狀態轉移邏輯時,齣現邏輯錯誤,導緻電路無法正確檢測到目標序列。 然而,正是這種“欲仙欲死”的經曆,讓我獲得瞭“受益匪淺”的成長。每一次的“卡殼”,都逼迫我去重新審視書本上的知識點,去理解每一個細節的意義。每一次的“糾錯”,都讓我對數字電路的設計過程,有瞭更深的體會。這些例題分析,就像是我的“陪練”,它們不夠簡單,但卻足夠真實,讓我能夠真正地將理論知識,轉化為解決實際問題的能力。它們不是簡單的答案,而是通往理解的“地圖”。

評分

“數字電路與邏輯設計(第2版)”—— 一次艱難卻 rewarding 的求索之旅 這本書,我得說,真的像一塊被精心雕琢的寶石,但要打磨齣它的光芒,絕對需要付齣超乎尋常的耐心和汗水。起初,我被書名吸引,覺得“數字電路與邏輯設計”聽起來既實用又充滿挑戰,是深入瞭解現代電子設備“大腦”的絕佳途徑。然而,翻開第一頁,我就知道這絕非一本能輕鬆“掃”過的教材。作者在內容的組織上,可以說做到瞭“滴水不漏”,但正是這份嚴謹,讓初學者如我,時常感到一絲不知所措。 比如,在講解最基礎的邏輯門(AND, OR, NOT)時,作者幾乎將所有與之相關的數學原理、物理實現方式、以及應用場景都一一列舉,這本意是想讓讀者透徹理解,但對我來說,就像是一下子被扔進瞭信息的洪流。我花瞭整整一個下午,纔勉強啃下最開始的幾頁,腦子裏充斥著各種邏輯符號、真值錶、以及那些聽起來就讓人頭暈的半導體物理概念。我不得不反復翻閱附錄,查閱那些我以為已經掌握但實際上隻是一知半解的數學知識,比如布爾代數的基本定律,以及那些奇奇怪怪的縮寫,如MOSFET、CMOS等等,感覺自己就像一個在浩瀚的知識海洋中掙紮的學徒,四周都是陌生的島嶼,而我連最基本的航海技能都還不熟練。 更令我感到頭疼的是,書中的例子和習題,也並非是那種“一看就懂,一做就對”的模式。很多題目,需要你深入理解前文的理論,並結閤自己的思考纔能得齣答案。我記得有一次,做一道關於組閤邏輯電路設計的習題,題目的要求我看瞭好幾遍,纔勉強理解它到底想要我設計齣什麼樣的電路。然後,我嘗試著去列齣真值錶,化簡邏輯錶達式,但每一步都充滿瞭不確定性。有時候,一個小的符號寫錯瞭,或者一個定律應用得不夠恰當,都會導緻整個設計齣現問題。我不得不一遍遍地對照書本的講解,反復演算,甚至在紙上畫滿瞭各種我以為是“靈感閃現”的草圖,但最後發現,很多時候都是在原地打轉。 然而,也正是這種睏難,讓我覺得這本書的價值所在。它沒有“喂飯”式的教學,而是逼迫你去主動思考,去探索。當我終於通過反復推敲,成功地化簡瞭一個復雜的邏輯錶達式,或者設計齣瞭一個符閤要求的組閤邏輯電路時,那種成就感是無法用言語形容的。感覺自己不僅僅是在學習書本上的知識,更是在鍛煉一種解決問題的能力,一種邏輯推理的能力。這本書,真的教會瞭我,很多時候,最寶貴的知識,並非是彆人直接告訴你,而是你自己通過努力和思考,一點一滴挖掘齣來的。雖然過程痛苦,但最終的迴報,卻是實實在在的。

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“數字電路與邏輯設計(第2版)”—— 那些讓我“抓狂”但又“茅塞頓開”的電路結構 我得說,“數字電路與邏輯設計(第2版)”這本書,很多時候讓我感到“抓狂”。那些看似復雜的電路結構圖,以及它們之間錯綜復雜的連接關係,常常讓我一時之間找不到頭緒。但幸運的是,書中提供的大量實例和細緻的講解,最終能幫助我“茅塞頓開”,理解它們的運作原理。 最讓我“抓狂”的,是關於“異步時序電路”的設計部分。相比於同步時序電路,異步電路的分析更加睏難,因為它不受全局時鍾信號的約束,各個觸發器之間的狀態轉移,完全依賴於信號的傳播延遲。書本上給齣的異步計數器的例子,我研究瞭很久,也無法完全弄清楚它的工作流程。我會在紙上畫齣各種信號的時序圖,嘗試模擬不同輸入信號的組閤,但結果卻總是與我的預期不符。 我記得我花瞭整整一個周末,來試圖理解書本上關於“脈衝觸發器”(pulse-triggered flip-flop)的講解。這種觸發器,需要在時鍾脈衝的上升沿或下降沿到來時,纔能夠捕捉數據。而如何設計一個能夠準確捕捉脈衝的電路,涉及到對脈衝寬度、時鍾周期以及信號延遲的精確計算。我嘗試著去搭建一個簡單的脈衝觸發電路,但結果卻總是無法穩定工作。 然而,就在我幾乎要放棄的時候,書本上一個關於“邊沿檢測電路”(edge detector circuit)的例子,讓我突然“茅塞頓開”。作者巧妙地利用瞭兩個不同延遲的信號,通過邏輯門的設計,實現瞭一個隻在信號變化時纔産生一個短暫脈衝的電路。這個簡單的電路,卻能夠解決我在異步時序電路設計中遇到的很多難題。我突然意識到,異步電路的設計,更像是一種“藝術”,需要對信號的傳播和時序有非常深刻的理解。 另一個讓我“抓狂”的,是關於“移位寄存器”(shift register)的應用。雖然移位寄存器的基本結構——由多個觸發器串聯組成——並不復雜,但當書本開始介紹如何利用移位寄存器實現串行-並行轉換、並行-串行轉換,甚至是一些簡單的數字信號處理功能時,我就感到無從下手。 我嘗試著去設計一個能夠將8位串行數據,轉換成8位並行數據的移位寄存器。我需要設計一個加載信號,一個時鍾信號,以及一個輸齣控製信號。我會在紙上畫齣觸發器的連接圖,然後逐個編寫每個觸發器的狀態轉換邏輯。當我第一次成功地讓一個串行輸入的脈衝,被正確地存儲到8個觸發器中,並能在需要時同時輸齣時,那種“茅塞頓開”的感覺,真的是無與倫比。 這本書,教會我,數字電路的設計,不是死記硬背公式,而是要理解電路的“靈魂”——信號的流動和時序的控製。那些讓我“抓狂”的電路結構,最終都化為瞭“茅塞頓開”的頓悟,讓我對數字電路的世界,有瞭更深的敬畏和熱愛。

評分

“數字電路與邏輯設計(第2版)”—— 讓我從“零基礎”到“摸門道”的蛻變之路 說實話,當初選擇這本書,我最大的顧慮就是自己是否真的能看懂。畢竟,“數字電路”聽起來就帶著一股高冷的科學範兒,而我之前接觸的電子知識,僅限於一些簡單的電路原理。但這本書,卻以一種令人意外的“循序漸進”方式,一點點地把我從“門外漢”變成瞭稍微懂得一點“門道”的初學者。 最開始,我對於那些二進製、十六進製的數字轉換就感到非常頭疼。書本用瞭相當多的篇幅來講解這些基礎知識,包括不同進製之間的轉換規則,以及它們在數字電路中的意義。作者並沒有簡單地給齣公式,而是通過一些生動的類比,比如用手指的數量來比喻二進製的位,用一整套物品來比喻十進製的位,來幫助我理解這些抽象的概念。我記得在一個章節,作者花瞭很長時間來講解如何進行二進製的加法運算,以及如何錶示負數(補碼、原碼、反碼)。這些內容,雖然看起來枯燥,但我花瞭很多時間去練習,去計算,直到我能熟練地在不同的錶示法之間進行轉換。 隨後,書本開始進入邏輯運算的部分。從最簡單的“與”、“或”、“非”門,到更復雜的“與非”、“或非”、“異或”、“同或”門,作者都做瞭非常詳盡的介紹。他不僅僅展示瞭這些邏輯門的符號,還給齣瞭它們的真值錶,以及最最關鍵的——它們在物理上是如何實現的(比如用晶體管搭建)。我當時就被那些晶體管組成的簡單電路圖所吸引,原來那些我們生活中習以為常的電子設備,其核心都是由這些微小的元器件構成的。 在學習組閤邏輯電路的設計時,我印象最深刻的是關於“卡諾圖”(Karnaugh map)的講解。這是一種非常直觀的化簡邏輯函數的方法。作者通過大量的實例,一步步演示瞭如何繪製卡諾圖,如何進行分組,以及如何從中得齣最簡的邏輯錶達式。我花瞭很多時間去練習繪製卡諾圖,嘗試化簡不同復雜度的邏輯函數。有時候,一個分組的錯誤,就可能導緻最終的錶達式不夠最簡。我不得不反復對照書中的例子,糾正自己的錯誤。 最讓我感到興奮的是,當我看到書本開始介紹如何用邏輯門搭建更復雜的電路時。比如,半加器、全加器、編碼器、譯碼器,甚至是最簡單的多路選擇器。我開始能夠將之前學到的零散的知識點連接起來,理解它們是如何協同工作的。當我嘗試著去分析書本上給齣的一個復雜組閤邏輯電路圖時,我不再感到完全陌生,而是能夠沿著信號的流嚮,一步一步地去推導它的邏輯功能。 “數字電路與邏輯設計(第2版)”這本書,真的讓我感覺像是走進瞭數字電路的世界。它沒有迴避復雜性,但也沒有用過於專業的術語嚇退讀者。它像一位耐心的老師,一步步地引導你,讓你在解決問題的過程中,逐漸掌握知識,建立起對這個領域的信心。對於像我這樣的初學者來說,這本書的價值,不僅僅在於它傳授瞭多少知識,更在於它點燃瞭我對這個領域的興趣,讓我看到瞭繼續深入學習的可能性。

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“數字電路與邏輯設計(第2版)”—— 那些讓我“撓頭”但又“豁然開朗”的邏輯謎題 我必須承認,這本“數字電路與邏輯設計(第2版)”給我帶來瞭不少“撓頭”的時刻。有些概念,初看之下,確實令人費解,感覺像是掉進瞭一個精密的邏輯迷宮。但每當我曆經艱辛,最終找到齣口,那種“豁然開朗”的喜悅,也是前所未有的。 我永遠忘不瞭,初次接觸“競爭冒險”(race condition)這個概念時的情景。書本用非常生動形象的例子,解釋瞭在一個時序電路中,當兩個或多個信號路徑的信號到達某個關鍵點的時間不確定,可能導緻輸齣齣現不可預測的結果。當時,我腦海裏不斷地迴放著一個簡單的SR觸發器,想象著兩個輸入信號幾乎同時到達,而觸發器的狀態可能會在0和1之間“搖擺不定”,最終停留在哪個狀態,完全取決於那微乎其微的時間差。 為瞭徹底理解這個問題,我不得不一遍又一遍地閱讀書本上關於時序分析的部分,甚至自己動手在紙上模擬不同的時鍾周期和信號延遲。我嘗試著去畫齣那些復雜的時序圖,標記齣每一個信號的上升沿和下降沿,以及它們在不同邏輯門之間的傳播延遲。我甚至嘗試去理解,為什麼在一個設計中,某些信號必須被設計成“同步”的,而另一些信號則可以“異步”。這種對“不確定性”的深入剖析,讓我對數字電路的魯棒性(robustness)有瞭全新的認識。 另一個讓我“摺騰”瞭很久的,是關於“編碼器”和“譯碼器”的設計。雖然它們的邏輯功能看起來比較直接——編碼器是將輸入信號轉換為二進製碼,譯碼器是將二進製碼轉換為特定的輸齣信號——但在實際設計中,我遇到瞭不少難題。比如,在設計一個優先編碼器(priority encoder)時,需要考慮當多個輸入信號同時有效時,應該輸齣哪個優先級的編碼。這就需要在邏輯門的選擇和連接上,加入額外的判斷和優先級邏輯。 我花瞭相當長的時間來思考如何設計一個四選一數據選擇器(4-to-1 multiplexer)。書本給齣的解法,是利用幾個AND門、OR門和選擇信號來控製哪個數據輸入被選通。但我當時試圖用更少或更多的邏輯門來嘗試實現,結果卻發現,要麼邏輯不完整,要麼無法正確地選擇輸入。我不得不迴到書本,仔細分析作者給齣的解法,理解每一個邏輯門的作用,以及選擇信號是如何精確地控製數據流嚮的。 這本書,真的像是一個精密的邏輯謎題盒。它不會直接告訴你謎底,而是提供給你各種綫索和工具,讓你自己去一步一步地破解。每一次的“卡殼”,都是一次對現有認知的挑戰;每一次的“豁然開朗”,都是一次對自身能力的提升。它教會我,在麵對復雜問題時,不要畏懼,而是要耐心分析,分解問題,並運用學到的工具去嘗試解決。這種解決問題的過程,本身就是一種寶貴的學習經曆。

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“數字電路與邏輯設計(第2版)”—— 那些讓我“咬牙切齒”但又“豁然開朗”的習題解答 說實話,我對“數字電路與邏輯設計(第2版)”這本書的感情,可以用“愛恨交織”來形容。愛它在於它內容的深度和廣度,恨它在於那些“咬牙切齒”的習題,它們常常讓我陷入苦思冥想,但最終的“豁然開朗”,又讓我覺得一切的付齣都是值得的。 我一直覺得,學習數字電路,最考驗人的就是那些習題。書本上的理論講得再好,如果不能通過習題來檢驗和鞏固,那也隻是紙上談兵。而這本書的習題,絕對是“挑戰極限”級彆的。我記得有一次,做一道關於“時序邏輯電路”的習題,要求設計一個能夠實現某種特定功能的計數器。 一開始,我覺得這不就是將之前學過的觸發器和邏輯門組閤起來嗎?然而,當我真正開始動手時,我纔發現,這個“特定功能”比我想象的要復雜得多。它不僅僅是簡單的加減計數,還涉及到一些特殊的觸發條件和狀態轉移。我花瞭整整一個晚上,都在研究如何定義狀態,如何設計狀態轉移錶,以及如何根據狀態錶生成最簡的邏輯錶達式。我會在紙上畫滿各種草圖,反復演算,但總覺得哪裏不對勁。 最讓我“咬牙切齒”的是,當我對某個問題感到束手無策時,我又不想直接去看答案。我希望自己能夠獨立解決問題。所以,我就會一遍遍地翻閱書本,尋找相關的知識點,試圖從中找到解決問題的思路。有時候,一個不起眼的腳注,或者一個例子中的細節,都能成為我“豁然開朗”的突破口。 我記得,在解決那道計數器習題時,我卡在瞭如何處理某個狀態轉移的邏輯上。我嘗試瞭各種方法,都無法得到一個正確的邏輯錶達式。直到我偶然翻到書本關於“時鍾同步化”的章節,我纔意識到,我的設計存在時序問題。我需要引入一個額外的鎖存信號(latch signal),來確保狀態的穩定更新。當我將這個鎖存信號加入我的設計中,並重新推導邏輯時,那個計數器奇跡般地按照我預期的功能運行瞭。那一刻的“豁然開朗”,真的讓我覺得前所未有的成就感。 這本書的習題,不僅僅是考查知識的題目,更是一種鍛煉思維和解決問題能力的方式。它逼迫我去深入思考,去分析問題的本質,去探索不同的解決方案。每一次的“咬牙切齒”,都是一次對自我的挑戰;每一次的“豁然開朗”,都是一次對知識的升華。這本書,讓我明白,真正的學習,不僅僅是記住知識,更是學會如何運用知識去解決未知的問題。

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“數字電路與邏輯設計(第2版)”—— 那些隱藏在代碼和公式背後的“智慧火花” 這本“數字電路與邏輯設計(第2版)”,對我而言,不僅僅是一本關於電路原理的書,更像是一本充滿“智慧火花”的寶藏。雖然我花瞭大量的精力去理解那些復雜的公式和邏輯圖,但更讓我著迷的,是作者在講解過程中,不經意間流露齣的設計理念和工程思維。 我記得在講解“組閤邏輯電路”的優化設計時,作者並沒有僅僅停留在使用卡諾圖進行邏輯化簡。他深入地探討瞭不同化簡結果所帶來的實際工程影響,比如門電路的數量、信號延遲、功耗等。他會舉例說明,為什麼有時候采用一個看似不是“最簡”但卻更易於實現或者性能更好的邏輯錶達式,會是更優的選擇。這讓我意識到,數字電路的設計,並不僅僅是理論上的計算,更是一門需要權衡各種因素的工程藝術。 同樣,在討論“時序邏輯電路”時,作者並沒有把觸發器當作一個黑盒子來講解。他會深入到D觸發器內部的邏輯結構,講解它如何利用時鍾信號和數據輸入來精確地控製狀態的翻轉。他甚至會提及一些在實際電路設計中需要考慮的“陷阱”,比如時鍾抖動(clock jitter)和時鍾偏斜(clock skew)對時序電路性能的影響。這些細節,雖然對於初學者來說可能有些晦澀,但卻讓我窺見瞭數字電路設計的深度和復雜性。 我印象非常深刻的一點是,書本在介紹“微處理器”的實現原理時,雖然沒有深入到具體的指令集設計,但它通過講解ALU(算術邏輯單元)和控製器的工作方式,讓我對CPU的核心功能有瞭初步的認識。作者將復雜的ALU設計分解成瞭一係列的加法器、減法器、邏輯運算單元,以及控製邏輯。他展示瞭如何通過選擇器(multiplexer)和控製信號,來實現不同的算術和邏輯運算。這種“化繁為簡”的講解方式,讓我對微處理器的內部工作機製,不再感到那麼神秘。 此外,書本還穿插瞭一些關於“可編程邏輯器件”(PLD)和“現場可編程門陣列”(FPGA)的內容。雖然篇幅不多,但卻為我打開瞭另一扇門。我開始瞭解到,現代數字電路設計,已經不僅僅是簡單的元器件搭建,而是可以通過軟件來配置和編程的。這讓我看到瞭數字電路設計領域的廣闊前景,以及它與軟件工程的緊密結閤。 這本書,讓我不僅僅學會瞭如何“計算”和“繪製”電路,更重要的是,它讓我開始思考“為什麼”這樣做,以及“如何”做得更好。那些隱藏在公式和圖錶背後的“智慧火花”,讓我對數字電路的設計有瞭更深層次的理解,也激發瞭我進一步探索這個領域的興趣。它不是一本簡單的“教科書”,而是一位經驗豐富的設計師,在和你分享他的思考和經驗,讓你在學習的過程中,逐漸領悟到數字電路設計的精髓。

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“數字電路與邏輯設計(第2版)”—— 那些讓我欲罷不能的細節和挑戰 這本書,與其說是一本教材,不如說是一份沉甸甸的“考捲”,而且這份考捲的難度,足以讓任何一個抱著“輕鬆過關”心態的讀者望而卻步。但有趣的是,正是這份“高難度”,反而激起瞭我極大的閱讀興趣,讓我願意花上大把的時間去鑽研,去挑戰。我清楚地記得,在剛開始閱讀關於時序邏輯電路的部分時,那種大腦被“重塑”的感覺。 作者在介紹觸發器(Flip-flop)的概念時,並沒有僅僅停留在“存儲一個比特信息”的簡單描述上。他詳細地闡述瞭不同類型的觸發器,如SR觸發器、JK觸發器、D觸發器,以及它們在建立時間和保持時間方麵的細微差異。每一個類型的觸發器,都配有嚴謹的邏輯圖、時序圖,以及推導過程。我尤其對JK觸發器的“翻轉”特性感到著迷,理解它是如何通過JK信號的不同組閤,實現對Q輸齣的精確控製。而當我嘗試著去設計一個計數器時,我纔真正體會到時序邏輯的精妙之處。 設計一個4位二進製加法計數器,聽起來似乎不難,但當我真正動手時,纔發現其中隱藏著無數的細節。我需要考慮如何將每個觸發器的輸齣連接起來,如何設計時鍾信號的觸發方式,以及如何處理進位信號。書中的例子,雖然詳盡,但對我來說,依舊需要自己去“復現”整個設計過程。我會在白紙上畫齣大量的邏輯圖,用不同的顔色標記信號綫,反復檢查每個觸發器的狀態轉換。有時候,一個簡單的時鍾脈衝,可能會因為我對時序關係的理解不夠深入,導緻整個計數器齣現混亂,數碼顯示齣完全錯誤的結果。 這種“錯誤”並非是壞事,反而讓我有機會更深入地思考。我不得不迴到書本,重新審視關於時鍾同步、亞穩態(metastability)等概念。我開始理解,在數字電路設計中,時序是一個至關重要的維度,任何一個微小的時序錯誤,都可能引發連鎖反應,導緻整個係統失靈。書中對亞穩態的解釋,讓我印象深刻。它並不是一個簡單的理論概念,而是在實際電路中可能遇到的棘手問題。理解亞穩態産生的原因,以及如何通過一些技術手段來緩解它,是我在閱讀過程中,收獲到的一個非常寶貴且實用的知識點。 這本書,真的像一位經驗豐富的老者,他不會直接把答案遞給你,而是引導你一步步去發現問題的本質,去理解現象背後的邏輯。每一次的卡殼,每一次的反復推敲,都像是在為我掃清前方的迷霧,讓我對數字電路的理解更加清晰,更加深刻。它教會瞭我,學習的過程,本身就是一種創造,一種對未知領域的探索和徵服。

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“數字電路與邏輯設計(第2版)”—— 那些讓我“頭皮發麻”但又“心領神會”的理論推演 不得不說,“數字電路與邏輯設計(第2版)”是一本相當“硬核”的書籍。那些密密麻麻的公式、嚴謹的數學推導,時不時地讓我感到“頭皮發麻”。然而,一旦我剋服瞭最初的畏懼,深入進去,卻又能體會到其中蘊含的“心領神會”的邏輯之美。 我至今仍然記得,在學習“邏輯代數”(Boolean Algebra)的部分時,我被那些看起來繁復的定律和定理所睏擾。例如,德摩根定律(De Morgan's Law),當時對我來說,隻是一個抽象的公式。但我花瞭很長時間,去理解它為什麼成立,以及它在化簡復雜邏輯錶達式時有多麼重要。我嘗試用真值錶來驗證德摩根定律,發現無論輸入如何變化,等式兩邊的結果總是相同的。這種數學上的嚴謹性,讓我逐漸對邏輯代數産生瞭敬畏。 隨後,書本開始引入“最小項展開式”(Sum of Products, SOP)和“最大項展開式”(Product of Sums, POS)。我花瞭大量的精力去理解這兩個概念,以及如何將一個給定的邏輯函數,轉換成這兩種形式。書本上給齣的推導過程,往往涉及多步的邏輯運算和變量代換,需要我非常細心地跟著計算,稍有不慎,就會齣現錯誤。我記得有一次,我嘗試將一個三變量的邏輯函數化簡,結果得到的SOP錶達式,與書本上的答案完全不同。我不得不一步步地迴溯我的計算過程,檢查每一個代換和化簡是否正確。 更讓我感到“頭皮發麻”的是,當書本開始介紹“門電路的實現”時,它會涉及到一些半導體器件的物理原理。雖然沒有深入到晶體管的詳細工作特性,但它會說明,為什麼一個AND門可以用兩個晶體管來實現,而一個NAND門隻需要一個晶體管。這種從抽象的邏輯功能,到具體的物理實現,跨越式的講解,讓我感覺既驚奇又有些難以消化。我需要將之前學到的邏輯代數知識,與這些新的物理概念聯係起來。 然而,正是這些“頭皮發麻”的理論推演,讓我對數字電路有瞭更深入的理解。當我能夠通過邏輯代數的定律,將一個復雜的邏輯錶達式化簡到最簡形式時,我感覺自己像是掌握瞭一門“魔法”。當我理解瞭為什麼一個NAND門是“萬能門”,可以實現所有其他的邏輯門時,我仿佛看到瞭數字電路設計的“基石”。 這本書,就像一位嚴謹的數學傢,它要求你用嚴密的邏輯和精確的計算去理解數字電路。它沒有給捷徑,但它循序漸進地引導你,讓你在一次次的推演和計算中,逐漸“心領神會”到數字電路的內在邏輯。它讓我明白,技術背後的理論支撐,纔是真正強大的力量。

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“數字電路與邏輯設計(第2版)”—— 那些讓我“卡住”又“頓悟”的時刻 坦白講,我當初拿到這本“數字電路與邏輯設計(第2版)”時,心中是懷揣著一份忐忑的。我預設瞭它會是一本難度不小的書,但萬萬沒想到,它所帶來的挑戰,遠比我想象的要深刻和“摺磨”。不過,也正是這份“摺磨”,讓我收獲瞭遠超預期的“頓悟”。 我至今仍然清晰地記得,在學習“組閤邏輯電路”的最小項(minterm)和最大項(maxterm)概念時,我陷入瞭長久的睏惑。書本的講解非常嚴謹,列齣瞭復雜的公式和定義,但對於我來說,它們就像是天書。我反復閱讀瞭那幾個章節,嘗試理解最小項是如何代錶一個邏輯函數的特定輸入組閤,以及最大項又是如何錶示一個邏輯函數在特定輸入組閤下的輸齣為0。但是,每次嘗試自己去列齣某個函數的最小項錶達式時,總是會遺漏一些組閤,或者將它們寫錯。 我當時一度懷疑自己是否真的適閤學習數字電路,這種基礎的概念就卡殼,後麵更復雜的理論豈不是更難?我花瞭整整一天的時間,隻是為瞭搞懂“最小項”和“最大項”之間的關係,以及它們如何用於邏輯函數的錶示和化簡。我翻閱瞭書中關於邏輯代數運算的附錄,又上網查閱瞭一些相關的解釋,纔勉強算是對它們有瞭一個模糊的認識。當我終於能夠自己列齣某個三變量函數的最小項錶達式時,那種如釋重負的感覺,真的是無比美妙。 而這種“卡住”的感覺,在學習“時序邏輯電路”時,也反復齣現。特彆是關於“狀態機”(state machine)的設計部分。書本介紹瞭有限狀態機(FSM)的兩種模型:摩爾(Moore)模型和米利(Mealy)模型。作者詳細地講解瞭如何繪製狀態轉移圖,如何編寫狀態轉移錶,以及如何根據這些信息生成邏輯電路。但是,當我嘗試自己設計一個簡單的交通信號燈控製器時,就發現問題多多。 首先,如何定義狀態?交通信號燈有紅燈、黃燈、綠燈,但這僅僅是輸齣。狀態需要考慮的是“等待”和“切換”的過程。我需要定義哪些是“當前狀態”,以及在接收到外部信號(比如車輛傳感器)後,應該“轉移”到哪個“下一個狀態”。我花瞭很長時間來梳理這些邏輯關係,在草稿紙上畫瞭無數個方框和箭頭,試圖將我的想法具象化。有時候,我設計的狀態圖,邏輯上是通順的,但當我嘗試將其轉換為狀態轉移錶時,就會發現有狀態缺失,或者轉移條件不完整。 更讓我頭疼的是,如何將狀態轉移錶轉換成實際的邏輯電路。我需要根據狀態和輸入,去確定下一狀態的觸發器應該是什麼值,以及輸齣信號應該是什麼。這涉及到大量的邏輯錶達式的推導。我記得有一次,我設計齣來的交通信號燈控製器,在某種組閤下,會一直停留在黃燈狀態,無法正常切換到綠燈。我不得不迴到書本,重新審視關於狀態編碼、觸發器選擇、以及輸齣邏輯的講解。 然而,就是這種一次又一次的“卡殼”和“糾結”,反而讓我對數字電路的理解更加深刻。每一次的“頓悟”,都像是在黑暗中點亮瞭一盞燈,讓我看到之前模糊不清的邏輯關係。這本書,就像是一位嚴格的導師,它不給你捷徑,但它會確保你每一步都走得紮實。當我最終成功設計齣一個能夠模擬真實交通信號燈工作原理的電路時,那種成就感,是任何其他輕鬆學習方式都無法比擬的。它讓我明白,真正的掌握,往往來自於對睏難的剋服,來自於對細節的打磨。

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