21世纪高等院校电气信息类系列教材：数字电路逻辑设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李云 等 著

图书标签:

• 数字电路
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• 电气信息
• 21世纪
• 电子技术
• 计算机组成原理
• 电路分析
• 半导体

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111213635

版次：1

商品编码：10434791

品牌：机工出版

包装：平装

出版时间：2007-07-01

用纸：胶版纸

页数：243

字数：388000

内容简介

《21世纪高等院校电气信息类系列教材：数字电路逻辑设计》全面介绍了数字电路、脉冲电路和数字系统中常用电路及基本模块的工作原理、分析方法及设计方法。全书共10章，包括数制与编码、逻辑函数及其化简、集成逻辑门、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、可编程逻辑器件与VHDL基础、脉冲单元电路、数／模与模／数转换器等内容，同时还介绍了一些常用的小规模、中规模、大规模集成器件妁功能及应用。每章均选用了较多的典型实例，并配有相当数量的习题。
《21世纪高等院校电气信息类系列教材：数字电路逻辑设计》可作为高等院校通信、电子工程、计算机技术、自动控制等专业的技术基础课教材，也可供相关专业的工程技术人员参考。

目录

出版说明
前言
第1章 数制与码制
1.1 数字信号与数字电路
1.2 数制
1.3 码制
1.4 本章小结
1.5 习题

第2章 逻辑函数及其化简
2.1 逻辑代数的基本运算
2.2 逻辑代数的基本定律和基本规则
2.3 逻辑函数的两种标准形式
2.4 逻辑函数的化简
2.5 本章小结
2.6 习题

第3章 集成逻辑门
3.1 概述
3.2 TTL集成逻辑门
3.3 CMOS门电路
3.4 集成逻辑门电路的分类
3.5 本章小结
3.6 习题

第4章 组合逻辑电路
4.1 组合逻辑电路的分析
4.2 组合逻辑电路的设计
4.3 常用MSI组合逻辑器件及应用
4.4 组合逻辑电路中的竞争与冒险
4.5 本章小结
4.6 习题

第5章 触发器
第6章 时序逻辑电路
第7章 半导体存储器
第8章 可编程逻辑器件与VHDL基础
第9章 脉冲波形的产生与变换
第10章 D/A和A/D转换器
参考文献

前言/序言

数字逻辑设计——理论、方法与实践 本书致力于为读者构建一个坚实、系统的数字逻辑设计知识体系。在信息技术飞速发展的今天，数字逻辑电路作为现代电子系统的基石，其重要性不言而喻。从微处理器、FPGA到各种嵌入式系统，无不依赖于高效、可靠的数字逻辑设计。本书旨在深入浅出地讲解数字逻辑设计的核心概念、关键技术和实际应用，帮助读者掌握从理论分析到电路实现的全过程，为未来在集成电路、嵌入式系统、计算机体系结构等领域的深入学习和研究打下坚实基础。 第一部分：数字系统基础与逻辑代数 本部分将带领读者从最基础的层面认识数字世界。我们首先会介绍数字信号与模拟信号的本质区别，以及数字技术在现代社会中的广泛应用，通过具体案例展示数字逻辑电路如何驱动着我们身边的各种设备。随后，我们将重点聚焦于布尔代数，这是数字逻辑设计的数学语言。我们将详细阐述逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的功能、真值表和逻辑表达式，并介绍它们在数字电路中的基本构成作用。 紧接着，本书将深入讲解逻辑代数的基本定律和定理，如交换律、结合律、分配律、德摩尔根定律等。通过大量实例，我们将演示如何运用这些定律来化简复杂的逻辑表达式，这是设计高效、经济的数字电路的第一步。书中还将引入卡诺图（Karnaugh Map）这一强大的可视化工具，教授读者如何使用卡诺图系统地化简含有多个变量的逻辑函数，并分析不同化简方法（如最小项、最大项）的优劣。 此外，本部分还将初步探讨数字电路的表示方法，包括逻辑图、时序图和状态图等，为后续更复杂的电路设计打下基础。读者将了解不同表示方式的含义和相互转换，从而能够清晰地理解和表达数字逻辑电路的功能。 第二部分：组合逻辑电路设计与分析 在掌握了逻辑代数的基础后，本部分将进入组合逻辑电路的设计与分析。组合逻辑电路由逻辑门组成，其输出仅取决于当前的所有输入，不包含记忆功能。我们将详细介绍各类重要的组合逻辑电路模块，包括： 译码器（Decoder）和编码器（Encoder）：讲解它们的工作原理，如何实现地址译码、数据编码等功能，并通过实际应用案例（如ROM、键盘输入）进行说明。 多路选择器（Multiplexer/Mux）和分路选择器（Demultiplexer/Demux）：深入分析它们的选择机制，如何用于数据路由、信号选择等，并阐述其在通信系统和数据传输中的重要作用。 加法器（Adder）和减法器（Subtractor）：从半加器、全加器开始，逐步讲解串行加法器、并行加法器（如行波进位加法器、超前进位加法器）的设计，以及如何构建减法器。我们将分析不同加法器在速度和硬件资源上的权衡。 比较器（Comparator）：介绍如何设计比较器来判断两个数字的大小关系，并分析其在控制系统中的应用。 数码显示电路：讲解如何将二进制数据转换成适合人眼识别的七段数码管显示，包括BCD码和七段码的转换。 本书将详细讲解组合逻辑电路的设计流程，包括需求分析、逻辑函数导出、逻辑化简、电路实现和性能分析。我们将强调如何根据具体应用场景选择合适的逻辑门和电路结构，以达到最佳的性能和资源利用率。同时，针对已有电路，我们将教授如何进行逻辑功能分析，准确理解其工作原理。 第三部分：时序逻辑电路设计与分析 时序逻辑电路是数字逻辑设计的另一个核心分支，其输出不仅取决于当前输入，还依赖于电路过去的输入状态，即包含记忆功能。本部分将系统地介绍时序逻辑电路的基本单元和设计方法。 触发器（Flip-Flop）：我们将从最基本的SR锁存器开始，逐步介绍D触发器、T触发器、JK触发器等不同类型的触发器，详细讲解它们的触发方式（电平触发、边沿触发）、状态转移图和特性方程。本书将重点分析同步和异步触发器的区别及其应用场景。 寄存器（Register）：介绍如何用触发器构建寄存器，用于存储多个二进制位的数据，并讲解移位寄存器（左移、右移、循环移位）和并行加载寄存器的设计与应用。 计数器（Counter）：我们将深入讲解异步计数器和同步计数器的设计原理，包括行波进位计数器、二进制计数器、十进制计数器、移位寄存器计数器等。本书还将介绍任意模计数器的设计方法，以及计数器在分频、定时、状态机控制等方面的应用。 有限状态机（Finite State Machine, FSM）：这是时序逻辑设计中的关键概念。我们将详细介绍摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型有限状态机的区别，包括状态编码、状态转移表、状态图的绘制和分析。本书将通过大量实例，如交通灯控制器、序列检测器、握手协议等，指导读者如何将实际问题转化为有限状态机模型，并进行硬件实现。 在时序逻辑电路分析部分，我们将教授如何根据电路图和时钟信号，准确推导出时序逻辑电路的状态转移和输出序列，并识别潜在的时序问题，如竞争冒险（Race Condition）和亚稳态（Metastability）。 第四部分：存储器与可编程逻辑器件 现代数字系统离不开高效的存储单元和灵活的实现平台。本部分将重点介绍各种类型的存储器和可编程逻辑器件（PLD）。 存储器（Memory）：我们将讲解半导体存储器的基本原理，包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。详细介绍SRAM和DRAM的结构、读写操作以及它们在系统中的应用。对于ROM，我们将介绍掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦写可编程ROM（EPROM）、电擦写可编程ROM（EEPROM）等不同类型及其特点。 可编程逻辑器件（PLD）：PLD是实现数字逻辑设计的关键硬件平台。我们将介绍PLA（可编程逻辑阵列）、PAL（可编程阵列逻辑）和GAL（通用阵列逻辑）等早期PLD器件的结构和编程原理。 现场可编程门阵列（FPGA）：FPGA作为当前主流的可编程逻辑器件，本书将给予重点介绍。我们将讲解FPGA的基本架构，包括查找表（LUT）、触发器、布线资源和I/O块。我们将介绍FPGA的开发流程，包括硬件描述语言（HDL）的使用（Verilog或VHDL），综合（Synthesis）、布局布线（Place and Route）和比特流生成等过程。本书将通过实际的FPGA设计案例，展示如何将组合逻辑和时序逻辑功能映射到FPGA上，实现复杂的数字系统。 第五部分：硬件描述语言（HDL）与EDA工具 现代数字逻辑设计高度依赖硬件描述语言（HDL）和电子设计自动化（EDA）工具。本部分将填补这一关键环节。 硬件描述语言（HDL）：本书将侧重于介绍Verilog HDL（或VHDL，可根据实际情况选择）。我们将从基本语法开始，讲解模块定义、信号声明、数据类型、运算符、过程语句（always块）、可综合语句（assign, case, if-else）等。本书将强调如何使用HDL来描述组合逻辑和时序逻辑电路，并演示如何通过HDL代码实现前面章节介绍的各种逻辑功能。我们将深入讲解HDL建模的层次化（行为级、寄存器传输级、门级）和可综合性原则，为读者提供编写高效、可综合HDL代码的指导。 EDA工具：我们将介绍典型的EDA工具链，包括仿真器、综合器、适配工具（用于FPGA）。重点介绍如何使用这些工具来验证HDL设计的正确性，将HDL代码映射到目标硬件，并最终生成可下载到FPGA或ASIC的配置文件。本书将通过一个贯穿全书的综合设计项目，指导读者完整地体验一次从需求到硬件实现的EDA流程。 第六部分：进阶主题与实际应用 在掌握了数字逻辑设计的基础和工具后，本部分将拓展到更广泛的实际应用和一些进阶主题。 时序问题与优化：我们将更深入地探讨时序分析，包括时钟周期、建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）的概念，以及如何识别和解决时序违规。本书将介绍一些常用的时序优化技术，如流水线（Pipelining）和状态机优化。 逻辑综合：将更详细地介绍逻辑综合的原理，以及如何在HDL代码层面指导综合器生成更优化的电路，以满足面积、速度和功耗的要求。 数字信号处理（DSP）基础：简要介绍数字信号处理在数字逻辑设计中的应用，如滤波器、FFT等算法的逻辑实现思路。 嵌入式系统中的数字逻辑：探讨数字逻辑电路在嵌入式系统中的典型应用，如微控制器接口、通信协议实现（SPI, I2C）、数据采集系统等。 ASIC与FPGA设计比较：对比专用集成电路（ASIC）和FPGA在设计成本、性能、灵活性和上市时间等方面的优缺点，帮助读者理解不同应用场景下的设计选择。 学习方法与建议 本书不仅注重理论知识的讲解，更强调实践操作。建议读者在学习过程中，结合所选用的EDA工具和开发板（如FPGA开发板），动手实践书中的每一个例子。从简单的逻辑门电路到复杂的嵌入式系统原型，通过实际的逻辑设计、仿真和硬件实现，能够加深对理论知识的理解，并培养解决实际问题的能力。 总结 《数字逻辑设计——理论、方法与实践》旨在为读者提供一个全面、深入的数字逻辑设计学习体验。本书内容涵盖了从基础逻辑代数到高级FPGA设计，从理论推导到工程实践的各个方面。通过系统的学习，读者将能够独立完成数字逻辑电路的设计、分析和实现，为在电子工程、计算机科学及相关领域的进一步发展奠定坚实的基础。本书适合高等院校电子信息类、计算机类等专业的学生，以及从事相关领域工作的工程师和研究人员。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我拿到这本书的时候，并没有抱太大的期望，毕竟“系列教材”这种东西，质量参差不齐是很常见的。然而，当我翻开这本《数字电路逻辑设计》时，我还是被它的“惊喜”震撼了。这本书最大的问题在于，它似乎将所有的理论知识一股脑地堆砌在读者面前，却没有任何条理和逻辑。每一章节都像是一堆孤立的知识点，没有上下文，没有过渡，更没有清晰的脉络。我试图理解一个基本逻辑门的工作原理，结果发现作者给出的解释用了大量晦涩难懂的术语，并且频繁地引用一些我从未听说过的符号和公式，仿佛在考验我的耐心和智商。更令人沮丧的是，书中提供的例题更是让人抓狂，要么过于简单，要么过于复杂，完全脱离了教学的实际需求。我感觉自己像是在一本百科全书里随机抽取片段来学习，根本无法形成一个完整的知识体系。学习一门技术，最重要的是理解其背后的思想和应用，而这本书恰恰在这方面做得非常糟糕。它更像是一本“知识的陈列室”，而不是一本“学习的指南”。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷，是想系统地学习数字电路逻辑设计的基础知识，为后续更深入的学习打下坚实基础。然而，这本书带给我的却是一连串的失望。首先，书中的内容组织非常混乱，章节之间的衔接生硬，很多重要的概念被分散在不同的地方讲解，导致读者难以形成完整的认知。例如，讲解全加器的部分，作者似乎故意将与非门、或门等基础逻辑门的组合方式隐藏起来，只给出了一个最终的结构图，这对于初学者来说是极其不友好的。其次，书中的例题设计得非常不合理，要么是一些过于抽象、脱离实际的理论推导，要么是一些计算量巨大、毫无意义的练习。我尝试着按照例题的步骤去完成，结果发现很多地方的计算都充满了错误，或者得出的结果与预期完全不符。更让我无法接受的是，书中对一些关键概念的解释含糊不清，缺乏深入的剖析。比如，关于时序逻辑电路的介绍，作者只是简单地提到了触发器和状态机，却对它们的内部工作原理和设计方法避而不谈，这使得读者很难真正理解数字电路设计的精髓。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的整体感受就是“浅尝辄止”。它似乎想涵盖数字电路逻辑设计的方方面面，但又止步于最表面的介绍。例如，在讲解组合逻辑电路时，作者简单介绍了真值表、卡诺图等化简方法，但对于如何根据实际需求选择合适的化简方法，以及不同化简方法之间的优劣，都没有进行深入的探讨。同样，在涉及时序逻辑电路的部分，书中只是简单地罗列了D触发器、JK触发器等几种基本类型，对于如何设计更复杂的时序逻辑电路，例如状态机、计数器等，则缺乏详细的步骤和指导。我感觉这本书更像是一本“入门指南”的“目录”，它列出了很多需要学习的知识点，但却没有提供足够的深度和广度来帮助读者真正掌握这些知识。想要真正理解数字电路逻辑设计，我需要阅读更多的参考资料，这本书显然无法满足我的需求。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是灾难！那种廉价的塑料感，配上毫无设计感的字体，一股浓浓的山寨气息扑面而来。我本来对“21世纪高等院校电气信息类系列教材”这个标题抱有一定期待，毕竟“21世纪”听起来就挺与时俱进的，但打开第一页，我的希望就如同被冷水浇灭。排版杂乱无章，图片模糊不清，仿佛是从上世纪某个期刊上生硬地复制粘贴过来的。更糟糕的是，书中充斥着大量过时的概念和理论，感觉像是穿越回了计算机刚刚起步的时代。很多逻辑门的设计原理讲解得含糊不清，例子也陈旧得可笑。我尝试着理解书中的某个章节，结果发现作者似乎根本没有站在读者的角度去思考，很多地方的逻辑跳跃得让人摸不着头脑。我甚至怀疑作者是否真的了解现代数字电路设计的最新进展。如果要用一个词来形容这本书，那就是“陈腐”。作为一本旨在培养未来电气信息领域人才的教材，它的内容和形式都远远落后于时代，只会误导学生。我强烈建议出版社重新审视这本书的质量，否则它只会成为教育界的“毒瘤”。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对数字电路设计充满兴趣的学生，我怀着极大的热情翻开了这本《数字电路逻辑设计》。然而，这本书的内容给我留下的印象，可以用“枯燥乏味”来形容。书中的语言风格过于学术化，充斥着大量冰冷的术语和公式，缺乏生动形象的描述，读起来如同嚼蜡。即使是对于一些非常基础的概念，作者也用了大量冗长的文字去解释，却未能抓住核心要点，反而让人感到更加困惑。更令人难以忍受的是，书中几乎看不到任何与实际应用相关的案例分析。数字电路设计作为一门实践性很强的学科，如果仅仅停留在理论层面，是很难让学生真正掌握的。我希望能够看到一些具体的电路设计实例，了解这些逻辑门是如何组合起来实现特定功能的，例如在计算机的算术逻辑单元、存储器接口等方面的应用。然而，这本书在这方面做得远远不够，它更像是一本理论教科书，而不是一本能够激发学生学习兴趣的工具书。