21世紀高等院校電氣信息類係列教材：數字電路邏輯設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李雲 等 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
• 高等教育
• 教材
• 電氣信息
• 21世紀
• 電子技術
• 計算機組成原理
• 電路分析
• 半導體

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111213635

版次：1

商品編碼：10434791

品牌：機工齣版

包裝：平裝

齣版時間：2007-07-01

用紙：膠版紙

頁數：243

字數：388000

內容簡介

《21世紀高等院校電氣信息類係列教材：數字電路邏輯設計》全麵介紹瞭數字電路、脈衝電路和數字係統中常用電路及基本模塊的工作原理、分析方法及設計方法。全書共10章，包括數製與編碼、邏輯函數及其化簡、集成邏輯門、組閤邏輯電路、集成觸發器、時序邏輯電路、半導體存儲器、可編程邏輯器件與VHDL基礎、脈衝單元電路、數／模與模／數轉換器等內容，同時還介紹瞭一些常用的小規模、中規模、大規模集成器件妁功能及應用。每章均選用瞭較多的典型實例，並配有相當數量的習題。
《21世紀高等院校電氣信息類係列教材：數字電路邏輯設計》可作為高等院校通信、電子工程、計算機技術、自動控製等專業的技術基礎課教材，也可供相關專業的工程技術人員參考。

目錄

齣版說明
前言
第1章 數製與碼製
1.1 數字信號與數字電路
1.2 數製
1.3 碼製
1.4 本章小結
1.5 習題

第2章 邏輯函數及其化簡
2.1 邏輯代數的基本運算
2.2 邏輯代數的基本定律和基本規則
2.3 邏輯函數的兩種標準形式
2.4 邏輯函數的化簡
2.5 本章小結
2.6 習題

第3章 集成邏輯門
3.1 概述
3.2 TTL集成邏輯門
3.3 CMOS門電路
3.4 集成邏輯門電路的分類
3.5 本章小結
3.6 習題

第4章 組閤邏輯電路
4.1 組閤邏輯電路的分析
4.2 組閤邏輯電路的設計
4.3 常用MSI組閤邏輯器件及應用
4.4 組閤邏輯電路中的競爭與冒險
4.5 本章小結
4.6 習題

第5章 觸發器
第6章 時序邏輯電路
第7章 半導體存儲器
第8章 可編程邏輯器件與VHDL基礎
第9章 脈衝波形的産生與變換
第10章 D/A和A/D轉換器
參考文獻

前言/序言

數字邏輯設計——理論、方法與實踐 本書緻力於為讀者構建一個堅實、係統的數字邏輯設計知識體係。在信息技術飛速發展的今天，數字邏輯電路作為現代電子係統的基石，其重要性不言而喻。從微處理器、FPGA到各種嵌入式係統，無不依賴於高效、可靠的數字邏輯設計。本書旨在深入淺齣地講解數字邏輯設計的核心概念、關鍵技術和實際應用，幫助讀者掌握從理論分析到電路實現的全過程，為未來在集成電路、嵌入式係統、計算機體係結構等領域的深入學習和研究打下堅實基礎。 第一部分：數字係統基礎與邏輯代數 本部分將帶領讀者從最基礎的層麵認識數字世界。我們首先會介紹數字信號與模擬信號的本質區彆，以及數字技術在現代社會中的廣泛應用，通過具體案例展示數字邏輯電路如何驅動著我們身邊的各種設備。隨後，我們將重點聚焦於布爾代數，這是數字邏輯設計的數學語言。我們將詳細闡述邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的功能、真值錶和邏輯錶達式，並介紹它們在數字電路中的基本構成作用。 緊接著，本書將深入講解邏輯代數的基本定律和定理，如交換律、結閤律、分配律、德摩爾根定律等。通過大量實例，我們將演示如何運用這些定律來化簡復雜的邏輯錶達式，這是設計高效、經濟的數字電路的第一步。書中還將引入卡諾圖（Karnaugh Map）這一強大的可視化工具，教授讀者如何使用卡諾圖係統地化簡含有多個變量的邏輯函數，並分析不同化簡方法（如最小項、最大項）的優劣。 此外，本部分還將初步探討數字電路的錶示方法，包括邏輯圖、時序圖和狀態圖等，為後續更復雜的電路設計打下基礎。讀者將瞭解不同錶示方式的含義和相互轉換，從而能夠清晰地理解和錶達數字邏輯電路的功能。 第二部分：組閤邏輯電路設計與分析 在掌握瞭邏輯代數的基礎後，本部分將進入組閤邏輯電路的設計與分析。組閤邏輯電路由邏輯門組成，其輸齣僅取決於當前的所有輸入，不包含記憶功能。我們將詳細介紹各類重要的組閤邏輯電路模塊，包括： 譯碼器（Decoder）和編碼器（Encoder）：講解它們的工作原理，如何實現地址譯碼、數據編碼等功能，並通過實際應用案例（如ROM、鍵盤輸入）進行說明。 多路選擇器（Multiplexer/Mux）和分路選擇器（Demultiplexer/Demux）：深入分析它們的選擇機製，如何用於數據路由、信號選擇等，並闡述其在通信係統和數據傳輸中的重要作用。 加法器（Adder）和減法器（Subtractor）：從半加器、全加器開始，逐步講解串行加法器、並行加法器（如行波進位加法器、超前進位加法器）的設計，以及如何構建減法器。我們將分析不同加法器在速度和硬件資源上的權衡。 比較器（Comparator）：介紹如何設計比較器來判斷兩個數字的大小關係，並分析其在控製係統中的應用。 數碼顯示電路：講解如何將二進製數據轉換成適閤人眼識彆的七段數碼管顯示，包括BCD碼和七段碼的轉換。 本書將詳細講解組閤邏輯電路的設計流程，包括需求分析、邏輯函數導齣、邏輯化簡、電路實現和性能分析。我們將強調如何根據具體應用場景選擇閤適的邏輯門和電路結構，以達到最佳的性能和資源利用率。同時，針對已有電路，我們將教授如何進行邏輯功能分析，準確理解其工作原理。 第三部分：時序邏輯電路設計與分析 時序邏輯電路是數字邏輯設計的另一個核心分支，其輸齣不僅取決於當前輸入，還依賴於電路過去的輸入狀態，即包含記憶功能。本部分將係統地介紹時序邏輯電路的基本單元和設計方法。 觸發器（Flip-Flop）：我們將從最基本的SR鎖存器開始，逐步介紹D觸發器、T觸發器、JK觸發器等不同類型的觸發器，詳細講解它們的觸發方式（電平觸發、邊沿觸發）、狀態轉移圖和特性方程。本書將重點分析同步和異步觸發器的區彆及其應用場景。 寄存器（Register）：介紹如何用觸發器構建寄存器，用於存儲多個二進製位的數據，並講解移位寄存器（左移、右移、循環移位）和並行加載寄存器的設計與應用。 計數器（Counter）：我們將深入講解異步計數器和同步計數器的設計原理，包括行波進位計數器、二進製計數器、十進製計數器、移位寄存器計數器等。本書還將介紹任意模計數器的設計方法，以及計數器在分頻、定時、狀態機控製等方麵的應用。 有限狀態機（Finite State Machine, FSM）：這是時序邏輯設計中的關鍵概念。我們將詳細介紹摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型有限狀態機的區彆，包括狀態編碼、狀態轉移錶、狀態圖的繪製和分析。本書將通過大量實例，如交通燈控製器、序列檢測器、握手協議等，指導讀者如何將實際問題轉化為有限狀態機模型，並進行硬件實現。 在時序邏輯電路分析部分，我們將教授如何根據電路圖和時鍾信號，準確推導齣時序邏輯電路的狀態轉移和輸齣序列，並識彆潛在的時序問題，如競爭冒險（Race Condition）和亞穩態（Metastability）。 第四部分：存儲器與可編程邏輯器件 現代數字係統離不開高效的存儲單元和靈活的實現平颱。本部分將重點介紹各種類型的存儲器和可編程邏輯器件（PLD）。 存儲器（Memory）：我們將講解半導體存儲器的基本原理，包括隨機存取存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）。詳細介紹SRAM和DRAM的結構、讀寫操作以及它們在係統中的應用。對於ROM，我們將介紹掩膜ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦寫可編程ROM（EPROM）、電擦寫可編程ROM（EEPROM）等不同類型及其特點。 可編程邏輯器件（PLD）：PLD是實現數字邏輯設計的關鍵硬件平颱。我們將介紹PLA（可編程邏輯陣列）、PAL（可編程陣列邏輯）和GAL（通用陣列邏輯）等早期PLD器件的結構和編程原理。 現場可編程門陣列（FPGA）：FPGA作為當前主流的可編程邏輯器件，本書將給予重點介紹。我們將講解FPGA的基本架構，包括查找錶（LUT）、觸發器、布綫資源和I/O塊。我們將介紹FPGA的開發流程，包括硬件描述語言（HDL）的使用（Verilog或VHDL），綜閤（Synthesis）、布局布綫（Place and Route）和比特流生成等過程。本書將通過實際的FPGA設計案例，展示如何將組閤邏輯和時序邏輯功能映射到FPGA上，實現復雜的數字係統。 第五部分：硬件描述語言（HDL）與EDA工具 現代數字邏輯設計高度依賴硬件描述語言（HDL）和電子設計自動化（EDA）工具。本部分將填補這一關鍵環節。 硬件描述語言（HDL）：本書將側重於介紹Verilog HDL（或VHDL，可根據實際情況選擇）。我們將從基本語法開始，講解模塊定義、信號聲明、數據類型、運算符、過程語句（always塊）、可綜閤語句（assign, case, if-else）等。本書將強調如何使用HDL來描述組閤邏輯和時序邏輯電路，並演示如何通過HDL代碼實現前麵章節介紹的各種邏輯功能。我們將深入講解HDL建模的層次化（行為級、寄存器傳輸級、門級）和可綜閤性原則，為讀者提供編寫高效、可綜閤HDL代碼的指導。 EDA工具：我們將介紹典型的EDA工具鏈，包括仿真器、綜閤器、適配工具（用於FPGA）。重點介紹如何使用這些工具來驗證HDL設計的正確性，將HDL代碼映射到目標硬件，並最終生成可下載到FPGA或ASIC的配置文件。本書將通過一個貫穿全書的綜閤設計項目，指導讀者完整地體驗一次從需求到硬件實現的EDA流程。 第六部分：進階主題與實際應用 在掌握瞭數字邏輯設計的基礎和工具後，本部分將拓展到更廣泛的實際應用和一些進階主題。 時序問題與優化：我們將更深入地探討時序分析，包括時鍾周期、建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）的概念，以及如何識彆和解決時序違規。本書將介紹一些常用的時序優化技術，如流水綫（Pipelining）和狀態機優化。 邏輯綜閤：將更詳細地介紹邏輯綜閤的原理，以及如何在HDL代碼層麵指導綜閤器生成更優化的電路，以滿足麵積、速度和功耗的要求。 數字信號處理（DSP）基礎：簡要介紹數字信號處理在數字邏輯設計中的應用，如濾波器、FFT等算法的邏輯實現思路。 嵌入式係統中的數字邏輯：探討數字邏輯電路在嵌入式係統中的典型應用，如微控製器接口、通信協議實現（SPI, I2C）、數據采集係統等。 ASIC與FPGA設計比較：對比專用集成電路（ASIC）和FPGA在設計成本、性能、靈活性和上市時間等方麵的優缺點，幫助讀者理解不同應用場景下的設計選擇。 學習方法與建議 本書不僅注重理論知識的講解，更強調實踐操作。建議讀者在學習過程中，結閤所選用的EDA工具和開發闆（如FPGA開發闆），動手實踐書中的每一個例子。從簡單的邏輯門電路到復雜的嵌入式係統原型，通過實際的邏輯設計、仿真和硬件實現，能夠加深對理論知識的理解，並培養解決實際問題的能力。 總結 《數字邏輯設計——理論、方法與實踐》旨在為讀者提供一個全麵、深入的數字邏輯設計學習體驗。本書內容涵蓋瞭從基礎邏輯代數到高級FPGA設計，從理論推導到工程實踐的各個方麵。通過係統的學習，讀者將能夠獨立完成數字邏輯電路的設計、分析和實現，為在電子工程、計算機科學及相關領域的進一步發展奠定堅實的基礎。本書適閤高等院校電子信息類、計算機類等專業的學生，以及從事相關領域工作的工程師和研究人員。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是災難！那種廉價的塑料感，配上毫無設計感的字體，一股濃濃的山寨氣息撲麵而來。我本來對“21世紀高等院校電氣信息類係列教材”這個標題抱有一定期待，畢竟“21世紀”聽起來就挺與時俱進的，但打開第一頁，我的希望就如同被冷水澆滅。排版雜亂無章，圖片模糊不清，仿佛是從上世紀某個期刊上生硬地復製粘貼過來的。更糟糕的是，書中充斥著大量過時的概念和理論，感覺像是穿越迴瞭計算機剛剛起步的時代。很多邏輯門的設計原理講解得含糊不清，例子也陳舊得可笑。我嘗試著理解書中的某個章節，結果發現作者似乎根本沒有站在讀者的角度去思考，很多地方的邏輯跳躍得讓人摸不著頭腦。我甚至懷疑作者是否真的瞭解現代數字電路設計的最新進展。如果要用一個詞來形容這本書，那就是“陳腐”。作為一本旨在培養未來電氣信息領域人纔的教材，它的內容和形式都遠遠落後於時代，隻會誤導學生。我強烈建議齣版社重新審視這本書的質量，否則它隻會成為教育界的“毒瘤”。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我拿到這本書的時候，並沒有抱太大的期望，畢竟“係列教材”這種東西，質量參差不齊是很常見的。然而，當我翻開這本《數字電路邏輯設計》時，我還是被它的“驚喜”震撼瞭。這本書最大的問題在於，它似乎將所有的理論知識一股腦地堆砌在讀者麵前，卻沒有任何條理和邏輯。每一章節都像是一堆孤立的知識點，沒有上下文，沒有過渡，更沒有清晰的脈絡。我試圖理解一個基本邏輯門的工作原理，結果發現作者給齣的解釋用瞭大量晦澀難懂的術語，並且頻繁地引用一些我從未聽說過的符號和公式，仿佛在考驗我的耐心和智商。更令人沮喪的是，書中提供的例題更是讓人抓狂，要麼過於簡單，要麼過於復雜，完全脫離瞭教學的實際需求。我感覺自己像是在一本百科全書裏隨機抽取片段來學習，根本無法形成一個完整的知識體係。學習一門技術，最重要的是理解其背後的思想和應用，而這本書恰恰在這方麵做得非常糟糕。它更像是一本“知識的陳列室”，而不是一本“學習的指南”。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對數字電路設計充滿興趣的學生，我懷著極大的熱情翻開瞭這本《數字電路邏輯設計》。然而，這本書的內容給我留下的印象，可以用“枯燥乏味”來形容。書中的語言風格過於學術化，充斥著大量冰冷的術語和公式，缺乏生動形象的描述，讀起來如同嚼蠟。即使是對於一些非常基礎的概念，作者也用瞭大量冗長的文字去解釋，卻未能抓住核心要點，反而讓人感到更加睏惑。更令人難以忍受的是，書中幾乎看不到任何與實際應用相關的案例分析。數字電路設計作為一門實踐性很強的學科，如果僅僅停留在理論層麵，是很難讓學生真正掌握的。我希望能夠看到一些具體的電路設計實例，瞭解這些邏輯門是如何組閤起來實現特定功能的，例如在計算機的算術邏輯單元、存儲器接口等方麵的應用。然而，這本書在這方麵做得遠遠不夠，它更像是一本理論教科書，而不是一本能夠激發學生學習興趣的工具書。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感受就是“淺嘗輒止”。它似乎想涵蓋數字電路邏輯設計的方方麵麵，但又止步於最錶麵的介紹。例如，在講解組閤邏輯電路時，作者簡單介紹瞭真值錶、卡諾圖等化簡方法，但對於如何根據實際需求選擇閤適的化簡方法，以及不同化簡方法之間的優劣，都沒有進行深入的探討。同樣，在涉及時序邏輯電路的部分，書中隻是簡單地羅列瞭D觸發器、JK觸發器等幾種基本類型，對於如何設計更復雜的時序邏輯電路，例如狀態機、計數器等，則缺乏詳細的步驟和指導。我感覺這本書更像是一本“入門指南”的“目錄”，它列齣瞭很多需要學習的知識點，但卻沒有提供足夠的深度和廣度來幫助讀者真正掌握這些知識。想要真正理解數字電路邏輯設計，我需要閱讀更多的參考資料，這本書顯然無法滿足我的需求。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書的初衷，是想係統地學習數字電路邏輯設計的基礎知識，為後續更深入的學習打下堅實基礎。然而，這本書帶給我的卻是一連串的失望。首先，書中的內容組織非常混亂，章節之間的銜接生硬，很多重要的概念被分散在不同的地方講解，導緻讀者難以形成完整的認知。例如，講解全加器的部分，作者似乎故意將與非門、或門等基礎邏輯門的組閤方式隱藏起來，隻給齣瞭一個最終的結構圖，這對於初學者來說是極其不友好的。其次，書中的例題設計得非常不閤理，要麼是一些過於抽象、脫離實際的理論推導，要麼是一些計算量巨大、毫無意義的練習。我嘗試著按照例題的步驟去完成，結果發現很多地方的計算都充滿瞭錯誤，或者得齣的結果與預期完全不符。更讓我無法接受的是，書中對一些關鍵概念的解釋含糊不清，缺乏深入的剖析。比如，關於時序邏輯電路的介紹，作者隻是簡單地提到瞭觸發器和狀態機，卻對它們的內部工作原理和設計方法避而不談，這使得讀者很難真正理解數字電路設計的精髓。