数字电子技术基础（机电系列） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈瑞 著

图书标签:

• 数字电子技术
• 电子技术
• 机电工程
• 电路分析
• 数字电路
• 基础电子学
• 模拟电路
• 半导体
• 电子工程
• 高等教育

出版社： 清华大学出版社 ，

ISBN：9787810829182

版次：1

商品编码：10485396

品牌：清华大学

包装：平装

开本：16开

出版时间：2007-01-01

页数：168

内容简介

《数字电子技术基础（机电系列）》是根据教育部颁发的高等学校工程专科电子技术课程教学基本要求编写的教材。在编写中注重实践应用及基本技能的训练。重视职业素质和创新精神的培养，以应用为目的，以必须够用为度。
全书共7章，覆盖了 “数字电子技术”的基本内容，包括数字电路基础、集成逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、半导体存储器和可编程逻辑器件、数模与模数转换器等。书中有适当的例题和习题，每章都有内容提要和小结，书末有部分习题答案。
《数字电子技术基础（机电系列）》可作为高等专科学校、高等职业学校，成人高等教育及本科院校举办的二级职业技术学院和民办高校的自动化类、电力技术类、电子信息类和通信类等相关专业的教材，也可供从事电子技术的工程技术人员学习与参考。

目录

第1章 数字电路基础
1.1 概述
1.2 逻辑代数的三种基本运算
1.3 复合逻辑函数
1.4 逻辑函数
1.5 逻辑代数的基本定律和规则
1.6 逻辑函数的代数化简法
1.7 逻辑函数的卡诺图化简法
1.8 具有无关项的逻辑函数及其化简
本章小结
习题

第2章 集成逻辑门
2.1 概述
2.2 TTL集成逻辑门
2.3 MOS集成逻辑门
2.4 集成逻辑门电路
2.5 集成逻辑门电路应用举例
本章小结
习题

第3章 组合逻辑电路
3.1 概述
3.2 组合逻辑电路的分析方法
3.3 组合逻辑电路的设计方法
3.4 常用组织逻辑电路及其应用
3.5 组合逻辑电路中的竞争冒险
本章小结
习题

第4章 时序逻辑
4.1 概述
4.2 触发器
4.3 触发器逻辑功能的转换
4.4 触发器选择和应用举例
4.5 计数器
4.6 寄存器和移位寄存器
4.7 时序逻辑电路分析方法
4.8 同步时序逻辑电路的设计方法
4.9 时序逻辑电路应用举例
本章小结
习题

第5章 脉冲波形的产生及整形
第6章 半导体存储器与可编程逻辑器件
第7章 数模与模数转换器
部分习题答案
附录A 常用逻辑符号对照表
附录B 数字集成电路的型号命名法

前言/序言

《集成电路设计与应用》 内容简介： 本书旨在为读者提供一个全面、深入的学习平台，使其掌握现代集成电路（IC）设计与应用的核心知识与技能。本书内容涵盖了从基础概念到高级应用的各个层面，注重理论与实践的结合，旨在培养具备扎实理论基础和创新实践能力的高级工程技术人才。 第一篇：集成电路设计基础 第一章：集成电路概述 本章将带领读者走进集成电路的奇妙世界。我们将从历史渊源讲起，梳理集成电路从诞生、发展至今的辉煌历程，理解其在现代科技革命中的关键作用。接着，我们将深入剖析集成电路的微观结构，包括半导体材料（如硅、锗、砷化镓）的特性、晶体管（MOSFET、BJT）的工作原理以及各种基本电子元件（电阻、电容、电感）在集成电路中的实现方式。通过本章的学习，读者将对集成电路的构成要素和基本运作原理建立起清晰的认识。 第二章：数字逻辑电路基础 数字逻辑是集成电路设计的基石。本章将系统介绍数字逻辑电路的基本概念，包括逻辑门（AND、OR、NOT、XOR、NAND、NOR）的设计与应用，以及它们如何组合实现复杂的逻辑功能。我们将详细讲解布尔代数及其化简方法，这是优化逻辑电路设计、降低功耗和提升性能的关键技术。此外，本章还将触及组合逻辑电路（如编码器、译码器、多路选择器、加法器）和时序逻辑电路（如触发器、寄存器、计数器）的设计原理，为后续更复杂的数字系统设计打下坚实基础。 第三章：超大规模集成电路（VLSI）设计流程 现代集成电路设计是一个高度复杂且系统化的工程。本章将详细介绍超大规模集成电路（VLSI）的设计流程，从需求分析、系统级设计、逻辑综合、电路仿真、版图设计，到物理验证、流片生产和封装测试的每一个环节。我们将重点讲解各种设计自动化（EDA）工具在流程中所扮演的角色，以及如何在各个阶段进行有效的协同与管理，确保设计的高效性和可靠性。 第四章：硬件描述语言（HDL） 硬件描述语言（HDL）是描述和设计数字集成电路的标准工具。本章将重点介绍两种最主流的HDL——Verilog和VHDL。我们将从基础语法入手，讲解如何使用HDL来描述组合逻辑和时序逻辑电路，如何进行行为级建模、数据流建模和结构级建模。通过大量的实例，读者将学会如何利用HDL进行功能仿真、时序仿真，以及如何将HDL代码综合成实际的门级网表。 第五章：电路仿真与验证 在集成电路设计过程中，仿真与验证是确保电路功能正确、性能达标的关键步骤。本章将深入探讨电路仿真的不同类型，包括功能仿真、时序仿真、模拟仿真和混合信号仿真。我们将讲解如何构建有效的测试平台，编写激励向量，以及如何分析仿真结果，发现并修正设计中的错误。此外，本章还将介绍形式验证等高级验证技术，它们能够提供比传统仿真更严格的正确性保证。 第六章：物理设计与版图 物理设计是将逻辑设计转化为可在晶圆上制造的物理布局和布线的过程。本章将详细讲解物理设计的各个方面，包括逻辑综合、布局、布线、时钟树综合（CTS）以及功耗优化。我们将探讨影响版图性能的关键因素，如互连延迟、串扰、功耗和信号完整性。读者还将了解晶体管级设计、单元库的使用以及版图的几何规则约束（DRC）和设计规则检查（LVS）。 第二篇：集成电路设计进阶 第七章：低功耗集成电路设计 随着移动设备和物联网的普及，低功耗设计已成为集成电路设计的核心关注点。本章将系统介绍各种低功耗设计技术，包括架构级、算法级、门级和晶体管级的低功耗策略。我们将深入探讨动态功耗（与开关活动有关）和静态功耗（与漏电流有关）的来源，并介绍多种降低功耗的方法，如时钟门控、电源门控、动态电压频率调整（DVFS）、多阈值电压（Multi-Vt）技术以及亚阈值电路设计。 第八章：高性能集成电路设计 追求更高的计算速度和数据吞吐量是高性能集成电路设计的永恒主题。本章将聚焦于提升集成电路性能的各种技术。我们将分析影响电路性能的关键因素，如延迟、面积和功耗之间的权衡。读者将学习到如何通过流水线技术、并行处理、缓存优化、分支预测、指令级并行（ILP）和数据级并行（DLP）等方法来提高电路的执行效率。此外，本章还将介绍超标量架构、多核处理器等高性能计算架构的基本原理。 第九章：信号完整性与电源完整性 在高速数字电路中，信号完整性（SI）和电源完整性（PI）问题对电路的可靠运行至关重要。本章将详细分析信号完整性问题，如反射、串扰、损耗和瞬态响应，以及电源完整性问题，如电压跌落（IR Drop）、电源噪声和瞬态电流。我们将介绍各种分析和仿真工具，以及如何通过合理的PCB布局、过孔设计、端接技术、去耦电容放置和稳健的电源分配网络（PDN）设计来解决这些问题。 第十章：数模混合集成电路设计 现代集成电路常常需要集成数字和模拟电路，实现更丰富的功能。本章将介绍数模混合集成电路（Mixed-Signal IC）的设计挑战与技术。我们将讲解模拟电路和数字电路在同一芯片上集成时可能遇到的问题，如电源耦合、地弹和时钟馈通。读者将学习到数模混合信号接口的设计，如模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC），以及数据采集系统和锁相环（PLL）等常用模块的设计原理。 第三篇：集成电路应用与前沿 第十一章：片上系统（SoC）设计 片上系统（System-on-Chip, SoC）是将一个完整的系统集成到单个芯片上的技术，是现代电子设备的核心。本章将深入探讨SoC的设计理念和关键技术。我们将讲解SoC的架构，包括中央处理器（CPU）、数字信号处理器（DSP）、图形处理器（GPU）、各种专用加速器（如AI加速器）、存储器、接口控制器和通信模块。读者将学习到如何进行SoC的系统级建模、总线接口设计（如AMBA协议）和片上互连网络（NoC）的设计。 第十二章：FPGA设计与应用 现场可编程门阵列（FPGA）作为一种高度灵活的硬件平台，在原型验证、小批量生产和特殊应用领域发挥着重要作用。本章将介绍FPGA的体系结构，包括查找表（LUT）、触发器、布线资源和I/O接口。读者将学习如何使用HDL语言为FPGA编写设计，以及如何利用FPGA开发工具进行综合、布局布线和下载。本章还将展示FPGA在通信、图像处理、人工智能等领域的实际应用案例。 第十三章：半定制与全定制设计 本章将对比分析半定制设计和全定制设计两种不同的集成电路设计方法。半定制设计利用预先设计好的标准单元库，能够加快设计速度并降低成本。全定制设计则通过手工设计晶体管级电路，可以实现最佳的性能、最低的功耗和最小的面积，但设计周期较长且复杂度高。我们将探讨在不同应用场景下选择哪种设计方法的考量因素。 第十四章：集成电路封装与测试 集成电路的设计完成后，还需要经过封装和测试才能最终成为可用的器件。本章将介绍各种集成电路封装类型，如DIP、SOP、QFP、BGA等，以及它们各自的特点和适用范围。我们将讲解集成电路测试的流程和方法，包括功能测试、直流测试、交流测试、参数测试和可靠性测试。本章还将探讨测试覆盖率和测试成本之间的关系。 第十五章：集成电路设计的前沿技术 本章将展望集成电路设计领域的最新发展趋势和前沿技术。我们将探讨三维集成电路（3D IC）、硅光子集成、忆阻器和神经形态计算等颠覆性技术。此外，本章还将关注人工智能（AI）在集成电路设计中的应用，如AI辅助设计、AI驱动的芯片架构优化等，以及未来集成电路在5G、物联网、自动驾驶、生物医学等领域的应用前景。 本书特色： 内容系统全面： 涵盖了集成电路设计从基础到进阶的各个方面，为读者构建完整的知识体系。 理论与实践结合： 强调实际应用，通过丰富的实例和设计流程的讲解，帮助读者理解理论知识在实际工程中的运用。 面向工程实践： 聚焦于当前集成电路设计领域的核心技术和热门话题，为读者未来的职业发展打下坚实基础。 语言清晰易懂： 采用严谨而又不失生动的语言，力求让不同背景的读者都能轻松掌握。 通过对本书的学习，读者将能够深刻理解集成电路的设计原理、流程和各种关键技术，并具备独立进行集成电路设计和应用的能力，为在集成电路产业及相关领域的发展奠定坚实的专业基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论体系非常完整，每个章节的过渡都很自然，就像一条条清晰的脉络，引导读者一步步深入理解数字电子技术的精髓。我喜欢它在讲解过程中，会时不时地引用一些经典的理论模型或者重要的公式推导，这让整个知识体系显得更加严谨和有说服力。阅读过程中，我感觉自己就像在跟着一位经验丰富的老师学习，他不仅告诉你“是什么”，更告诉你“为什么是这样”，而且还会不遗余力地为你梳理清楚前因后果。这种深入浅出的讲解方式，对于想要打牢基础的读者来说，简直是福音。虽然我还没有完全读完，但已经能感受到这本书在理论深度和广度上都达到了相当高的水平，对于想要系统学习数字电子技术的人来说，绝对是一个宝贵的参考资料，能够帮助建立起一个牢固且完整的知识框架。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计倒是挺用心的，封面的字体清晰，颜色搭配也比较稳重，一看就是那种适合长期放在书架上的类型。拿到手里感觉分量不轻，纸张的厚度也适中，翻阅起来不会有那种轻飘飘的感觉，触摸起来也比较顺滑，应该能经受住多次的查阅。我比较喜欢这种扎实的物理感受，毕竟现在很多书都做得太“轻”了，让人感觉不够有价值。我当时选择它，其实也是被它“机电系列”这个定位吸引了。我一直觉得，在实际应用中，光有理论是远远不够的，能够和机械、电子等学科结合，才是真正的“硬核”技术。所以，我期待这本书能在这方面有所突破，不仅仅是讲解基础概念，更能触及到一些工程实践中的集成和联动。虽然我还没有深入阅读，但仅从外观和初步的触感来看，它已经给我留下了一个不错的“第一印象”，让我对即将展开的阅读之旅充满期待，希望能从中获得一些实际的启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图质量确实很高，这一点不得不佩服。图表都非常清晰，线条流畅，就连一些比较复杂的电路图，也能看得一目了然。文字部分也采用了分栏设计，阅读起来不会感觉拥挤，而且重点内容的字体和颜色都有所区分，很容易捕捉到关键信息。我特别喜欢它在讲解一些抽象概念时，配有的示意图，往往能起到“一点就通”的效果，比单纯的文字描述要生动形象得多。我之前也看过一些技术书籍，但很多都存在图片模糊、排版混乱的问题，读起来很费劲，也容易产生误解。这本书在这方面做得相当出色，让人在阅读过程中有一种愉悦感，也更容易保持专注。虽然内容是否完全符合我的预期还有待深入了解，但单就这方面而言，已经让我觉得物有所值了。

评分☆☆☆☆☆

我本来是想找一本能快速上手，解决我当前项目遇到的一个具体技术难题的书，所以一开始是冲着“实用性”去的。在书店里翻了几页，发现它似乎更侧重于从非常基础的原理讲起，比如各种逻辑门的作用、时序电路的构成等等。这对我来说，可能有点太“慢热”了。我更希望看到的是一些结合了实际应用案例，甚至是针对某个具体行业（比如我做的那个自动化生产线控制系统）的解决方案。这本书的讲解风格比较学院派，每一步都讲得很透彻，但有时候会觉得少了点“火花”。我更喜欢那种能直接点拨到问题核心，或者提供一些“捷径”的技巧。当然，基础知识的重要性我也理解，也许深入下去之后，会有新的发现，但就目前为止，我还没有找到我期望的那种“灵光一闪”的时刻。这让我有点纠结，不知道是该继续啃下去，还是再找找别的更“接地气”的书籍。

评分☆☆☆☆☆

我当时选择这本书，很大程度上是因为它被放在“机电系列”的区域，而且封面上也写着“数字电子技术基础”，我以为它会侧重于介绍数字电路在机械和电子系统中的集成应用，比如一些传感器接口、驱动电路的设计，或者微控制器与外围设备的通信原理。我目前的工作涉及到的一个环节，就需要将数字信号转化为模拟控制信号，去驱动一些精密机械部件，所以我特别想找到这方面的实战指导。然而，翻阅之后发现，它对数字电路基础的讲解非常详尽，几乎是从最原始的门电路开始讲起，然后逐步过渡到逻辑功能单元、时序电路等。这固然是扎实，但对于我来说，这部分内容在我多年的学习和工作中已经比较熟悉了，我更感兴趣的是如何将这些数字电路的知识，巧妙地应用到复杂的机电一体化系统中，解决实际的工程问题。